基于科學(xué)前概念的教學(xué)設(shè)計與操作策略研究

江蘇常州市武進區(qū)星韻學(xué)校（213161） 徐小軍

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基于科學(xué)前概念的教學(xué)設(shè)計與操作策略研究

江蘇常州市武進區(qū)星韻學(xué)校（213161） 徐小軍

科學(xué)概念是組成科學(xué)知識的基本單元，是科學(xué)知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。新課標(biāo)指出要重視科學(xué)探究過程中科學(xué)概念的形成與發(fā)展，學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)過程應(yīng)該圍繞概念的建立過程來設(shè)計與實施。而學(xué)生在正式科學(xué)概念教學(xué)前，對前期生活現(xiàn)象、事物規(guī)律已經(jīng)有了一定的認識，這就是前概念，前概念中與科學(xué)概念不相符合之處，易讓學(xué)生走進學(xué)習(xí)的誤區(qū)。所以，需要認識到前概念的存在，基于前概念實施科學(xué)教學(xué)組織與設(shè)計。

小學(xué)科學(xué)前概念教學(xué)設(shè)計操作策略

學(xué)生在接受正式的科學(xué)概念教育之前，在日常生活中所感知的現(xiàn)象，通過長期的生活經(jīng)驗積累而形成的對事物、現(xiàn)象的非本質(zhì)的認識，稱為前科學(xué)概念，簡稱前概念。前概念也可以說是日常概念、迷思概念，其中有部分與當(dāng)今普遍認可的科學(xué)理論一致，有部分不一致。學(xué)生普遍具有前概念認知，在小學(xué)教學(xué)中，不能忽視學(xué)生的前概念存在。為避免前概念對學(xué)生科學(xué)知識形成的影響，也為避免學(xué)生進入誤區(qū)，應(yīng)該基于教學(xué)規(guī)律，遵循以人為本、因材施教的教學(xué)原則，采取有效的教學(xué)方案和操作策略，提升小學(xué)科學(xué)教學(xué)質(zhì)量與效果。

一、教學(xué)前期預(yù)測，全面凸顯出前概念

前概念對于學(xué)生的影響是未能預(yù)知的，需要做好教學(xué)前期預(yù)測，制定具有針對性的應(yīng)對策略。在科學(xué)知識教學(xué)前期，教師需要認真與學(xué)生對話，包括知識、思想上的對話，采取多元化的方法，讓學(xué)生將自己的前概念凸顯出來。小學(xué)科學(xué)教學(xué)實踐中，教師需要認識到前概念對學(xué)生學(xué)習(xí)的影響，制定好預(yù)測結(jié)果和應(yīng)對計劃。

如“空氣的性質(zhì)”單元教學(xué)時，若教師直接進入正題，還是講述空氣無色無味，但是有重量、有體積，那么會讓學(xué)生感到不能理解、一臉茫然。日常生活中，學(xué)生認為空氣是無色、無味的，也沒有質(zhì)量和體積的，在這小節(jié)課程教學(xué)前，教師需要首先實施前期預(yù)測，讓學(xué)生說出自己對空氣的認知，再結(jié)合實驗探究，告訴學(xué)生哪些前概念與科學(xué)存在差異。如此，前概念預(yù)測和對應(yīng)的實驗探究教學(xué)設(shè)計，深化了學(xué)生對空氣性質(zhì)的理解。

設(shè)計實驗探究活動為：一是引導(dǎo)學(xué)生回顧反思，吹氣球、給輪胎打氣觀察到什么現(xiàn)象；二是在玻璃杯地步貼上一張彩色紙，將其倒扣在裝滿清水的透明玻璃容器中，完全浸沒再拿出來，發(fā)現(xiàn)彩色紙沒有濕；三是在塑料瓶中吹氣球，氣球口封住塑料瓶口，發(fā)現(xiàn)氣球吹不大；四是用細線、小棍制成小天平，讓左右2個氣球保持平衡，之后用針刺破其中一個氣球，發(fā)現(xiàn)小天平傾斜；五是解開吹好的氣體，正對著臉，臉感覺到了推動力；六是將氣墊壓在左手上，用右手?jǐn)D壓氣墊，發(fā)現(xiàn)左手受到了壓力，拿開右手后，氣墊恢復(fù)到原來的樣子。

