基于学生原有科学概念水平帮助学生建构科学概念的研究报告学概念的研究报告.doc

基于学生原有科学概念水平帮助学生建构科学概念的研究西湖区2010年度教育科学优秀研究成果奖评比材料主 报 告课题题目： 基于学生原有科学概念水平帮助学生建构科学概念的研究 时 间： 2010 年3月 目 录摘要4一、研究背景5二、概念界定6三、研究综述7四、研究设计8五、实践操作10（一）源于基础，了解学生原有概念水平 101.了解学生原有概念的重要性 102.了解学生原有概念的常用策略 13（1）多样问卷，承前启后13（2）自然对话，温旧推新16（3）生动实验，释疑问难17（二）基于原有，重建学生新概念水平191. 分层采样，层次预设192. 有效追问，明晰概念213. 发现问题，及时引导22（三）夯实重建，巩固学生新概念水平 241.思维导图，理清概念脉络242.深化讨论，理解概念内涵253.解答疑难，精确概念外延254.变式练习，促进概念内化26六、研究成效27（一）学生的学习能力可持续性发展27（二）学生科学概念水平跨越性发展28（三）科学概念教学更具可操作性发展29（四）教师教育教学能力研究性发展30七、结论思考31参考文献 32附件 目录附件1：“基于原有概念水平概念教学”的各类教学设计2教学设计1：污水与污水处理2教学设计2：空气占据空间吗5教学设计3：磁铁的两极9教学设计4：相貌各异的我们 14教学设计5：我们的小缆车 17教学设计6：运动与摩擦力 21教学设计7：磁力的大小会变化吗 25教学设计8：蜡烛能燃烧多久 29教学设计9：月相变化 32教学设计10：找拱形34附件2：“基于原有概念水平概念教学”的教学案例36案例1：为什么尝不出甜味 36案例2：数据也可以这样用 40案例3：找拱形找到了什么 42案例4：整体把握深层理解层层递进反思提升50附件3：“基于原有概念水平概念教学”的问卷调查表 56附件4：“基于原有概念水平概念教学”的质量分析 57附件5：“基于原有概念水平概念教学”的优秀论文 63优秀论文1：冰冻三尺非一日之寒 63优秀论文2：想说 敢说 会说 乐说69优秀论文3：构建小学科学三维立体课堂教学模式 80摘 要概念，思维之砖。科学概念对学生智力发展作用巨大，是当前小学科学课堂研究的热点。然而，学生对科学概念的学习却存在困难。长期以来，人们依据不同的学习理论，对学生概念建构过程进行解释，而且希望找到对某些核心科学概念的有效教学方法，但是结果仍然不能得到令人信服的结果。许多老师也对科学概念教育认识不足，没能领会科学概念丰富的内涵，想当然地把科学概念等同于科学知识，依旧采用一些老方法进行教学，导致学生概念掌握面临困境。学生原有的科学概念水平，有对即学概念已了解、掌握的部分，而更多的是一些模糊、甚至是错误的观点即模糊点。从学生的原有科学概念水平出发，了解学生科学概念的模糊点，根据学生原有水平进行教学是帮助学生建构科学概念的有效途径。影响概念形成有三个主要方面：过去经验，定义和变式，概念巩固和应用。因此，课题严格遵从科学概念发展规律而展开，根据“最近发展区”原则，以学生的原有科学概念水平为基础，在小学课堂教学中促进科学概念的形成和发展。1.“源于基础，了解学生原有概念水平”重点研究了解学生原有科学概念水平的方法；2.“基于原有，重建学生新概念水平”探讨在课堂的探究过程中，建构科学概念的基本模块；3.“夯实重建，巩固学生新概念水平”更注重概念的发展和应用，促进概念地内化。本课题研究的3个阶段是彼此互相联系，纵向发展，对学生科学概念的形成和发展，各自发挥着作用。经过2年的实践和研究，课题成功获得了学生综合能力可持续发展、促进学生概念建构、是实现“轻负高质”的常用教学模式和方法。关键词：科学概念 、原有水平、模糊点、建构 一、研究背景（一）科学概念的兴起原教育部副部长，中国工程院韦钰院士在其BLOG中撰文： 韦钰的BLOG：为什么我们要围绕科学概念来组织科学教育在缤纷繁杂的大千世界里，我们无法记住所有的事物和事件，我们需要将它们类比、分类、归纳，推理，找寻其规律和联系，组织成为系统的知识。过去，人们以为儿童并不具有形成概念和学习概念的能力。近几十年来，关于儿童概念发展的研究方面，至少有近万篇论文已经发表。这些研究结果告诉我们：婴儿在不会说话时，已经开始对面部和语音进行分类，1-2岁可以接受某些概念，2岁半左右可以运用归纳的方法，学前儿童已经能够具有抽象推理的能力，并形成他们自己的概念。但儿童形成的概念很可能是不全面和不正确的，我们需要及早地帮助他们建构正确的概念，以利于他们进一步的学习。在小学科学教育中，围绕概念来组织科学教育不仅是可能的，而且是必要的。科学概念是自然科学知识构成的最基本的要素。