圍繞核心概念開展《感受我們的呼吸》課教學活動

黃丹波

〔摘? ? 要〕? 落實科學概念是培養學生科學思維、發展核心素養的重要路徑。科學概念的形成不是一蹴而就的，需要建立在大量科學事實的基礎上，學生對科學概念的學習，需要經歷多層次的、有結構的學習活動。教師要通過教學活動設計，幫助學生搭建認知支架，重組形成正確、完整的科學概念，進而逐步提升學生的核心素養。

〔關鍵詞〕? 小學科學；認知沖突；概念建構；核心素養

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? 〔文章編號〕? 1674-6317? （2023）? 11-0043-03

2022年版《義務教育科學課程標準》提出的13個核心概念，是所有義務教育階段應該掌握的科學課程的核心內容。通過對核心概念的學習，理解4個跨學科概念，將核心素養的培養有機融入學科核心概念的學習過程中。

《科學教育的原則和大概念》一書指出：科學教育的目標不應該是獲得一堆由事實和理論堆砌的知識，而應是實現一個趨向于核心概念進展的過程。由此可見，教師在組織課堂教學前，首先需要提煉教學內容所反映的核心概念，在核心概念的引領下，逐級分解為若干學習內容，形成概念的層級框架，并通過活動體驗、尋證研究、實踐拓展等方法，引導學生自我構建完整的概念體系。如今以“探究”為核心的科學學習理念已成為大家的共識。隨之而來的問題是，有些教師認為只有科學的“過程與方法”才是學習科學的唯一目的，只注意引導學生在“做中學”“玩中學”，而忽視了概念的教學，從而影響了學生進一步的學習。

科學概念不等同于科學知識。從科學概念的內涵可以發現，科學概念不僅包括一般的科學事實和知識性概念，更重要的是它還包括科學的觀念、想法和看法。科學概念的形成不是一蹴而就的，需要建立在大量科學事實的基礎上，學生對科學概念的學習，需要經歷多層次的、有結構的學習活動。這就需要教師在教學活動中扮演好一個設計者、組織者和引導者的角色，引導學生重組凌亂模糊的概念，在研討交流的過程中形成科學概念。本文以《感受我們的呼吸》一課為例，讓學生搭建思維之架，結概念之果，從而促進學生核心素養的發展。

一、借前概念，揭認知起點

前概念是學生在日常生活中，根據生活經驗形成的認知，任何學生在走進課堂前，都不是一張白紙，對待問題他們有自己的觀點。而在“前概念”中，有一部分與學習的科學概念是一致的，但還有一些與科學概念不一致。例如呼吸，學生都知道人每時每刻都需要呼吸，但因為人體結構的特殊性，學生在生活中觀察不到，而三年級學生以具體形象思維為主，這對概念的建立產生了障礙。

（一）借助前概念經驗認知，認識呼吸器官

在學生的認知中，呼吸時氣體會從鼻子和口腔進入，但對于里面的器官學生就很難說清楚了，因為人體內部氣管結構學生“看不到”“摸不到”，給學習帶來了一定難度，有些知識豐富的學生會知道還有肺，但也是模棱兩可的。我們可以借學生的前概念為起點，順勢而下，通過微視頻、文字等多種方式的介紹，讓學生對前概念進行補充完善。

（二）借助前概念突破重點，了解呼吸過程

在學生的固有想法中，吸氣時我們的肚子應該是會鼓起來，呼氣時會癟下去。

這源于他們的想當然，而沒有真正去觀察體驗，同時也正是因為人體內部器官的不可視性，導致學生錯誤的認識。人體的呼吸過程并不簡單，學生的生活經驗并不能幫助他們建構這個呼吸過程。

學生前概念所暴露出來的問題，也正是我們在課堂教學建構科學概念時，需要突破的重點和難點。因此，在對學生的前概念轉變過程中，最關鍵的并不是用新的、正確的概念完全替代，而是要對學生原有概念進行分析。就如這節課，我們要探析學生認為的呼吸過程，大多數學生有“吸氣時氣體進入人體腹部會鼓起來，呼氣時正好相反”這一錯誤概念，當學生出現認知沖突時，我們就以此為契機，通過“感受呼吸”這一體驗活動，讓學生發現自己的認知錯誤。作為教師往往會忽視這一個過程，從而導致學生很難從前概念中加以轉變。

二、搭認知支架，推概念生成

（一）借助微視頻，獲得直觀認識

在小學科學教學中，為了讓學生能將原本零散的科學知識系統化，實現概念建構，微視頻是必不可少的一種方式，它不僅能促使學生正確地理解科學概念，還可以幫助學生把握科學本質，奠定學生建構科學概念的基礎。

