小学科学物质科学领域概念教学的实践与思考.pdf

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年第期小学科学物质科学领域概念教学的实践与思考蔡敏胜传统的观点认为，小学阶段科学探究的目标主要是以掌握科学事实与主题为中心。

从当前国际科学教学研究的观点看，科学学习可以看作是一种概念转变的过程，科学教学也就可以被看成所谓的“概念转变教学”。

科学概念是科学知识的基本元素，是科学知识结构的基础，形成科学概念是深刻认识自然现象本质特征的标志，也是领会自然规律的基础。

所以，科学概念的教学是科学教学的关键，科学探究活动的开展其实就是围绕科学概念的转变进行。

从关注事实性知识到关注科学概念，我们应该认识到以主题和事实为中心的教学，属于较低水平的认知要求。

科学教育要能体现本质特征，需要把科学教育的目标定位从事实、主题提升到具体概念的教学。

基于以上种种原因，我们工作室团队进行了“基于科学概念转变的小学科学探究式教学研究”。

课题研究的内容中，根据科学教材内容体系的特点，我们首先进行了物质科学领域的概念教学研究，对此作一些分析和思考。

在概念转变教学实施的过程中，我们提出围绕一个中心、重视三个方面、夯实四个环节、实施五项“脚手架”的策略。

一、围绕一个中心人们生活在物质世界中，每时每刻都在接触着各种各样的物质，感受着自然界和人类生活中丰富多彩的物质的运动和变化。

物质世界中的各种现象和过程，都有着内在的规律性，物质科学就是研究物质及其运动和变化规律的一门自然科学。

物质科学领域的学习将有助于增强学生探究物质世界奥秘的好奇心，形成“世界是物质的”的观点，使他们感受到物质科学对促进社会进步、提高人类生活质量的重要作用，帮助他们初步养成乐于观察、注重事实、勇于探索的科学品质。

在教学中，教师应帮助学生形成一些核心概念。

例如：

物体具有一定的特征、材料具有一定的特性、水是一种常见而重要的单一物质、空气是一种常见而重要的混合物质等。

我们既要关注核心概念的建立，同时也要关注概念之间的关系，不要把概念的建立孤立、割裂。

我国以前的科学教育多以活动为中心，儿童围绕教师预设的活动进行探究，教师缺乏了解儿童科学概念发展的特点，在设计活动的时候往往无法体现一个活动主题下科学概念的层次和联系，缺乏对儿童已有科学经验的关注。

因此，以围绕核心的科学概念建构为中心，设计合适的科学探究活动，是概念教学的发展方向，科学探究活动的开展其实就是围绕科学概念的转变进行的。

二、重视三个方面在概念教学的研究中，我们深刻认识到：

概念是儿童建构复杂能力的基石。

从这个角度来看，科学概念的学习是其中一个重要的学习内容，同时也是儿童科学学习的载体，小学科学课程必须围绕科学概念组织教学，实现情知交融，构建充满生命活力的科学课堂，这样才能满足学生发展的需要，有利于学生核心素养的形成。

