摘 要:學生在學習科學之前都建立起自己的前概念,這些前概念在學生的科學學習中扮演著重要的角色。如何把握住前概念,有的放矢地進行教學,提高科學教學效率,這是值得教師探討的問題。本文以《食物在體內的旅行》一課為例,詳細分析了學生前概念的特征,闡述了從前概念出發,把握教學的理論支撐,論述了如何從三“引導”一“回顧”這幾個方面入手,把握小學科學的課堂教學。
關鍵詞:科學; 前概念; 引導; 回顧
中圖分類號:G633.98 文獻標識碼:A 文章編號:1006-3315(2012)01-088-002
《食物在體內的旅行》是教科版《科學》四年級上冊《我們的身體》單元內容。本課是引導學生將自己身體的消化系統作為研究對象;通過教學引領學生探究食物吃下去后在體內發生的變化以及為什么會有這樣的變化、這些變化對人的生長會有什么影響等。但是在本課教學之前,學生已經了解了人體結構以及一部分的功能。這些認識可能是正確的,也可能是錯誤的,而這些認識和了解無論正確與否都被稱為科學學習中的“前概念”。
現在,就讓我們來看一個案例:
案例:
這是教師在執教小學四年級科學《食物在體內的旅行》中的一幕:
師:小朋友手中的饅頭進入口腔以后,會到哪里去呢?將會在身體里做一個怎樣的旅行呢?
學生各抒己見,紛紛發表自己的看法。
師:你們能不能根據自己平時的經驗,來畫一畫小饅頭的旅行圖呢?
學生在紙上畫出自己想象中的消化圖
學生部分消化圖作品
一、學生學習科學知識過程中“前概念”的表現特征
從教學過程中可以看出:學生在學習本課的人體消化知識之前,他們對于這方面知識大都有了一定的認識和了解。根據學生的作品,我們不難發現,他們的“前概念”具有以下一些特征。
1.學生的前概念來源于生活
學生的前概念往往都是直接來自于自己的生活經驗,都是憑借感官對現象進行一些直觀的解釋,還有的來自于廣告等方面的宣傳。這些解釋往往停留在感性認識的水平上,缺乏嚴格的推理和實驗驗證。有時他們還借用表面類似的現象對事物進行解釋。例如:有的學生往往會認為食物在口腔內咀嚼過程中就已經充分消化了。
2.學生的理解易產生偏差
由于小學生的認知水平大都還處于“前運算”的階段,他們的認識容易產生錯誤,有時會把一些片面的特點與事物的主要特征相混淆。在學生的認知中,他們憑借個人的經驗還無法分清個別與主要、片面與核心。例如:學生往往在生活中,特別是一些藥品廣告中看到胃的蠕動,就會片面地認為食物的消化和吸收僅僅停留在胃部。
3.學生的認識易夸張想象
小學生由于受到年齡特征的影響,往往會在自己觀察結果的基礎上加以想象,有時加以夸張,偶爾還會出現添加童話般擬人的色彩。例如:在想象小饅頭的消化過程的時候,很容易會把故事中的成分和自己的主觀想象加入到科學的概念中。
4.學生的認識水平常因人而異
有時,對同一消化現象的認識,不同的學生會出現一些不同的解釋。之所以會出現這些不同解釋緣自于他們的生活經驗和文化背景的差異。例如:學生對于食物消化以后產生排泄物,不同的學生往往會有不同的看法和理解等。
二、從學生前概念出發,引導教學的理論依據
基于學生帶著前概念走進《食物在體內的旅行》教學課堂這一事實,教師應主動了解學生頭腦中概念存在的狀況,了解這些概念對學生形成正確的對于人體消化系統可能產生的影響,在課堂教學各環節中,以學生前概念向科學概念轉變為核心,有序組織科學探究和教學活動,采用三“引導”一“回顧”,分步推動學生概念的轉變。
理論支撐一:美國學者納斯伯姆和諾威克曾提出了“矛盾事件”的方法。具體做法是:首先通過一定的方法暴露學生的前概念;然后使學生明確意識到他們和別的學生想法不同;接著讓學生嘗試解釋一個矛盾事件,引起概念沖突;最后鼓勵和引導進行認知調整,建立與科學概念相一致的新的概念模型。
