朱潮海



【摘? ?要】概念進階是促進低年級學生科學思維發展的重要途徑。教師可以通過構建框架、訪談了解、整體規劃、抓住節點等策略,明確核心概念,確定進階起點,設計進階路徑,推動概念進階,提升低年級學生的概念水平,促進學生科學思維的發展。
【關鍵詞】小學科學;概念進階;低年級;比較與測量
基于學習進階確定學段分布是新一輪課程改革的重點。在小學低年級科學學習中,概念進階通常由較為具體、簡單的生活現象出發,在親身經歷科學活動的過程中,逐步理解抽象、復雜的概念。因此,教師可以通過構建框架、訪談了解、整體規劃、抓住節點等策略,明確核心概念,確定進階起點,設計進階路徑,推動概念進階,探究促進概念進階的路徑,提升低年級學生的概念水平,促進學生科學思維的發展。
教科版《科學》一年級上冊“比較與測量”單元,從標注了起點和終點的原始尺子——紙帶到用手、小立方體、小棒、橡皮等不同工具開展各種測量活動,揭示一把尺子的誕生過程,并通過對這些“尺子”的比較,引導學生發現統一標準單位便于世界上不同地區的人們進行比較與測量的意義。筆者以“比較與測量”單元為例,探究使學生測量概念和測量能力進階的路徑。
一、構建框架,明確核心概念
圍繞核心概念構建學生的認知體系是科學教學的目標之一,學習進階的路徑也應當圍繞核心概念構建而展開。“比較與測量”單元是讓學生經歷一把尺子發明的過程,學會比較和測量長度的方法:比較要公平,有相同的起點;在測量長度時,要對齊起點或0刻度,做到首尾相連,用不同物體測量時要做標記和記數字,會正確讀數和記數;知道用相同單位長度測量的結果才能進行比較。因此,測量和尺子是本單元的核心概念,具體包含下列從屬概念和對應關系(見圖1)。
二、訪談了解,確定進階起點
在教學中,教師需要根據學生的原有概念水平,正確定位概念的初始教學目標,摸清學習進階的起點。一年級學生剛入學,識字量不多,教師想要了解該階段學生的前概念,訪談法是一種不錯的選擇。
通過對6所城鄉小學學生的訪談和統計,發現一年級學生在測量時關于起點意識、首尾相連、標記刻度和正確讀數等維度的前概念水平如圖2所示。根據前測,學生測量概念水平處于初始階段,其中起點意識和首尾相連的觀念發展較好,在標記刻度和數字方面尚處在萌芽時期,對于不確定量的讀數方面存在較大困難。
三、整體規劃,設計進階路徑
教師需要根據學生的進階起點,整體把握核心概念,規劃學習內容,設計概念發展的進階路徑,并落實在每一節課的教學目標之中。“比較與測量”單元共有7課,學生將用不同的工具和方法測量一些物體的長度,學會正確測量物體的長度,獲得豐富的比較和測量的學習經驗,了解尺子的發展歷程,呈現了測量概念的進階維度(見表1)。
在測量過程中,學生在對齊起點、標記刻度數字、讀數記數等方面的概念水平不是同步發展的,而是逐步推進的,從而形成不同的理解水平。表2呈現了“對齊起點”進階維度學生由低到高三個不同層次的理解水平。
四、抓住節點,推動概念進階
在教學中,教師提供各種材料,提供各種測量的機會,聚焦關鍵問題,推動學生概念進階。
(一)緊扣生活經驗,建構測量概念
皮亞杰認為,兒童是在與周圍環境相互作用的過程中,逐步建構起關于外部世界的知識,從而使自身認知結構得到發展。兒童在日常生活中積累各種各樣的前概念,用來解釋和理解生活中的各種現象。因此,概念學習應基于學生的生活經驗,把它作為概念進階的起點。
《用手來測量》是正式測量的第一課,有部分學生在生活中有用手來測量物體長度的生活經驗。教師要充分利用這一生活經驗來開展用手測量的教學。
【案例1】
教師用一條與桌面長度相同的紙帶來替換桌面,出示兩張用手測量的圖片,請學生判斷哪種方法正確。
學生認為兩幅圖的方法都有錯誤:圖3中,手沒有對準起點;圖4中,手沒有一拃與一拃連起來。教師根據學生的回答板書“對齊起點”“首尾相連”。
教師請一個學生上臺展示測量過程。學生用一拃的大拇指對齊起點,右手一拃測量后,眼睛看著小指位置再做一拃,嘗試做到首尾相連,然后不斷重復測量,測出桌面長度是5拃多。教師請學生對剛才的演示方法做出評價,有的學生認為他做到了對齊起點、首尾相連,但也有的學生認為他沒有做到首尾相連。于是,教師請學生思考有什么辦法可以確保做到首尾相連,一學生想到用左手的食指放在右手一拃的小指后做標記的辦法。教師表揚了學生,又提供一支白板筆,請學生再度改進。學生想到在一拃后面用筆寫上“1”,表示1拃。
