如何圍繞科學概念組織教學

吳劍平

摘 要 圍繞科學核心概念組織教學已成為當下科學教學關注的問題。本文以《用橡皮筋作動力》一課為例，談如何圍繞“彈力”概念，設計一系列的體驗、探究活動，讓學生理解彈力的概念。

關鍵詞 科學概念 組織教學 探究活動

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2015.06.069

How to Organize Teaching around Scientific Concept

WU Jianping

（Liancheng Experimental Primary School， Longyan， Fujian 366200）

Abstract Scientific organizations around the core concept of teaching has become a matter of concern present science teaching. In this paper， "powered by a rubber band，" a class， for example， talk about the concept of how "elastic" concept， to design a series of experiences， exploration activities to enable students to understand the elasticity.

Key words scientific concept; organize teaching; inquiry activity

傳統的科學教學往往強調對學生進行事實性知識的教學，教師往往努力給學習者盡可能多的事實，然而在教學實踐中我們常發現一節課結束后，學生卻收獲頗少。因此教學中應該圍繞科學的核心概念進行組織，學習重心也應該從記憶事實轉移到理解核心概念和更為根本的知識為主，培養和發展學生的思維能力。

教科版五年級上冊《用橡皮筋作動力》一課，之前自己開過公開課，也曾指導別的老師上過市的評優課。以前我被教學用書上的建議束縛住，把探究“橡皮筋纏繞的圈數與小車行駛的距離”當作本節課研究重點，注重學生收集數據，整理數據的能力。整節課下來，學生的學習興趣盎然，但實際的效果不是很理想，不僅費時拖堂，而且大多數學生對“彈力”概念還是不甚理解。在這學期的龍巖市名師工作室暨縣的教研活動中，我又選擇這課作為教學內容。本單元的核心概念是“力作用于物體會改變物體的運動”，通過觀察和實驗，感知各種常見的力（重力、彈力、摩擦力）。我決定改變原來的教學思路，對教材進行修改，圍繞“彈力”的概念組織教學，設計了一系列的體驗、探究活動讓學生理解什么是彈力，彈力是怎樣產生的，彈力的大小和什么有關系，而把“橡皮筋纏繞的圈數與小車行駛的距離關系”的實驗當作對彈力概念的鞏固。這一改變不僅使學生理解了彈力的概念，而且獲得了大家的好評。

1 觀察、交流，揭示學生的前概念

在引入階段，我演示了用橡皮筋彈射紙飛機。然后提問“是什么力量把紙飛機射出去的？”先讓孩子們根據自己平時的經驗來說一說。有的說：“橡皮筋有拉力”;有的說：“應該是橡皮筋會產生力把紙飛機彈射出去”;有的說：“橡皮筋有彈力”。孩子能說出“彈力”一詞，我連忙追問“你知道什么是彈力嗎”？但孩子們無法說清楚。

在生活中，學生對于橡皮筋已經非常熟悉（特別是女生常用橡皮筋扎頭發），而且對“彈力”也有一定的認識，但這種認識是無意識、無序的，是模糊的，是生活化的東西。究竟什么是“彈力”，學生很難說清楚。因此，在上課伊始，讓學生觀察“用橡皮筋彈射紙飛機”，并對是什么力量把飛機射出去進行研討，不僅讓老師了解學生的前概念水平，也激發了學生的認知沖突，為后續的學習提供良好的心理基礎。

2 體驗、探究，引導學生生成概念

在某種程度上，科學課的學習可視作改變學生初始想法的過程，不斷修正和完善前概念的過程，即概念轉化的過程。通過引入階段的研討，激活學生原有的認知結構與本課概念之間的矛盾，接下來教學就要通過一系列的探究活動拓展他們的思維，引導學生生成新的科學概念。在這一環節，我圍繞“彈力”是如何產生的設計了兩個體驗探究活動，兩個探究活動有特定的慨念指向內涵。

活動①：手拉橡皮筋，體驗“彈力”的存在。因為“力”看不見、摸不著，通過實驗體驗，可以檢索學生對“彈力”的認識，概念內涵指向“彈力，是在拉橡皮筋的過程中產生的”，這是學生第一層次的認識。

紙飛機能彈射出去，必須要有“力”的存在，這是學生最初的認識。于是我接著提問：“橡皮筋這種力是怎么產生呢？”然后請同學們拿起桌上的橡皮筋跟著老師做，分別用一個手指拉住橡皮筋的兩端，然后慢慢把橡皮筋拉長，注意你的手指有什么樣感覺，再慢慢放松，現在你的手指又有什么樣的感覺？實驗做完后，孩子們爭先恐后要發言。有的說：“橡皮筋拉長的時候，手指會痛。”有的說：“不對，橡皮筋拉長后，感覺有一股力量把橡皮筋往回扯，手才會痛。”有的說：“感覺有股力讓手指碰在一起，往回拉。”有的說：“橡皮筋往外拉的時候，手要用力，不然橡皮筋就會自動拉回去。”……從學生的回答中，不難看出，通過手拉橡皮筋，學生體驗到橡皮筋被拉長后有一種往回縮的力。

活動②：對比實驗，探究彈力產生的原因。把橡皮筋和線分別掛在鐵架臺的鐵圈上，通過掛鉤碼觀察橡皮筋和線的變化。通過對比探究，豐富學生對“彈力”第二層次的認識——“彈力”是在形狀改變后，在恢復原來的形狀時產生的。

