小学科学教学中学生前概念的研究.ppt

小学科学教学中学生前概念的研究,吉林市教育学院王辉,近年来，世界上很多国家，特别是一些西方国家的科学教育工作者，十分重视从认知发展的角度来研究儿童科学概念的形成和发展。他们的研究非常具体，他们的研究成果对小学科学教育的课程、教材和教法产生了重要影响。然而在以前我们的九年义务教育自然教学大纲和自然教材中，虽然所涉及的科学概念很多，但我国在这方面的研究却显得很薄弱，而如何将那些科学概念正确地教给儿童，使他们很好地理解和掌握，是儿童学习科学的关键。因此，在新课标的要求下，我们对科学教育中儿童概念学习的理论和实践作更多深入细致的研究，具有非常重要的意义。,什么是学生的前概念？,儿童在日常生活中通过积累经验而获得的概念，这类概念称为日常概念，也叫前概念。通过揭示概念的内涵而形成的概念，这类概念属于科学概念。,二、儿童概念获得的主要途径,儿童概念的获得主要通过两条途径：一是不经过专门的教学，在日常生活中通过积累经验而获得的概念，即日常概念(前概念)；二是在教学过程中，通过揭示概念的内涵而形成的概念，即科学概念。,小学科学教育的主要任务是要将儿童自发形成的日常概念，上升为一定层次的科学概念，使儿童在认识科学事物的过程中认识其真正的科学内涵。,三、儿童前概念与形成科学概念的关系,三、儿童前概念与形成科学概念的关系,前概念与科学概念可能一致，也可能有冲突，一致则前者有助于后者的学习，冲突则前者干扰后者的学习。,研究实验：概念得分和经验与智力之间的关系。,实验证明概念得分与经验丰富程度的相关高于概念得分与智力的相关。这说明智力较高的儿童，如果缺乏相应的知识经验，仍不易理解概念。,儿童前概念与科学概念的本质差异,首先，儿童的前概念是以人为中心的，并且基于日常的生活经验；而科学概念是应用抽象概括获得的。其次，儿童的前概念总是从直观出发，注重细节特征；而科学概念则从事物内部出发，强调本质属性。第三，儿童应用到概念中的语言是日常语言，而科学概念的语言是严密精确的。,“儿童通过各种渠道获得的有关科学的经验，以及在他们的各种好奇有趣的经历中，所形成的前概念，是他们形成科学概念的基础。”,正因为儿童前概念与科学概念具有的差异性，所以每一个需要儿童掌握的概念都需要我们进行非常细致和具体的研究。,四、儿童前概念转化为科学概念的实质和规律,从心理学角度说，所谓获得了科学概念，就是理解认识了事物的本质特征，并能正确区分事物的本质特征与非本质特征。,实验：当询问40个3岁半至8岁的儿童，月亮和树是不是活的，有没有生命时，50%以上的儿童认为树不是活的，没有生命；70%以上的儿童认为月亮是活的，有生命。,实验表明：在儿童的日常概念中并没有掌握生命的本质特征，而只是从直观、具体的观察出发，注意到了一些诸如“动与不动”的非本质特征。,要将儿童的前概念转化成为科学概念，其实质就是让儿童从原有的认知结构中走出来，重新认识事物的本质特征，并学会对事物的本质特征和非本质特征进行科学的区分和辨析。,儿童的前概念具有直观、具体等特征，而科学概念却是隐蔽、抽象的。,研究实验,实验选择了19个以词标志的关于天文、地理、气象等自然现象的概念，要求6岁至10岁的儿童对每个词做出定义性的说明。,儿童科学概念的形成，不是一下子就能实现的，而是要经过一个不断充实、改造与完善的过程。其规律是从不理解，到根据事物的表面特征进行描述，再到抓住事物的部分本质特征，最后到掌握事物的全部本质特征。,这实际上也就是儿童从前概念仅了解事物的表面具体特征向科学概念能揭露事物的本质特征转化的规律。,根据儿童的认知心理，结合概念转化的实质和规律，提出一套促进概念转化、重组的过程模式：,五、获得学生前概念的途径与方法,（一）绘制概念图,通常将有关某一主题不同级别的概念或命题置于方框或圆圈中，再以各种连线将相关的概念和命题连接，形成关于该主题的概念或命题网络。这种把概念之间的意义联系以科学命题的形式有机地联系起来的空间网络结构图，叫概念图。,概念图包括节点、连线、层级和命题4个基本要素。,节点表示概念；连线表示概念之间的陈述；命题是概念之间通过某个连接词而形成的意义关系；层级可有两层含义：第一，是指同一层面中的层级结构，即同一知识领域中的概念依据其概括性水平不同而分层排布，概括性最强的主级概念位于最上层，从属的逐级放在其下，而最下层为例证；第二，是不同层面的层级结构，即不同知识领域的概念图可以就某一概念实现超链接。,可以通过让被试学生使用概念图表示出一组相关概念之间的相互关系，来搜集其对该问题的前概念。有时候为了降低难度，也可以先由教师给出一张含有缺失项目的概念图，再由学生将其补充完整。,（二）实例访谈,实例访谈是指访谈者设计情境或举出某一实例对被试学生进行开放式访谈，并对学生的回答做弹性回应。,实例：关于溶解现象的一份访谈记录。,师：把一勺糖放到一杯透明的水中，会发生什么现象？生：糖消失了，变成糖水了。师：糖还在杯子里吗？生：在。师：那为什么我们看不见它了？生：它变成糖水了，所以就没有了。但其实它是在杯子里的！师：那它还是原来的糖吗？生：不是了。师：有什么不一样呢？