近年来，在小学科学教育领域对“科学概念”的关注日益加深。以小学科学教育的专业性刊物科学课为例，2008年的第1-5期都登载了与“科学概念”有关的文章，尤其是从第5期开始专门刊载小学教材中的科学概念，分年级，分领域(或主题)列出了小学科学教材的各类科学概念的具体表述。正如同韦钰院士所说，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。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，就可能是非科学的，并且可能妨碍到孩子们以后的学习。修订版小学科学强调帮助学生建立正确的科学概念，主张在探究中去完善学生的科学概念，提出了“科学概念和科学探究双螺旋发展”。 为此新教材对学生需要掌握的概念都给予了明确的定义，更把课程标准中的科学知识目标，更名为科学概念，可见科学概念的关注和研究是当代科学教育的一个特点，这一特点的形成是当代科学教育发展的需要。（二）科学概念教育面临的问题 韦钰的BLOG：有关科学概念学习，神经科学研究告诉我们什么学生对科学概念的学习不仅是重要的，而且是困难的。在有关学生科学概念学习的大量研究中，多次证明了这一点。如果参加过汉博教师培训中心组织的教师培训，教师们可能都观看过一部DVD电影“Private Universe”。这是一部美国获奖的科教片，实地记录了学生对有关电回路和四季概念的学习过程。一些学生尽管很优秀，但是在改变他们的错误前概念时，同样是很困难的，哈佛大学的学生也不例外。长期以来，人们依据不同的学习理论，对这个问题进行解释，而且希望找到对某些核心科学概念的有效教学方法，但是结果仍然不能得到令人信服的结果。第一，科学概念形成是个漫长的过程。影响科学概念形成的因素诸多烦琐，以至难以形成良好的教学模式，教材改革在教学中没有落到实处，学生的科学概念也没有很好地建立起来。第二，科学课需要学生掌握的科学概念和科学家眼中的科学概念不尽相同，和学生的日常概念更有所区别。针对小学科学课堂中的科学概念的研究，相对比较少，缺乏一种良好而富有成效的概念教学模式。第三，许多老师对科学概念教育认识不足，没能领会科学概念丰富的内涵，想当然地把科学概念等同于科学知识，依旧采用一些老方法进行知识的灌输，缺乏概念之间的联系性。部分老师虽已明确科学概念和科学知识的不同，认识到科学概念的重要性，但在教学上却显得力不从心，为缺乏良好的教学方法而苦恼。（三）基于学生原有科学概念水平建构科学概念的优势基于学生原有科学概念水平帮助学生建构科学概念符合儿童的认知规律。1最近发展区原苏联心理学家维果茨基认为，教学必须符合儿童的年龄特征，必须以儿童一定的成熟为基础，这是久经验证的无可争辩的事实；但是当我们试图确定发展过程与教学的可能性的实际关系时，至少要确定儿童的两种发展水平：第一种水平指儿童到今天为止已经达到的发展水平，即儿童在独立活动中所达到的解决问题的水平；第二种水平指现在仍处于形成状态的、刚刚在发展的过程，即儿童在有指导的情况下借助成人的帮助所达到的解决问题的水平。2学习的迁移教育心理学家认为，儿童学习是原有知识各种方式的迁移，主要有同化迁移、顺应迁移和重组性迁移。同化迁移：是指不改变原有的认知结构，直接将原有的认知经验应用到本质特征相同的一类事物中去。顺应迁移：指将原有认知经验应用于新情境中时，需调整原有的经验或对新旧经验加以概括，形成一种能包容旧经验的更高一级的认知结构，以适应外界变化。重组性迁移：指重新组合原有认知系统中某些构成要素或成份，调整各成分间的关系或建立新的联系，从而应用于新情境。从学生的原有科学概念水平出发，是有效帮助学生进行知识迁移的奠基石。二、概念界定科学概念：概念，思维之砖。是抽象逻辑思维的单位，是构成判断和推理最基本要素。科学思维中运用的概念即科学概念，是在相关理论指导下形成的，而且它总是处于特定的理论系统之中，具有较高的抽象性和概括性。然而，小学科学课中的科学概念和上述科学概念又有所区别。小学科学课中的科学概念除了包括一般的科学事实和知识性概念外，更重要的是孩子们对科学的看法、想法和观念。该科学概念具有两层意思，既是组成科学知识的基本要素，又是个体对科学知识的理解和看法。简单地说就是用一句完整的话，表达的对事物或现象的理解和解释。反映了事物或现象间的联系，也体现一种科学的观念。模糊点 是指学生教学活动之前对即学内容原有错误、片面和模棱两可的认识以及在教学过程中即时产生的新不全面的理解，可表现只关注概念的部分内涵或了解概念的外延却不知道概念的本质，是学生原有科学概念水平的主要体现之一。建构：（又名构建）主要应用在文化研究、社会科学和文学批评的分析上。建构是一个借用自建筑学的词语，原指建筑起一种构造。