初中科学概念建构性教学案例研究

发布时间：2016-06-29 22:08

1 引言

心理学观念认为概念是人脑对客观事物的本质特征的认识，概念学习意味着学习者掌握一类事物的共同本质属性[2]。哲学观念认为概念是思维的基本单位。可以从两方面来理解心理学和哲学角度对概念下的定义：第一，概念是思维的产物，若缺乏思维的过程，任何人都无法在头脑中形成概念，因此概念是区别于事实性知识的一类知识。第二，概念是思维的基础。概念是建构规律、原理等知识的基础，若一个人的头脑中缺乏基本的概念，就无法建立概念之间的联系，形成对规律、原理的理解和认识，更无法运用概念、规律、原理等解决生活中的实际问题。由此可知，概念在知识体系中主要体现基础和框架结构的作用，有着极其重要的价值。科学是一门研究各种自然现象,并寻找它们产生、发展的原因和规律的学科，科学概念作为科学思维的基础，是建构科学规律、原理，探究和解决科学问题的基石，研究表明，学生经历思维过程习得的科学概念对其科学知识的学习和科学探究能力的培养都能起到积极的促进作用，主要反应在：⑴科学概念可以帮助学生解释一些事实和现象；⑵科学概念可以帮助学生建构更高层次的规律、原理等知识，以解释、理解和解决生活中遇到的各种问题；⑶以理解为基础形成的科学概念框架可以较长时间地存在在学生头脑中，在今后的学习中可以不断地有条理地容纳一些事实性知识，也为建构新的科学概念提供平台。
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2 科学概念教学研究综述

2.1 国际研究现状与进展

21世纪初至今，学习理论和学习科学研究不断深入，社会迅速发展也对科学教学提出了更高的要求，概念教学的研究不再局限于概念本身，全局观与发展观的理念在概念教学中得到了体现，核心概念和学习进阶的研究得到了重视。2011年7月，美国颁布了《K-12年级科学教育框架:实践、跨领域概念和核心概念》，围绕科学和工程实践、跨学科概念、学科核心概念三个维度组织，其主要的特色之一就是强调K-12的科学和工程教育应把重点放在跨学科的一些重要概念和各学科有限数量的核心概念。随着科学研究的不断深入，核心概念的内涵和外延在不断丰富和拓展，，关于核心概念的呈现方式，核心概念的教学等的思考研究在不断深入。学习进阶就是一种帮助学生发展对核心概念的理解，建构良好的知识结构，深度理解科学概念，提高解决问题能力的概念学习方式。围绕核心概念和学习进阶的研究主要包括以下三个方面：⑴围绕核心概念构建和呈现学习进阶。⑵发现学生理解核心概念的真实的心理和思维过程。 ⑶开发学习进阶的评价工具。信息技术的迅速发展大大促进了教育的发展，通过计算机建构科学模型，模拟平常教学中无法观察到或实施的科学现象，创设科学探究的环境等对于概念教学都是积极的促进作用。[21]

2.2 我国研究现状与进展

我国科学教育领域关于概念教学的研究开始于 20 世纪 80 年代。这之前，整个主流的教育领域都没有对概念教学的专门研究。这主要是由于我国教学论的理论来源是赫尔巴特为代表的欧洲传统教学理论和前苏联凯洛夫为代表的马克思主义教学理论，并经过半个世纪的内化，形成具有中国特色的教学理论框架，主要包括教学过程、教学内容、教学原则、教学组织形式、教学方法、教学手段以及教学效果的检查与评定等。[23]该教学体系的特点之一是高度概括化和抽象化，未将学生要习得的知识按其特征和性质进行分类，概念教学仍然杂糅于其它教学内容中，没有专门化，缺乏独立的研究。

3 初中科学概念建构性教学的理论依据 ............... 9

3.1 建构主义理论......... 9
3.2 概念转变理论.............. 9
3.3 最近发展区理论.......... 10
3.4 有意义学习理论............ 10
4 初中科学概念建构性教学的模式构建 ......... 10
4.1 探查前概念........... 14
4.2 创境暴露前概念................ 15
4.3 建立认知冲突............. 16
4.4 建构科学概念.............. 16
4.5 深化概念理解........... 18
4.6 反思与评价............... 19
5 初中科学概念建构性教学的案例研究 ........... 19
5.1 案例一：指南针为什么能指方向 ......... 19
5.2 案例二：物质的溶解性 .............. 20
5.3 案例三：细胞 ....................... 25