在學生體驗到橡皮筋被拉長后有一種往回縮的力后，如何讓學生能比較直觀的看到“彈力”是在形狀改變后，在恢復原來的形狀時產生的。經過思考，我決定用對比實驗，通過在橡皮筋和線上掛、取鉤碼的方法觀察它們的變化。在實驗前我先讓學生猜測：如果老師把一個50克重的鉤碼掛在橡皮筋上，橡皮筋會怎樣？如果掛二個，橡皮筋會發生什么變化？這時我繼續掛，橡皮筋會發生什么變化？如果我把鉤碼一個一個取下，橡皮筋又會怎樣變化？由于有前面的經驗，學生大都認為，掛上鉤碼，橡皮筋會變長，取掉鉤碼，橡皮筋會變短。是不是這樣呢？橡皮筋還會有其他變化嗎？我建議學生通過實驗認真觀察。在第二個活動中，學生觀察都很認真，甚至有個別小組用老師提供的軟尺在量每掛一個鉤碼后橡皮筋的長度的變化。endprint

掛上或取掉鉤碼后，橡皮筋有怎樣的變化？孩子們爭先恐后的舉起手，有的說：“鉤碼掛得越多，橡皮筋越來越細。”有的說：“鉤碼掛得越多，橡皮筋越來越長。”有的說：“鉤碼掛得越多，橡皮筋變得又長又細，把鉤碼拿掉，橡皮筋又變粗了。”這個小組怎么會認為鉤碼拿掉后，橡皮筋變粗了呢，我連忙追問：“把鉤碼拿掉后，橡皮筋變得比原來更粗嗎？”他回答是：“變回原來的樣子。”……經歷了這個觀察活動，我繼續問：“在掛鉤碼時，橡皮筋變得又長又細，這是它的什么發生了改變？把鉤碼拿掉后，橡皮筋怎樣變化？孩子們非常自然地想到是橡皮筋的形狀發生了改變，把鉤碼拿掉后，橡皮筋恢復了原來樣子。

學生做對比實驗，把鉤碼掛在線上，以及拿掉鉤碼后，觀察線的變化。學生發現把鉤碼掛在線上和拿掉鉤碼，線都沒有變化，還是原來的形狀。

以上教學片斷，可以發現學生的表達不斷發生變化，從越來越細—越來越細、越來越長—又長又細—形狀改變。快到前概念階段向科學概念轉變時，學生的表達更加細化，更加概括，更加科學，思維也從具體形象思維向抽象思維轉變。蘭本達認為：孩子開始使用抽象的詞匯時，也就有了新的思想，他的語言更豐富了。正是基于這一系列體驗、探究，并且通過分析、綜合、概括，學生初步生成了“彈力”的概念。

3 分析、整理，引導學生形成概念

學生經歷了兩個探究活動，是對彈力概念不斷完善、不斷修正的過程。但學生在經歷每個探究活動后，形成的彈力概念是不同層次的。如何讓這些不同層次的概念融會貫通在學生頭腦中形成完整的概念呢？所以在學生探究后，幫助學生理順頭腦中對“彈力”的零散知識，形成彈力概念，就顯得尤為重要。但從課堂實際情況來看，孩子們還不能用完整的語言說出彈力的概念。這是不是表明這時孩子們的頭腦中，還沒有建立起我們所期望的彈力概念呢？這個問題曾經困擾我很久。

教學后，我們教研組討論后一致認為：如果孩子們能說出“彈力”是橡皮筋在形狀發生變化時會產生力，把拉力去掉后，橡皮筋會恢復原來的形狀。說明他們通過這堂的學習已經在頭腦中建立起彈力的概念。從課程實施情況來看，孩子們能借助掛鉤碼觀察橡皮筋和線的變化這一對比實驗較清晰地描述出——讓橡皮筋往回縮的力來自哪里？橡皮筋在什么情況下，才會產生這種力？所以，我們認為孩子們已經建構了我們所期望的彈力概念，達到了預期的目標。

4 類比、推理，拓展概念的內涵

學生新建立的概念要真正成為自己知識體系的一部分，還需要知道如何運用新概念，用新概念去解釋（判斷）生活中的一些現象，這樣才真正完成前概念向科學概念的轉換過程。在學生初步建立“彈力”的概念后，教師提供竹片、平頭夾、壓簧、銅絲、鋁絲等材料，讓學生找出能產生彈力的材料，意圖在于運用類比推理等方法來豐富“彈力”概念的內涵。這里分類的意義有二：檢驗學生所獲新知;使“彈力”概念內涵更為豐富，不僅拉可以產生彈力，彎折、壓物體，也可以產生彈力。

在教學中，大部分的小組都能找到三種材料（竹片、平頭夾和壓簧）有彈力。從具體的效果上看，學生對“彈力”概念的掌握，還是不錯的。

在本課教學中，體驗、探究貫穿于整節課，是讓學生經歷一個個典型的（并且賦予每一個活動以概念內涵）活動的過程，是讓學生運用多種方法收集關于“彈力”信息的過程，同時也是讓學生對“彈力”概念不斷清晰完善的過程。并且利用類比推理等方法，使“彈力”的概念內涵更為豐富，促進概念的遷移。圍繞科學概念組織教學，至少能實現兩個基本效果：一是培養了學生的思維能力，使其不僅僅停留在知識理解層面，而且提高到綜合運用和分析層面;二是通過理解科學概念，幫助學生理解生活中遇到的一些事件、現象，讓學生明白在課堂中的科學探究活動是與他們周圍的世界是有聯系的。endprint