在科学探究活动中引领学生有效地建构科学概念(一)

在科学探究活动中引领学生有效地建构科学概念
 
[内容摘要]  在现行的科学课教学中，提倡科学概念与科学探究双螺旋协调发展。因此，在教学中我们不仅要注重学生对探究过程的体验及思维方法的训练，而且还要注重学生在探究过程中的概念建构。但在很多科学探究活动中因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的核心的科学概念，从而导致探究教学走向形式主义，并没有达到应有的效果。本人结合自己多年的教学实践，就如何有效地建构科学概念谈起，通过 “尊重学生基础、提供有效材料、引领学生取证、构建知识网络”等方法引领学生有效地建构科学概念。
[关键词]  探究   建构   科学概念
 科学教改初期，科学课教学注重学生亲身经历科学探究过程，从而提高学生的科学素养。学生在动用多种感官参与探究活动的过程中，科学探究能力得到了一定程度的提升。然而，我们也发现有相当一部分“热闹非凡”的课堂教学中，学生只是尽兴地活动，而活动之余学生的头脑依然一片空白，对相关科学概念的认识仍停留在原有的认知水平上，教师对此也深感头痛。而自从教材实行了修订改版之后，现行的科学课不仅注重学生对探究过程的体验，更注重教师在学生探究过程中能帮助他们梳理科学知识，构建他们所能理解的科学概念，让他们的科学认知水平有进一步提升。
 那么如何在探究活动中引导学生行之有效地建构概念呢？本人结合自己的教学实际和教学经验，主要采取以下几种方法：
一、尊重学生基础——有效建构概念的基石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
 小学科学教学倡导了解学生的前概念，而学生的前概念就是学生原有认知基础，即学生日常生活中粗浅的认识或一知半解，甚至是一些错误的观点，与真正意义上的科学概念建构还有一段距离。因此，我们在教学中应认识到，学生对问题已有的生活经验和认识是知识建构的基础。在课堂内要给学生对生活中事物理解提供诠释的时空，教师倾听后聚焦一定的方向而展开师生对话，同时借助一些贴近学生生活的材料进行实验，激励学生通过实验进行认知调整，消除错误的前概念，建构起更为科学的新概念。
 如：在《声音是怎样产生的》一课，这课的重点和难点就是让学生建立起“振动”的概念，在学习本课前，每个学生对声音有着不同的生活经验，对声音有着最直观的感受。虽然学生们每时每刻都在接触声音，但这些熟悉的现象并不一定会引起学生的关注，大多数同学认为是通过敲打、碰撞、拍打……等原因产生了声音，“振动”这个概念很少学生知晓。为了让学生们能有效建构这个概念，课的开始利用已有经验使物体发声，提出声音是怎样产生的？通过观察，学生的脑海中就形成这样的概念：声音是由要物体受到力而产生的或声音是由于物体运动产生的。当然，这样的研究并未探究声音产生的本质。这时，我通过实验的演示，比如：用力拉皮筋，用力弯尺子等，学生们吃惊地发现生活中却还存在着用力却不发声的事实，产生了强烈的认知冲突，更激发了学生探究发声的特点的深厚兴趣。把握了学生的认知冲突，紧接提出“发声时与不发声到底有什么区别？发生物体又有什么共同之处？”于是，教师通过演示“击打过的音叉在水中的现象”，让学生讨论变化产生的原因；通过“皮筋对比实验”比较异同，描述出振动物体是怎么运动的，并板画这一运动过程。在直观实验的演示中主动构建起对“声音是由物体振动产生”这一概念，这是学生自己能真正理解，真正相信的，而这些知识在孩子心中才能获得更“深层理解。
 经课前调查，我发现许多学生认为：声音是靠拍、打、敲产生的。为了纠正这个错误的观点，于是我尊重学生的原有的认知基础，从学生熟悉的拍、打、敲让物体发声的方式为探究点，具体采取以下教学步骤：（1）利用已有经验，暴露错误观点。（2）制造矛盾事件，引发认知冲突（3）捕捉矛盾细节，形成科学概念。上述案例表明：我们在科学探究中：一、充分了解学生的实际情况，以学生认知基础为基石，通过具体的科学实验消除学生头脑中的错误观念，从而建构更为科学的概念；二、要提高教师自身的教学素养。如：把握教材的内涵，研读教材。加强对教学的预设，应对教学中随时生成的因素。这样既符合了学生的认知发展水平，又使科学概念的建构真正落到实处。
二、提供有效材料——有效建构概念的出口
 兰本达教授认为：“材料就意味着科学概念，因为课堂上的材料可以演示出科学现象。”由此可见，良好的、有效的材料可以让学生产生探究活动的冲动，产生科学问题。在科学探究学习中教师为学生提供材料显得尤为重要。而材料的供给必须是符合学生年龄特征和认知规律，能使学生通过努力对材料的操作、摆弄和思考，形成一种完整形象，从中感悟获取科学知识的方法和过程，从而揭示科学概念的结构和本质。
 如：在研究“风向”这一课时，对于学生来说，确定风向是很困难的事。因为他们不清楚该把风吹来的方向确定为风向，还是把风吹去的方向确定为风向。为了让学生弄清这一点，我利图在室内通过板画描述。课的一开始，我就在黑板上画出八个方位，并分别命名为东、南、西、北、西北、东北、东南和西南，接着用箭头方式告诉学生西风就是由西向东吹，东北风是由东北向西南方向吹等。最后让学生分别描述各处的风向，学生已基本能描述。我为此而沾沾自喜，自觉得“纸上谈兵”也获得事倍功半的效果。可当我问及“你们看看今天的风向是怎样的？”学生们却显得一脸茫然，开始胡乱猜测。我这才发现“纸上谈兵”只能解决作业本上的作业，而在生活实际中却一无用处，并未解决实质性的问题，这样的概念建立是无效的。为了扭转这一局面，我决定改变自己原有的策略。于是我带领学生到空旷的视野，重新开始实施我的教学步骤：（1）“你有什么办法知道现在所处的位置”以此为导，引出用指南针确定所处位置的南北方向，并在操场上画一个大大的方位图。（2）观察周边自然景物在风的吹动下是怎样运动的，并判断从那边吹过来的风，大致确定方向。（3）组装风向标，利用风向标来准确判断风向，并快速地说出风向。
 以上可以发现：当我们的教学中概念建立处于混沌或无效时，这时教师就要想方设法提供有效材料，以此为突破口，有效建构概念。本课就是利用指南针、风向标让学生自然而然提出科学问题，使探究活动有序进行，把“风向”这一概念的建立真正落到实处。
三、引领学生取证——有效建构概念的依据
 陶行知曾说过：“千教万教教人求真，千学万学学做真人。”科学课的教学来不得半点虚假，必须用事实说话。而实验记录单是学生在实验过程中获得最可靠的信息，是最具说服力的“科学证据”。在学生观察信息之后，部分学生会发现其中具有规律性的，同时还会产生新的探索问题，这时教师就要适时引导，巧加点拨，通过师生对话以及对实验的观察，探索和重复性的验证，从而使科学概念的建构更加有效。
 如：研究《磁铁的两极》一课，为了让学生建构“磁极”概念，取来条形磁铁，从左到右依次取五个点（A、B、C、D、E），分别去吸回形针，实验结果如下：
 
  A B C D E
第一组 吸回
形针
数量
（个） 10 2 0 2 10
第二组  11 3 0 3 12
第三组  11 2 0 2 11
 ……   ……  ……  ……  ……  ……
我的发现：
 师：“发现什么规律？”

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