談教學中科學概念建構的策略

李首華

摘要：科學教師在小學《科學》教學中的“地球與空間科學”知識點開展教學的時候，由于這部分的教學內容牽涉的知識面廣，天文、地理的知識比較深遠，所面對的事物是運動的、大尺度的空間結構。天體的運動，形成了天體之間相對位置的變化，天文現象也隨之變化，學生的空間結構也要隨之變化;大尺度的空間結構需要學生有著較好的空間想象能力。這是“地球和空間科學”空間觀念建構的難點所在，需要我們去研究和突破。加上在大城市中與自然界相隔甚遠，不容易開展實際的觀測和體驗，學生們在學習和生活中也對此形成了一些“迷思概念”，如何有效開展“地球與空間科學”的教學成為了教師的一大難題。有套路地開展教學，有策略地開展研究，對于老師們更好地在“地球與空間科學”領域教學中促進學生科學概念的建構有很大幫助。

關鍵詞：科學概念;5E教學模式;建構

中圖分類號：G632.41 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）35-0267-04

學生在學習“地球與空間科學”時由于缺少實際的感性體驗，和客觀存在的觀察障礙，再加上空間結構的運動性和大尺度特點，都為學生空間觀念的建構增加了難度。學生在建構自身知識和概念的過程中，總是以自身已有的知識經驗為基礎的。由于每個人的知識基礎、生活經驗、思維認知能力和生活環境的差異，對同一概念的理解和認知也會有所不同。對于概念理解的層次不同，可能會產生不同的學習效果：有的學生只是記住了概念的字面定義，沒有真正理解概念的實質;有的學生可能存在模糊的認識;有的學生的理解甚至可能是錯誤的，像這樣學生頭腦中存在的與科學概念不一致的認識稱為“迷思概念”（Misconception），在國外也稱之為先前概念（Preconception）。所以學生學習的時候并非是一張“白紙”，存在于學習者腦海中的相關的前概念形形色色，并存在個體差異，而新知識的學習則是建立在這種存有個體差異的前概念基礎之上的?！懊运几拍睢钡拇嬖趯τ趯W生們學習“地球與空間科學”知識有著比較根深蒂固的阻礙作用。如何讓學生在“地球與空間科學”這種看上去“遙不可及”的科學課上鍛煉科學思維，讓孩子們像科學家那樣做科學，建構正確的“科學概念”呢？筆者經過學習和教學實踐行動研究，就“誰先迎來黎明”教學為例，談談教學中如何促進學生的科學概念建構。

一、課前梳理知識結構，做好教材分析與學情分析

“誰先迎來黎明”小學科學五年級下冊第四單元“地球的運動”第4課時的內容，教材的內容分成四個部分。

1.提出問題：誰先迎來黎明。

2.模擬實驗：地球自轉方向不同，迎來“黎明”的時間先后就不相同。

3.探究地球自轉的方向。

4.認識世界時區圖。

圍繞誰先迎來黎明，我們應該在備課前畫出思維導圖，梳理一下知識結構。

第一部分直接讓學生在中國行政地區圖中觀察北京和烏魯木齊的地理位置，明確黎明迎來的時間與各地所處的地理位置有關;第二部分用地球儀觀察各地迎來黎明的先后順序，學生在實踐中發現，地球自轉方向不同迎來“黎明”的時間會不同，產生“地球自轉方向究竟是怎樣的”探究;第三部分在地球自轉方向的探究中，通過讓學生建立相對運動概念，根據天體的周日式運動來認識地球的自轉方向;第四部分希望學生能夠關注到地球儀上的經線，并且能夠根據不同地區的經線差來計算兩地的時差。這實際上需要學生綜合運用地球自轉方向及地球自轉周期的知識、時區的劃分等知識來解決，是有一定難度的。

本課是在學生認識地球自轉形成晝夜交替現象的基礎上，對地球自轉方向和時區的探究，學生在之前的學習和生活中已經知道地球是自轉的，并有部分學生也知道了地球自轉的方向是自西向東，這是他們的“前概念”，但仍存在“迷思”，所以本課要通過一系列的研究活動把學生的“迷思”概念轉變或者提升為科學概念。

二、制定適切的教學目標，抓正教學重難點

教學目標是一節課的預期教學結果，是選擇教學手段和方法、教學策略的依據，直接決定著一節課的好壞。所以，制定適切的教學目標是一節課成功的關鍵。教學目標的敘寫一般有四個基本要素：行為主體+行為動詞+行為條件+表現程度。行為主體是學生而不是教師，教學目標的陳述要從學生的角度出發，陳述行為結果。因此，在“誰先迎來黎明”的備課中，通過教材與學情分析，從三個維度制定如下教學目標。

科學知識目標：

1.經動手探究知道地球自轉的方向是自西向東的（逆時針），理解相對運動。

2.知道天體的東升西落是因地球自轉而發生的現象。自轉方向決定了不同地區迎來黎明的時間不同，東邊早西邊晚。

3.初步了解不同地區所處的經度差決定了地區之間的時差。

過程與方法：

1.尋找證據來推導證明地球自轉的方向，培養學生空間想象能力和分析推理能力。

2.通過生活經驗和體驗活動，理解相對運動。

情感態度價值觀：

培養學生科學實證意識，激發學生對探究地球自轉運動的興趣。

教學重點是學生必須掌握的基礎知識與基本技能，是基本概念、基本規律及由內容所反映的思想方法，也就是教學的核心知識。難點是指學生不易理解的知識或者不易掌握的技能技巧。我們的課題教學要講究分散重點、突破難點，搭建合適的臺階，讓學生把難轉化為易，這正是教學藝術性之所在。就“誰先迎來黎明”一課，把教學重點放在“探究地球自轉的方向與天體的東升西落相反，即逆時針或自西向東”。把教學難點放在“理解相對運動”。