探究是科学学习的主要方式。

科学探究的过程一般包括提出和聚焦问题、设计实验和反思、收集和获取证据、分析数据、得出结论、表达与交流等要素。

科学探究并不是一个固定模式，而是一个能动的、多样的、多层面的、循环发展的过程。

在教学中，重视以下三个方面，并通过一系列教学环节，通过实证、推理形成对科学概念的理解，从而达到学生科学素养的形成。

（一）重视创设合适的问题情境，从学生的前概念出发，基于现象引导学生聚焦到合适的探究问题创设合适的教学情境，注重形式多样性。

如通过实验材料、事件、故事、谜语、辩论等，让学生基于现象引发问题。

关注教学情境中的生成性，并与学生的生活实际密切联系，激发学生的兴趣，了解学生的前概念，引入合适的探究问题。

（二）重视证据的收集，关注证据的真实性实证是科学探究的重要性质，重视证据的收集是科学探究活动中关键的要点。

在教学过程中，教师引导学生围绕探究的问题，思考需要收集什么样的证据，怎样收集证据。

证据是实验的观察和记录，是定性的现象描述或定量的测量与计算。

还可以通过书本、网络等渠道获取第二手材料，但一定要关注证据的真实性。

例如，点亮小灯泡，解剖小灯泡的结构获取的信息才是第一手材料。

（三）重视引导学生从证据中进行分析得出结论，关注学生的记录、讨论与交流对证据进行记录和分析，对收集的信息进行处理，得出结论，才能解决探究问题，完成探究任务，实现概念真正意义上的转变。

小组交流、汇报得出的结论要得到更多小组乃至全班的认可，同时，应经得起重复验证，并在概念应用环节进行深化，做到前后呼应，内化生成，举一反三。

三、夯实四个环节儿童对于学习内容的理解要经历一个逐步发展的过程，而不是从原有的理解转变成被认可的科学解释。

基于人们自己的建构，概念经常被再分解成渐进的几步，即最初的概念到可能的概念到较高水平的概念。

因此，我们通过研究构建了科学课概念教学的四环节：

（）唤醒激发阶段；（）发展探究阶段；（）重建形成阶段；（）深化应用阶段。

即：

了解概念发展概念重建概念深化概念四环节，这是一种渐进循环的过程，具体概念教学操作模型如下：

（一）唤醒激发阶段教师要对教材进行活用，善用身边的资源，联系日常生活、生产实际，创设真实的问题情境，充分激发学生的兴趣。

帮助和促使学生形成有价值、有意义的问题，引导他们聚焦问题后尝试作出自己的解释，使他们参与到有意义的学习任务中来，从而唤醒他们已有的前概念并及时作出诊断，为后续教学指明方向。

（二）发展探究阶段对形成的问题，学生根据各自的已有经验或前概念，作出自己的预测或猜想，并通年第期过小组或全班交流，讨论他们的预测与解释，引发学生的认知冲突。

探究阶段为学生提供引出自己原有概念的机会，通过探索新现象，获得与自己原有观念不一致的经验，造成认知心理的不平衡，促使学生重建原有的概念。

在此阶段，可以组织学生以小组合作的方式学习，引导他们根据自己对现象和问题的想法进行探究，明确自己和小组的观点，进行猜想、假设或预测，设计并制订实验或操作方案，进行实验或实施调查，观察记录实验现象，收集处理数据资料，思考证据与假设和结果的关系，进行初步分析和解释，并在小组内交流和讨论。

