科学概念和关注科学概念的形成

1、科学概念和关注科学概念的形 成科学概念和关注科学概念的形成发布时间：2 008- 9 - 2 711:17 : 26 来源： 点击率： 198自上个世纪60年代起，科学教育就被许多国家所重视, 并被列为国家核心课程。美国“ 2 06 1 ”计划甚至提出了“科学素养”的概念。随着人们认识的不断深入，“科学 素养”概念的内涵也日益丰富。科学课程标准解读对 科学素养的界定是：指对日常生活、社会事务以及个人决策 中所需要的科学概念和科学方法的认识和理解，并在此基 础上所形成的稳定的心理品质。该“解读”提取了科学素 养四个核心因素作为衡量指标，即科学兴趣、科学精神、科 学概念、科学方法。其中科学概念的教

2、学是培养学生科学 素养的关键之一。概念:是人们在反复实践和认识的过程中，将事物共同 的本质特点抽出来，加以概括，从感性认识飞跃到理性认 识就称为概念。美国哈佛大学教授兰本达曾经说过：所有的概念建立者 都有一个共同的特点，那就是在浩瀚事实中探求意义，探寻 一个概括的体系，把一个问题所有可能和特征包括进去。概念是指具有共同关键属性的一类对象、事件或性质。是代表一类享有共同特性的客体或事件的符号。由此可以看出，学生掌握一个科学概念，实质就是掌握了同类 事物的共同特征。审视这几年的科学课程改革，教师教学观念的转变直接导致 教学行为的转变:更加关注学生探究，更加关注学生主体，更 加关注科学研究的过程；在

3、“做”中学科学，在“玩”中学科 学，学生们的兴趣被激发起来。这些都是一些正向的变化。但 也应该发现，有些做法似乎矫枉过正了 :有些课重技能、轻知识，有些课重方法、轻概念。浜际上世界一些发达国家科学 教育工作者，十分重视从认知的角度来研究儿童科学概念的 形成和发展。相比之下，我国在这方面的研究则显得薄弱。从 我们现在使用的苏教版小学科学教材来看，它较重视的是学 生探究能力的培养，将探究作为主线之一，强调科学学习的过 程和亲身体验，相对弱化了科学知识的内在系统性和逻辑性。我们有很多教师在教学时或多或少地受它的影响，自己又不 注重挖掘教材内的本质东西，所以一节课上完，听的人根本不 明白讲的是什么。甚

4、至他自己也不清楚要讲清什么。苏教版 教材编写组从20 0 8年的“科学课”杂志上连续两期登载了小学科学教材中的科学概念的有关文章，列出了各个年 级各个单元中涉及到的科学概念。学生形成科学概念的过程，实质上是学生在探究的基础上对 同类事物共同特征的抽象和概括过程，是学生思维和解决问题本质的过程。在课堂教学中，如何面向全体学生，引导学生 开展探究性学习，指导学生从客观事物的诸多属性中舍弃 个别的、非本质的属性，抽象出共同的、本质的属性，把事物 的共同特征归结在一起，概括形成概念或一般的原理，是中高 年级科学教育必需深入研究的问题。科学概念与科学知识是什么关系呢？ 科学概念是组成科学知识的基本要素，

5、是科学知识结构的基 础。随着对科学课堂教学的不断深入，越来越多的老师逐渐认 识引领学生形成科学概念的重要性。因此，借助科学探究活动 有效地促进学生形成并掌握科学概念，是当前科学课堂的首 要任务。学生在科学探究中建构科学概念，不仅掌握了科学概念，同 时也发展了探究能力，形成了良好的情感、态度与价值观, 从而实现科学三维目标的达成。因此，我们应采取有效的措 施，在科学探究中关注科学概念的形成。一、了解学生已有的知识经验，为建构科学概念奠定基础学生学习科学概念其实是学生原有知识经验的重组,需要从具体到抽象、从感性到理性、从模糊到精确、从简 单到系统的发展过程。研究表明，学生在学习科学概念之 前，已经