建构是指在已有的文本上，建筑起一个分析、阅读系统，使人们可以运用一个解析的脉络，去拆解那些文本中背后的因由和意识形态。因此，建构既不是无中生有的虚构，亦不是阅读文本的唯一定案，而是一种从文本间找到的系统，着重在系统的建立。科学概念从孩子原有的概念出发，采用科学的手段，适应、同化、转变、提升，以帮助学生生成一个新概念。一般遵循从熟悉事物小观念大观念更大的观念理论和原理系统的顺序。三、研究综述（一）认知心理学派的研究“认知心理学”流派在多年前就已经对学生的认知起点进行研究，学生的认知起点是学生探究新内容的起点和基础，是学习新知识的源头活水。目前，数学学科开展过较多的对学生原有水平的研究。学生认知的起点，是教学的源头活水在数学课堂教学中培养学生的智慧品质从学生原有的学习基础出发，遵循知识的发展规律和学生的认知规律，认真贯彻二期课改的教学理念“以学生为主体，培养学生能力，发展学生智力”，充分调动学生思维的积极性，教学中由于让学生参与知识的形成过程和发展过程，因此促进了学生思维的发展和提升了学生智慧品质。找准认知起点 有效组织探究通过教学案例进行分析从学生的认知起点开始教学的重要性。数学教学活动必须建立在学生的认知发展水平和已有的知识经验基础之上。教师应激发学生的学习积极性，向学生提供充分从事数学活动的机会，帮助他们在自主探索和合作交流中真正理解和掌握基本的数学知识与技能、数学思想和方法，获得广泛的数学活动的经验。但在教学实践中，教师在教学中往往低估了学生的认知起点：学生对所学的知识已有了一定的认识，但执教者由于事先对教学活动有了一个详尽的预设，有时，为了“很好”地完成教学任务，只好硬生生地把学生拉回来，让学生的学习起点“归零”；或是高估了学生的认知起点，认为学生能够“跳一跳，摘桃子”，使得学生现有的知识水平与即将获得的知识之间存在着巨大的落差，致使学生的思维陷入困顿，思维品质得不到任何发展。（二）儿童概念形成的相关研究处于小学阶段的儿童，思维具体运算（operation）阶段向形式运算阶段过度，守衡性和群集结构已经逐渐形成，但儿童的运算还不能脱离具体事物，他们的群集未构成形式逻辑，只能对那些已经构成内化了的观念实现运算，对那些尚未构造成功，较为复杂的观念依旧不能实现运算。儿童概念发展要经历图式映象概念的过程，图式（schemata）是指由一个场景中典型的独特的特征或事件的程序所组成，映像是在图式之上而形成的概念性知识的一个部分。儿童概念形成是对一组对象或事件的符号表征过程，本身就需要用各种图形来表示。图形在概念体系形成过程中，和儿童认知同步发展，在具体向抽象过渡中，由图形联结左右。随着儿童年龄的增长，符号概念逐渐变化，并逐步发展达到与大多数成人相一致。小学科学教育中儿童概念学习问题探讨（课程教材研究所：王岳）从我国小学科学学习的现状出发，提出：从提供充分的经验材料、设计合适的刺激性问题、选择明确的揭示本质特征的方法、创造运用科学概念的机会等方面出发，来帮助促进儿童概念重组，倡导以下的教学过程：四、研究设计 科学概念的形成是个相对漫长的过程，影响概念形成的因素主要来自3方面：过去经验，定义和变式，概念巩固和应用。与之相对应，我们的研究分3个阶段展开：第一阶段研究如何了解学生的原有科学概念水平，经过这个阶段的研究探索了解学生原有科学概念水平的策略和方法；第二阶段研究如何根据学生的原有科学概念水平开展教学，在课堂中帮助学生建构科学概念；第三阶段研究如何巩固学生建构的概念。了解学生原有概念是学生概念形成的基础，根据学生原有的科学概念水平开展教学，可以帮助学生形成概念的定义和应对各种变式，科学概念的巩固和应用，最终帮助学生完成对概念体系的正确建构与内化。（一）研究目标1.如何了解学生原有科学概念水平的研究。探索了解学生原有科学概念水平的方法，总结了解学生原有科学概念的经验，根据“最近发展区原则”把学生的原有科学概念水平和即学概念建立联系。2.如何根据学生的原有科学概念水平开展教学，帮助学生建构科学概念。关注概念形成的过程，教师从学生的原有科学概念出发，解读教材，设计教学，在此过程中，使得学生科学概念的建构更具易接受性、严密性和科学性。3.如何巩固学生的科学概念的研究。根据学生的年龄特点，所建构的科学概念容易受原有概念的干扰，探索如何根据学生原有的概念进行巩固新概念是这一研究阶段所要达成的目标。（二）研究内容1. 源于基础，了解学生原有概念水平感性材料是概念形成的基础，学生原有概念对新概念形成影响巨大。根据小学生的年龄特点，用什么方法能恰当有效地了解学生的原有概念？对话、问卷、实验等方法是课题研究的主要方法和内容。2. 基于原有，重建学生新概念水平儿童科学概念的形成要经过不断充实、改造和完善的过程。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。