在教學(xué)前，做好教學(xué)前期預(yù)測，全面凸顯出前概念。了解到學(xué)生對空氣有前概念認知，且與現(xiàn)階段的科學(xué)知識相違背。為順利展開教學(xué)活動，提升教學(xué)質(zhì)量，選用了小學(xué)科學(xué)實驗探究的學(xué)習(xí)方法，引導(dǎo)學(xué)生反思前概念，從而建立科學(xué)的知識體系，實現(xiàn)小學(xué)科學(xué)教學(xué)目標(biāo)。

二、預(yù)設(shè)認知沖突，科學(xué)轉(zhuǎn)變誤差概念

前概念中有部分與科學(xué)概念相悖離，這也正是引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生認知沖突與矛盾的較好的素材。認知沖突能激發(fā)學(xué)生的探究興趣和主動性，讓學(xué)生產(chǎn)生對新知識的好奇心，全身心投入到學(xué)習(xí)中。由此，小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師可以抓住學(xué)生的認知沖突，通過預(yù)設(shè)認知沖突，把握時機，制定和實施應(yīng)對方案，有效科學(xué)轉(zhuǎn)變誤差概念，實現(xiàn)高效教學(xué)。

如“聲音的產(chǎn)生”教學(xué)時，可以利用學(xué)生的前概念，預(yù)設(shè)認知沖突，激發(fā)學(xué)生思維與學(xué)習(xí)主動性。在教學(xué)時，一些學(xué)生回答，聲音通過擠壓產(chǎn)生的，因為擠壓泡沫塑料可以產(chǎn)生聲音，還有些學(xué)生表示，擠壓紙張不能形成聲音，認為聲音是通過摩擦產(chǎn)生的，因為紙、泡沫塑料都可以通過摩擦發(fā)聲。另一部分人則2個觀點都不贊同，說直尺不能通過擠壓和摩擦發(fā)聲，彈動。敲擊直尺可以發(fā)聲。在學(xué)生自主發(fā)言、討論交流之后，大家對“聲音是怎么樣產(chǎn)生的”沒有統(tǒng)一的答案。學(xué)生自主討論和交流，發(fā)現(xiàn)都不能說服大家，而且自己也被其他人的觀點說服了，表示聲音產(chǎn)生應(yīng)該有其他原因。

預(yù)設(shè)認知沖突后，教師采取趣味實驗分析方法，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)各種發(fā)聲現(xiàn)象、發(fā)聲方式及“聲音產(chǎn)生的原因”“振動”等相關(guān)知識，轉(zhuǎn)變學(xué)生誤差概念，形成科學(xué)的知識體系。對比橡皮筋撥動有聲音、用力拉沒聲音；塑料尺拍打、撥動有聲音，用力彎曲沒聲音；小鼓拍打、敲擊有聲音，用力壓、按沒聲音，學(xué)生觀察現(xiàn)象和分析總結(jié)，發(fā)現(xiàn)發(fā)聲的時候，物體都在振動，而振動停止，聲音也停止，不發(fā)聲時，這些物體是靜止的。新概念圖式與前概念之間對抗，學(xué)生再次深入地討論交流、推理分析、反思總結(jié)，才能基于觀察和實踐探究，分析、抽象出鮮明的共性特點，歸納出科學(xué)結(jié)論，運用正確的科學(xué)概念來替代有偏差的前概念，形成“聲音靠振動發(fā)聲”的意識。

三、組織合作探究，建構(gòu)科學(xué)概念網(wǎng)絡(luò)

新課改提出了以人為本、因材施教的教學(xué)策略，陶行知先生提出“教學(xué)做合一”的教學(xué)理念，認為學(xué)生需要在做中學(xué)，在學(xué)中教才能不斷地提升知識和能力?；诖?，小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，基于前概念的教學(xué)設(shè)計，為了讓學(xué)生認清科學(xué)前概念的正誤，辨別、總結(jié)出科學(xué)概念，可以引入合作探究策略，組織學(xué)生展開小組合作學(xué)習(xí)，在生活中探究與應(yīng)用實踐，不斷建構(gòu)科學(xué)的概念網(wǎng)絡(luò)，促進學(xué)生綜合能力提升。

