小學科學教學中基于概念建構的“活動”設計的程序和方法

一、小學科學教學中基于概念建構的“活動”設計的程序

探究、合作、自主是當今學習領域研究的三大主題，其基石是活動的設計。在對北京市小學科學教師的培訓、調研和聽課中，發現在小學科學教學中普遍存在這樣的誤區:學生“只會動手做、不會動腦想，課堂熱熱鬧鬧，卻陷入了教學的淺薄與貧乏困境中”。究其原因，是教師在活動設計中更重視活動的組織與開展，而忽視科學概念的構建和科學思維能力的培養。實際上，活動僅僅是構建科學概念、培養思維能力的載體。活動的目的是為了建構科學概念，并在建構概念的過程中發展思維能力。目前在小學科學教育領域，有人認為小學階段的科學教育應該是以事實為中心的教學，在教學中讓小學生建構科學概念似乎要求過高，超越了他們的思維水平。這也反映出某些科學教育工作者對建構科學概念的價值認識不足。事實上，在學習科學事實之后，跳出事實本身，進行更高度的抽象概括，獲得重要的和可遷移的概念，可以提高學生的思維能力和水平。因此，我們主張，在小學科學教學中，要使學生在活動中理解并建構科學概念。

美國課程專家H.Lynn Erickon 提出了“概念為本的課程與教學”。她認為，教學的重心應該從講授事實轉移到“使用”事實，具體事實應該作為工具來幫助學生發展深層理解和有效轉化知識的能力(理解力和遷移能力);提高學業標準更多的是要求思維能力的提升，而不是掌握更多的事實材料。因此，學習重心應該從記憶事實轉移到理解可遷移的概念和對更為根本的知識結構進行深層理解，培養和發展思維能力 。

依據H.Lynn Erickon教授的概念教學模式，結合我國小學科學教學的特點，我們認為小學科學基于概念建構的“活動”的設計程序主要有以下幾步(如圖所示):(1)根據本節課的教學內容，識別、確定本節課的重要的概念，為思維過程指明方向;(2)把概念轉化成一些基本理解，這是學生從學習中逐漸形成的;(3)把基本理解以 “基本問題”的形式表達，以問題驅動教學和學習，促進學生的基本理解;(4)根據基本問題設計活動，從而使學生參與基本問題討論和過程學習，這些活動應有助于學生達到基本理解，最終完成知識建構，形成概念。在整個活動的設計過程中，教師都要反復思考這樣的問題:通過本節課的教學，我最終希望學生知道什么、理解什么和能夠做什么?

二、具體實施方法的案例分析

(一)案例的選擇

我們選擇美國FOSS 人體單元中“人體骨骼”活動的設計為案例，來分析基于概念建構的活動設計的程序的具體實施方法。

(二)案例的分析

美國FOSS(Full Option Science System，FOSS)是在美國國家科學基金會的資助下，由美國加州大學勞倫斯科學館(Lawrence Hall of Science)依據《美國國家科學教育標準(NSES)》編制的一套科學課程體系。其核心理念是在“動手做”中學習科學。FOSS在小學階段共設計了80多個活動，目的是通過這些活動，激發學生學習科學的興趣和好奇心，培養他們的科學思維技能，并掌握重要的科學概念。不難看出，這些活動的設計理念與我們倡導的“在活動中建構科學概念”的觀點是一致的，同時這些活動及其設計理念為我們提供了很好的借鑒，這正是選取FOSS活動的設計作為案例的原因所在。

下面對FOSS“人體骨骼”基于概念建構的教學實施過程的特點進行分析。

1. 在“動手做”中理解并建構科學概念

在“人體骨骼”的學習中，FOSS在設計上的一個突出特點是通過一系列的活動讓學生通過“動手做”的形式來學習。學生在“動手做”的過程中理解并建構科學概念。

FOSS首先通過跳繩活動感覺身體內骨骼的存在及其運動功能，然后通過摸身體鼓勵學生猜測出身體各部分骨的數量，數字之間的巨大差異激起了他們進行下一個活動的興趣。當教師給他們出示人體各部分分解圖幫助他們更正骨的數目時，他們認真細致地觀察這些圖片，不放過一塊骨。接著做骨拼圖活動，學生就能根據骨的形態，確定骨的位置，并在思考其功能的基礎上組建人體骨骼。在老師的引導下，他們的頭腦中會逐步建立起“骨之所以形態各異是由于它們分別完成不同的功能” 的概念，接著通過一個擴展活動——嚙齒動物骨骼的拼裝，來強化對該概念的認識，并初步形成“生命有機體骨的數量和種類具有遺傳特征”的認識。

所以，在“動手做”的過程中，學生通過觀察、比較、聯想、猜測、實證等思維過程將一些原本抽象的概念形象化、具體化，學生便可以在具體體驗中清楚地理解這些原本抽象的概念，進而形成這些概念。這一點在我國的小學科學的教學中特別值得借鑒。

2. 以“問題”來支撐知識的建構

在活動設計的策略方面，FOSS的突出特色是以“問題” 來推動課的進展。問題的設計一方面層層遞進、螺旋上升，另一方面富有挑戰性，使學生的好奇心持續得到激發，思維得以活躍起來。例如在學生跳繩時，老師提出問題:“當你跳繩時，身體哪些部位在運動?”做完跳繩活動后，老師提出“當你跳繩時你的骨在運動嗎”這一問題，把學生的思維活動聚焦到骨骼上，接著通過“你的骨在哪兒?” “你怎么知道你的骨在哪兒?” “你摸你的骨有什么感覺?” “如果你的骨是硬的，你怎么彎曲?”(引出關節的概念) “你認為你身體內有多少塊骨?” “身體內的骨是怎樣組合到一起的?” “身體內全部的骨組成的系統叫什么?” 等等。在這些問題的引領下，學生在努力尋求解決問題的過程中，通過調查、分析、整理數據、得出結論，構建自己的觀點。因為學生在解決實際問題的過程中建構起來的知識和觀念是出自個人的深層理解，是能夠靈活加以遷移的，所以更具價值。

這種以“問題” 來支撐知識的構建的教學方式，要求教師設計一定的問題情境，刺激學生提出一些問題。或者教師提出一些有意義又可以進行探究的問題來鼓勵學生進行一步一步的探究。學生通過自主探索或合作交流來解決問題，從而來構建隱含于問題背后的科學知識。以“問題” 來支撐知識的構建是FOSS教材教學中運用的一項有效策略。

3.多樣化的課堂教學評價方式

FOSS的評價采取多樣化的方式，有教師觀察學生操作、研究學生記錄卡、 過程作品等。

例如在骨骼的學習過程中，要求學生根據自己的經驗，將分散的19塊骨骼卡片拼裝成一個完整的人的骨骼。教師觀察學生的作品，了解他們能否根據人體骨的形態，思考其功能來確定其位置。接下來讓學生修正一張接錯位置的骨的X光片，強化學生形成“每一塊骨(形態)都具有特定的位置，因為它要完成特定的功能”的概念。學生進行嚙齒動物骨骼的拼裝，進一步強化學生對“每一塊骨的形態與它的功能是相適應的”的理解。

從以上可以看出，FOSS的教學評價以關注學生在課堂上的表現為主要內容，這就需要教師在課堂上了解學生如何討論、交流、思考、操作，如何發現和獲得知識等。所以FOSS的教學評價是與教學密切融合在一起，評價為教學提供學生學習情況的反饋信息，教師可以據此調整自己的教學。這與我國的新課程改革倡導的 “以學論教、教為了促學”“把評價重點放在教師的行為對學生的學所起的作用上”等思想有著諸多相通之處。