5 初中科学概念建构性教学的案例研究

5.1 案例一：指南针为什么能指方向

如何实现识记磁现象向挖掘磁本质转化，将磁性、磁极、磁极间的相互作用、磁化等较基础级别的概念（或原理）围绕“磁”这一核心概念有机整合在一起，是进行教学设计的依据。“小磁针靠近强磁体先被排斥，再被吸引”是出现在作业本上的一道题，以往的教学过程中，这道题难住了很多同学，单从字面意思上看，它是对学生原有认知的否定，学生无法对此进行分析。这其实给了我一个警示，原来的教学模式是欠缺深度的，它没有帮助学生真正理解“磁”的相关概念，因此在遇到新问题时才会变得束手无策。概念教学的重心应放在概念转化上，其中很重要的一种转化是识记概念向理解概念转化。因此我将“小磁针靠近强磁体先被排斥，再被吸引”从作业本搬上了实验展示台，其实验现象起到建立学生认知冲突的作用，通过分析产生这一现象的原因考察和加深了学生对新建构的“磁”概念的理解。从教学的效果看，从现象到本质的概念转化方式有助于学生加深对科学概念的本质理解，也有利于科学概念的建构，提高了学生建构知识和解决实际问题的能力。

5.2 案例二：物质的溶解性

学生在小学时已学习过《物质在水中的溶解》一课，知道有些物质能溶于水，如食盐、蔗糖、墨水，有些物质不能溶于水，如石头、油等。知道搅拌、加热、研磨成小颗粒等能使物质溶解于水的速度加快。也学习了溶解这个词。但是在探寻前概念时，发现学生并没有真正理解溶解的概念，语词上易与融化相混淆，关于溶解能形成均一、稳定的溶液也是字面记忆，在遇到“喝的糖水，上层和下层是否一样甜”的问题上，还是不能得到准确的答案，认为搅拌能增大物质的溶解性等。针对这样的情况，教学设计将着重点放在溶解概念的理解和影响物质的溶解性因素的探究上。教学设计就从评价学生的前概念开始，师生就学生出现的一些常见的前概念展开讨论，产生错误前概念的学生表达答题的思路，有清晰概念的学生对错误概念进行纠正和评价，在听取其它同学的互评后，学生再作出自评。在评价的过程中暴露前概念，也尝试初步解决一些学生可以通过同伴互助纠正的前概念。后续的几个环节也是围绕实验探究展开，在同伴互评、自评、教师点评中实现概念的转化和巩固。
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6 结语

尽管经历了相关科学概念的学习，但是学生仍选择用前概念解决问题；⑵学生习得的科学概念无法解决新情境中的问题。这实际上体现了小学阶段科学概念学习的特点，重记忆，轻理解。这当然有学段本身限制的原因，但是也一定不能排除部分小学科学教师在概念教学的过程中过分强调概念记忆，忽视概念理解的情况存在。所以改变科学概念教学的理念显得尤为重要。本研究中三个案例的教学设计的初衷，均是围绕如何加深科学概念的理解、促进科学概念的建构展开的，辅以建构性教学模式的六个环节，通过“探寻前概念”深入了解学生的前概念，找到了教学的起点和难点；通过“创境暴露前概念”起到了概念引入和定向的作用，并让学生感知到自己前概念的存在；通过“建立认知冲突”使学生对前概念产生怀疑，打破了原有的认知平衡，思维被激活，使概念的转化成为可能；通过“建构科学概念”形成科学概念的框架，这一框架结构简单，但具有一定的灵活性和包容性，能容纳后续学习中遇到的相关的科学知识；科学概念的框架是以理解为基础建构的，是一个理论基础，通过“深化概念理解”这一环节，能使学生在对各种新问题的解决过程中加深对科学概念的理解，从而巩固建构形成的科学概念框架；通过“反思与评价”随时回望目标，回顾概念转化的过程，提高学生的元认知水平。

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参考文献（略）

本文编号：63475