1、小學(xué)科學(xué)論文之讓“概念”為“探究”掌舵 對“科學(xué)概念教學(xué)”的認(rèn)識與實(shí)踐 讓“概念”為“探究”掌舵對“科學(xué)概念教學(xué)”的認(rèn)識與實(shí)踐瑞安市安陽實(shí)驗小學(xué) 王小梅【摘要】教科版科學(xué)教材主編郁波老師在云南昆明全國培訓(xùn)會議上作的“關(guān)注科學(xué)概念”專題報告引起了廣大科學(xué)教育工作者對“科學(xué)概念教學(xué)”的新思考。本文通過明確“科學(xué)概念”涵義，反思當(dāng)前探究教學(xué)的問題所在，探索探究教學(xué)中建構(gòu)科學(xué)概念實(shí)踐要點(diǎn)來顯現(xiàn)在對“科學(xué)概念教學(xué)”的認(rèn)識與實(shí)踐過程中教師理念與教學(xué)行為的轉(zhuǎn)變?！娟P(guān)鍵詞】科學(xué)概念 事實(shí)性知識 原理性概念 建構(gòu)概念【正文】在2006年昆明全國教科版教材培訓(xùn)會議上,郁波老師作了關(guān)注科學(xué)概念的專題報告，強(qiáng)調(diào)要用原

2、理性的科學(xué)概念引領(lǐng)著科學(xué)探究活動的發(fā)展，建議將如何在科學(xué)探究中幫助學(xué)生形成科學(xué)概念作為下一步研究的主要方向。本次培訓(xùn)引發(fā)了廣大科學(xué)教育工作者對“科學(xué)概念教學(xué)”的關(guān)注。筆者作為小學(xué)科學(xué)一線教師，也開始重新去理解、消化并參與到“科學(xué)概念”的教學(xué)實(shí)踐中去。一、科學(xué)概念更多地體現(xiàn)著一種觀念和思想在過去很長一段時間內(nèi)，我們所理解的“科學(xué)概念”就是“事實(shí)性知識（科學(xué)知識）”，但郁波老師指出的“對科學(xué)概念的關(guān)注和研究是當(dāng)代科學(xué)教育的一個特點(diǎn)”中的“科學(xué)概念”內(nèi)涵遠(yuǎn)比“事實(shí)性知識”要豐富、深刻。1.科學(xué)概念構(gòu)建的基礎(chǔ)是一般的科學(xué)事實(shí)性知識： 兒童在認(rèn)識世界的過程中，他們直接接觸的是某一個（或某一種）事實(shí)現(xiàn)象。

3、比如關(guān)于“植物”，他們通過對多種植物的觀察，認(rèn)識到“植物由根、莖、葉、花、果實(shí)、種子等六大器官組成及每一部分的作用”。對這些事實(shí)現(xiàn)象的認(rèn)識、理解，形成“事實(shí)性知識”僅僅是一種初級層次的思維活動，是他們更深層次的科學(xué)概念構(gòu)建的基礎(chǔ)。2.科學(xué)概念還包括科學(xué)的觀念和對科學(xué)的看法：辭海中對“觀念”的解釋是：思想意識客觀事物在大腦里留下的概括形象。與“概念”相比，觀念屬于更抽象、更高層次的思維水平，是一種組織性的觀念與心理圖示，具有永恒性、普遍性、抽象性和概念性。以一般的科學(xué)事實(shí)和概念為中心的學(xué)習(xí)活動屬于較低水平的認(rèn)知，超越所給的事實(shí)信息進(jìn)行思維，獲得重要的、可遷移的觀念，形成解釋，用正確的科學(xué)觀念去看

4、待自然，這才是科學(xué)課的最終目標(biāo)。比如學(xué)生在認(rèn)識到關(guān)于植物的事實(shí)信息后，經(jīng)過思維提煉形成“植物由不同的部分組成，這些部分在植物的生長過程中發(fā)揮不同的功能”的認(rèn)識。這就是一種原理性的科學(xué)概念，即使在今后的學(xué)習(xí)、生活中，學(xué)生不能一一說出各部分的具體功能，但“這些部分在植物生長過程中發(fā)揮不同的功能”卻是永不磨滅的留在他們頭腦中可以用來解釋自然界中植物特征的觀念。這遠(yuǎn)比他們掌握大量事實(shí)性知識要重要。由此可見，科學(xué)概念是由許多科學(xué)事實(shí)構(gòu)筑而成的聚合體，它是一種超越事實(shí)的觀念和思想。 我們現(xiàn)在要關(guān)注“科學(xué)概念”的教學(xué)，就是指教師要注重引導(dǎo)學(xué)生在大量事實(shí)性知識的基礎(chǔ)上進(jìn)行提煉、升華，形成原理性的科學(xué)概念（見圖