课堂的探究活动，是科学课的主体部分，也是学生科学概念形成的主体部分。不同的课堂、不同的学生及不同的教学方法，学生科学概念的形成程度就完全不同。根据学生原有的科学概念水平，进行教学设计，并且深入学生课堂探究的具体活动中，加工素材，完善计划，展开实验，有效记录，合理汇报，深入讨论。在课堂探究的过程中，针对不同层次的课堂和学生，进行教学设计，使学生形成的科学概念，更易接受，更严密，更科学。3. 夯实重建，巩固学生新概念水平复习不仅是对原有知识的保持和记忆，更能生成新知识。艾宾浩斯的遗忘曲线证明及时复习和复习多样化效果会更好。概念形成离不开记忆，记忆提供概念形成第一素材。科学概念的生成更需要概念的长期的积累和酝酿，经过多次心理冲突后才逐步完成。对旧知识的复习和巩固，再进行新旧知识的对比加工，可以帮助学生更好、更快地形成科学概念。针对学生的具体情况，制定和调整复习的方式，促进学生科学概念的有效建构。（三）研究方法1.案例研究法：对典型的课堂教学案例进行分析研究，归纳整理出相应的教师有效的教学行为方式。2.行动研究法：在教与学的过程中，边实践，边探索，边检验，边总结，边完善，把研究与实践紧密地结合起来，最终形成一套系统的有效教学方法体系。3.经验总结法：根据课题研究的计划，定期总结实践方法，交流体会。课题组定期总结整理，每次活动除了开设实验课外，还要整理研究积累案例。4.文献研究法：收集有关教学成功经验的文章进行系统归类，并作比较性研究，在此基础上，筛选出有效的教学经验为本课题借鉴。5.调查法：主要调查本课题研究之初课堂教学的现状、师生理解情况以及对研究过程中、研究之后的状况进行详细跟踪调查，为研究的顺利进行提供事实性依据。五、实践操作概念形成（concept formation）也称概念掌握、概念学习等，是指个体掌握概念本质属性的过程。概念不是与生俱来的，它必须经过后天学习而获得。一般来说，影响概念形成有三个主要方面：过去经验，定义和变式，概念巩固和应用。我们的研究基于影响概念的三个主要方面，从3方面展开。第一“源于基础，了解学生原有概念水平”重点研究了解学生原有科学概念水平的方法；第二“基于原有，重建学生新概念水平”探讨在课堂的探究过程中，建构科学概念的基本模块；第三“夯实重建，巩固学生新概念水平”更注重概念的发展和应用，促进概念地内化。本课题研究的3个阶段是彼此互相联系，纵向发展，对学生科学概念的形成和发展，各自发挥着作用。下面分开进行阐述。（一）源于基础，了解学生原有概念水平1了解学生原有科学概念水平的重要性千里之行，始于足下，行万里路，始于我们的第一步。那么我们的科学教学的第一步在哪里呢？这个问题或许在我们的课堂中都出现过，这个问题或许我们曾经都思考过。在我们的教学的过程中如果设计的活动或者提出的要求低于学生的原有水平，学生会怎样，课堂又是什么样的课堂？如果高于学生的原有水平又会怎样？我们先来看两个教学片段。教学故事一：教科版科学四年级上册磁铁单元第二课磁铁的两极的教学。老师拿出一块条形磁铁，问学生：“这是什么？你认识它吗？”生：老师给我用一用，如果会吸铁的话就是磁铁学生上台用“磁铁”吸铁。生：老师是磁铁。师：你们玩过磁铁吗？发现它有什么特点？生：它会吸铁。师：是的，刚才同学已经给大家证明过了。还有吗？生1：如果两块磁铁放在一起，有时候会吸在一块儿，换一面就互相对斥了。就是这样子（学生上台演示）生2：这叫同极相斥、异极相吸，我们在书上看过，我自己也玩过。生3：我用学具袋里的磁铁玩过了，上次我和其他同学的磁铁一起玩开火车和推多米诺骨牌。生4：其实道理都是一样的嘛。师：磁铁真的有这样的特点吗？我们再来发现发现？于是，学生在教师的引导下又开始玩磁铁了，学生探究的气氛非常活跃师：磁铁有这样的特点吗？谁来说说看？生1：和我们刚才发现的一样。生2：磁铁确实有同极相斥、异极相吸的特点。 看这个教学过程似乎很流畅，非常自然，但我们对比学生前后的发言仔细思考，学生原有的发展水平和活动之后的水平变化大吗？原有探究水平是否得到发展或提升？几乎没有。磁铁并非是一件稀罕物，因此学生接触磁铁的机会很多，尤其是当学具袋发到手中之后，他们会迫不及待的玩一玩里面的学具，自然磁铁是他们不可或缺的“玩具”了，因此对磁铁“同极相斥、异极相吸”这种现象早已耳熟能详了，所以学生在课前的原有水平已达到此课教学之后学生要发展的水平。而在教学过程中再次研究观察描述这种现象，无非是学生原有水平的再现，显然这样的活动是低估了学生原有的科学概念水平。低估学生原有探究水平不仅使学生的探究水平不能得到提升或发展，有时会扼杀学生探究兴趣。教学故事二：教科版科学六年级下册微小世界单元放大镜的教学。老师出示一块放大镜。师：这个用过吗？