小学科学教学中学生科学概念的形成与发展

小学科学教学中学生科学概念的形成与发展

【摘　要】　如何指导学生形成科学概念是目前小学科学教学中的热点话题,本文以教学实践活动为基础,从学生探究活动的材料选择、认知和思维特点以及转变教学方式三个方面，通过提高探究活动质量，发展学生科学概念。
【关键词】　探究　质量　发展　科学概念
 概念是反映事物本质属性的高度概括的知识。小学科学教学应重视帮助学生正确形成科学概念。小学科学启蒙教育中如何指导学生形成科学概念，是目前小学科学教育中值得深入研究的课题。笔者在科学教学过程中，结合学生已有生活经验和感知基础以及认知特点和认识兴趣，尝试组织和引导在经历科学探究的过程中更好地形成科学概念。
 一．探究有结构材料，指导学生形成科学概念
 设计提供充分的有结构的材料，为学生开展科学探究创造条件，是指导学生形成概念的基础和保证。中高年级学生所要形成的概念和认识的一般规律，都是人类经过漫长的科学探索已被认识和确定了的。学生要在一个较短的时段里掌握一个概念，应当亲身经历以探究为主的学习活动，而要使学生的探究活动切实有效地顺利进行，就必须为学生设计提供充分的有结构的材料。这里所指的有结构的材料是指在一定的探究背景下，一组材料中的各部分具有内在的联系，这种联系能揭示某种需要建立的概念或自然事物的变化规律时，这一组材料就具有结构性。有结构的材料有利于缩短学生探究的历程，降低探究的难度，为学生形成科学概念创造有利条件，使他们比较容易发现问题，解决问题，获取新知，从而能够感到成功的喜悦和发现的乐趣，增强进一步探索真理的自觉性和自信心，也使他们真正能感到自己是学习的主体。
1．并列呈现正面和反面的例子。
 为了有利于学生形成科学概念，当学生进入概念思维时期的第一阶段——潜在概念时期，教师应该并列呈现正面和反面的例子的材料，尽管学生可能从正面的例子中获得的信息会多一些，但反面的例子有助于学生舍弃非本质的属性。例如，笔者在引导学生探究《比较柔韧性》时，初步认识柔韧性的现象，出示两根长度、厚度和宽度一样的塑料条和木条。让一学生上台取其中一根，和教师一起提起一个同样重的物体，其他学生观察到塑料条和木条变形后的情形。学生观察到的现象有：木条断了，塑料条没有断；塑料弯了，没有断，木条先是弯了，最后断了。从而使学生对物体的柔韧性有了初步的认识。然后我们又设计了粗细和长短、厚度和宽度一样的木条、塑料条、金属条等材料进行对比实验。这组材料中正反两面的例子是同样的，它们能揭示与教学内容有关的现象，体现所要形成的概念。如木条受力断了，而塑料弯了，没有断的现象，这就为学生抽象概括和接下来的归纳推理提供了可感知的条件。当学生把这组材料按照对比实验要求再用自己的办法来比较它们的柔韧性，笔者再引导学生观察材料的弯曲程度，学生发现了金属条“硬” 弯曲程度特别小，木条“粗糙” 弯曲程度较小， 而塑料条“软” 弯曲程度大等特点。笔者加以引导，学生也不难认识。这样，像“硬”、 “软”“粗糙”等非本质的属性被舍弃，而柔韧性这个本质属性就突现出来，被学生所发现。这样，学生就经历了一次抽象概括过程，再根据事实归纳推理出柔韧性的概念。柔韧性就是指物体在受力变形后,不易折断的性质。
 2．变换呈现丰富的感性材料。