生：你看不见它了，原来是糖，现在变成糖水分子了。师：好，如果我把它搅拌，搅拌得很均匀，你觉得杯子上面的水甜，还是下面的甜？师：为什么？师：搅匀了也会沉下来？师：好，那我再问你，如果这被糖水我们不喝，把它放几天，或者几个月，放几年，里面的糖会自己出来吗？师：会沉在底下，飘在上面，还是？师：为什么呢？,（三）概念访谈,访谈者将举出某一概念要求被试学生对此进行开放式访谈，并对学生的回答做弹性回应。,关于“植物”的前概念探查的两份访谈记录,（1）师：你听过植物这个名字吗？生1：听过。师：那你知道什么是植物吗？生1：树、花、小草.师：他们有什么共同的特点呢？或者说，我们可以总结一下，什么样的东西就是植物？生1：它们都是长在土里的。绿颜色的。师：前面你说到花是植物，可是我们知道像水仙花就是长在水里的呀。生1：在水里的也可以。师：就是说长在水里和土里的就是植物？生1：对。,(2)师：你听过植物这个名字吗？生2：听过。师：那你知道什么是植物吗？生2：松树、桃花、荷花师：你怎么会知道这么多种植物啊？生2：妈妈告诉我的。师：植物都有什么特点呢？生2：植物不会动。师：还有呢？生2：植物不用别人喂它吃东西，但是你要是天天给它施肥浇水它就长得更好。不管它，它也没有死。师：还有没有呢？生2：植物的名字里面都有“木”字旁或者是“草”字头，我们王老师说的。师：就是说植物不会动，不要别人喂，名字里面有固定的偏旁？生2：对！师：符合这三个条件的就是植物？生2：(沉吟了一会儿)应该是吧,（四）预测观察解释法,是指先由学生就给定情境做出预测(他们会以自身的前概念作为判断标准)，再在观察实验之后，由学生对其判断和现象之间的差别做出解释。,例子,这是植物系列专题的第一节课，教学对象是一年级的小学生，教学内容是观察种子。教师在上课时并没有按照传统教法直接出示挂图，带领学生辫认种子内部的子叶、胚芽、胚根等各个部分，而是发给学生每人一粒经过水泡的蚕豆，请学生在不打开蚕豆的条件下，预测蚕豆宝宝里面的模样。孩子们的答案五花八门：有人说，里面有一个小小的树苗一样的芽；有人说，里面是黑乎乎的泥土一样的东西；又有人说，里面住着一个小姑娘在一一记录了孩子们的不同答案之后，教师发给每个学生一枚安全刀片，让孩子们打开种子，看看里面究竟是什么样子的，同时验证自己的预测是否正确。孩子们在兴奋激动的心情下打开蚕豆，观察得非常仔细，这时教师又趁热打铁出示大挂图，和学生们一起认识讨论种子内部各部分的名称和用途，并再次让学生做出预测，种下去的种子，各个部分会长成植物的哪一部分。,（五）图示法,图示法是学生通过画图的方式表达出他们对某一概念或某一实验过程的理解。,人类的认知发展经过动作表征、映象表征和符号表征(其中最主要的符号是语言)。当学生的心理发展还不十分完善时，他们自己的意思可能不能完全清晰地通过语言传达，而画图可以更加简易地让孩子表达出自己的真实想法。,（六）词汇联想,请学生就给定的某一个词汇进行自由联想，并说明联想到其它词汇的具体原因，即它们与原词汇之间的关系。,（七）传统选择问卷,传统选择题可以分为单项选择题和多项选择题两种。选项一般由学生对相关内容的开放式问题的回答中较为典型的答案构成。,（八）二级原因选择问卷,在一级选择题增加了追问学生做出相应选择的原因二级选项，这样的题目形式被称为二级原因选择。,小学5、6年级学生对于“电池”概念前概念的二级选择试题：,1、电池内部里，“电”是否早已经聚集在一个专门储存的区域？（一级）()A是()B不是()C不知道2、你的想法或理由是：(注意只能选择一个)（二级）()A.电池内部中央区域是空心的，储存着透明看不到的电。()B.电池内部是一粒粒的铁沙或铁粉。()C.电池内部有一个微小的发电器。()D.电池内部是许多缠绕的电线或漆包线。()E.电池内部中央有一根棒状的物质，储存着电。()F.电池内部包含着多种不同的化学物质。()G.其它_。,六、在课程设计中应用学生前概念的一般策略,1、设计导入式问题一般来说：导入式问题的设计标准包括四条:用学生感到可以接受的语言，能够激发学习中的讨论及学生的问题意识，指向更宏观的基本问题和单元问题。,导入式问题的形式可能是多样化的，不仅可以通过文字提问的方式，在一些实验性较强的理科课程中，还可以充分利用设计课前实验引入教学内容。,2、搭建认知桥梁对于设计者来说，是要站在学生的立场上进行设计，而不是从他们自身的立场出发。,很多概念的建构对于学生来说，不可能通过直接定义一步到位地完成，而应根据理解的六个维度：解释、释译、运用、洞察、移情、自我认识，一步步给学生以铺垫，帮助他们建构相关知识。,通过层层搭建在学生已有知识经验和教学预期目标之间的认知桥梁，帮助他们扫清那些似懂非懂的前概念障碍。,七、促进儿童概念重组的关键方面,(一)提供充分的经验材料,在儿童概念重组之前，应该使儿童对于与该概念有关的事物有所了解，并且这种有关的知识越丰富，对概念的理解也就越容易。,(二)设计合适的刺激性问题,在儿童概念重组中，应该提出一系列刺激性间题，以便使儿童能够连续地比较概念的本质特征和非本质特征，使科学概念同他们的原有日常概念相互作用，产生冲突，这有利于促进科学概