生（齐）：用过。师：那我们今天再来用一用放大镜，把你用肉眼观察的和用放大镜观察的进行比较，能发现有什么不同？师：你可以自由选择观察的对象。镜头一：有3个小组拿着放大镜照桌子。镜头二：有5个小组离开位置出去观察。镜头三：有3个小组慵懒的坐在位置上，拿放大镜在桌面互相推。镜头四：有一个小组拿放大镜在实验桌上转，老师走到他们面前，故意拿放大镜照桌子的边缘。 学生的探究兴趣去哪儿了？学生从小学三年级开始第一节科学课观察大树就开始使用放大镜并且在4年的科学学习过程中都是作为一种重要的观察工具在使用。而到了小学六年级还是停留在三、四年级的水平，学生还能有兴趣进行这样的活动吗？从而我们发现，科学探究活动要求低于学生探究水平，学生的科学探究兴趣难以被激发，即使是经历了这样的探究过程，学生得到的发展也是有限的。在教学实践过程中，我们也同样发现，如果探究活动及内容过高于学生原有的探究水平，那么学生的科学探究兴趣也是难以激发，他们的发展也将受限。那什么样的活动适合学生探究？学生喜欢的活动是有挑战性的，同时这样的活动可以通过自己的努力或者老师的帮助下能达成活动目的。正如维果斯基提出的“最近发展区”理论，跳一跳摘桃子。因此，这就要求我们在科学教学过程中了解学生原有的科学概念水平，从学生原有水平出发，实施教学，促进学生在原有水平基础上有新的发展。（1）学生原有的科学概念水平是开展后续的科学探究活动的基础。在课堂中，学生开展科学探究活动是建立在原有的知识水平和能力水平上的，在探究过程中，他们需用已形成的科学探究能力解决问题，而原有的知识水平是解决问题时的知识储备，是解决问题的策略依据。（2）了解学生原有科学概念水平是激发学生科学探究兴趣的前提好奇心是激发学生科学探究兴趣的源动力，因此要学生对一件事物产生好奇心，这件事物不能离他太近又不能太远。激发学生对科学探究活动或者探究内容产生兴趣必须了解学生原有的科学概念水平，从原有水平出发制定教学目标，设计探究活动。（3）了解学生原有科学探究概念水平是促进学生知识、能力提升的必要条件学习是为了知识、能力的提升。学习是学生对知识不断地迁移、重组和建构，这都是建立在原有的知识和能力的基础上的。因此了解学生原有的科学概念水平是促进学生知识、能力提升的必要条件。（4）了解学生原有科学概念水平是提升课堂教学有效性的主要手段课堂教学有效性的体现主要有“三效”，即效率、效果和效益。有效率就是遵循教育教学规律，运用正确适宜的方法在最短的时间内获得最大的收获；有效果就是教学目标实现了，教学质量提高了，学生成绩提高了；有效益就是学生不仅学会，而且会学，学生得以成长，素质得以发展。课堂教学有效性在教学中的具体体现是学生综合能力获得提升发展。针对学生的模糊点开展教学，能在较短时间促进学生知识的获取和能力的提升，从而使教学有效率，有效果，有效益2了解学生原有科学概念水平常用的策略多次在各种教学研讨活动中，专家、一线教师评课都强调我们的教学需要了解学生原有的科学概念水平，但很少有老师介绍或解释如何了解学生原有的科学概念水平。笔者通过在教学实践中的积累和应用，认为以下策略可以有效了解学生原有的科学概念水平。（1）多样问卷，承前启后问卷，主要是以书面的形式在课的初始阶段对学生进行关于新授教学内容的调查，主要通过问题问卷、扩展图和绘画等方法实施。A问题问卷问题问卷，把新的教学内容以几个小问题的形式呈现，从学生对问卷的调查情况判断学生关于新授教学内容的发展水平。 l 设计问卷问卷的设计，这是教师在课前的准备工作，根据新的教学内容，罗列成几个主要问题。问题要少而精，由于是用课开始较短的时间进行调查，因此问题的数量不宜太多，但要涵盖本课主要的探究内容。问题不能重复或互相干扰，问题编排时可成递进或者并列关系。l 提取信息 教师单向提取信息。在学生在做问卷的过程中，教师进行巡视，对每个小组的问卷进行调查，以便在交流汇报时能选择具有代表性的问卷进行交流。 师生、生生多向提取信息。上台汇报问卷答案的只有一个小组，也就意味着他们所汇报的问题答案只代表一个小组学生的发展水平。因此应该选择一个较具代表性的小组进行汇报，而其他小组应该对照自己的问卷和台上进行汇报的同学所汇报的内容即使互动，哪些问题是和该小组是一致的，哪些问题是有不同意见的，教师进行整理通过课件或者板书及时记下学生关于问题的汇报内容。 各层次学生水平组合。学生的发展水平是有个别差异的，有高有低。然而我们开展教学不是以个别学生的发展水平进行的，而应该依据班级整体的发展水平进行教学，因此需要进行水平组合。通过让学生做问卷，讨论问卷就是一种比较有效的水平组合方法，使每个学生能达到学习本课的基本要求。此外，教师也可以在课前对学生进行问卷调查，通过对回收问卷的统计分析，了解学生对即将学习内容的模糊点，教师根据所获得的问卷信息设计教学过程和方法，从而有针对性地提高教学实效。