5、示），這也是我們目前的科學(xué)教學(xué)所缺乏的內(nèi)容。 二、當(dāng)前探究教學(xué)缺乏科學(xué)概念的引領(lǐng)課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)“科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心”，再由于課標(biāo)與教材都沒有清晰的關(guān)于科學(xué)概念的表述與要求，許多教師在實(shí)施探究教學(xué)時過于注重對過程與方法的訓(xùn)練，而缺少一個可以引領(lǐng)探究活動的核心的科學(xué)概念，導(dǎo)致探究教學(xué)經(jīng)常出現(xiàn)“風(fēng)過無痕”的現(xiàn)象。比如一位教師在教學(xué)四年級科學(xué)動物的卵一課時，把教學(xué)的重點(diǎn)放在指導(dǎo)學(xué)生的觀察方法上，用“你們準(zhǔn)備從哪些方面去研究雞蛋？結(jié)構(gòu)怎么觀察？先觀察里面還是外面？外形怎么觀察？里面的結(jié)構(gòu)怎么觀察？局部觀察還是整個打開？用鑷子敲個小孔，要注意什么？雞蛋煮熟后內(nèi)部結(jié)構(gòu)有什么變化？”等問題引導(dǎo)學(xué)生對雞蛋作深

6、入的、全方位的觀察研究。當(dāng)學(xué)生通過觀察發(fā)現(xiàn)雞蛋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及氣室等信息時，教師沒有引導(dǎo)學(xué)生把這些信息與“繁殖”聯(lián)系起來，教師的反饋如“你觀察得真仔細(xì)！這個方法好，能防止蛋清流出來”等也更多地關(guān)注學(xué)生的方法是否科學(xué)，是否親歷了整個觀察過程。課后我們通過隨機(jī)訪談了解到大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為自己從課堂上獲取的新信息很少，在課堂上展示得更多的是原有對雞蛋的認(rèn)識而不是探究的成果。把本案例放在單元結(jié)構(gòu)、學(xué)生能力發(fā)展體系中觀察，我們發(fā)現(xiàn)通過以往的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備了用科學(xué)有效的觀察方法去觀察一個物體的能力，而且對于“雞蛋”的外形特征及內(nèi)部結(jié)構(gòu)在學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)中已有許多儲備，教師再把教學(xué)重點(diǎn)定位在“通過不同的觀察技巧去

7、認(rèn)識雞蛋的外部形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)?！睂τ趯W(xué)生的思維來說只停留在重復(fù)練習(xí)而無更大的發(fā)展?！靶碌纳眴卧獜摹盎ā钡健肮麑?shí)”、“種子”再到“種子的傳播”、“種子的萌發(fā)” 無不指向核心概念“繁殖”。動物的卵作為本單元最后一課就是引導(dǎo)學(xué)生在認(rèn)識植物繁殖的基礎(chǔ)上拓展到對動物繁殖的認(rèn)識。教學(xué)只有圍繞“繁殖”這個核心概念，學(xué)生才會從“繁殖”這個新的視角去研究他們非常熟悉的雞蛋，認(rèn)識雞蛋無論是形狀還是內(nèi)部結(jié)構(gòu)都與繁殖密切相關(guān)，從而形成新的科學(xué)概念動物的卵是各種各樣的，但都有新生命發(fā)育生長的條件。三、在探究教學(xué)中要幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念“科學(xué)學(xué)習(xí)以探究為核心”與“關(guān)注科學(xué)概念教學(xué)”并不矛盾，探究過程與科學(xué)概念的關(guān)系好

8、比船與舵的關(guān)系，沒有探究過程，科學(xué)概念將被架空，忽視科學(xué)概念，探究過程將失去方向。下面以三下科學(xué)植物的一生單元教學(xué)為例，談?wù)勅绾卧谔骄窟^程中幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念，讓“探究”與“概念”和諧發(fā)展。圍繞核心科學(xué)概念“植物生長都要經(jīng)歷萌發(fā)、生長、發(fā)育繁殖、死亡的生命周期，不同的植物生命周期的特點(diǎn)可能不同”及分散到每課的具體概念，我們開展了本單元的探究教學(xué)：1.單元教學(xué)前組織問卷調(diào)查，暴露學(xué)生前概念在知識建構(gòu)過程中，學(xué)習(xí)者已經(jīng)知道的東西（不論正確的還是錯誤的）極為重要。因為有效的學(xué)習(xí)“只能由個體學(xué)習(xí)者基于自己的經(jīng)驗背景而建構(gòu)起來意義是學(xué)習(xí)者通過新舊知識經(jīng)驗間反復(fù)的、雙向的相互作用過程而建構(gòu)成的”。這一理

