科學概念的性質定義方式在小學科學教學中的應用和特點

摘 要：圍繞科學概念展開教學是小學科學教師在進行教學設計時要考慮的問題。在圍繞科學概念進行教學設計時教師往往忽略概念本身的定義方式。文章從邏輯學的角度對首師大版小學科學教材中的性質定義進行整理，并討論性質定義在教學中的體現、應用以及教學中應注意的問題，以期提高教學的實效性。

關鍵詞：小學科學;科學概念;性質定義

概念是反映事物特有屬性或本質屬性的思維形式。《邏輯學十五講》《普通邏輯學》中指出概念的定義方式有三種，即內涵定義、外延定義和語詞定義。

首師大版小學科學教材中的科學概念一共有224個，其中使用內涵定義方式進行定義的科學概念有142個。內涵定義主要包括性質定義、發生定義、功用定義三種，將這142個內涵定義按照這個標準進行歸類，發現：發生定義有82個、性質定義有33個、功用定義有27個。性質定義是從科學事物的性質或特征方面對概念進行定義的，事物的性質或特征往往是隱性的、不易察覺的，所以對于以形象思維為主的小學生來說理解事物的性質或特征有一定的難度，因此出現了與列舉定義相結合的方式，來幫助學生理解所要揭示的科學事物的性質或特征。

一、性質定義的內涵

性質定義屬于概念的內涵定義。內涵定義：一個概念的內涵，則是該概念所代表、指稱的對象的特有屬性或區別性特征，通過這些屬性或特征，能夠把這類（或這個）對象與其他的對象區別開來。內涵定義的主要構成是屬加種差定義。屬加種差定義是先找出被定義概念的屬詞項，然后找出它與同一個屬下的其他物種之間的區別，簡稱“種差”，并以“被定義項”的形式給出定義。

二、典型歸納中性質定義的應用

典型歸納是指從一類事物中選擇一個標準作為典型，對它進行考察，然后將其顯示的某種屬性概括為同類其他個體對象共同具有的屬性。 典型歸納推理的前提是選擇具有典型意義的代表性個體。這樣的個體通常是根據一類事物的定義屬性來選擇的，這種定義屬性可以看作這類事物質的內在決定性，這也是科學研究中常用的方法，也被稱為科學歸納法。

首師大版科學教材第3冊《聲音的傳播》一課中要求指導學生建立“聲音能在固體中傳播、聲音能夠在液體中傳播、聲音能夠在氣體中傳播”的科學概念。從概念的描述來看，發現這三個概念都是從聲音的性質的角度來進行定義的，屬于概念定義方式中的性質定義。

在教學中教師指導學生先后做三個實驗：實驗一：把鼓立在桌上，在鼓的一邊立一支點燃的蠟燭，用槌擊鼓的另一邊;實驗二：水中撞擊石頭的實驗;實驗三：“土電話”傳聲的實驗。通過對這三個實驗現象的分析，學生認識到聲音能在空氣中傳播、聲音能在水中傳播、聲音還能在“土電話”中傳播，并分別以這些實驗作為典型代表，將聲音可以在空氣中傳播推廣到聲音能在氣體中傳播，將聲音可以在水中傳播推廣到聲音能在液體中傳播，將聲音能在“土電話”中傳播推廣到聲音能在固體中傳播，這種概念獲得的思維方法就是典型歸納法。

三、求同歸納中性質定義的應用

求同歸納是指在不同環境中，都有一個因素總是存在，都出現了一個同樣的現象，則這個因素與這個現象存在因果關系。

首師大版科學教材第六冊《光的傳播》一課中要求指導學生建立“光是沿直線傳播的”科學概念。從概念的描述來看，這個概念是從光的性質角度來進行定義的，屬于概念定義方式中的性質定義。結合光的傳播路徑不容易看到的特征，利用增強感覺知覺的實驗方法——轉化法。將不容易觀察到光的傳播路徑進行可視化。

實驗現象：實驗方法一的實驗現象：眼睛通過直線玻璃管能夠看到蠟燭火焰光，通過彎線玻璃管不能夠看到蠟燭火焰光;實驗方法二的實驗現象：手電筒發出的光可以通過直線玻璃管照射出去，不能夠通過彎線玻璃管照射出去;方法三的實驗現象：當煙霧箱充滿煙霧時，打開激光筆可以看到由各個方向射到煙霧箱中的光都是沿直線傳播的。三種實驗方法雖然不同，但是都有一個因素存在，即光源;都產生了相同的實驗現象，即光沿直線傳播，這就是思維方法——求同歸納法的應用。

四、演繹法中性質定義的應用

從認識性質上看，演繹法是從一般性原理出發，由觀察實驗得到的個別的具體事實證實一般性的原理;從操作程序上看，演繹法是一般性結論在前，觀察實驗在后，且觀察實驗的例子沒有數量要求。

首師大版科學第一冊《水》要求指導學生建立“純凈的水是沒有顏色、沒有味道、沒有氣味、會流動，沒有一定形狀”的科學概念，這個概念是從純凈水的特征的角度對純凈的水進行定義的，屬于概念的性質定義。

在觀察實驗的過程中，學生都是從已有的一般性原理出發，利用這些一般性原理準確地判斷出六個杯子里面分別裝的是什么。在判斷的過程中這些一般性原理得到了進一步的證實，增加了它們的可信度，同時也聚焦了水與其他液體在顏色、氣味、味道三個方面的不同，有利于學生發現并歸納概括出水的特征——水是沒有顏色、沒有氣味、沒有味道的。這就是思維方法——演繹法的應用。

五、小學科學教學中應用性質定義要注意的問題

1.把握科學事物發生的性質或特征是建立性質定義概念的基礎

性質定義就是以揭示科學事物的性質或特征為核心的，因此指導學生聚焦科學事物的性質或特征是學生建立以性質定義為定義方式的科學概念的堅實基礎，這樣的堅實基礎同時又確保學生建立的科學概念是清晰、牢固的。

2.實驗現象直接可視化或間接“可視化”

考慮到小學生的科學認識特點和思維特點，教師要注意選擇有結構的材料將那些隱性的、不易察覺的性質或特征通過實驗的方法進行可視化，如上述案例中所描述的那樣，將光傳播的路線可視化，或將不可視化的物體借助其他物體間接“可視化”，如在上述案例中教師指導學生借助杯子底部的紙在水中濕與不濕的實驗來推測空氣占據杯子的空間，這樣做有助于學生順利地將實驗現象遷移到科學事物的性質或特征方面，從而確保學生順暢地建立科學概念。

3.關注問題的設計

以性質定義為定義方式的科學概念，學生理解起來有一定的難度，即便教師設計的觀察實驗方法能夠將科學事物的性質或特征直接可視化或間接可視化，如果教師提出的問題沒有體現思維的層次性，跳躍性太大，學生在建立科學概念時也會有一定的難度。

總之，在指導學生建立以性質定義為定義方式的科學概念時，教師要注意無論使用典型歸納法、求同歸納法等哪種思維方法指導學生建立科學概念，在教學時都要注意選擇有結構的實驗材料，精心設計實驗，將實驗現象直接可視化或間接可視化。

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基金項目：本文系北京市教育科學“十三五”規劃2019年度一般課題“遵循概念定義方式，提升小學生習得科學概念的有效性研究”（CDDB19322）的階段性成果之一。

作者簡介：劉春梅（1978—），女，北京人，中學高級教師，本科，研究方向：教育教學實踐。