例如磁铁的磁性一课，在一课时里有3个探究活动，这显然在短短的40分钟时间是很紧张的，因此可以在课前通过问卷了解学生的模糊点，对学生较模糊的内容花多一点时间进行探究。如下就是问卷调查和分析。调查问卷：磁铁的磁性学校 班级_课前：1、 以前玩过磁铁吗？（ ）A、玩过 B、没有玩过2、磁铁能吸引哪些材料？（可以多选）（ ）A、所有金属 B、只有铁 C、除了铁可能还有其他比如钴、镍等D、塑料 E、木头 F、磁铁3、磁铁必须要碰到物质才能把它吸起来，是吗？（ ）A、是 B、不是4、磁铁能隔着其他物质吸铁吗？（ ）A、能 B、不能5、你知道有哪几种磁铁？（把名称写出来或把样子画出来）在课前，我对问卷的统计过程中发现绝大多数学生认为“磁铁能吸引所有金属”，这是学生对本节课内容最大的模糊点，因此我在教学过程中为学生准备了各种各样的金属，让他们在这个活动探究够探究足，从而有效地解决这一问题。（在本文结尾重点讨论）B图式问卷植物动物图1：韦恩图扩展图是一种较为有效的了解学生原有科学概念水平的方法，它是把学生的联想、推理具体为图表的形式。主要有韦恩图、气泡图和网状图三种。l 韦恩图联系与区别韦恩图是表示事物之间区别和联系的图形，也叫文式图。使用韦恩图能较好的了解学生对旧知识的掌握情况，主要是事物之间的联系和区别。如在开始五年级上册生物与环境单元的教学开始之前可以先了解学生关于动、植物的掌握情况可以通过如下韦恩图做一个问卷调查，为了解本单元教学中生物的基本需要做铺垫。同时，韦恩图是一种重要的探究工具，在学生未来的学习、工作中都有广泛的运用，因此让学生独立使用韦恩图，了解其对图形工具使用的能力水平，对教师有效指导学生使用图形提供重要依据。其次，学生能否主动运用将所学内容进行概括整理也是科学概念水平发展程度的重要指标。l 气泡图和网状图思维扩展气泡图和网状图是体现事物之间相互联系的图形，主要是通过学生对某一探究内容产生联想，并把其联想到的内容填入相应的位置中，从而反映出他对这一内容的原有水平。气泡图相对于网状图要简单，因此气泡图适用于三、四年级，网状图适用于高年级。人腿图2：气泡图图3：网状图 气泡图可以帮助学生对中心词作出联想，通过思维扩展记录他们原有已了解的内容。通过气泡图可以了解学生三种发展水平，即知识水平、思维水平和能力水平。学生对中心词作出联想，把已经了解的内容记录在图中，记录的内容即为学生原有的知识水平。学生的思维水平主要体现了思维的广度，即学生能从几个不同的方面对中心词进行思维加工。能力水平分为两个层次，第一层次能否正确使用气泡图，第二层次是能否主动用气泡图对所学内容进行归纳整理。 网状图是更复杂的气泡图，它的作用是用图解的形式记录与中心词有关的观点内容，呈现中心词和与之相关内容之间的联系。使用网状图可以帮助学生围绕中心词作尽可能多的联想，由此教师可以了解学生哪些知识是学生已经知道的。C绘画问卷绘画是学生非常感兴趣的一种方法，也是能较好的反映出学生科学记录水平和对观察事物水平发展程度的好方法。让学生在课的初始阶段，先对即将要观察的对象画一画，了解观察对象在儿童世界中的原型，也就是对该事物的原有发展水平，从其原有的水平出发，发现问题是科学探究行之有效的方法。如蚂蚁一课的教学。教学案例：在上蚂蚁一课的时候，老师先发给每个学生一张白纸。师：同学们，蚂蚁我们并不陌生吧？看到过吗？生：见过。师：好，下面就请你们把你见到的蚂蚁画在这张白纸上。开始。图4：学生原有水平概念图于是，学生非常专注地画蚂蚁，10分钟后开始交流汇报，学生把自己画的蚂蚁放在投影仪上，展示的蚂蚁五花八门：有的蚂蚁睁着两只大眼睛，有的蚂蚁笑眯眯的，有的蚂蚁还露出两个凶残的大牙齿，有的蚂蚁两手叉腰站立起来了由此可见，学生画的蚂蚁并非是生命世界中都非常拟人化，他们的原有水平还停留在卡通人物上。学生看了之后都笑了。生：蚂蚁怎么会笑呢？生：蚂蚁还会长牙齿的？生：蚂蚁的眼睛没那么大吧？师：那蚂蚁到底是怎样的？好好观察观察吧在这一课中，老师通过绘画了解学生原有对于蚂蚁的认识，让学生自己发现问题，激发学生观察的兴趣和欲望。绘画这一策略主要用于观察课中较为有效。（2）自然对话，温旧推新在课堂教学中，师生、生生无一不在进行对话，有效的、指向性明确的对话能帮助教师较好地了解学生关于即学内容的原有科学概念水平。其实，这种方法已经比较广泛地用于我们日常课堂教学中。A设计对话，精炼问题通过对话的的方式了解学生的现有的科学概念水平，首先要设计对话，主要是问题的设计。问题具有导向功能，课堂教学首先要把握的是导向，因此问题的设计首先要有明确的指向性，指向学生已有的水平。其次，问题的设计要具有承上启下的功能。即问题的内容既要包括已学的旧知同时也涉及的新知。