NN教学模式在小学科学概念转变教学中的运用

1、NN 教学模式在小学科学概念转变教学中的运用以声音是怎样产生的为例福建省泉州市泉港区第三实验小学 连仲月学生在进入学习之前, 对自然界的一些现象早就已经存在许多迷 思概念。 为了改变学生的这些迷思概念, 进行有效的概念转变教学是 必要的。 所谓的概念转变是学习过程中新、 旧经验相互作用的集中体 现,是新经验对已有经验的改造。当前,努力帮助学生实现必要的概 念转变即应被看成科学教学的一项主要任务。美国密歇根大学的纳斯鲍姆、 诺维克提出了概念转变的三步教学 模式 (简称 NN 三步教学模式 :1. 揭示和弄清学生已有的前科学概 念。 主要通过谈话法、 实验法来发现学生的前科学概念或了解他们已 有的

2、观念。 2. 引进与前科学概念相冲突的新概念。可以通过合作学习 中的讨论、对话,利用特殊文本等来产生认知冲突。 3. 鼓励学生对新 观念进行评论,并形成对有关问题的新的观念图示。本文以 声音是怎样产生的 一课为例来谈谈 NN 三步教学模式 在小学科学概念转变教学中的运用。 声音是怎样产生的是教科版 科学四年级声音单元的第二课,学生在前一课的学习中,已 经认识到我们周围充满着各种不同的声音, 我们也可以利用物体来制 造出不同的声音。那么,声音到底是怎么发出来的,可能是学生最为 关注的一个问题。 本课的教学重点就是引导学生探究声音是怎样产生 的,并能对原因进行解释。一、 探测认知结构,了解已有概念

3、在“听听声音”一课中,学生已经建立了“物体会发出声音”的 Nussbaum,J.& Novick,N.Alternative frameworks,conceptual Conflict,and accommodation:Toward a principled teaching strategy.J.Instructional Science,1982,11(3:183-200概念。在本课开始时,教师可以和学生们一起回忆这个概念。接着教 师提出活动的任务:我们可以用什么方法使鼓、钢尺和皮筋发出声 音?学生尝试着让这些物体发出声音。 学生进行短暂的活动后, 交流 他们使上面三种物体发出声音的方

4、法。 接着教师提出本课要探究的核 心问题:“声音是怎样产生的” 。 这时学生的回答还是在他们已有经验 基础上作出的,有的说是由于敲打产生的,有的说是摩擦产生的,有 的说是弹拨产生的等等,通过归纳,学生们认为“声音是物体受到力 的作用产生的”和“声音是由于物体运动产生的。 ”此段教学中,教 师通过谈话充分地了解了学生的前科学概念。 当然, 这样的解释并没 有探究到声音产生的本质。二、引发认知冲突,解构迷思概念学生们认为“声音是物体受到力的作用产生的”和“声音是由于 物体运动产生的。 ”这样的说法似乎能解释产生声音的原因。这时, 教师当场演示用力按压鼓、弯曲钢尺、拉伸皮筋,学生并没有听到声 音,教

5、师提出:“用力按压鼓、弯曲钢尺、拉伸皮筋,物体同样也受 了力,也会产生运动,却并没有发出声音。你们还认为声音是物体 受到力的作用产生的和声音是由于物体运动产生的吗?”先前 学生形成的认识就不能解释声音产生的原因了, 学生们的头脑中产生 强烈的认知冲突。 所谓的认知冲突指的是当个体意识到个人认知结构 与环境或是个人认知结构内部不同成分之间的不一致所形成的状态。 波斯纳等人提出的概念转变模型认为, 对已有概念的不满是概念转变 的条件。这样的认知冲突否定了学生们之前对声音产生原因的解释, 进一步激发了学生们的探究兴趣。三、解决认知冲突,建构科学概念一旦学生产生了认知冲突, 认识到他们的解释是有瑕疵的

6、, 下一 步就应该进行各种建构活动, 创建新的概念。 在这一过程的教学中教 师应促进学生进行各种建构活动, 提供具体的研究方案, 帮助他们建立正确的新概念。学生的建构活动有提问、回答问题、实验、观察、 推论(其中包括自我解释 、交流、解释、总结等等,这些建构活动 将有助于概念改变。 把握了学生的认知冲突, 就可以提出这样的问题 “到底声音是怎么产生的, 我们该怎么去研究呢?” 学生们各抒己见, 老师要注意引导学生除了关注发声物体的受力方式外, 更应该注意观 察物体发声时的状态。等学生充分讨论后,整理探究步骤,出示: 然后,学生利用老师提供的材料进行研究,想办法使鼓、皮筋、 锣、钢尺等发出声音,

7、仔细观察它们发出声音时的状态,鼓面发出声 音时的状态不易察觉,可借助其他物体(如:米粒来观察。通过实 验,学生发现物体发声的时候都在不停地动,有的是上下运动,有的 是来回运动,这时老师就可以告诉学生“一个物体在力的作用下,不 断重复地做往返运动,这种运动称为振动” 。学生们发现发声的鼓在 振动,发声的皮筋在振动,发声的钢尺也在振动,就归纳出“发声的 物体在振动。 ”并进一步对声音产生的原因进行假设性解释“声音是 由物体振动产生的” ,学生由此初步建构了“声音是由物体振动产生 的”这一科学概念。虽然新的概念已经建立起来, 但整个的建构过程还没有结束, 如 果要使新的概念真正地成为知识体系中的一部

8、分, 还要知道如何运用 新的概念,并在此基础上做出解释、推论和预测,这样才算完成整个 的概念改变过程。于是学生要在新的情境中运用新模型来解释和预测。当学生为找到声音产生的原因而高兴时,老师发问:“发声的物 体都在振动吗?” 然后安排学生设计实验来证明发声的音叉和锣在振 动。 有的学生用教科书提供的方法来证明, 用击打过的音叉轻触水面, 观察水面变化。 通过讨论水面产生波动的原因, 学生们认识到正是由 于音叉的振动才引起了水面的波动。有的学生在锣面挂一个乒乓球, 击打一下锣, 乒乓球就会跳个不停, 学生认识到是锣面的振动引起乒 乓球的跳动。这两个活动,学生会发现物体在发声时是振动的,从而 加深对“声音是由物体振动而产生的”概念的理解。在形成了声音是由物体振动产生的认识后,教师可以进一步追 问:“物体停止振动后,还会发出声音吗?”请学生再来设计实验, 证明自己的结论。 此时, 学生发现, 物体振动, 声音产生; 振动停止, 声音消失。 这一活动从反面进一步论证了 “声音是物体振动产生的” 。 至此, “声音是物体振动产生的”这一概念学生就能建立起来了。