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以建构性教学模式开展科学概念教学

原文作者:魏林明

  前科学概念是学生基于个人经验和自己的认知系统建立起来的对自然规律或现象的认识,由于它受生活中常见的一些非本质证据的支持,所以,前科学概念在学生的认知系统中有一定的广泛性和顽固性,在教学中,要转变前科学概念,建立或构建科学概念有时会显得比较困难。
   为了提高学生科学概念的建构能力,有效实施概念转变教学,在教学实践中,以建构性教学模式来开展科学概念教学,能有效提高科学概念转变学习的效果。
  本文将以“饱和溶液”概念教学为例,谈谈科学概念建构性教学模式在教学中的一些应用策略。
  一、定向与探索:寻找概念的生长点
  科学概念的建立,一般有三种情形:第一类是新建,学生基本没有经验基础,如机械功概念,需要用规定的方式来新建,这类概念自然很少受前科学概念的干扰。第二类是内涵与外延需要进一步精准化的概念,这类概念大都有一定的前科学概念,有的对科学概念的建立有正迁移作用,如溶解、密度等。第三类是一些“现象原型”,它对科学概念的建立有负迁移作用,如影响浮力大小的因素等。所以,在初中科学概念教学中,要设法为可以正迁移的概念提供完善概念所需的事实、证据,使科学概念的内涵进一步深化、外延进一步拓展,在前科学概念的基础上得到补充与丰富,从而建构起精准的科学概念;对有负迁移的概念需要重构,提供完善概念的依据,使之产生思维冲突,以产生改变前科学概念的动力,通过实证与归纳,重构起新的科学概念。[论文网] 
   根据科学概念的建构性教学模式,要促进学生由前科学概念向科学概念转化,首要的任务是诊断出学生的前科学概念,通过定向与探索,可将学生带回现实,以此来找到概念的生长点。wWw.11665.com
   为了引出学生对“饱和溶液”具有的前科学概念,教学时,首先要创设特定的探究性问题情境,为学生的自主探究学习定向。具体可以这样开展:
  师:请同学们思考一下,向一杯水中不断加盐,水是否会一直变咸?(根据已有的生活经验,学生讨论后得出:不会,盐放多了就不能溶解了。)
  师:是这样的吗?谁来用实验做给大家看看。
  生:在装有一定量水的烧杯中,边加盐、边搅拌,直到最后发现盐已不能再继续溶解了。
  师:盐在水中的溶解如此,那么,别的物质在水中的溶解情况是否也是这样的呢?
  生:用蔗糖重复上述实验,发现蔗糖最后也一样。
  这一环节为学生的自主探究学习定了向,即引导学生定向思考“怎么认识这一现象”的问题。此时,可以启发学生用自己的认知系统去尝试解释,从而引出“饱和溶液”的前概念。
   师:看来,固体溶质在一定量的水中不能无限制地溶解,这如同人吃饭会吃饱,再也吃不下了一样。你们觉得这时的溶液给它一个什么样的名字比较合适?
  引导学生说出“饱和溶液”的名称。
  师:那么,你们觉得什么是饱和溶液呢?
  学生尝试着给饱和溶液下定义。
  生:溶质已不能再溶解的溶液就是饱和溶液,否则就是不饱和溶液。
  ……
  可见,这一阶段以定向与探索为活动目标,教师要提出富有启发性的问题,提供适切的活动与材料,让学生开展自主尝试与探索。
  接下来是要让概念精准化和科学化,其任务就要引发学生对前科学概念进行自我纠正与完善,为接纳和建构起科学概念做好思想准备。
  师:这些蔗糖在这杯水中已不能溶解,按你们的定义,这就是饱和溶液了。现在我用酒精灯对其加热,看看杯底的蔗糖会不会溶解?
  实验看到,杯底的蔗糖又溶解了。
  教师设计的这一“差异性实验”(所谓的差异性实验简单地说就是指呈现的现象或结果出人意料的、违反直觉的、似非而是的,并与学生的前科学概念或常识相冲突的科学实验)使学生对原先的认知产生了怀疑,从而产生了多种与问题解决相关的想法,从而使学生产生纠正先前科学概念的动力。这样的定向与探索,找到了概念的生长点,也使科学概念的建构水到渠成。
   当然,面对一个新的科学概念,教师除了要了解学生的已有知识与经验外,还要分析这些知识与经验对新概念的建立有哪些帮助或影响,以设计针对性的活动。
  二、建构与交流:还原概念的生成过程
  “差异性实验”为学生澄清概念与沟通学习提供了载体。在“改变水温”实验后继续设问:
  师:看来,用你们的定义来界定某溶液是不是饱和溶液还有不足之处,你们觉得该做些什么修正呢?
  学生在对比前面的概念异同的基础上,自然想到了应在前面加上“一定温度下”的前置条件。接着,教师继续设计“改变水的多少”、“在原溶液中加入别的溶质”的“差异性实验”来进一步引发认知冲突,使学生在与自身经验的“冲突”和“矛盾”中构建新想法,使概念精准化和科学化,实现概念的同化与顺应。
   在这一环节,建构与交流是主要的学习形式。因为“差异性实验”使个人认识与事实证据之间、个人认识与科学概念原理之间的“冲突”变得直接,交流则可以帮助学生突破认知上的困难。
   学生在这样的学习过程中,其概念经历了“在一定温度下,不能再溶解溶质的溶液就是饱和溶液”→“在一定温度下,一定量的溶剂里,不能再溶解溶质的溶液就是饱和溶液”→“在一定温度下,一定量的溶剂里,不能再溶解某种溶质的溶液就是这种溶质的饱和溶液”的转变。这样可清晰地呈现出学生对“饱和溶液”这一概念的发展、转变与形成过程,还原科学概念的生成过程,加深了对“饱和溶液”概念的理解。
   三、解释与拓展:明晰概念的内涵与外延
  概念是思维活动的高级形式,是客观事物的本质属性在人脑里的反映。所以在对概念内容的描述中,除了重视文字的准确性和语言结构合理性的同时,要更加重视概念的内涵和外延,其中每一个字、每一个词、每一句话、每一注释都是经过认真推敲并有其特定的意义,以保证概念的完整性和科学性。事实上,学生对概念的掌握的难点并不在于字面上的认识,而在于从抽象的概括性定义到实践中的具体运用。如饱和溶液的概念包括了四个要素,即:“一定温度”“一定量的溶剂”“不能再溶解某种溶质”“这种溶质的饱和溶液”。在教学中,如仅对概念的内涵和外延进行介绍,还不能有效建立起概念与事实之间的联系,学生要正确、清晰地理解这一概念,需要安排解释与拓展,在概念的运用中学会运用。