6、通过日常生活中的观察和实践，获得了一些经验性的知识，它是学生建构新概念的基础，并且这种有关的知 识越丰富,对概念的建构和理解也就越容易。如第一节观 察水这一课，小学生根据平时与水的接触、观察、并通 过与其它液体的比较，对水已经有了一定的感性认识，像水 是没有颜色，透明的，接着在探究中进一步知道了水是无气 味、无味道的液体，这四点是水的本质特征。这是与其它 几种液体通过比较、观察、归纳、抽象、概括得出来的， 像象水没有固定的形状、会流动，以至下节课要学到的水 能溶解一些物体、有浮力、有毛细现象、有表面张力等， 这都不是水的本质特征，因为很多液体也有上述的功能。再如：四年级下册第四单元物体的形状改

7、变以后一课中学生对对橡皮筋、弹簧等物体施加力后能变长、撤 掉外力能恢复原来形状的现象都能知道些外，对什么是弹 性就不知道了。这里教师有必要让学生用橡皮筋、弹簧、 钢板尺、钢锯条、气球等物体实验后，引导学生得出弹性的 概念：“一个物体受到外力后，”进 而抽象出这些物体 的共同特征是一一“恢复原来状态”。“恢复原来状态” 也是它们的本质属性,例如：学生了解“动物”这一概念的水平，是和他们对动物知识知道的多少直接相关的。他们对动物的种类、 生活环境、习性、形态等方面的知道的越多，就越能舍弃动物的非本质特征而接近本质特征。对建构的科学概念就 越清晰。什么是建构主义理论呢？ 建构主义理论认为：学生是整个

8、教学过程中的“主角”和“中心”，教师是教学活动的组织者和引导者，为学生 建造自己的“知识结构”而架桥铺路。这就像学生要建造 一座房子，一个好的教师应该是一个建材超市经理，为学 生提供各种建筑材料，帮助他们设计草图，开办训练班，然 后让学生自己动手去“建造”房子。而不应该是一个房地 产经济人,先让工人把房子盖好,然后再卖（教）给学生。今天的第三节课荣志春老师在讲到让学生自己做一个地貌 模型前，先让学生自己设计制作一个什么样的模型，接着让 学生根据自己的设计到前边取自己需要的各种器材。然后 按着自己的设计制作模型。这一点很好的体现了建构主义 的观点。二、展开科学探究过程，帮助学生形成科学概念 学生

9、科学概念的发展要适应概念发展的顺序和学生个体科学要领发展的实际水平，要一步一步地发展。实践证 明，只有学生在科学的认识下，借助完整的科学探究过程， 通过亲身的探究和实践，科学知识在其心中才能真下获得 新生，才能获得“深层理解”并形成科学概念。1、激发思维，引入概念。在科学课中如何引入概念,直接关系到学生对概念的理解、接受。小学生学习概念一般从感知具体事物，获得 感性认知开始。因此，教师要善于创设问题情境，挖掘学生 的生活经历和经验，明确已有经验与科学概念之间的差异, 以便找准切入口，激发学生的思维，使学生产生积极主动的 学习新知识的欲望，是学生建构科学概念的前提，这样才能 进行有效的教学例如：

10、摩擦力是四年级下册教材中一个很重要的概念，如何引入这个概念，教师首先应当创设一个问题情境， 如提出“踢出去的球为什么一会儿自己便会停下来，骑着 的自行车不蹬了脚蹬子，为什么一会也会停下来” ？以激起 学生对平常不大注意的问题的探究兴趣；还可以这样，如有 的老师让学生做了这样两个动作，一是手在空气中来回移 动，二是把手掌放在桌面上搓，让学生体验手的感觉。学生 会说出手掌在桌面上移动比在空气中的移动费劲，接着老 师提出“这是为什么” ？有的学生能说出是有摩擦力，这是 学生已有的感性经验，但什么是摩擦力，学生并不清楚。这 时就需要教师通过一些实验活动来帮助学生认识摩擦力的 概念。我觉得做好活动的体验

11、、观察、感悟是关键。这时 教师应该板图，利用直观形象的图示来帮助学生理解摩擦力的概念。 （画图）（多说一句）为什么会产生摩擦力？ 这主要是两物体的接触面凸凹不平造成的。在这里为什么 我着重的说这个实验活动，因为咱们有很多老师在进行这 一课的教学时，摩擦力概念的得出非常简单，提出了一个 问题，马上就给出了摩擦力的概念。不在乎学生明白不明 白，弄懂了没有。我觉得这非常不利于学生实验分析能力、 思考能力的培养。所以几次的期末考试我都出了在图上要 求画出摩擦力的位置及力的方向的试题。2、直观操作，深化思维，理解概念。小学生对科学概念的学习和理解过程是和成人有区别 的。他们不能靠教师语言抽象地描绘而必须

