肖炳杰
宁波市鄞州区实验小学教育集团 315191
摘要;小学科学课程改革提出了课程发展的方向:科学概念和科学探究的双螺旋协调发展,即科学概念通过科学探究而形成,科学探究以科学概念为基础。那么,如何在小学科学教学中,促进科学概念的构建与科学探究双螺旋协调发展呢?我结合教学实践提出四个策略。
一、情景探究,激发思维
要构建科学概念,就要引入前概念。科学概念的建立,须从学生的前概念出发,并对其重新组合、修正与提炼。前概念可分成两类。一类是虽与科学概念不一致,但在学生学习了相应的知识后,并结合有关的实验引导,便易于转化成科学概念。另一类是已在学生的头脑中存在,且已形成比较牢固的、错误的概念体系,不易转换与纠正。例如,学生的已有概念是:热水冒出来的热气是水蒸气。教师纠正他们:水蒸气没有颜色,你看到的白色热气是水蒸气受冷凝结成的小水珠。可有些学生在课后作业中依然写道:冬天呼出的白气是水蒸气。基于此,教师必须瓦解学生原有的、错误的知识体系,以构建科学概念。具体方法有三个:一是通过阅读教材、课前调査、个别询问、课堂提问、画图展示以及概念前测等方法了解学生的已学内容、认知能力和理解程度,以把握学生的前概念。二是分析单元目标和本课目标,以确定本课的科学概念。三是创设典型的问题探究情景,以激发学生的思维,从而引起前概念与科学概念的认知冲突,随之构建科学概念,最终促使学生积极、主动地学习科学概念。
例如,在教学“声音是怎样产生的"这一内容时,教师要帮助学生建立科学概念(声音是由物体振动产生的),就要瓦解他们的前概念(声音是由物体间拍打、摩擦和敲击等方式产生的;并认为“振动”等同于“震动。因此,在问题探究环节,我提供了纸、鼓、皮筋和尺子等材料,要求学生想办法使这些物体发出声音,并提岀探究性问题(声音是怎样产生的)。在这一环节,不仅呈现出学生错误的前概念,更反映出一个不良的学情:他们将实验现象当成科学原理。在这种情况下,我引导学生结合实验现象,仔细分析,认真探讨,最终学生认识到“敲打、摩擦、拉拨”都是物体发出声音的方式,而不是声音产生的原因。而且,学生认识到:虽然这些发声物体的发声方式不同,但它们都能发出声音,这就说明,它们在发声时肯定有着共通的地方。这样,学生的思维被激发,探究活动向更深层次迈进,距离科学概念的构建更近一步。
.二、假设探究,深化思维
概念理解是概念构建的中心环节。当概念引入后,教师要引导学生亲历探究过程,以加深体验,从而理解概念。当学生的前概念在问题的探究中被质疑时,学生的探究欲就会再次被激发,并渴望建立新的概念体系。在这种情况下,教师就要帮助学生向科学概念的方向迈进。具体有三步。其一,先让学生根据问题进行猜想与假设,并说明理由。这样,既有利于学生科学态度的培养,又有利于学生科学思维和语言表达能力的培养,还有利于学生尝试用已学的科学概念分析、解释现象。其二,由学生根据假设,制定相应的、可行的研究方案,以验证猜想与假设的正确性。在这一过程中,须特别重视学生对活动材料和辅助工具的选择、应用以及活动细节的考虑,必要时可釆用“提示”和'‘方案论证”等方法引导学生完善探究方案。其三,引导学生进行小组讨论、班级交流,以使探究方案更具科学性、操作性和可行性,从而保证探究活动的有序开展。这样,学生便能有的放矢地开展探究,从而获取足够的信息和证据,并且,他们的思维得到进一?步的训练与发展,最终逐步理解科学概念的内涵。
