初中科學核心概念構建的教學對策

□浙江省杭州市蕭山區益農鎮初級中學 童麗麗

世界上的事物多種多樣，為了方便我們記憶，可以將事物進行歸納總結，梳理其中的關聯性，從而形成系統的概念。由此可見，學習科學知識的過程就是將各種科學事實概念化，并促使概念發展的過程。從科學教材安排可以看出，通常都是以概念為核心，劃分成若干個單元，每個單元的教學內容都是圍繞概念性知識展開并對具體概念與原理進行解釋。學生在科學學習的過程中，最為重要的一項內容就是構建核心概念，從而培養學生的思維能力。

一、核心概念的特點

（一）核心概念是本章內容的主導

對初中科學教材進行梳理可以發現，與核心概念明確有關的內容在科學教學中占據了十分重要的地位。例如，浙教版科學教材中《能量的轉化與守恒》這節內容，核心概念“能量守恒”貫穿章節。學生學習動能、勢能、機械能等概念后，通過具體事例構建“不論是生命運動、機械運動、化學運動等，在能量發生變化過程中，能量的總量是守恒的”這一概念。同時，教師給予情景任務，讓學生時刻都能反思體驗能量在變化中的不變。掌握能量守恒的概念能夠幫助學生用科學的眼光認識世界，不但能夠看到物體的復雜變化，還能透過現象看本質。

（二）核心概念能夠反映科學內容，蘊含科學思想與方法

在科學課堂學習過程中，會涉及很多抽象的概念，如：慣性、參照物、氧化還原反應、復分解反應等，對初中教育階段的學生來說，其理解存在一定的困難。教師在教授這些概念的時候，要深入挖掘其科學思想與方法，構建一個指向學生生活實際的中心問題，帶著中心問題任務，發現其中存在的規律，并向學生滲透控制變量的思維方式。這樣一來，可以有效幫助學生理解抽象的概念，熟練運用科學概念。通過對核心概念的學習，可以幫助學生建立科學思維，傳授學生科學知識并不是主要目的，更重要的是要讓學生具備科學探究能力。

（三）核心概念處于科學課堂的核心位置

核心概念處于課堂統領的位置，能夠幫助學生進行概念理解。在每節科學課堂教學中都會以一個主題為核心，并存在一定的目標。例如，在浙教版初中科學教材中，教師在講授《食物的消化與吸收》這一章節內容時，從中可以學習到酶的概念、酶的催化特性及影響酶催化作用的條件及可利用之處。根據教材安排，學生先學習酶的概念，通過唾液淀粉酶的例子學習到酶的具體作用，從而了解到酶的多樣性與高效、專一性。學生通過一系列的實驗探究活動，了解到能夠影響酶催化作用的因素。從而分析可知，酶是核心概念，其具體的概念、特征、影響作用及應用是其核心概念下的概念信息。

二、促進核心概念構建的教學對策

（一）將教學置于生活情境的任務序列中

學習《機械運動》內容后，根據教材中的內容，可以組織學生完成相關的課外活動。教師可以將學生分為四人一組，讓每組成員輪流騎自行車，通過兩種不同的競賽方式，深度理解速度的概念。在實踐過程中，盡量沿著跑道保持直線前進，強調起動、加速、勻速和剎車過程，帶著任務進行思考。除此之外，向學生布置家庭作業，讓學生自行設計完成路程與時間的關系圖。學生完成家庭作業后，要將自己在活動過程中遇到的疑惑與自己發現的現象記錄下來，并嘗試進行解答。值得注意的是，教師要提醒學生在活動及觀察的過程中，思考“物體運動狀態保持不變或變化背后的原因”。人類思維的發展并非累積形式的，而是需要一個有意義的事物作為啟發，最好在學生的日常生活與活動中尋找能夠啟發學生思維的事物，從而調動學生參與其中的興趣。在探究活動中，包含了參照物、力、速度、摩擦力等科學概念及運動和力之間的關系。此外，探究活動為暴露前概念創造了良好的機會。如此與常規課堂不同的活動，調動了學生對課堂的興趣與熱情，使得學生積極投入學習情境中，能夠幫助學生直觀感知到學習對象的內外關聯，從而接觸到核心問題。每個單元都是以核心概念為中心展開的教學，將原本零散的科學知識點以主題活動、問題探究的方式進行教學。

（二）解構前概念，重構概念

學生完成實踐活動后，開展以“力與物體運動狀態的關系”為主題的討論交流。學生以學習小組為單位提出活動中發現的問題并嘗試進行解答。教師負責整理記錄每組對運動與力的關系的觀點。大部分學生都認為有力的作用才能進行運動，但是還有些學生認為，不是所有的運動都需要力。學生通過暴露這些前概念，對運動過程深入思考。教師引導學生進行受力分析；當撤掉一個力的時候，物體運動狀態是否會保持不變；減小一個力的作用，物體的運動狀態又如何改變；使新經驗對已有經驗進行改造，重構力與物體運動的關系，為學習“牛頓第一定律”做好充分的準備。在探究活動中，學生充滿參與熱情，思維十分活躍，在后續的交流溝通中，為學生提供了表達的機會與思維碰撞的平臺。教師將有意地激發學生暴露的前概念，使得學生產生劇烈的認識沖突，學生對知識求知欲望空前高漲。

