怎样在科学课中帮助学生形成科学概念

1、怎样在科学课中帮助学生形成科学概念辽宁省沈阳市苏家屯区教师进修学校 闵莉【内容摘要】前概念在学生的学习中扮演着重要的角色，我们从对学生科学前概念的正确处理入手，借助完整的探究过程，帮助学生形成科学概念，再让学生应用科学概念解决实际问题，促进学生深化科学概念。让学生能在探究活动中真正构建科学概念，从而落实科学教学的三维目标。【关 键 词】 前概念 认知冲突 探究 科学概念概念是具有共同的关键属性的一类对象、事件、情境或性质。科学概念是指在教学过程中通过揭示概念的内涵而形成的概念，是自然科学知识构成的最基本的要素。科学知识的推衍、规则的建立都离不开科学概念。如果我们把小学科学课堂教学比喻成“过河”

2、，活动好比一艘船，带着学生从此岸到达彼岸的过程中使学生发展了知识、过程与方法、情感态度与价值观，而科学概念就好比这艘船的舵，掌握着船行使的方向，没有行使方向的船是到不了彼岸的，课堂上没有科学概念为主线，三维目标是无法达成的。学生的日常生活经验对事物的认识往往是粗浅的，有些甚至是错误的，由此而产生的概念的内涵受狭隘知识范围的限制。如果他们在探索世界的过程中没有被科学地加以引导，那么他们形成的那些观念，就有可能是非科学的，并且可能妨碍到孩子们以后的学习。学生掌握一个科学概念，实质上就是掌握同类事物的共同特征，况且科学概念是组成科学知识的基本单元，是科学知识结构的基础。因此，我们的课堂探究活动应该在

3、“科学概念”的引领下开展，引导学生用探究的方法形成概念，在形成概念的过程中发展科学素养。一、正确处理前概念，引导学生感知科学概念学生进入课堂的时候不是带着空白的头脑，而是带着对这个世界懵懂的认识，这些认识有正确的也有错误的。这种认识可以称为初始想法，或称之为前概念，它包含原有的经验和假设，但往往与概念的科学含义不一致。正确的前概念对学生的学习有促进作用，错误的前概念对学生的学习有阻碍作用，它使学生难以运用科学的眼光看问题，不能用科学的思维研究问题。因此教师要充分暴露学生的前科学概念，觉察学生的思维困境，教学时要以活动为载体，以学生的亲身实践、亲身体验为主线，让学生在亲身探究过程中去体会、去领悟

4、。1、引出问题，呈现错误概念。了解或诊断学生的前科学概念的最有效的方法是进行个别访谈。教师可以在课堂或课下专门地设计一些问题让学生去回答以论及自己的思想，以此获得学生的前科学概念。比如食盐在水里溶解了一课，可以让学生观察食盐和水，沙和水混合后的变化，很多学生都会说：“食盐在水里溶解了。”“你看到了什么认为食盐在水里溶解了呢？”学生认为变小了，消失了就是溶解的表现。这样教师就可以根据学生的前概念设计过滤分离、观察高锰酸钾的溶解过程等环节纠正学生的错误认识。2、学生经历认知冲突，消除错误的前概念改变学生错误的前概念是一件非常困难的事，有的前概念非常顽固，需要经过较长的时间才能得到转变。美国学者纳斯

5、伯姆和诺威克曾提出过“矛盾事件”的方法，具体的做法是：通过一定的方法暴露学生的前概念。使学生明确意识到他们和别的学生想法不同。让学生尝试解释一个矛盾事件，引起概念冲突。鼓励和引导进行认知调整，建立与科学概念相一致的新的概念模型。例如在连通气球一课中，教师提出将大小气球连通后会发生怎样的变化。学生们说出了自己的五种猜测，这是他们基于自己以前的概念作出的猜测，其中普遍认为大小气球连通后是会一样大的。可是在做实验时却发现大小气球不是这样变化的，而是大的更大，小的更小。这与学生原有的前概念发生了冲突，从而引发学生思考为什么会气球大的更大，小的更小？后又通过实验证明这是大气压力有关。可是又有新的问题产生

6、了：小气球为什么没有全瘪？经过进一步的认知冲突，最后得出了正确的科学概念。这样的例子在我们的科学教学中屡见不鲜，比如塞在杯底的纸团浸入水中后不湿等现象都是属于就一类别。3、要充分地尊重学生前概念在教学中要充分地尊重学生前概念。要把它们作为一种尝试性的解释加以处理，不能武断地否定掉一些“不科学”的前概念。教师要提供尽量多的机会，让学生亲自发现自己前概念中的错误之处。孰对孰错，让学生在后续的探究中自己去发现。这样，学生才会更有兴趣参与到探究活动中来。让他们自己去发现已有经验与事实间的不一致甚至矛盾之处，引发其认知冲突，促使其审视、反思并修正自己的经验和认识促使其在现有水平上获得进一步的发展和提高。

7、二、借助完整的探究过程，帮助学生形成科学概念学生科学概念的发展过程要遵循概念发展的顺序和学生个体科学概念发展的实际水平，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正获得新生，才能获得“深层理解”并形成科学概念。1、积累感性认识，初建科学概念感性认识是进行思维加工以形成科学概念的基本材料，是激发学生学习动机和兴趣的有效武器。感性认识不足，是学习科学概念的主要障碍。因此，要使学生更好地掌握科学概念，必须创造一个适应教学要求，借以引导启发学生挖掘问题、思考问题、探索事物的共同特征和本质属性的学习环境，使学生获得必要的、充分

