关注学生前概念积极建构科学概念---以科学前概念为基点的小学课堂教学策略探析.doc

关注学生前概念，积极建构科学概念 内容摘要：建构主义认为，科学概念的学习就是学生由前概念向科学概念的转变过程。而学生的前概念具有自发性、隐蔽性、顽固性等特点，错误的前概念对学生科学概念的形成具有不可低估的负作用。本文着重论述了小学科学课堂教学中如何转变学生前概念的几条教学策略，使学生有效地掌握科学科学概念。关键词：前概念 科学概念 教学策略 在教学三年级的植物单元时，我对班里的学生做了一个这样的调查：你认为一棵种子种到泥土里会长成一棵新植株吗？如果会，那它又是怎样长大的呢？把它写或画在我们的记录纸上。话音刚落，学生便开始忙碌起来，5分钟后我们开始了交流：学生一：一粒种子落在泥土里，它喝足了水就开始发芽了。它先长出了茎，再长出了叶，然后它开出了花，这时茎越长越粗向下生长就长出了植物的根 ，然后开花结出了果实。学生二：种子在泥土里先长出了根，然后长出了叶，慢慢长出了茎，后来茎越来越大，就会开花结果了。学生三：种子先长根，根越长越大，再长出茎和叶，植物越长越大就开出了花，结出了果。同样一个问题，再未进行科学概念教学前，学生有着不同的看法。可见，我们的孩子在走进科学课堂之前并不是一张白纸，由于生活经历的不同，他们对生活中发生的各种现象、遇到的各种问题形成了自己独特的看法。我们把学生在接受正式的科学概念教育之前，对日常生活中所感知的现象，通过长期的积累而形成的对事物非本质的认识称为“前科学概念”，简称“前概念”。前概念的产生是正常的、必然的，可以说它的产生体现了人类认识发展的一般规律。许多研究表明“教师和课程材料在没有考虑学生的前概念的情况下，教学是无效的。”“儿童的前概念是相当重要的，是不容忽视的，因为它是新知识建构的基础。”可见在科学概念教学中，我们不能忽视学生的前科学概念，只有充分理解前概念在每个学生身上的具体表现，并由此找到科学概念的生长点，才能真正发展学生的科学概念。学生的前科学概念可能是正确的，也有一些可能是不正确的，甚至是错误的。如果科学概念和前概念比较一致时学生就会容易理解科学概念，反之则会对学生科学概念的形成和发展带来困难。例如：三年级的学生在生活中已玩过磁铁，已形成了磁铁能吸引像钉子、回形针、金属调羹等一类物质的前概念，因此在教学“磁铁能吸引铁一类的物质”这个科学概念时，学生很容易接受；学生在日常生活中已形成了像麻雀、燕子、老鹰这样会飞的动物是鸟的前概念，因此他们很难认为鸡、鸭也是鸟，而会飞的蝙蝠却不是鸟。可见要转变这些前概念，其实质就是让学生从原有的认知结构中走出来，重新认识事物的本质特征，这就需要我们老师的引导。但我们也发现学生前概念的形成具有自发性、隐蔽性、顽固性等特点，一经形成若要改变，光靠老师的简单说教是很难起到效果的。它需要我们在课堂教学中围绕学生的前概念，分析原因、调整策略、主动建构、巩固迁移促进学生前概念逐步转变为科学概念。一、关注学生的相异构想，了解学生前概念 学生头脑中的前概念往往是内隐的，平时很少会表现出来，因此教师在教学前可通过问卷调查、访谈了解等方式了解学生前概念。在教学五年级的浮力单元时，我对我们505班的48位同学就“你认为物体的沉浮与什么有关？”这一问题进行了课前调查。 收回学生的有效答卷48份。情况如下：问题回答人数物体在水中的沉浮与什么有关？与物体的轻重有关，轻的浮，重的沉34与物体的大小、轻重都有关5与空气有关1与气压有关1与密度有关3与物体是不是空心的有关3与承受力有关1从上表可见，我们五年级的学生对于物体在水中为什么会沉浮的原因解释是不全面的，有些甚至是错误的。其中对于3个回答与“密度”相关的学生，我课后与他们做了交流，情况如下：一个学生说：“我是听我哥哥说的，他是初中生，是他曾经告诉过我。但什么是密度，我也不知道。”另一个学生说：“我是从课外书里看来的，书上说物体的沉浮与密度有关。”当我问他什么是物体的密度时，学生就回答不出所以然来。还有一个学生是班中最好学的学生，学生们亲热地称他是“百科全书”，他父亲是初中科学老师，平时动手能力强，对什么是密度这一概念能做简单的阐述。 通过对上述现象的分析，我们不难看出由于不同的生活经历，使每个学生对同一问题存在着不同的看法。有这些分歧其实并不可怕，恰恰相反，学生前概念的充分暴露，实际上为我们的后续课堂教学指明了教学的方向，提醒我们在教学中要“以生为本”可适当调整自己的教学步伐，应将课堂教学重点定位在运用合适的教学策略帮助学生扭转错误的前概念。也许这样一来，可能会适当降低了教材所要达到的目标，但我想这也是值得的，因为只有顺应学生的认知规律开展教学那才是有效的教学。二、设置概念冲突情境， 引发认知冲突当老师充分了解学生的前概念之后，可以通过问题情境的设置，使科学概念与学生的前概念产生冲突，当学生无法用自己已有的前概念来解释、回答看到的现象，就不得不对已有的前概念进行反思，经历思想上的冲突和震撼。