（三）懷揣疑惑，學習局部概念并遷移概念

學生學習“分子”概念時，由于“分子”肉眼不可見，會有多個猜想：分子可能很小？分子間如何排列？分子是運動的？教師引導學生深度觀察蔗糖，使學生有直觀的體驗，為他們建立分子概念奠定基礎。學生動手做“黃豆和芝麻”的模擬實驗，借鑒模擬實驗設計“酒精和水混合實驗”驗證分子間存在空隙。播放“空氣和二氧化氮混合實驗”視頻，幫助學生構建分子進行運動的知識。以上通過解決疑惑，建立概念。學習“分子”概念后，運用分子的觀點解釋生活中“酒香不怕巷子深”“中藥房中彌漫著中藥味”等現象。通過讓學生反思和討論，用分子科學概念解決實際生活中的新問題，促進分子概念的遷移。

（四）在證明的過程中構建核心概念

在之前的探究交流過程中，有的學生會產生與亞里士多德相似的觀點，還有一部分學生的觀點與伽利略的觀點類似。對此結果，科學教師并不做出評判，在學習本單元《牛頓第一定律》一課時，教師可以在課前為學生布置課堂任務——推動木塊和小車前進，引導學生對“運動與力的關系”進行深入思考，向學生提出問題：相同的力推動木塊和小車前進，產生什么不同現象？科學史上產生的兩種觀點如何證明？地球上做不到“牛頓第一定律”中的“不受外力的影響”，實驗驗證過程如何解決？引導學生找到“摩擦力”通過不斷改變摩擦力的大小，觀察小車的運動狀態變化，直至推測“如果摩擦力減小為零”時，小車如何運動。通過推理證明過程，構建牛頓第一定律概念。當構建重要的科學概念時，要對相關現象背后的因果進行論證。在本單元科學知識學習的過程中，學生的思維水平與科學認知能力得到不斷提升，促使學生的論證能力也得到提升。在對課堂活動進行交流溝通中，學生能夠形成初步的觀點，雖然學生對相關概念不清晰、缺乏論證，難以說服他人。但是在對《牛頓第一定律》內容學習的時候，經過時間的沉淀，學生的思路逐漸明朗，為課堂學習做足了準備，可以在課堂上大方地交流自己的觀點，可以通過事實舉例與實驗的方式支持自己的觀點，當出現錯誤觀點的時候，很多學生能夠主動列舉出反駁的觀點并加以舉例。此時，構建核心概念的教學目標即將完成。

（五）在解決實際問題過程中進行拓展

在浙教版初中科學教材中，《二力平衡條件》是對《牛頓第一定律》的延伸與拓展，是在現實情境中運動與力之間的關系推導出的結果。根據本單元的學習，學生已經建立了問題探究意識，能夠在課堂上提出“為何地球存在重力的條件下，物體還能夠保持靜止或者是勻速直線運動”的問題，對此，科學教師要從學生的角度出發，引導學生實現對核心概念的拓展。通過實例分析，當物體二力平衡時也能保持靜止狀態或勻速直線運動。學生學習完本章內容時，教師要讓學生嘗試獨立梳理所學內容，通過概念圖的方式將所學概念之間的關系梳理清楚。總之，為了促進核心概念構建進行科學教學時，教師要引導學生以核心概念與知識結構為重點展開學習，從而幫助學生對科學思維方式的深入理解，促進學生更好地構建核心概念。在知識脈絡清晰，核心概念明確的科學教材單元學習中，有利于促進核心概念構建，有些學習單元中涉及的內容十分豐富廣泛，可以拆分為幾個子單元進行教學安排。教師在教學前可以先對教材進行充分了解與分析，重新安排單元知識的教學順序，以鮮活生動的例子為切入點，引導學生以解決問題開展學習探究。

值得注意的是，以核心概念構建為目標進行科學教學時，對教師的教學水平有一定的要求，教師在教學前要做好規劃，以發展的眼光看待問題，不斷提升自身的科學教學水平，以整個學科的教學發展把握教學內容，為此教師要以堅持以學生為本，站在學生的角度思考問題，考慮到學生的實際情況，并以此開展教學，從而構建核心概念。

三、結語

綜上所述，核心概念構建可以促進初中科學學科教學發展。引導學生掌握科學教材中的核心概念，幫助學生更加清晰地掌握科學知識，改變以往科學課堂教學中教師灌輸為主，學生被動接受知識的局面，在核心概念構建為方向的科學課堂中，可以調動學生的課堂參與興趣，激發學生對科學概念的探究欲望，從而改被動學習為主動探究，使得教學趨向核心概念構建，提升初中科學課堂教學效率，提升初中生的科學素養。