 教学中,可设计以下几个问题组织学生讨论解释其正误:
  1.在一定温度下,某饱和溶液就不能再溶解任何物质。
  2.某硝酸钾溶液在30℃时是饱和的,当其他条件不变,温度升到80℃时,该溶液也一定是饱和的。
  3.将20℃时氯化钠的饱和溶液倒出一部分,剩余的溶液一定还是氯化钠的饱和溶液。
  通过以上问题的讨论解释,学生就会对饱和溶液这一科学概念进一步地抽象化和理论化。在小组合作学习活动中,学生还要

面对不同的解释结果展开讨论,通过比较各自的结果,或者与教师、与教材提供的结论相比较,由此检查自己提出的结论是否正确、推理过程是否有缺陷等,使学生在有关问题的解释中正确、全面掌握概念。
   为了拓展概念,区别与其他概念的异同,需要将概念放在具体的问题情境中,以帮助学生获得应用新概念的技能,在运用所建构的新概念解释周围世界或新情境问题时,实现对新概念的验证、应用、巩固和提高,使新获得的概念在应用和拓展中得以精致化。教学时,可以设计以下问题来巩固和提高:
   要判断一种溶液是否饱和,可以( )
  a. 蒸发水,看是否有固体析出
  b. 降温,看是否有固体析出
  c. 加入任何一种可溶物,看是否溶解
  d. 加入原溶质,看是否溶解
  四、反思与评价:提升概念学习的元认知水平
  建构性概念教学必须重视学生的自我监控,要不断监视自己对知识的理解程度,判断自己的学习进展及与目标的差距,还要不断反思自己及他人的见解的合理性,是否符合客观事实,以及推论中是否存在逻辑错误等。而学生的自我监控能力不是自发地产生的,它需要教师有目的、有计划地引导与培养。教师在教学中要特别注意引导学生对自己的学习过程进行自我观察、自我评价与自我反思。例如,在学习理解饱和溶液、不饱和溶液的概念时,要重点理解概念中的在一定温度下、在一定量的溶剂、这种溶质这三个前提,设计下面的四个问题以引导学生对学习过程进行反思评价:
   1.硝酸钾饱和溶液是不是指试管里的所有物质?
  2.为什么要强调在一定温度下,在一定量的溶剂里?能否去掉?
  3.硝酸钾饱和溶液里是否还可以溶解其他物质?
  4.硝酸钾饱和溶液加热可变为不饱和溶液,那么,硝酸钾不饱和溶液有哪些办法可使其变为饱和溶液?
  以上四个问题,考量的是学生对饱和溶液概念的反思与评价能力,反思评价与学习过程始终是平行的,是贯穿于“定向与探索”“建构与交流”“解释与拓展”的整个过程中的。通过引导学生思考:我真的理解了吗?我思维过程是否严密?我的前概念是如何转变的?是否还有更好的建构学习策略?等等。使学生对自己的学习过程、方法和结果进行正确的评价,如果意识到存在学习偏差,则通过及时调节学习过程,变换学习策略,从而保证学习过程向预期的目标靠近。
   反思与评价要依据学生的学习状态同步进行,在具体教学时,宜采用协商对话的合作学习来进行,目的是引起学生的自我反思,学生间的质疑、争辩、纠错,形成共识、接纳是最重要的。其间,教师给予的有针对性的指导性评价是必不可少的,教师既要对学习的结果进行评价,更要对典型错误、独特见解、值得推介的初步成果等进行评价,在评价的过程中形成符合知识本质的外显表征。
   总之,概念学习是一个克服旧图式的惯性、用新的图式取代旧图式的一个非常艰难的过程。运用建构性教学模式开展科学概念教学,为暴露学生的前科学概念,建构、接纳科学概念提供了一种行之有效的途径。
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  •  更新时间:2013-11-17 22:43:23  作者:佚名 [标签: 建构 模式 ]
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