9、論給我們的啟示之一是科學(xué)課上幫助學(xué)生建立的概念，要和學(xué)生原有的真實(shí)想法相互作用建立起聯(lián)系。針對本單元教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，我們采取訪談與問卷結(jié)合的方式獲取學(xué)生對于鳳仙花生命周期的前概念（問卷附后），根據(jù)調(diào)查結(jié)果分析我們了解到60%學(xué)生對于鳳仙花種子的發(fā)芽時間與生長過程有一個大概的了解，10%左右的學(xué)生表示平時種過花卉，再根據(jù)自己的經(jīng)驗遷移到鳳仙花作出推測,其他學(xué)生則多是通過間接途徑獲得。學(xué)生錯誤率最高的是對于“在生長過程中，子葉會發(fā)生什么變化？”的回答，只有4%學(xué)生回答“脫落消失”，10%學(xué)生回答“不知道”，86%學(xué)生認(rèn)為子葉會長大變成葉或莖，甚至?xí)_花。另外，學(xué)生還提出了許多關(guān)于鳳仙花的問題，比如“

10、鳳仙花怎么種？鳳仙花的壽命有多長？怎樣才能讓鳳仙花快快長大？鳳仙花能長多高？什么時候開花？長大了會不會結(jié)果？”等等。由此可見，學(xué)生對于植物周期的認(rèn)識比較模糊，甚至存在許多不科學(xué)的認(rèn)識（推測）。2.設(shè)計活動版塊，為概念建構(gòu)提供活動支架活動是建構(gòu)科學(xué)概念的載體。在科學(xué)學(xué)習(xí)過程中學(xué)生的概念不斷地得到修正、得到發(fā)展，而這一切都是在一個個活動中實(shí)現(xiàn)的。要幫助學(xué)生在探究活動中建構(gòu)科學(xué)概念，就要賦予活動以概念內(nèi)涵。依據(jù)學(xué)生前概念的了解，我們認(rèn)為本單元的重點(diǎn)活動是讓學(xué)生親歷種植鳳仙花的過程，并在此過程中成功建構(gòu)科學(xué)概念。根據(jù)本單元是一個整體的周期性的種植觀察活動的特點(diǎn)，我們首先設(shè)計了一張記錄表（附后）把整個單

11、元的活動串起來，讓學(xué)生對鳳仙花的生命周期進(jìn)行跟蹤觀察記錄，然后根據(jù)教材內(nèi)容進(jìn)行階段性的交流、總結(jié)、提升。下面以芽長成苗一課為例具體闡述我們對探究活動的設(shè)計與安排：本課內(nèi)容承載的科學(xué)概念為“處在生長期的植物遇到適當(dāng)?shù)沫h(huán)境會生長，主要變化特征是植株長高，葉的增加和莖的增高增粗”。圍繞這個概念，我們設(shè)計了三個有梯度的蘊(yùn)涵概念內(nèi)涵的活動：活動一是交流前三周里鳳仙花苗的生長變化，學(xué)生形成第一層次的概念在前面三周時間里，鳳仙花在不斷的生長?；顒佣怯^察現(xiàn)在的鳳仙花，形成第二層次的概念鳳仙花還在繼續(xù)生長，主要表現(xiàn)在高度、葉子數(shù)量、莖的變化上?；顒尤穷A(yù)測以后幾周鳳仙花的生長變化，形成第三層次的概念（還僅僅是

12、認(rèn)識上的概念，有待檢驗）鳳仙花還將繼續(xù)生長。3.推敲教學(xué)策略，促進(jìn)概念的修正與完善概念的發(fā)展來源于科學(xué)探究活動的全過程。因此，組織承載概念內(nèi)涵的活動，幫助學(xué)生整理從活動中獲取的信息，促進(jìn)學(xué)生思維進(jìn)一步推進(jìn)都要依賴有效的策略去保障?！把块L成苗”三個活動線索雖然十分清晰，但其中蘊(yùn)涵的內(nèi)容卻非常多，如果教師把握不好，就容易使活動處于雜亂無章的狀態(tài)。為此，我們仔細(xì)推敲教學(xué)策略，期望通過教師的有效組織與指導(dǎo)促進(jìn)學(xué)生科學(xué)概念的修正與完善。具體做法是：第一個活動不提供學(xué)生種植的鳳仙花，只要求學(xué)生根據(jù)自己的記錄與同學(xué)交流。當(dāng)學(xué)生提出“子葉是不是葉子”的問題后再適時提供實(shí)物讓學(xué)生去觀察這個“焦點(diǎn)”。這樣的設(shè)計一