確立了教學目標，敲定了教學重難點，教師就會著力想出好的教學方法和手段，選擇適當的教學策略，加以突破，有效開展教學活動。

三、應用“5E教學模式”，以探究為核心，建構科學概念

教學策略是我們教師對完成教學目標而采取的教學活動程序、教學方法、教學形式和教學媒體等各種因素的總體考慮，但教無定法，因人而異，因課而異。筆者在教學實踐中，最經常應用的是“5E教學模式”。這是美國《生物學課程》教材中（BSCS，1989）提出的探究式教學，包括五個階段：參與（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、遷移或精致化（Elaboration）、評價（Evaluation）。

參與（Engagement），就是創設一定的問題情境，讓學生參與其中，并通過師生對話、生生對話，引出學生對情境的初步解釋，引出學生的前概念（或者叫做迷思概念），從而引發學生的思維碰撞，并進一步啟發學生對問題（概念）的猜想，從而達到把學生引入課堂，鋪墊并啟動思維的效果。

探究（Exploration），就是在前概念的猜測基礎上，通過討論研究而自主設計的科學研究方案，并在老師的引導下開展科學的探究，通過科學的觀察和記錄，獲取實驗數據或者證據的過程。

解釋（Explanation），就是利用在探究活動中獲取的數據或證據，對前概念（迷思概念）進行科學的解釋或論證，從而把模糊的前概念或者迷思概念轉變或提升為科學概念的過程。

遷移或精致化（Elaboration），說白了就是應用和推廣，把在探究中獲得的科學規律和形成的科學概念應用在實際學習和生活中，解決實際困難和問題，或者進一步對自然現象或者規律進行科學解釋的過程。

評價（Evaluation），就是對課堂中學生的表現、收獲等進行公平、公開、公正的評價，環節是穿插在課堂中的各個環節之中，并在最后有一個總體性的評價或總結主要表現為形成性評價、表現性評價、總結性評價。

以“5E教學模式”在教學中提高學生對“地球與空間科學”的正確認識，把“迷思概念”轉化或者提升為科學概念，并進一步提高學生的發現問題以及綜合運用所學知識解決問題的能力。在“誰先迎來黎明”一課的教學中，可應用這種模式進行備課和上課，能收到良好的效果。

四、課后總結與反思，提煉經驗與教訓，自我修正

課后教學反思和自我修正，是對自己上過的課進行回顧與評價，仔細分析自己上課的得失成敗，分析自己的教學是否適合學生的實際水平，是否有效地促進學生的發展，在哪些方面有待改進，再尋求解決問題的對策，優化教學方法和手段，豐富自己的教學經驗，使以后的教學達到最佳效果?？茖W教學課堂呈現的優差，是由很多因素構成的。無論是教師層面的、學生層面的，還是教學環境層面的都能影響教學質量，一節好的科學課，也是經過不斷地“試教—反思—試教—反思—”磨出來的。課堂的反思和總結，不能過于表面地看熱不熱鬧、學生高不高興、快不快樂，而要注意往深層挖掘：一是反思教師對學科課程標準、教材內容、教與學的方法和手段、教與學的習慣、教與學的理念、教學結果等是否適切;二是反思自我教學理念和行為是否干練、到位，把冗長的、重復的、啰嗦的陳述和環節去掉;三是學生表現和反饋的反思，思考和研究學生學習的習慣、行為、方法、效率等。

在教學實踐中，不是每一節課都有高人指路，不是每一節課都有人聽課、評課、議課，所以更要求我們在教學中學會自我反思，只有經過不斷的反思和總結，提煉經驗和教訓，教師才知道如何去修改課堂，進行自我修正，形成教師自己的教學風格，形成基本的教學套路和教學模式，更好地開展科學教學，逐步提升教師教學的品味和境界。

“誰先迎來黎明”這一課筆者在海珠區的“海教杯”課堂教學異地教學比賽中教學效果良好，在參賽者中成績排名第二，在此之前在學校里已經經過了兩次的試教，在試教中不斷完善。但課堂的呈現還沒有完美，還有很多需要修正的地方。后來，把這個課再調整和完善，到了花都和從化的學校送教授課，每一次都因教學環境的不同而進行修正和改進，越上在腦海里思路越清晰，結構越來越明顯，教學效果也越來越好。對于提升學生的科學概念的建構也特別有效。

綜上所述，在教學實踐中，只有老師先清晰了課堂的核心概念，才能更好地通過各種方法和手段，套用合適的教學模式，以探究為核心，引導學生像科學家那樣做科學，最終把“迷思概念”建構并內化為自身的科學概念，真正掌握科學方法，才能觸類旁通、舉一反三。

參考文獻：

[1][美]蘭本達.小學科學教育“探究—研討”教學法[M].北京：教育出版社，1983.

[2]吳向東.數字時代的科學教育[M].廣州：華南理工大學出版社，2012.