因此对话设计应遵循如下原则：一、促使学生对新旧知识的迁移；二、了解学生对已学知识的掌握情况和对新内容的了解程度；三、设计的问题在一定程度上能激发学生的兴趣；四、预设学生对问题的反映，包括回答问题的内容和回答问题的积极性等。B实施对话，了解水平 实施对话是教学的关键，也是我们教学的核心内容。学生原有科学概念水平主要体现在如何分析问题。学生对问题的答案是他们思维过程的体现，是思维加工的成果，而且也是为后续教学活动服务的。活动前学生对问题的理解即为学生的原有水平，活动后学生对问题的理解即为学生的发展水平，对比前后对问题的不同认识能较明显地体现科学探究活动的价值。因此，在此过程中教师要即使板书学生关于问题的典型的并且能与教学内容紧密联系的答案。如果学生回答问题的答案中有新的教学内容，也就是学生原有水平已经发展到部分新的要达到的水平，我们可以把这部分教学内容略教，着重探究学生还没理解的新内容。如米饭的观察一课的教学。教学案例：米饭的观察教学导入，教师出示米饭。师：这样东西，见到过吗？生：见到过，米饭我们天天吃。师：说明米饭是我们的主要食物。（教师板书：主食）师：既然米饭是我们天天吃的食物，除了知道他是我们的主食之外，你还对它有哪些了解呢？生1：米饭很软。（教师板书：软）生2：米饭有会粘东西。（教师板书：粘性）生3：米饭比米胖。（教师板书：比米的颗粒大）生4：米饭比米白。（教师板书：比米白）师：这些同学平时很会观察，还有其他特点吗？生5：米饭慢慢吃有点甜的。生6：不对啊，我吃的是咸的。生7：好像没味道的。教师板书：甜、咸、无味。通过这个教学环节，可以判断学生对米饭的一些外部特点已基本了解，可以用较少的时间做简单的验证性观察，而对于米饭是否有味道、有什么味道有较明显的分歧，这是学生探究的模糊点，因此可以着重米饭的甜味作为主要探究内容，包括口头制定观察方法，多次尝米饭重复实验等。可见，有效的对话能较好的从学生的原有水平出发，选择、优化探究内容，是提高课堂实效性的有效措施。（3）生动实验，释疑问难实验是科学探究的主要活动，也是学生爱上科学课的重要因素，每当在课中要开始做实验，学生都会兴奋不已，因此我们可以通过实验了解学生的实验设计水平、实验操作水平和实验观测水平。操作策略如下：l 明确实验主题。实验的主题一般是本课探究的主要内容，需要师生共同讨论、明确。l 教师不予指导，自主操作。明确实验的主题之后，教师不对实验进行任何指导，只提供实验材料，让学生根据实验的主题自己设计、操作实验。l 分析发现问题。学生操作完成实验，进行交流讨论实验结果。实验结果有的相同，有的不同甚至相差非常大。为什么会相同？哪些地方操作是一致的？不同的原因又是什么？哪些地方操作不一样。每个小组各自不同的操作既是他们科学探究原有水平。如一杯水里能溶解多少食盐的教学。教学案例：一杯水里能溶解多少食盐师生共同确定研究主题：一杯50毫升的水里能溶解多少克食盐。老师并没有急着和大家一起制定实验方案、设计实验。师：一杯50毫升的水里能溶解多少实验，你能测出来吗？生：能师：怎么测？生：杯子里装50毫升水，再往水里加食盐。师：这个实验很简单，会做吗？生：会！师：现在开始，材料在一号抽屉。学生热热闹闹地开始做实验了，实验完成开始汇报数据，并绘制表格。表1：一杯水能溶解多少食盐实验记录表小组一二三四五六七八九十十一十二数量57112012891010211518师：看了这个表格，你发现了什么？生：好像有些小组的数量相差很大。师：这是为什么呢？给每个小组的水不一样吗？食盐不一样吗？还是你们操作有问题？生：我们小组同学一口气九加了15勺，现在杯子里还有一些盐。师：这算能溶解15勺吗？生：不能。师：那怎么判断溶解了？生：看不见食盐了生：我们小组才加了5勺盐，确实已经看不见了师：能判断只能溶解5勺吗？生：好像不能，应该还可以继续加。 通过溶解的实验，教师可以判断学生原有的实验操作水平：加盐，想怎么加就怎么加；原有的实验观测水平：一勺的深浅，怎样才算不能溶解。多数老师会先确定实验要求，全班在老师的指导下一起制定实验方案，再进行实验。这样的教学虽然效率高，但是却和学生原有的科学概念水平是相脱节的。在这个实验中，学生的原有科学概念水平影响了实验的结果，引起学生认识到科学概念水平的不足影响科学探究活动，想实验成功必须提高科学概念水平，使学生产生内在需要，这是我们老师所希望看到的。了解学生原有科学概念水平在小学科学教学中的重要位置，通过对话策略的初步了解和问卷的深入了解学生的原有科学知识水平，通过实验了解学生原有实验设计、实验操作和实验观测水平是我们教学的开始，千里之行，始于足下，我们的科学教学就是从学生的原有水平出发。那如何根据学生的原有水平开展教学，促使学生在原有水平的基础上有更高的提升，从而使我们的教学更为有效？