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科学概念是客观事物的本质属性在人们头脑中的反映。发展学生正确的科学概念,比让他们掌握大量事实性的信息更为重要。心理学的研究成果表明,学生科学概念的发展过程大多遵循:熟悉事物→小观念→大观念→更大的观念→理论和原理的系统顺序。本人把这个过程理解为认识科学概念→理解科学概念→完善科学概念→形成科学概念→强化科学概念。但许多教师在课堂教学中往往过于注重对过程与方法的训练,缺少一个可以引领探究活动核心的科学概念,从而导致探究教学经常出现“风过无痕”的现象。如何在科学课堂中关注科学概念的构建呢?
一、观察现象,认识科学概念。
在教学科学概念“溶解”的认识时,教师做演示实验。教师把高锰酸钾颗粒放在水中,学生观察实验所发生的现象,学生观察到高锰酸钾在水里搅拌后“慢慢地化了”、“水都变紫色”,这是学生对“溶解”初始的认知水平。但有的学生仔细地观察后发现:高锰酸钾颗粒在水里越来越小,直到化成肉眼看不见的微粒,均匀地分散在水中。教师再进一步引导学生仔细地观察高锰酸钾在溶解前后体积的变化,学生在大脑里对高锰酸钾在水中的溶解有一个清晰的表象过程,从而对溶解的科学概念有一个清楚的认识。
学生对科学概念的形成是逐步的,有一个从现象到本质的过程,也是学生经历从众多的现象中抓住事物本质属性的过程。
二、参与活动,理解科学概念。
教学《100毫升水能溶解多少克食盐》时,教师拿出了一只盛有水的烧杯,然后向烧杯里面加盐。接着问学生,“同学们,老师把一勺盐放进水中,食盐溶解了,再放一勺,又溶解了。如果老师继续放,食盐能无限溶解吗?”学生依据前科学概念,回答说:“能”。教师没有给予否决,而是让学生先参与活动。学生分组进行实验“100毫升水能溶解多少克食盐”,每组经过实验后发现一杯水(100毫升)不能无限量地溶解食盐,只能大约溶解36克食盐。学生从实验中获得的新的科学概念与已有的前科学概念产生了剧烈的碰撞,进一步理解了定量的水中只能溶解定量的食盐的科学概念。
三、比较感知,完善科学概念。
在教学《观察水》时,其中一个片段是让学生对“水”的特点这一科学概念进行构建。
师:刚才我们进行了积极的观察,现在我们来交流一下,看看同学们运用感官观察到水有哪些特点?
生:用鼻子闻,水是没有气味的。
生:用嘴里的舌头尝,水是没有味道的。
生:用眼睛看,水是没有颜色的,透明的。
这时学生中有好几只小手高高举起,表示有观察到不同的现象。一个学生说:“我认为水是有颜色的,是白色的”。其他举手的同学都说是的,观察到水是白色的。这时,教师并不急于纠正学生对水的观察所得出的结论——“水用眼睛观察,是白色的。”而是出示牛奶,让学生观察牛奶是什么颜色?然后要求学生把牛奶和水进行观察、比较,学生在比较中得知:牛奶是乳白色的,水是无色的,是透明的。学生知道水是没有颜色(透明)、没有味道、没有气味;水有流动性;水在流动或摇晃时会发出声音;水是没有固定形状的物体。进一步完善了“水的特点”这一科学概念。
在比较过程中,激发学生观察、思考、分析、判断,引导学生自主探究,能更好地帮助学生完善科学概念。
四、交流深究,形成科学概念。
在教学《物体在水中的沉浮》时,教师提出两个问题:1.物体的沉浮和它的轻重有没有关系,有什么样的关系?2.物体的沉浮和它的大小有没有关系,有什么样的关系?学生在实验探究后,得出物体沉浮与它的轻重和大小都有关系,经过小组交流和深入研究,更准确得出:物体体积小并较重就容易沉,体积大并较轻就容易浮,这打破了学生原有的认知水平以为重的沉,轻的浮以及大的浮和小的沉的前科学概念,理解了物体在体积相同的情况下,越重的越容易沉,越轻的越容易浮。物体在轻重相同的情况下,体积越小的越容易沉,越大的越容易浮。学生在交流深究中理性地感悟物体在水中的沉浮,使学生对物体在水中沉浮的条件这一科学概念的理解更深入了一步,在大脑中构建了关于这一科学概念的新体系。