此阶段的目的还在于使学生形成新的经验，以便为随后的建构与交流提供感性经验的支持。

（三）重建形成阶段这一阶段是概念建构的重要环节。

科学课中出现头重脚轻的现象往往就是忽视或淡化了这一环节。

这一阶段是学生通过小组交流汇报，建构新的认识和初步形成解释的过程，同时也是使有关概念、原理或技能变得易懂、可理解和更加清楚的过程。

在这个过程中，充满了学生的个人概念和认识之间、个人认识与事实证据之间、个人认识与科学概念原理之间的矛盾和斗争。

经由实验解释或自我思考与探究，学生可能找到新概念的含义，知觉到旧有概念的不足，并进行前后的比照纠错。

这一环节，应当引导学生通过讨论、澄清和交换概念，揭示和解决冲突情境，建构新概念，并能用自己的语言进行完整的表达，形成科学概念。

（四）深化应用阶段科学概念构建以后，要进行验证、应用、巩固，使学生形成较为稳定的图式，并能举一反三，这是对学生概念形成后的一种检验。

通过这个阶段，学生的新旧经验经过相互作用与联系得以整合，原有的认知结构经过同化与顺应得到发展，新获得的概念、过程或技能得以深化。

当然，概念教学的发展应遵循学生的认知规律，以上教学环节只是基本的程式，但不可以僵化地使用。

应用模式不唯模式，在具体的教学中灵活地变通。

当学生在科学概念转变过程中出现问题的时候，有的教学环节要反复进行，而不是模式化线性前进。

四、实施五项“脚手架”策略教师为促进儿童概念的发展而采用的教学内容、方法等，都是为儿童科学概念的建立搭建“脚手架”。

基于儿童的概念发展，为儿童建立科学概念搭建“脚手架”，是概念教学的关键，促进概念转变的策略尤为重要。

“脚手架”的搭建涉及教学内容、教学方法、教学评测等多方面，其中探究活动材料、提问与回答、实验记录单等是关键。

因此我们提出了概念教学转变的实施策略：

基于儿童的概念发展，为儿童建立科学概念搭建五项“脚手架”，具体如下。

（一）材料脚手架有结构的材料关注科学探究材料的结构性，力求从生活中寻求探究材料，充分利用材料激发学生探究的热情，引导学生深入探究，发展概念。

例如：

在磁铁一课，准备各种各样的磁铁、金属和非金属材料、金属材料中容易混淆的铁、铝、铜等，就是基于“磁铁吸引金属”这一学生已有的经验出发，具有针对性和结构性。

（二）问题脚手架有价值的提问课堂教学中提问表现在两个方面，即教师提问和学生提问。

根据具体的教学情境，教师的提问力求聚焦，并进行及时的追问，发展学生的思维，不提出简单的肯定、否定的问题和毫无价值判断的问题，问题的提出关注学生的认知。

创设真实的教学情境，学生的提问应立足已有的经验和教学中新的认知、质疑，反对毫无根据的空问题。

例如，在磁铁的教学中，教师提问：

刚才我们认识的是各种形状的磁铁，关于磁铁，你还知道哪些方面的知识？

此问题就是建立在对材料观察的基础之上。

（三）探究脚手架探究性的记录单教师在教学中，组织学生进行科学探究，并设计、提供探究性的记录单，为学生获取第一手材料提供支持，从而为实现情知转化奠定基础。

实验记录单的设计可根据学生年龄的特点，扶放结合，松弛有度，可根据学生的实际能力或年龄特点进行设计。

例如：

（）开放式的实验探究卡你们小组是怎样做实验的？

你们发现了什么？

（温馨提示：

可以用你喜欢的方式进行记录。

）（）扶放结合的实验探究卡活动：

两块磁铁的探究磁极靠近的方式实验现象我们发现的规律：

（四）板书脚手架思维导图式的板书设计教学板书的合理设计，能帮助学生建构完整的科学概念。

将学生已有的认知和新的认知进行比较，既有利于学生思维的深加工，又有利于学生新概念的重建和类化，清晰明了，能够降低教学难度，为学生思维的加工提供支持。

例如，磁铁一课的思维导图式的板书设计如下。

也可以利用知识树等形式进行板书设计。

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/4（五）应用脚手架教学内容生活化书本世界是语言符号的世界，是由一系列抽象的文字堆砌起来的世界，这个世界缺乏色彩，缺少活力，而生活世界是真真切切存在的世界，是由一系列鲜活的事实和生动直观的感受建构起来的世界。

教学内容生活化强调对教材进行改造，使之成为有价值的生活原型，使课堂教学既是一个教与学的过程，更是一个经过加工的实践过程。

在科学课中，我们常常根据学生的认知情况，对教材进行重组，对资源进行整合。

将概念的拓展和应用与生活中的现象紧密联系起来，实现教学内容的生活化。

基于儿童的概念发展，为儿童建立科学概念搭建“脚手架”不限于五项策略，方法还有很多，但一定要适合学生、基于学生和教师的实际，合理运用，不可生搬硬套，这样，概念教学一定会走向实效、高效。

（作者系广东省东莞松山湖中心小学科学教师，广东省东莞市小学科学教学研究会副会长、东莞市中小学名师工作室主持人。

）（责任编辑：

钮瑛）