在教學中，三年級學生學習知識的特點是直觀感受體驗。教師借助視頻，彌補學生前概念中的不足。學生在觀看學習視頻之后，獲得直觀認識，在頭腦中建構正確科學概念。

學生依靠頭腦中原有的知識，積極主動地獲取信息，通過視頻進行自主學習，并在學習過程中逐步建構科學概念。在這一建構過程中，學生會比較視頻學習內容和自己的前概念，吸收有效信息，選擇性進行再建構，彌補原有認知的不足，從而不斷形成正確的、完整的科學概念。這是一個科學概念自我構建的過程，也是發生在學生頭腦內部的科學探究過程。在學生學習過程中，教師提供必要的認知支架，幫助學生建立必備的前期知識，為后續學習做準備。

（二）感受體驗，引發認知沖突

我們知道，學習的過程是一個認知由平衡到不平衡再到平衡的過程。認知沖突，是一個人由于原有在頭腦中建立的認知結構，與當前正面臨的學習情境之間存在的暫時矛盾與沖突，使已有的知識和經驗與新知識之間存在某種差距而導致的心理失衡。只有經歷過這樣一個失衡的過程，建立起來的新概念才是深刻的。

在感受體驗呼吸活動中，適時聚焦課堂的動態生成，幫助學生生惑、辯惑、釋惑，正是這些疑惑，助推學生探究活動的深入開展，進而促使學生思維發展，發展核心素養。

學生在體驗活動中，已能感受到吸氣時腹部收縮，而不是自己原有認知中的擴張，胸腔擴張；呼氣時腹部擴張，胸腔收縮。這樣的體驗結果已經在學生心中產生疑惑，但受固有思維的束縛，還不能很好地解釋、辨析。這時通過全班的交流辯論，讓學生建構正確的科學概念。

交流過程是教師引導學生對核心問題的研究逐步深入的過程，這個過程可以促進學生創新思維的發展，有利于學生學習嚴謹的表達方式，培養嚴謹的科學態度。學生的感受是正確的，可是卻難以突破原有的認知，這時在學生交流討論時，教師適時引導，為學生建構科學概念搭建一個認知支架，經過這一課堂動態地辨析過程，學生疑惑解決，新的科學概念在逐漸形成，學生建構起正確的科學概念。

（三）模擬探究，開展尋證研究

學生對呼吸過程中人體的變化能認識到肋骨的運動，并不能感受到膈肌的收縮和舒張，這就需要教師在設計教學活動時，能逐級深入，引領學生開展科學論證，發現事物的內在聯系和規律，從而引導學生自主建構科學概念。因此在教學中，先引領學生認識是否肋骨上升就能讓空氣進入人體肺部。

通過，肋骨模擬裝置的演示，讓學生從自我感知吸氣、呼氣時肋骨的變化，推測出人體肺部在胸腔擴張、收縮的作用下也會像氣球一樣被動吸氣、呼氣。將呼吸時身體的變化和肺的吸氣、呼氣聯系起來，形成學生的認知基礎。進而再引出膈肌的運動，學生自然而然地形成完整的科學概念。學生通過“經驗感知—體驗探究—認知沖突—內化建構”這樣的思維路徑，在課堂中不斷重塑并形成正確的科學概念。

有了前一個環節的模擬體驗，學生很自然地能根據看到的現象推測出膈肌運動引起吸氣呼氣過程，進一步完善對呼吸過程的認識。最后通過微視頻輔助教學，進一步鞏固學生的概念理解。

（四）健康教育，使概念具有生命力

2022年版《義務教育科學課程標準》有關生命系統構成層次這一核心概念，其中一個學習內容要求就是描述人體用于呼吸的器官，列舉保護這些器官的方法。由此可見健康教育的重要。在本課教學中，通過呼吸時對各器官的認識，讓學生意識到用鼻子呼吸，并保護鼻子的重要性；平時生活中要加強體育鍛煉，營養均衡，讓肋間肌、膈肌這些肌肉更強壯，呼吸功能更強大。

三、建概念體系，促高階思維

本節課采用“微視頻輔助—感受體驗—模擬實驗—類比推理—健康教育”五個環節，符合學生的認知過程，正如一級級臺階，層層遞進，在學生的直觀感受、反思交流、遷移類比中推動概念的建構，完善本堂課的概念體系，促進學生的思維發展。在概念的結構過程中，發展學生的核心素養，實現科學課程育人的價值體現。

科學教育的先驅蘭本達教授曾把學習比喻成“過河”。在此岸和彼岸之間有一條流水淙淙、變化無常的河待渡，按照概念的形成過程而安排路線。河中有不同大小的踏腳石，錯綜復雜。學生可以從一塊石頭跳到另一塊石頭，各自有不同的路線。他們朝著概念的箭頭前進，他們有意義地選擇自己的路徑，每個學生的內心都起了變化，得到了“長進”，這就是“學習”。

總之，教師在教學過程中，圍繞核心概念組織教學，應始終貫徹2022年版的《義務教育科學課程標準》的課程理念，培養學生科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任等方面的核心素養。

參考文獻

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