這時,教師又提出兩人合作完成用手測量桌面長度的任務,并通過觀看視頻和練習掌握一人測量,另一人做標記的合作方法(見圖5)。
用“零起點”來形容一年級學生,其實是強調低年級學生的學習離不開教師的指導。教師根據學生的原有生活經驗設計了兩幅測量圖,突出測量時需要對齊起點和首尾相連。由于一年級學生的思考依賴于具體事實,所以教師安排嘗試測量活動。學生對“首尾相連”的認識是一個不斷進階的過程,體現了如表2所示的理解水平發展過程,從初始一拃一拃不連貫的測量到用手指做標記的連續測量,再到用筆做數字標記的方法幫助自己做到首尾相連。教師通過圖片和視頻指導學生明確了測量的方法和過程,學生在實際測量中,已將做標記的行為內化為概念。
(二)關注探究活動,內化測量概念
科學探究是學生學習科學的主要方式,也是學生獲得科學知識、發展科學概念的主要途徑。基于前測發現,有45%的學生不能正確讀出測量結果,這也成為“比較與測量”單元的教學難點。通過實踐發現,學生在紙帶上標記刻度和數字,能極大地提高讀數的正確率。教師在《用手來測量》一課中通過各種探究活動來推進學生概念進階。
【案例2】
教師請學生來數一數圖6測量的桌面長度有幾拃。學生有的說4拃多,有的說5拃不到,有的說5拃多。
于是,教師讓學生一起用手比畫測量,得出長度是4拃多一點,可以用在每個刻度的下面標上數字的方法正確讀數(見圖7)。可是這個多一點怎么記錄呢?最后,大家一致認為:多的部分用“+”來表示,可以記作“4+”。
以上案例中,教師鼓勵學生參與測量活動,將內隱的讀數通過標記數字外顯在紙帶上,為理解尺子上的刻度和數字打下基礎,又在后續測量各種物體長度的實踐活動中,發展了學生正確讀數的能力。
學生在探究實踐中獲得親身的體驗,有助于發現科學問題,指向科學概念的本質特征。例如,第7課《比較測量紙帶與尺子》要求學生分別用測量紙帶、軟尺和直尺測量書本的長度。學生發現軟尺與直尺的測量結果相同,與測量紙帶不同。這是在實踐體驗的基礎上產生的問題,由此引發學生開展主動學習。學生通過比較和測量發現,軟尺和直尺的標準單位相同,甚至有更小的刻度,所以測量結果相同;而測量紙帶與尺子標準單位不同,測量結果不同,也不能進行比較。如果“比較與測量”單元的起始課就開展測量紙帶與尺子的比較活動是為了比較而比較,缺乏明確的目的;如果學生通過單元學習,在對各種尺子和測量方法有了感性和理性認識后,再在最后一課進行比較就能理解統一尺子標準單位的意義,體現了科學概念進階的序列性。
(三)把握關鍵問題,是概念進階的焦點
科學教材中設置了“研討”環節,旨在通過問題指引學生開展研討。以《用手來測量》為例,教材提出的研討問題是“我們的測量結果不一樣,是什么原因造成的”,意在引導學生認識每個人的“一拃”是不同的。這些問題都指向單元核心——測量能力和對測量的理解。如果教師能把握好這些關鍵問題的教學,就能促進學生概念進階。
【案例3】
教師出示不同學生用手測量同一物體的不同結果,拋出“造成測量結果不一樣的原因是什么”的問題。有學生認為是手大小不一樣造成的。教師并未立刻給予肯定,而是請學生從紙帶上找到依據。
學生挑出長度相同,但寫著6+和5+的紙帶。通過比較一拃長度,發現這一拃比那一拃要長,也就是標準單位——手有大小。為了進一步驗證,教師和部分學生分別用紙帶量出手的一拃長度,通過板貼進行比較,并用不同人的一拃長度推測桌子的高度。
案例3中,教師把握關鍵問題組織學生進行研討,發展觀察能力。學生從紙帶信息中獲取證據,做出分析,得出測量結果不同是因為每個人一拃的長度不同,意識到用不同的標準單位測量,結果不能進行比較。
在后續的《用不同的物體來測量》《用相同的物體來測量》兩課中,教師繼續引導學生討論關鍵問題——“用物體和用手測量,哪個結果更準確?”引發學生對標準單位的思考。在使用小立方體、小棒、回形針測量物體的過程中,學生感受到用不同物體測量的結果沒有辦法比較,產生了統一標準單位的愿望,為《觀察和比較尺子與測量紙帶》一課中圍繞關鍵問題“尺子和測量紙帶相比,有哪些好處”開展討論奠定基礎。由此可見,圍繞核心問題進行研討和交流是學生形成概念的重要方法。
綜觀整個“比較與測量”單元,其測量維度是相互聯系的,概念之間構成了一個整體。學生會正確測量物體長度的前提是必須掌握各個測量維度。因而在教學中,教師應根據一年級學生的思維特點,從整個單元的結構出發,融會貫通,統籌安排,有序落實,才能促進學生概念的進階發展。
(浙江省余姚市實驗學校? ? 315400)