理論支撐二:斯太威和伯克威茨還提出“認知沖突”的策略。具體做法是:首先讓學生發現自己對某一現象的認知結構和真實的現象之間的矛盾;接著再讓他們意識到對同一事實的兩種不同的認知結構之間的沖突;最后逐漸調整認知結構使其與真實現象之間達到一致。
理論支撐三:陶行知先生指出“行是知之始,重知必先重行”。轉變學生前概念需要建立在學生課堂真實的探究活動基礎上。已有教學經驗表明,有效的認知沖突能更有效地實現概念的轉變。
因此,基于這些理論的支撐,我們應該從學生前概念出發,通過三“引導”一“回顧”,來把握《食物在體內的旅行》的教學。
三、三“引導”一“回顧”——從前概念入手,把握教學
1.把控預測環節、“引導”暴露前概念
在《食物在體內的旅行》的導入環節,為讓學生有更充裕的時間投入到概念轉變的活動中,教師可以開門見山地確定課堂教學研究主題。通過在課堂上呈現直觀的現象,最大限度地為學生前概念的暴露及轉化激發必要內在動力。在明確了探究問題后,教師需要組織學生就研究的主題通過各種教學方法展開假設或作出預測。這是一個比較重要的環節。能充分引出學生原有的想法,暴露出他們的前概念。
案例:
1..1(教師出示課件人體輪廓圖)。師:請同學們設想一下,小饅頭在這個身體內部的旅行線路是怎樣的呢?在旅行的途中先后會遇到哪些消化器官呢?
學生進行交流討論。
師:我們能不能根據平時的知識,把你所想的,在這個人體上畫出來,并標出你畫的這些消化器官的名稱。大家一起來試試看,好嗎?(學生兩人一小組,在人體輪廓圖上畫出人的消化器官)
1.2請一位學生上臺來,在課件的人體輪廓圖內上作畫。
1.3討論,集體評價:你們覺得這個小朋友畫得對不對?哪些地方和你畫的不一樣,你們能說一說嗎?
1.4師:大家說得都很好。那么正確的答案到底應該是怎樣的呢?到底誰畫得最接近事實呢?讓我們一起進一步研究,好嗎?
在此環節中,一般是通過師生間、生生間的討論、談話,通過學生的繪畫以及交流后的研討來展現學生的前概念。教師可以將課堂教學現場收集到的學生前概念狀況與在課前調查了解的學生前概念狀況進行一定的綜合與比較,以更加精準地掌握學生前概念現狀,并在此基礎上靈活調整教學組織安排,加強后續探究活動促進學生科學概念形成的針對性。
2.做實探究環節,“引導”重組科學概念
此處所說的探究環節,主要指在實際的科學課堂教學中學生針對各自提出的科學假設、預測而作的自主觀察、實驗的活動,以確切的事實或數據來驗證原先認識的真偽。
在《食物在體內的旅行》一課的具體教學中,把握好前概念向科學概念的轉變,可以著重把握兩個教學節點:
①把握教學“消化器官的排序”。在這一部分的教學中,給予學生正確的科學認識來引發他們和原有“前概念”之間的矛盾碰撞是非常重要的。而呈現正確的消化器官的排序,也就是消化的先后順序的方法是很多的,我們一般為學生提供比較直觀的教學材料,采取比較直接的觀察方法。如:利用媒體直接表現消化的過程;利用人體圖片或者人體模型直接呈現人的消化器官的組成;利用一些輔助性的消化器官小卡片,組織“小游戲”讓學生來將消化器官進行先后排序;也可以利用先進的“白板”技術演示消化器官的組合等等。