（二）基于原有，重建学生新概念水平人说“兵马未动，粮草先行”，而现在，在学生原有科学概念水平这一“粮草”已经充分准备，并已完美展现的时候，如何来“动”这个“兵马”，也就是重建学生新的科学概念水平，成为了我接下来要思考和着手解决的重要问题。对于如果帮助学生基于原有，重建新概念水平，我作了以下尝试：1.分层采样，层次预设教学预设，从学生的需要出发，从学生学习科学的规律出发，预设学生学习兴趣，预设引起学生思考的问题，预设学生对即学内容的模糊点，从而进行针对性的教学。如果教师对学生缺乏细腻的观察，往往就发现不了学生思维的独创性，发现不了教学中出现的有价值的教育资源。然而不同的学生存在着不同的个性差异，从而产生不同的学习体验，因此教师在教学预设的过程中应从不同水平层次的学生出发，分层采样，进行有层次性的“网络状”预设。如，科学五年级上册我们的小缆车一课，是学校青年教师评优课，指定上课内容，也是运动与力单元的起始课。为了能在这一课中体现本单元的核心概念（力能改变物体的运动状态，运动状态的改变是动力克服阻力），我对教材进行了处理，并且自制了一块斜面做教、学具。以下是部分教学片段：教师出示一块斜面和一辆小车，演示小车放在斜面是自动向下运动。重力图5：小车受力示意图师：刚才老师把小车放在斜面上，小车沿着斜坡向下运动了。谁知道是什么力量让小车向下运动的？生：斜坡的力量。生：地球引力。生：重力。师：我们把地球对小车产生的吸引力称为小车受到的重力。请你用手比划出重力的方向。生比划重力方向，教师用箭头标示。（如图5）师：我们知道是小车受到了重力使得小车产生了向下运动的力，这个力往哪个方向？学生比划，教师用箭头标示。师：你能测量出这个力的大小吗？想一想用什么方法？你有什么办法能表示这个力的大小？（高）用弹簧称测量出来？是一个很精确的办法，但是弹簧称你使用过吗？没有。有。在我们不能正确使用弹簧称的情况下，要想准确地测量出力地大小，那这节课剩下的时间只能用来学习使用弹簧称了，你愿意放弃后面更精彩的实验吗？在我们不能正确使用弹簧称的情况下，要想准确地测量出力地大小，那这节课剩下的时间只能用来学习使用弹簧称了，你愿意放弃后面更精彩的实验吗？（中）用和它差不多大小的力拉住？你为什么认为用一个和它差不多大小的力把它拉住，就认为能测出这个力的大小呢？说说看你是怎么使用的？（中、高）因为当小车停止在斜坡上的时候，上、下两个力相等。无法回答。要想小车静止在斜坡上怎么办？拉住、卡住那你认为大约用多大的力可以拉住？（学生猜测）这个力和使小车向下运动的力的大小应该是怎样的？（低）用手拉住感觉一下力的大小？用手拉一拉，能准确感觉出来力的大小吗？有没有更准确的方法？图6：层次预设设计图当我问了这个问题之后，发现没有一个学生举手，有的低下了头，有的用期待的眼神看着我，连坐在后面听课的老师也听呆了。我没有继续问问题，也不知道该问什么问题，我也停住了思考：怎么会这样，怎么想不出我接下去可以做些什么通过小车的运动状态来分析力的大小，这是教师所设定的教学过程，也是期望学生能达到的目标，然而教学预设与实际进程却产生及其尖锐的冲突，为何？教师高估了学生的能力水平，学生模糊了，然而却没有找到学生的模糊点，使得教学教学目标无法实现，效益颇低。在进行多次试教失利之后，根据在试教过程中积累的一些问题进行了重新预设，同时也采用了新的形式。在课前，我从自己任教的五个班级中每班抽出科学知识能力发展水平较好的1名学生、发展水平一般的2名学生和发展水平较弱的1名学生，进行小范围访谈式的调查，并据此形成有层次性的预设。教学之后发现，通过这样的教学设计预设不同层次的学生对同一问题作出的反映，使得教师能在课堂中根据不同学生的模糊点作出有针对性的引导，使学生清晰什么能做，什么不能做而且为什么不能做，从而帮助学生在一定程度上解决探究或概念上的模糊点。我们可以发现，网络状的教学预设（如图6），层次越多，预设越深入，那么它的分支也越多。不同的分支可以解决不同层次学生的模糊点。这样，能在课堂上针对学生不同的模糊点应对自如，有效帮助学生解决不同程度的模糊点，从而使教学从不同程度上获得尽可能多的效益。2.有效追问，明晰概念追问是科学课堂教学中对话策略的重要组成部分。为了帮助学生弄懂弄通模糊点，教师往往在一问之后再次提问，穷追不舍，指导学生正确理解为止。当然，追问本身不是目的，而是引导帮助学生解决模糊点，进一步理解问题的手段。适时追问，可以对学生学习过程进行有效调控，更好地达成教学目标。掌握“火候”的追问无疑是启迪学生思维、促进学生发展、实现有效学习的重要教学手段。观察水片段：师：现在每一个小组的水槽里都有水，你们仔细观察一下，看看有哪些新的发现，用你喜欢的方式记录下来，好吗？ （学生分组观