在科学课堂中让学生理清材料与材料之间的层次关系,现象和现象之间的联结关系,数据与数据之间的逻辑关系,引导学生从不同的角度交流深究科学现象,能促使学生在大脑中深刻和理性地形成相关的科学概念,修正有误的前知,形成正确的新知。
五、解决问题,强化科学概念。
在《物体在水中的沉浮》的课堂教学中,学生经过亲身的探究已经形成了相关的科学概念,于是教师让学生运用此概念解决生活中的实际问题。让学生把橡皮泥做成方形放在水面上,观察到橡皮泥会沉在水里;再把橡皮泥做成船形放在水上,观察到橡皮泥会浮在水上。这时,有的学生皱着眉头思索着,有的同桌轻声地交流着。这时再引导学生用学过的科学概念来解释这些现象。最终,学生运用已经构建起来的科学概念,成功的弄清了原因,得出了橡皮泥的重量没有变化,而它们的体积发生了变化,船形的橡皮泥体积比长方形形状的体积要大,所以船形的橡皮泥能浮在水上的结论。
在科学概念的教学过程中要运用比较、分类、分析和综合、抽象概括、归纳和演绎等教学手段和方法,帮助学生在课堂中构建起科学概念。科学概念是科学的重要内涵,也是科学教育的基本内容,更是科学探究的载体和基础。没有科学概念的承载、铺垫和支撑,科学探究将是无源之水、无本之木。所以科学概念不仅是科学理论体系的基本要素,而且在科学理论体系的形成以及运用过程中起着决定性的作用。正如杨晓雍教授的精辟概括,“科学概念既是科学理论体系的逻辑起点,又是科学研究活动的真正起点,是科学理论体系的基础。” 关注科学概念的构建,是我国目前小学科学课堂改革的主旋律;关注科学概念的构建是我国小学科学教育的一个突破口;关注科学概念的构建是我国小学科学教育迈出的关键性一步。
【作者单位:淮阴师范学院第一附属小学 江苏】
一、观察现象,认识科学概念。
在教学科学概念“溶解”的认识时,教师做演示实验。教师把高锰酸钾颗粒放在水中,学生观察实验所发生的现象,学生观察到高锰酸钾在水里搅拌后“慢慢地化了”、“水都变紫色”,这是学生对“溶解”初始的认知水平。但有的学生仔细地观察后发现:高锰酸钾颗粒在水里越来越小,直到化成肉眼看不见的微粒,均匀地分散在水中。教师再进一步引导学生仔细地观察高锰酸钾在溶解前后体积的变化,学生在大脑里对高锰酸钾在水中的溶解有一个清晰的表象过程,从而对溶解的科学概念有一个清楚的认识。
学生对科学概念的形成是逐步的,有一个从现象到本质的过程,也是学生经历从众多的现象中抓住事物本质属性的过程。
二、参与活动,理解科学概念。
教学《100毫升水能溶解多少克食盐》时,教师拿出了一只盛有水的烧杯,然后向烧杯里面加盐。接着问学生,“同学们,老师把一勺盐放进水中,食盐溶解了,再放一勺,又溶解了。如果老师继续放,食盐能无限溶解吗?”学生依据前科学概念,回答说:“能”。教师没有给予否决,而是让学生先参与活动。学生分组进行实验“100毫升水能溶解多少克食盐”,每组经过实验后发现一杯水(100毫升)不能无限量地溶解食盐,只能大约溶解36克食盐。学生从实验中获得的新的科学概念与已有的前科学概念产生了剧烈的碰撞,进一步理解了定量的水中只能溶解定量的食盐的科学概念。
三、比较感知,完善科学概念。
在教学《观察水》时,其中一个片段是让学生对“水”的特点这一科学概念进行构建。
师:刚才我们进行了积极的观察,现在我们来交流一下,看看同学们运用感官观察到水有哪些特点?