13、可以避免學(xué)生把“現(xiàn)在的”作為“以前的”來匯報，二可以督促不記或記得不認(rèn)真的學(xué)生重視種植過程中的記錄，提高數(shù)據(jù)的真實(shí)性，三可以保證交流的效率，避免“匯報無聽眾”的局面，四可以高效地達(dá)成對“子葉”概念的修正。從而順利形成共識“在前面三周時間里，鳳仙花在不斷地生長”。第二個活動伊始，教師便呈現(xiàn)關(guān)鍵問題：“又一周過去了，我們的鳳仙花在原來的基礎(chǔ)上會有新的變化嗎”，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在觀察、交流時要與原來的數(shù)據(jù)、現(xiàn)象做對比，促使學(xué)生的思維趨向連貫性，保障交流的目的性、有序性。第三個活動同樣用關(guān)鍵問題“根據(jù)這四周的觀察數(shù)據(jù)，你預(yù)測一下以后四周鳳仙花的生長情況”，使學(xué)生有依據(jù)地預(yù)測，有目的地預(yù)測。因為只有這樣，學(xué)生才

14、會在今后的觀察活動中更加投入，學(xué)生建構(gòu)的概念才會更加完善。4.檢驗概念建構(gòu)結(jié)果，反思教學(xué)過程 基于“科學(xué)概念”的探究教學(xué)，學(xué)生是否成功建構(gòu)了科學(xué)概念，達(dá)到了什么程度的概念，是檢驗教學(xué)成效的標(biāo)準(zhǔn)，也是教師反思自己教學(xué)過程的衡量指標(biāo)。因此，在“植物的一生”單元教學(xué)結(jié)束后，我們通過幾個途徑去檢驗學(xué)生關(guān)于概念的達(dá)成情況：一是成果展示會。我們選擇一個星期的午休時間，讓每個小組結(jié)合鳳仙花實(shí)物向觀眾（人數(shù)、班級不限）介紹自己在種植過程中的收獲，其中包括對生命的認(rèn)識，對科學(xué)的認(rèn)識以及對學(xué)習(xí)的認(rèn)識。二是在用單元前測問卷對學(xué)生的科學(xué)概念進(jìn)行一次調(diào)查。結(jié)果表明86%學(xué)生能基本清楚鳳仙花整個過程中的典型特征，對“子葉

15、”的正確認(rèn)識也從原來的5%提高到65%，另外對于部分子葉確實(shí)是在果實(shí)成熟時還長在植株上的現(xiàn)象，學(xué)生也能實(shí)事求是地記錄而不是人云亦云。最令人欣喜的是學(xué)生對于鳳仙花知識的“漫談”，比如“鳳仙花約一星期出土發(fā)芽；鳳仙花很脆弱；鳳仙花的莖越長越粗，越長越紅；鳳仙花的子葉只有兩片；鳳仙花開花后就不長高了，要開花結(jié)果了；鳳仙花的果實(shí)碰一下就會爆炸開來，有許多種子；”通過一個月的探究學(xué)習(xí)，學(xué)生成功建構(gòu)了“植物生長都要經(jīng)歷萌發(fā)、生長、發(fā)育繁殖、死亡的生命周期，不同的植物生命周期的特點(diǎn)可能不同”的科學(xué)概念。當(dāng)然，在總結(jié)分析過程中我們也發(fā)現(xiàn)了不少問題。比如關(guān)于“胚根、胚芽”的認(rèn)識，學(xué)生難以通過種植過程中的觀察實(shí)現(xiàn)。還比如對于“子葉”的認(rèn)識，學(xué)生在發(fā)現(xiàn)大多數(shù)子葉在植物生長過程中會枯萎脫落的同時也發(fā)現(xiàn)少數(shù)子葉并沒有脫落的現(xiàn)象，教師沒有啟發(fā)學(xué)生去觀察子葉在形態(tài)顏色上的變化（其實(shí)這些子葉雖然沒有脫落但是在形態(tài)、顏色上是處于枯萎或半枯萎狀態(tài)的），僅僅是作單純的肯定，導(dǎo)致學(xué)生對“子葉”概念的認(rèn)識還是比較模糊。另外，由于教師在跟蹤指導(dǎo)過程中的疏忽，許多小組記錄的數(shù)據(jù)并不真實(shí)，有些小組在鳳仙花開花后還在不斷長高，影響了概念的科學(xué)性。探究教學(xué)中對“科學(xué)概念”的關(guān)注在今后很長一段時間內(nèi)將會成為廣大科學(xué)教育者努力實(shí)踐的方向。目前對“科學(xué)概念教學(xué)”的