 概念是在表象的基础上形成的，要通过多种途径使学生接触丰富的感性材料，呈现直观材料时，要注意运用变换形式，使事物的本质属性保持恒定，而非本质属性时有时无，从不同的角度和方面突出事物的本质特征。如形成“果实”的概念，向学生展示实物或图例不仅有苹果、花生等可食的果实，也要有橡籽、皂荚等不可食的果实，有助于学生了解果实主要的共同特征是含有种子，而不是形、色、味和“可食性”等特征。材料引起活动，活动发展思维。笔者深深感到，课堂教学中设计和选择的供学生探究的材料，能否体现所要学习的概念、规律，具有科学性；能否符合学生的年龄特征和认识水平，使他们有能力通过对材料的摆弄来发现问题、认识问题，具有可接受性；能否符合学生的认识兴趣，使材料具有趣味性和普遍性，在教学中效果明显，是指导学生形成概念的基础和保证。
 二．亲历思维性探究，引导学生理解科学概念本范文由范文同学网(www.lunwentongxue.com)整理，更多范文，请点文档范文范文查看
 维果茨基认为：假概念是学前儿童最常见的、最普遍存在的复合思维形式。复合思维的普遍特征是儿童按他们的感知的特点将对象进行分类，形成他们充满直观的“概念”，这种概念可以用来与成人交往，但并不是真正的概念。当儿童能冲破情境或特征的具体联系的束缚，开始抽象出对象的某些特征并在新的基础上加以连接，就形成了真正的概念。
 1．善于诱导，仔细观察，理解科学概念。
 指导学生形成概念应当重视指导学生经历科学探究的的过程，指导学生仔细观察，展开思维，帮助学生自行探究，不为概念而教概念。
 如，教学《我们的小缆车》一课中，为了让学生了解重力这个概念，笔者作了以下指导。先让学生观察到小车在人的拉力下从静止状态变成运动状态。接着启发学生想办法用其它力量代替人的力量。学生往往想到，在小车上的绳子的另一头系上一个重物。此时，笔者提供螺丝帽让学生实验。实验后让学生思考“小螺帽为什么能拉动小车？”在讨论中学生提到了“重力”一词，笔者追问重力是怎样产生的？交流中学生能结合课外知识讲到地球引力、牛顿、苹果落地的故事等。至此，学生已初步形成“重力”的概念。重力是物体由于地球吸引而受到的向下的拉力。为了巩固学生对重力概念的理解，再让学生用手掂文具盒，提凳子，并观察一张小纸片的落地过程。学生经历了这样一个仔细观察、思考问题、交流讨论等富有思维性的探究过程，对重力的理解可以说由浅入深，由模糊到清晰了。
 2．由浅入深 ，突破问题，理解科学概念。
 运用逻辑推理，由浅入深，层层突破问题，既是科学课上培养学生理性思维的又一个方面，又帮助学生进一步理解了科学概念。
 《我们的小缆车》一课，在探究拉力大小与小车运动的关系的教学中，当学生明确拉力的大小可用垫圈的个数表示时，笔者引导学生推测：最少用几个垫圈可以拉动小车？并说说为什么这样推测。然后再让学生推测：拉力大小怎样影响小缆车的运动？怎样用实验来验证推测？学生继续深入思考，并运用恰当的实验方法进行小组合作：先标明小车运动的共同起点和终点，做好每次实验从起点开始和终点结束；再从挂一个垫圈开始，一个一个地增加；然后多个多个地增加垫圈，并及时观察和记录小车的运动情形。
 研究拉力大小与小车运动的关系的记录
挂（  ）个垫圈，刚好能使小车运动起来
拉力大小垫圈个数 实验次数 小车运动的快慢
  从起点到终点时间 快慢顺序
 1  
 2  
 3  
 1  
 2  
 3  
 通过活动、交流，分析数据，总结得出垫圈个数多，拉力大，小车运动快；垫圈个数少，拉力小，小车运动慢。在此基础上，笔者再次引导学生深入思考：为什么在研究小车快慢时，要多个多个地增加垫圈？拉力大小和小车运动有什么关系？这样学生由浅入深地思考，层层突破，在反复探究中，学生经历了理性思维，形成了科学概念：一定的拉力能够使静止的小车运动起来，拉力越大，小车运动得越快。