12、通过自 己亲身 的体验和具体操作，通过看、听、嗅、触等感觉器官才能理 解科学概念中的内涵。这是小学生学习科学所用的内部思 维语言的一部分，我们教师必须清醒地认识到这一点。如 一个老师在讲本学期三年级第二单元“神奇的水” 一课中, 在让学生认识“溶解”这一概念时，老师说把方糖块放入 水中，猜一猜最后会怎样？学生猜了并做完实验后，汇报时 有的学生说：慢慢地变没了，水变甜了 ；还有的学生说，方糖 块变没了，沉入水里，慢慢消失了。这时老师马上说：对, 像方糖块这样慢慢地消失了，水变甜了的现象叫溶解。这样 给出的溶解概念大家说合不合适？我觉得这样的概念是不合适、不准确、不到位的。通过这样的探究活动最后应

13、使 学生知道:1、方糖块是消失了，但它化成了极小的肉眼看 不见的微粒还存在;2、如果通过搅拌最后会均匀地分布在 水里，具备了这样的两层意思才能叫溶解。如果再细细地探 究下去，水变甜了，说明第一滴水里都含有糖的微粒。把高 锰酸钾放入水中搅拌后使学生观察到整杯水都变紫红的实 验现象，通过视觉效果进一步明白溶解的概念。3、分析归纳、强化思维、形成概念学生对概念的理解是形成科学概念的中心环节，概念的 获得是学生经过分析、综合、比较、抽象、概括的结果。只有在概念引入之后，引导学生主动探索，激发、深化学生 思维，学生才能理解。比如，在学生建立“哺乳动物”概念的时候，我们先给学 生提供猫、金鱼、牛、狗、鸽子

14、、青蛙、猴子等动物的实 例，先让学生全面说说这些动物的外形。再让学生根据外形 给这些动物分类。然后再让学生比较猫、猴子、牛、狗在 繁殖喂养后代方面有什么共同点。通过学生比较、学生可 以发现：这些动物虽然颜色、大小、生活习性等方面有许多 不同，但也存在一相同点，如身体结构、繁殖、喂养后代的 方式。整个教学过程都是学生在分析、综合、比较、抽象、 概括中进行的，学生参与整个活动，这样才能准确把握了哺乳动物的共同属性，形成“哺乳动物”的概念。4、及时组织交流研讨，在归纳反馈中使科学概念精致化 在实践探究基础上获得的认识还属于感性层面，教师应及 时组织学生交流研讨，让学生自觉地对实践过程回顾、反 思、听

15、取、比较其它可能的解释，再次激发学生思维的参 与，进而抽象、综合事物的一般性质，再用语言加以描述，作 出概念的界定,使科学概念变得更加精致化。例如：5、在实际中运用概念,促进学生对科学概念的理解运用已形成的科学概念解决问题，是学习科学概念的目 的之一，也是检验学生对科学概念掌握的情况，更是加深学 生对科学概念的理解重要环节。只有通过运用，才能暴露 学生对科学概念理解上的缺陷，以便进一步地帮助学生对 科学概念的理解。有时，学生用自己描述性的语言界定科学概念时，语言不是那么科学、严谨。例如：在学生用电路检测器检测了 10多种物体后，发现这些物体里有的能使小灯泡发亮，有的 不能使小灯泡发亮，这就有了能导电和不能导电物体之分, 经总结得出导体和绝缘体的概念。类似上面的描述性表述， 教师要理解：这是建立在学生的经验基础上，亲身实践理解 所得，学生看着自己的实践成果被作为一节课的“实践结 晶”，所产生的价值是不可低估的。因此，教师要对一节课要构建的科学概念有较深的理解，甚至要理解更上一层 的核心概念，以便当学生出现对概念“另种”说法的时候， 能及时判断。如果学生描述的不够严密，与概念的本质特 征不是特别对应时，要积极引导、合理评价，切不可统统与 科学概念看齐，那些不是建立在学生理解基础上，单纯靠 生硬记忆的概念是没有价值的。发展、运用于概念于实际，是概念的具体化