例如,在教学"声音是怎样产生的”这一内容时,学生已认识到物体发声的方式不同,于是,就会关注物体发声时的共同现象,因此,教师就要引导学生从"寻找物体发声时的共同点''出发进行下一阶段的探究。在这种情况下,我让学生重做使物体发声的实验,并提岀问题(请关注物体发声时的共同现象,并总结这种''动”的共同规律)。学生发现:物体发声时都在“动”,并且是“来回往复的快速运动”。这时,教师可顺势告诉学生:这种来回往复的快速运动,科学上称之为“振动”。这样,学生就真正理解了“振动”这一概念的内涵。随着科学探究活动的展开和教师的因势利导,学生的思维进一步深化,从而推动科学概念的构建。
三、研讨探究,强化思维
概念的形成需要多次进行,只有通过多层次的比较、分析与综合,才能真正强化学生的思维,让学生完全理解科学概念。而科学概念的建构,既要论证,又要推理,因此,教师应帮助学生建立实验现象、事实证据和科学概念之间的逻辑关系,以引导学生从事实出发,逐步形成科学概念。具体而言,教师可设置三个问题:一是实验现象和事实证据是否来自探究活动?二是实验现象和事实证据是否真正符合客观实际?三是实验数据是否进行了科学的取舍?然后,要求学生通过口头汇报、小论文、小调査、辩论会和展示等形式,准确、清晰地表达自己或小组的探究结果,阐述推理过程,并运用事实证据回答质疑。在表述和交流的程中,学生既要善于表达自己的发现,又要学会倾听,从而获得丰富的感性经验,最终形成既能自圆其说,又能被他人信服的研究结论。这样,不仅学生的思维被强化,更从实验现象和事实证据走向科学概念。
例如,在教学"声音是怎样产生的”这一内容时,学生通过实验探究和集体交流,获得了十余种物体发声时都在振动的客观事实,并得出'‘声音是由物体振动产生的”这一结论,但距离科学概念的构建还有距离。在这种情况下,教师可引导学生通过反证法进行推理。既然这些物体发声时都在振动,那么,如果不让它们振动,它们是否还会继续发声?学生探究后发现:只有物体在振动时,才能发出声音;物体停止振动,便停止发声。这样,学生亲历探究过程,通过不完全归纳和反证法,逐步构建了''声音是由物体振动产生的”这一科学概念。在这一科学概念构建的过程中,综合了观察、实验、比较、辨别和归纳等多种活动,学生从对事实表象的认识阶段进入科学概念的构建阶段。
四、应用拓展,发展思维
科学概念的构建以生活为基础,也就是说,只有将探究的结论应用于生活,才能解释生活中的现象及事件,从而有助于科学概念的构建,最终发展学生的思维。针对小学科学教学而言,一节课的结束既不是探究过程的结束,也不是科学概念的构建的终结。因此,教师要完成两个工作。其一,教师要引导学生反思探究过程,并从巳有的科学概念中发现新问题,然后带着新问题走岀课堂,以便为以后的探究活动奠定基础。其二,科学概念具有描述和说明的作用,它能预测在相似但不—定相同的情况下,会发生什么现象,并能对所发生的现象作出完满的解释。因此,当学生通过探究活动构建了科学概念后,教师必须将科学概念引向生活(解释生活中的现象),以达到学以致用和巩固概念的目的,最终促进科学概念和科学探究的双螺旋协调发展。
例如,在教学"声音是怎样产生的"这一内容时,学生已构建了"声音是由物体振动产生的”这一科学概念。在此基础上,我提出“人说话的声音是怎么产生的”这一生活问题,既让学生用已构建的科学概念思考和解释,又让他们通过触摸声带外的皮肤,感受发声时声带的振动,以巩固科学概念。然后,让学生阅读《蚊子"嗡嗡”的秘密》一文,以帮助学生构建完整的科学概念体系。最后,我让学生在课后探究其他动物发声的秘密,即将课内教学延伸到课外生活,并引导学生利用网络査询和实验探究的方法开展研究,最终进行研究成果的展示和交流。这样,既激发学生的探究兴趣,又培养他们的探究能力,还有利于形成与后续学习的科学概念相一致的前概念。