在实际教学中，设置冲突情境的方法有很多，如组织学生讨论，乃至争论，让某些学生充分暴露自己前概念的不合理性；安排类似的实验和生活情境等等。如学生对物体的沉浮大多认为“重的沉，轻的浮”。真的是这样吗？我拿来较重的木块，和分量很轻的回形针分别轻轻放入水中，学生所看到的恰恰是重的浮，轻的沉，事实与学生的前概念发生了冲突，从而有效的激起了学生的探究欲望，引起他们更深的思考：我原先的认识是错误的，那物体在水中的沉浮究竟与什么有关呢？难道和重量没关系，与体积有关？那与体积又存在着怎样的关系?是“体积大的浮，体积小的沉，还是体积小的浮，大的沉？”这时的学生内心充满了疑惑，他们既对自己原先的认识产生了否定的态度，但同时又无法寻找到合适的答案，探究欲望强烈。老师如果在教学中能根据需要为学生建立这样的一种认知冲突情境，能鼓励学生不断地对已有的观点产生怀疑，不断发现新的疑问，不断做出新的假设，他们的探究欲望将会非常强烈，他们的学习状态也将从“要我学”进入到“我要学” 。教师如能抓住机会，顺着学生思维的发展，为学生提供新的有结构的材料，必将对学生科学概念的建构起到一个事半功倍的效果。三、 自主探究转变前概念，建构科学概念在科学课堂上，帮助学生实现认知从前概念到科学概念的转变，就要帮助学生架起原有认知与现在认知之间的桥梁，最有效的方法就是为学生准备可供自主探究的观察、实验材料，让学生在与实物材料的相互作用中获得丰富的感性认识，在观察现象、分析数据的基础上，获得更多的信息，让学生将自己的探究结果与事先的猜想、假设加以比较，发现矛盾之处，从而去积极地建立新的科学概念。“物体的沉浮究竟和物体的重量、物体的体积有关联吗？”学生通过前面现象的观察已经感到非常迷惑了，显然，自己原先的猜想是存在漏洞的，是片面的，那又有什么方法来证明物体的沉浮确实与轻重、与体积存在着关系？这时的他们非常渴望能通过实验能验证什么，这时我就顺藤摸瓜，给学生提供两组材料，既一组是体积相同，重量不同的物体；另一组是重量相同，体积不同的物体。这组材料的提供，很好地解决了学生思维中的存在的缺陷，即在考虑改变一个因素时，我们应保持其他因素的不变。实验的结果是显而易见的，学生通过自己的研究发现了在体积相同的情况下重的物体沉，轻的物体浮；而当物体重量相同时体积大的物体就浮，体积小的物体就沉。在学生获得这样真实的、直观的体验后，他们会自然而然的修正原先片面的前概念，初步建构起科学概念。但也有的时候我们会发现学生错误前概念的转变并非通过一个实践活动就能解决的。因为在前概念形成过程中，学生可能也曾作过实验，这种前概念是根深蒂固的，学生可能会在实验中发现现在的实验现象和以前的“结论”是有差异的，但为什么会有这种差异，学生可能还不能一下子发现，他们会感到迷惑。因此在课堂教学中我们除了给学生准备有结构的材料让他们进行探究外，也必须要留有一定的时间让学生进行课堂交流研讨。给孩子们创造一个自由讨论的空间，让学生就实验中所得到的现象、数据进行分析探讨，鼓励他们大胆说出自己的想法，哪怕是一点、两点，力求在研讨中发现自己的错误和漏洞，促使学生将错误前概念转化成科学概念。在这一研讨阶段，我们教师要当好“主持人”的角色，为了能让学生们在交流中聚精会神，在必要的时刻我们要善于将实验过的材料进行“转移”，促使研讨更有效。四、加强学习的正迁移，巩固强化科学新概念一种新概念，只有能被学生表达时，学生才能接受它。已有教学研究表明：当学生刚刚形成一个新的科学概念时，这个概念在其认知结构中往往是孤立的，很容易受到其他因素的影响。因此在学生经过有效的自主探究，主动转变错误的前概念建立新的科学概念以后，我们还需设置一定的教学情境帮助学生迁移新概念，让学生能运用新学习的科学概念解决前概念无法解决的问题，让学生意识到科学概念比前概念更合理，并能解释更广泛的现象，从而将科学概念系统化。如在教完物体的沉浮这一单元时，学生已知道物体的沉浮不但与物体的体积和大小有关，还与液体有关。在不同的液体中，相同的物体会表现出不同的沉浮状态。当我把软木塞、塑料块、葡萄三种物体放在糖浆、水、和油三种不同的液体时，同学们惊奇地发现葡萄浮在糖浆上，塑料块浮在水和糖浆的上面，沉在油的下面，软木塞浮在最上面。师：为什么会出现这种现象？生1：三种液体中，同体积的糖浆最重，油最轻，水的重量介于两者之间，所以糖浆沉在下面，油浮在上面。生2：同体积的塑料、葡萄比油重，所以沉在油的下面，同体积的葡萄又比水重比糖浆轻，所以葡萄就沉在水的下面，浮在糖浆的上面通过这一活动，我们可以清楚的看到学生对物体沉浮的原因的解释更清楚了，他们懂得在判断这些物体的轻重前应该要强调物体的体积应该相同，可见学生对物体沉浮的科学概念掌握更