生:用鼻子闻,水是没有气味的。
生:用嘴里的舌头尝,水是没有味道的。
生:用眼睛看,水是没有颜色的,透明的。
这时学生中有好几只小手高高举起,表示有观察到不同的现象。一个学生说:“我认为水是有颜色的,是白色的”。其他举手的同学都说是的,观察到水是白色的。这时,教师并不急于纠正学生对水的观察所得出的结论——“水用眼睛观察,是白色的。”而是出示牛奶,让学生观察牛奶是什么颜色?然后要求学生把牛奶和水进行观察、比较,学生在比较中得知:牛奶是乳白色的,水是无色的,是透明的。学生知道水是没有颜色(透明)、没有味道、没有气味;水有流动性;水在流动或摇晃时会发出声音;水是没有固定形状的物体。进一步完善了“水的特点”这一科学概念。
在比较过程中,激发学生观察、思考、分析、判断,引导学生自主探究,能更好地帮助学生完善科学概念。
四、交流深究,形成科学概念。
在教学《物体在水中的沉浮》时,教师提出两个问题:1.物体的沉浮和它的轻重有没有关系,有什么样的关系?2.物体的沉浮和它的大小有没有关系,有什么样的关系?学生在实验探究后,得出物体沉浮与它的轻重和大小都有关系,经过小组交流和深入研究,更准确得出:物体体积小并较重就容易沉,体积大并较轻就容易浮,这打破了学生原有的认知水平以为重的沉,轻的浮以及大的浮和小的沉的前科学概念,理解了物体在体积相同的情况下,越重的越容易沉,越轻的越容易浮。物体在轻重相同的情况下,体积越小的越容易沉,越大的越容易浮。学生在交流深究中理性地感悟物体在水中的沉浮,使学生对物体在水中沉浮的条件这一科学概念的理解更深入了一步,在大脑中构建了关于这一科学概念的新体系。
在科学课堂中让学生理清材料与材料之间的层次关系,现象和现象之间的联结关系,数据与数据之间的逻辑关系,引导学生从不同的角度交流深究科学现象,能促使学生在大脑中深刻和理性地形成相关的科学概念,修正有误的前知,形成正确的新知。
五、解决问题,强化科学概念。
在《物体在水中的沉浮》的课堂教学中,学生经过亲身的探究已经形成了相关的科学概念,于是教师让学生运用此概念解决生活中的实际问题。让学生把橡皮泥做成方形放在水面上,观察到橡皮泥会沉在水里;再把橡皮泥做成船形放在水上,观察到橡皮泥会浮在水上。这时,有的学生皱着眉头思索着,有的同桌轻声地交流着。这时再引导学生用学过的科学概念来解释这些现象。最终,学生运用已经构建起来的科学概念,成功的弄清了原因,得出了橡皮泥的重量没有变化,而它们的体积发生了变化,船形的橡皮泥体积比长方形形状的体积要大,所以船形的橡皮泥能浮在水上的结论。
在科学概念的教学过程中要运用比较、分类、分析和综合、抽象概括、归纳和演绎等教学手段和方法,帮助学生在课堂中构建起科学概念。科学概念是科学的重要内涵,也是科学教育的基本内容,更是科学探究的载体和基础。没有科学概念的承载、铺垫和支撑,科学探究将是无源之水、无本之木。所以科学概念不仅是科学理论体系的基本要素,而且在科学理论体系的形成以及运用过程中起着决定性的作用。正如杨晓雍教授的精辟概括,“科学概念既是科学理论体系的逻辑起点,又是科学研究活动的真正起点,是科学理论体系的基础。” 关注科学概念的构建,是我国目前小学科学课堂改革的主旋律;关注科学概念的构建是我国小学科学教育的一个突破口;关注科学概念的构建是我国小学科学教育迈出的关键性一步。
【作者单位:淮阴师范学院第一附属小学 江苏】