8、的感性认识。例如，在指导学生探究毛细现象时，要求学生认识毛细现象发生的条件，水能沿有孔隙的材料上升，孔隙越小，水上升得越高，从而形成毛细现象的概念。教师设计了布条、木条、玻璃条、塑料条、铁条、铁架台、夹子、粗细不同的塑料管、橡皮筋等一组材料。这组材料中正反两面的例子是同样多的，他们能揭示与教学内容有关的现象，体现所要建立的概念，如玻璃片浸入水中，水不能沿它上升，而玻璃片夹玻璃片，由于两片玻璃之间有缝隙，水能沿缝隙上升，发生毛细现象，就为学生抽象概括和接下来的归纳推理提供了可感知的条件。当学生把这组材料的下端浸入红墨水中，就发现红墨水沿有些材料上升，而不沿另一些材料上升，此时教师提出问题：“你认

9、为水能沿材料上升，与材料的什么特点有关？”学生会七嘴八舌地提出自己的看法，教师再引导学生仔细观察材料，学生就会发现水能沿材料上升的有：玻璃片夹玻璃片，粗细不同的塑料管等都有孔隙，布条、木条的孔隙不明显，教师加以引导，学生也不难认识。这样像“软”、“薄”、“粗糙”等非本质的属性被舍弃。因为这里有并排出现的不能使水上升的反面的材料做对比，“有孔隙”这个本质属性就突现出来，被学生发现。这样学生根据事实归纳推理出毛细现象的概念,降低了探究的难度，为学生建立正确的毛细现象的概念创造了有利的条件。2、直观操作、深化思维、理解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

10、、抽象、概括的结果。只有在概念引入之后，引导学生自己主动探索，激发、深化学生思维，才能理解概念。例如：在马铃薯在水中是沉还是浮的一课中，教学的第一环节，教师让学生凭己有的知识经验进行成功预测：大马铃薯沉，小马铃薯浮，这是学生己有的生活经验：重的沉，轻的浮。紧接着让学生大失所望。大马铃薯浮起来了，小马铃薯沉下去了，此时，已有经验和事实之间的不一致，而产生了心理矛盾冲突。教师又让学生把大小马铃薯同时放入1号物体沉浮实验盒，再放入2号物体沉浮实验盒。大小马铃薯在1号物体沉浮盒中全部沉，在2号物体沉浮盒中全部浮。这样激化了学生认知冲突，也激活了学生的思维，于是产生了新的假设，物体的沉浮与其所浸放之中的

11、液体之间肯定存在着重要关系。教学活动就在充满矛盾、充满冲突充满疑惑的心态中展开了。使学生积极主动地进入了探究的第二个环节：想办法比较两个杯子里的液体，而实验结果又证明了他们的猜测，这样再次激发了学生探究科学的信心，带着自信，学生继续找盐水与清水的不同，这样一个问题解决了，而新的问题情境又产生了，激励学生去想办法，去实验。教师利用学生已有生活经验，通过密切联系实际，创设问题情景来消除学生原有理解与科学理解之间的差异，最终在教师的引领下，自主的建立起“更为科学”的新概念。发现了影响物体沉浮的秘密。改变液体的性质，可以改变物体在液体中的沉浮状态。3、分析归纳、强化思维、形成概念由于小学生的年龄特点和

12、认知水平，概念的抽象、概括、形成不是一次完成的，要经过一系列反复的过程。经过多层次的比较、分析、综合，才能真正发展学生的思维结构，让学生真正地理解概念。 声音的教学重点和难点就是让学生建立起“振动”的概念。“振动”这个概念很少会出现在学生头脑中，虽然他们也观察到了一些振动的现象，但他们却认为振动就是拍打、摩擦、敲击等许多方式中的一种。部分老师在讲解声音产生的原因时，会让学生讨论或者直接告诉学生，这样的结果可想而知，学生不可能建立起“声音是由于物体的振动而产生的。”的概念。那如何让学生科学地建立起“振动”的概念呢？教师可以先给学生提供多种乐器，让学生进行演奏。经过一一演示，学生发现这些物体发声的

13、方式不是唯一的。接着，教师再让学生进行总结：这些不同的发声现象和发声的方式有什么共同之处吗？这个问题是学生比较能力、概括能力的一次提升。在解决这个问题的过程中，学生的思维逐渐向“振动”的概念靠拢。在“振动”概念的提升过程中，学生进行了多层次的比较、分析、综合等活动，由表面的理解进入到概念的提升。三、应用科学概念解决实际问题，促进学生深化科学概念科学概念的运用是学习科学概念的目的，也是检验科学概念掌握情况的重要标志，还是加深对科学概念理解的重要环节。因为只有通过运用，学生才能真正掌握科学概念，同时，也才能让教师了解学生的对于概念的掌握情况，以便进一步有针对性的加以纠正、完善和深化学生对于科学概念的理解。如在绝缘体与导体这节课上，学生经过亲身的探究已经抽象出了绝缘体与导体的概念。教师突然又抛出了一个问题：同学们，你们用来记录实验现象的铅笔是绝缘体还是导体？一部分同学认为是导体（因为笔芯是导体），一部分同学认为是绝缘体（因为笔杆是绝缘体）。经过综合以后，同学们都达成了一致的意见：铅笔的笔芯是导体，笔杆是绝缘体。一个小小的问题，使学生巩固了已形成的科学概念，更重要的是学生学会了用形成的科学概念辨证地分析问题、解决问题。概念从实践中产生，也要在实践中得到检验和发展。学生对任何一个概念的认识，都不是一次完成的，他们每次所形成的一定水平的结论，还会随着学习的深