如六年級“鐵釘生銹了”的學(xué)習(xí)，大部分學(xué)生觀察平時鐵生銹一般在空氣中，就得出空氣能讓鐵生銹的結(jié)論，部分學(xué)生發(fā)現(xiàn)潮濕的地方鐵容易生銹，就反駁“空氣讓鐵生銹”的言論，認為“鐵生銹的原因是水”。這些都屬于學(xué)生片面的認識，為了讓學(xué)生了解自己認識的片面性，也為了引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)科學(xué)的概念網(wǎng)絡(luò)，組織學(xué)生展開合作探究，引導(dǎo)學(xué)生在實踐中建構(gòu)科學(xué)概念網(wǎng)絡(luò)。

科學(xué)組織學(xué)生合作探究過程，讓學(xué)生自主了解和發(fā)現(xiàn)“鐵銹生銹的真正原因”。這一合作探究實驗需要在新課上課前，由教師組織引導(dǎo)學(xué)生在課前完成，可以是家里、學(xué)校實驗室等。設(shè)置單一對照實驗，準(zhǔn)備幾個對比①密封透明玻璃箱中放一顆干燥的鐵釘；②玻璃箱敞開，鐵釘部分露出水面，一部分放在水里；③玻璃箱敞開，里面干燥無水；④鐵釘完全浸沒在水中，水表面放一些菜油。一段時間后，學(xué)生結(jié)合實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，鐵生銹與空氣、水有關(guān)，只有這2個條件都滿足時，鐵釘才會生銹。

進一步引導(dǎo)學(xué)生分析，鐵生銹后顏色、形狀、彈性、導(dǎo)電性能、質(zhì)地、敲擊聲等會不會發(fā)生變化，會發(fā)生哪些變化。鐵是生活中常見工具的原材料，是人類生活必不可少的一類材料，防止和減少鐵生銹問題的解決非常重要。“該如何防止鐵生銹呢？”提出問題后，學(xué)生進一步合作交流，從鐵釘生銹的原因分析出發(fā)，了解到可以從避免鐵與水、空氣接觸進行解決。合作交流生活中常見的防銹方法，并總結(jié)提出擦去水分、覆蓋搪瓷、噴漆、制成不銹鋼、鍍上不易生銹的金屬等方案。教師總結(jié)后，提出“防銹方法有這么多，為什么不同的鐵器會運用不同的方法，防銹還需要考慮什么？”將這一問題作為學(xué)生課后探究的問題，引導(dǎo)學(xué)生進一步在生活中學(xué)習(xí)和應(yīng)用。

組織合作探究，是基于科學(xué)前概念教學(xué)設(shè)計中最為扎實的一步，也是引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵策略。小學(xué)科學(xué)教學(xué)，需要關(guān)注學(xué)生知識與能力的同步生成，在分析、認清學(xué)生的前概念后，組織學(xué)生自主合作探究，辨析出前概念的對錯，建構(gòu)完善、科學(xué)的知識網(wǎng)絡(luò)。

人們對事物的認知易出現(xiàn)先入為主的問題。學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)概念前，已有了一些前概念認知，在前概念影響下，學(xué)生會產(chǎn)生思維定勢，較易對教學(xué)質(zhì)量和效果產(chǎn)生影響。小學(xué)科學(xué)教學(xué)時，需要基于小學(xué)生的認知發(fā)展規(guī)律與特點，通過教學(xué)前期預(yù)測、預(yù)設(shè)認知沖突、組織合作探究等步驟，讓學(xué)生認識到自身前概念的存在，并與科學(xué)概念對比分析，建立綜合的思維分析系統(tǒng)，通過感知、分析、應(yīng)對、反思與總結(jié)，不斷幫助學(xué)生樹立科學(xué)概念，全面提升教學(xué)質(zhì)量和效果。

（特約編輯左蕓）

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1007-9068（2016）18-079