②把握教學“各消化器官的功能”。這部分主要以“推測——兩個探究實驗”的形式展開。首先教師可以引入人體消化器官模型,即給每個小組發放一個消化器官模型,引領學生通過觀察器官的形狀、大小等特征來推測其功能。隨后在推測的基礎上組織探究實驗。第一個實驗是用一根裝有幾粒煮熟的米飯的塑料吸管來模擬我們的食道,并通過讓學生思考怎樣做才能使米飯進入下一個器官這個問題,總結出蠕動是推進食物前進的主要方式。第二個實驗是用一個裝有水、切成小塊兒的饅頭和煮熟的蔬菜的塑料袋來模擬胃,讓學生通過擠捏口袋模仿胃蠕動過程中對食物的磨碎作用。
作為前概念向科學概念轉變的關鍵步驟,探究環節的活動中,學生有機會真切地覺察自己原有的想法與實際活動中得到的結果的不同,從而產生認知沖突,亦即前概念與科學概念間的沖突。當學生產生了認知沖突后,教師適時引導學生通過必要的活動(如觀察、實驗)來修正自己的原先想法,初步接受新的想法,即形成科學的概念。這與教師直接否定其原有前概念而告知科學概念的作用是不可比擬的。
3.利用鞏固環節,引導應用新的概念
對于學生感性認識比較豐富的那些前概念,它們在學生的大腦中已經形成了一種固定的模式,而且這種模式不是孤立存在的,往往存在于一定的認知框架或體系中,所以改變學生的錯誤前概念是一件非常難的事,有的前概念非常頑固,需要經過較長的時間才能得到轉變。而且學生即使在已經接受相關的科學學習后,對于相應的問題往往還是不能深刻理解。已有教學經驗表明,當學生剛剛形成一個新的科學概念時,這個概念在其認知結構中往往是孤立的,很容易受到其它因素的影響。因此在學生經過有效的自主探究,主動轉變錯誤的前概念,建立新的科學概念以后,教師要關注學生前概念轉變情況,及時鞏固、遷移新科學概念,并將新科學概念系統化。
案例:
3.1師出示課件人體輪廓或者出示人體模型框架。
3.2師:我們知道了這些消化器官的本領、他們的名稱以及消化的先后順序,現在,老師想把他們放進人體的身體里面?應該怎么放呢?
學生上臺在課件上操作,將消化器官裝進“人的體內”,或者將器官模型放入人體模型框架中。
3.3討論:他安排的對不對呢?說說自己的看法。
3.4播放人體食物消化整個過程的視頻,進行集體修正。
4.重視總結環節,回顧概念的轉變
在《食物在體內的旅行》一課的教學中,總結、回顧活動的主要過程,可以幫助學生梳理個人對課堂中所研究問題的認識過程,形成更為科學的價值觀,同時也進一步加深對新科學概念的印象。
案例:
4.1師出示上課初學生畫的消化圖。學生小組也取出自己畫的作品。
4.2師:現在,讓我們一起來看看在學習本課之前同學們的作品?你們覺得這些作品畫得對嗎?說說當時是怎么想的?現在你有什么新的認識?你覺得可以怎么修改?
4.3學生進行集體交流、討論。
4.4學生根據新知,修正自己的作品。
在本課的回顧階段,教師應努力做到前后呼應。通過與前面自己的畫作比較,促使學生回顧自己原有想法的改變過程,明確想法改變的程度,進一步加深對新概念的理解,加深學生對消化和消化器官的認識,修正前概念中的錯誤認識,讓學生獲得成功體驗的同時,圓滿完成了從前概念——科學概念轉化的過程。
綜上所述:在《食物在體內的旅行》一課的教學中,學生的前概念對科學概念的建立,有著舉足輕重的影響。我們要合理地因勢利導,運用三“引導”一“回顧”,把握好教學,使科學探究有效進行,使學生科學概念正確建立,使學生的科學素養全面提高。
當然,在其他教學內容的科學課教學中,教學環節可能并不局限于以上幾個環節,還需視實際的探究問題進行靈活處理。另外,轉變學生前概念的方法也并不只局限于課堂教學的40分鐘時間內,應延伸拓展至課前及課后,教師只有在組織學生科學學習活動的全程關注學生的前概念轉變狀況,才能真正有效地將學生的前概念轉變為科學概念,切實地將學生引領至科學的殿堂。
參考文獻:
[1]教學新理念
[2]小學科學3-6年級課程標準解讀