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科学教学中前概念的转化策略

2020-10-20  |  作者:现代职业教育杂志  |  栏目:论文中心

   摘 要:科学概念教学从某种意义上来说实际是前概念的补充、深化、发展或者纠错的过程。但学生前概念的形成具有自发性、隐蔽性、顽固性等特点,一经形成若要改变,光靠老师的简单说教是很难起到作用的。它需要教师在课堂教学中围绕学生的前概念,分析原因、调整策略、主动建构、巩固迁移促进学生前概念逐步转变为科学概念。
   关键词:科学教学;前概念;转化策略
   学生在接受正式的科学概念教育之前,对日常生活中所感知的现象,通过长期的积累而形成的对事物非本质的认识称为“前概念”。这些概念来自于生活,能解释生活中的一些现象,反映客观世界的一些规律。但有些是不完整的简单归纳,有些是只适用于特殊情景的片面认识,甚至有些是经不起推敲的错误概念,对学生学习正确的科学概念会造成一定的障碍。例如,小学生会想当然地认为太阳绕着地球转,初一的学生会认为燃烧必须要用火点燃,初学化学的学生认为氧化反应一定有氧气的参与等。而学生原有的对事物的认识对学习的影响很大,教学中教师充分考虑学生的已有认知,打破原有错误概念,建立新概念,为促成概念的转化而教。
   一、关注学生原有认知,暴露学生前概念
   在系统学习新知识之前,学生对事物的原有认知往往是内隐的,要了解学生的前概念,教师就应想方设法利用多种方式多和学生交流,关注学生,了解学生,给学生暴露前概念的机会。对于重要的概念,教师在课堂教学前可通过设置问卷、谈话等方式了解学生学习新知识前已有的知识基础。不同学生生活经历不同,对同一问题可能存在不同的看法。教师课前充分了解,学生前概念充分暴露,为后续课堂教学指明了方向,我们在教学中“以生为本”可适当调整自己的教学设计,提高课堂效率。这样虽然加重了教师的备课负担,但有利于教师课堂中有的放矢,顺应学生的认知规律开展教学,利于提高课堂效率,这样的课前准备工作显然是值得的。
   在《大气压强》这节课,学生通过对前面大气层和气温的学习,已经对大气压强有了初步的感知,为本节课的学习奠定了一定的基础,大气压强知识的学习也是对已学过的固体压强和液体压强的补充和深化。同时,虽然生活在大气中,但学生平时体验不到大气压强的存在,也不会去留意大气压强的存在。因此,本节课先安排通过生活现象和学生活动,让学生感受大气压的存在,关注大气压,关心大气压与我们生活的关系。
   教学设计:
   利用实验盒中的器材(吸管、牛奶盒、塑料袋、广口瓶、纸片、橡皮筋、玻璃杯、水、滴管、吸盘等)设计实验来证明大气压的存在。
   学生自主探究,汇报交流。
   二、创设问题情境,引发认知冲突
   当学生原有认知和所学新知识有冲突时,仅仅组织学生学习新的知识是不够的。奥苏伯儿认为,有意义学习是通过新信息与学生认知结构中已有的有关观念的相互作用才得以发生的。如果不能利用某种有效方式使学生放弃错误的前概念,教师呈现给学生新的知识后,学生容易暂时接受新的知识,但此时的知识是极其脆弱的,学生接受了新概念却没有放弃原有的错误概念。结果就出现上课听懂了,但等到做作业的时候正确率不高,过一段时候,脆弱知识碎片化,和前概念结合,学生出现似懂非懂的学习效果。在实际教学中,教师可以通过问题情境的设置,使科学概念与学生的前概念产生冲突,,当学生无法用自己已有的前概念来解释、回答看到的现象,就不得不对已有的前概念进行反思,经历思想上的冲突和震撼,直至打破前概念。
   在《大气压强》这一课,学生能设计出实验证明大气压强的存在,并不能说明学生真正理解了大气压强的概念,这时学生的头脑处在新旧概念的认知冲突中会出现冲突:覆杯实验确实证明了大气压强的存在,但我还是觉得是水把纸片给吸住的,大家怎么看呢?牛奶盒变扁是有大气压的作用,但主要还是人在吸牛奶,你是如何看待的呢?此时,教师如果直接将结论告知学生,并不能解决学生的认知冲突,学生仍然会接受了新知识,不放弃错误的旧知识,教师需要采用问题引导式教学,用问题去激发学生思维,将学生引入科学世界。
   教学设计:
   完成上面的实验交流以后,请大家思考下列问题:
   1.覆杯实验中,卡片为什么不会掉落?
   2.实验中,水有没有吸纸片?
   3.如果杯子上方与空气相通,那么水有没有吸纸片?
   4.为什么覆杯实验中,纸片托住了水,而杯子上方与空气相通时,水就流下来了?
   5.牛奶盒变扁一定需要用吸管吸牛奶吗?用力挤压盒子行吗?
   6.如果盒子里空气进不去,还能吸出牛奶吗?
   7.再次体验。
   引导学生得出,各种现象的产生是因为存在压强差,气体和液体会从压强大的地方流向压强小的地方。此教学设计注重学生思维的培养,不断提出新的问题,学生通过动手动脑解决一个个问题,一个个有趣的小实验,一次次成功的体验,又面对新的实验和挑战,他们的探究欲望将会非常强烈,学习状态也将从“要我学”进入到“我要学”。教师抓住机会,顺着学生思维的发展,点燃学生新知识的学习火花,和学生一起逐一解决问题,新的概念逐渐建立,过程中也很好地培养了学生观察现象和分析问题的能力。
   三、自主探究、合作交流,建构科学概念
   学生初步建立了新概念,从实验中总结得到了新的知识,也打破了旧认知中的一些错误知识,但这时还不能认为学生实现了认知从前概念到科学概念的转变,此时的新概念并未完整建立,需要进一步深入,从感性到理性。上课教师需安排学生自己动手动脑,为学生准备大量可供自主探究的实验器材,学生从自己对科学概念的理解出发设计实验,观察实验现象,记录分析实验现象和数据,和同学、老师交流,通过情景的审视和分析,修正巩固新知识,有效地将前概念转化为科学概念。
   在《大气压强》的教学中,学生通过实验得出大气压强的存在,此时的知识还是比较脆弱的、不牢固的,教师课堂马上安排学生及时应用所学知识,和生活中的现象联系起来,解释和解决实际问题,这里的吸盘吸管等,是学生常用的,但不能用科学知识正确解释相关现象。课堂及时巩固,体现“科学来源于生活,科学应用于生活”的理念,通过动手实践,生生之间、师生之间的交流,将知识内化。因此在课堂教学中我们也必须要留有一定的时间让学生进行课堂交流研讨,给他们创造一个自由讨论的空间,促使学生将错误前概念转化成科学概念。
   教学设计:
   1.学生思考:下列事例,哪些是利用大气压工作的?
   ①塑料挂钩的吸盘
   ②用吸管吸饮料
   ③真空压缩袋
   ④船闸
   2.你还知道哪些利用大气压强的例子?
   学生讨论交流。
   四、系统整合,巩固强化科学概念
   学生说出来的,才是学生真正理解的。已有教学研究表明:当学生刚刚形成一个新的科学概念时,这个概念在其认知结构中往往是孤立的,很容易受到其他因素的影响。学生学习新知识时,往往不能很好地把新知识和已有知识联系起来,不能建立新知识和旧知识之间的关系。教师教学时,要将相关的新旧知识进行整合和关联,用新概念解决原来知识学习中一些还未解决的问题,促进新概念的学习。如:可以按知识的纵深发展整理知识,按知识的横向联系整理知识,引导学生对相似概念进行比较,要同中比异,异中比同。
   在《大气压强》的教学中,仅仅知道大气压强的存在是不够的,学生应该知道大气压强存在的原因和固体压强、液体压强存在的原因相联系,形成知识网,比较异同,认识压强的本质特征。
   教学设计:
   1.固体压强、液体压强产生的原因是什么?
   2.猜测气体压强产生的原因是什么?
   师归纳总结:气体压强产生的原因是气体有流动性且受重力的作用。
   参考文献:
   [1]蔡铁权,姜旭英.概念转变的科学教学[M].教育科学出版社,2008.
   [2]张大均.教育心理学[M].人民教育出版社,2004.
   [3]張红霞.科学究竟是什么[M].教育科学出版社,2003.
   [4]刘文广.前概念的特征及物理教学对策[J].河南教育, 1997(7).
   [5]刘瑞东,祁雪莉.中学化学概念教学新探[J].化学教学, 2004(11).
   [6]李彤.排除前概念干扰 构建生物学概念[J].广东教育, 2004(10).

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