 三．突显主体性教学，组织学生发展科学概念。
 教育家杜威在介绍自己的教学经验时说：“任何时候都不要忘记教育的对象是一个活生生的有思想、感情、意志、个性都处于变化中的个体。”学生是认识的主人，而不是认识的容器。传统的灌输式教学及应试教育中的机械记忆的共同特点就是单向的信息传送，学生的所见所闻、所想所疑并没有得到交流，心中的疑团并没有得到解开，思想并没有得到升华。古人云：“施教之功，贵在引导，要在转化，妙在开窍。”总之，在概念教学过程中，教师应“围着学生转，帮助学生干”。
 1．指导学生注意科学概念的相关属性。
 把学生对非本质的属性的注意引导到对本质特征的探究上。如找果实的共同特征，学生在自行探究时，注意力往往集中在果实的颜色、形状、大小、有无果柄等非本质属性上，当学生按照他们自己的观察发表对果实特征的看法时，教师应引导学生从构造上观察果实所具有的共同特征，舍弃非本质的特征。
 2．指导学生用自己的言语表述科学概念。
 如果学生表述的是与探究的事物相关的属性，就更有利于他们进行抽象概括和归纳推理，从而形成概念，发现规律；如果学生表述的是与探究的事物无关的属性，他们也能从中得益。因此，在课堂上，尽可能地让学生多发言，并且指导他们用准确的言语来表述是十分重要的。教学实践中，在探究《谁更硬一些》的一课时，学生在观察橡皮、海绵的软硬后，描述了橡皮的硬度为“较软”、“橡皮比海绵稍硬”、 同样，对于海绵，学生描述有“软绵绵”“比橡皮还软”这样的相关属性。在此基础上，请学生说说描述物体软硬的词还有哪些，并把它们一一写在黑板上。如“更软”、“较软”、“软”、“硬”、“较硬”、“更硬”等词语。学生在观察、比较和描述木头、塑料、铁、纸等材料的软硬后，又用刻划的方法比较了材料的硬度，进一步形成了自己的科学概念，用自己的言语表述了科学概念。材料的硬度越大，就越能防止别的物体破坏它的表面。
 3．引导学生正确运用科学概念。
 学生通过思维加工得出的认识要用明确的语言来表述，这需要根据事物的本质特性给概念下定义或作恰当的解释。小学生形成的科学概念是与具体事物相联系的，比较简单、笼统的初级概念。例如对物态的表述是：“像水一样会流动的物体叫液体，像石块那样有一定形状和体积，不会流动的物体叫固体。”“像空气这样会在空中四面八方流动的物体叫做气体。”这样的定义虽然不深刻、严密，但是很具体，不违背科学性，适应了儿童的水平，为他们进一步学习打下的基础。为了使学生真正掌握概念，要引导他们进行各种练习来运用概念。可以变换说法用不同的语言表述概念，举出有关概念的肯定例证和否定例证，分析概念间的关系等。
 灵活运用概念教学过程中的策略，体现学生的主体地位，发挥教师的主导作用，促进学生更好地形成概念。学生自行探究的方向带有多元化倾向，尤其在事物本质特征不很明显的情况下，学生有可能更多地注意事物的非本质属性，这就要求教师应根据学生自行探究和研讨的情况，把握有利时机，及时对学生的抽象概括和归纳推理给予启发和指导，提出合适的有刺激性的问题，选择明确的揭示本质特征的方法，促使学生在有限的时间里有效地进行抽象概括和归纳推理，构建科学概念，发展科学概念。
 
 
参考文献：
 ［1］ 中华人民共和国教育部.全日制义务教育 科学（3～6年级）课程标准（实验稿）解读［S］. 湖北教育出版社，2002；
 [ 2 ] 兰本达等合著、陈德璋等合译、刘默耕校.小学科学教育的“探究——研讨”教学法［M］人民教育出版社，1983 ；
 [ 3 ]维果茨基著、余震球译. 维果茨基教育论著选［M］人民教育出版社，2005.1.1