科学探究过程概念解释【让学生在科学探究桥上和谐通向科学概念之路】

  【摘要】我们在教学的过程中要注意学生对探究过程的体验及思维方法的训练,还要注意学生在探究过程中概念的形成。但是在很多的探究过程中过于注重对过程与方法的训练。由此忘记对科学概念的形成,从而导致教学走向形式主义,没有到达很好的效果。所以更需要老师在探究过程中架起一座桥,让学生形成正确的科学概念。
  【关键词】探究 形成 科学概念
  如果我们把小学科学课堂教学比喻成"过河",活动好比一艘船,带着学生从此岸到达彼岸的过程中使学生发展了知识、过程与方法、情感态度与价值观,而科学概念就好比这艘船的舵,掌握着船行使的发现,没有行使发现的船是到不了彼岸的,课堂上没有科学概念为主线,三维目标是无法达成的。当学生进入小学中高年级学习科学课时,将要学习许多科学概念。概念是具有共同的关键属性的一类对象、事件、情境或性质。学生掌握一个科学概念,实质上就是掌握同类事物的共同特征,况且科学概念是组成科学知识的基本单元,是科学知识结构的基础。
  一、由"此岸"到"彼岸"的和谐过渡----形成正确的科学概念
  科学是一个在动手操作中的思考,不断修正和完善科学概念并做出解释的过程。科学教学过程就是改变学生原有的朴素理解甚至是错误的观念,通过深入的探究活动,让学生直面错误概念,引发认知冲突,然后进行各种建构活动,寻找证据,创建新模型,并能与自己的初始想法做比较,在新的情境中运用新模型进行解释。在奥苏贝尔看来,学习的心理机制是同化,即学习者新旧知识之间相互作用产生联系,原有认知结构中的知识吸收并固定新知识的过程。这一理论给我们的启示之一是科学课上帮助学生建立的概念,要和学生原有的真实想法相互作用建立起联系。
  如:在《物体在水中是沉还是浮》一课,这课的重点和难点都是让学生探究物体在水中真正沉浮真正的原因,从而建立起不同的物体在水中的沉浮情况是不同的,同一种材料构成的物体,在水中的沉浮与它的轻重、体积没有关系的概念。在学习本课前,每一学生对沉浮有着不同的生活经验,对沉浮有着最直观的感受。虽然学生每时每刻都可以看在物体在水中的沉浮情况,但是这些熟悉的现象可能会使学生造成物体的沉浮与它体积和轻重有关。为了使学生消除错误的概念,形成正确有效的概念,我们通过对不同体积、轻重橡皮先进行实验,可以使学生初步感觉到概念,对自己前观念产生怀疑。我们在通过不同体积、轻重萝卜和回形针的实验更加明确的知道了"同一种材料构成的物体,在水中的沉浮与它的轻重、体积没有关系"这一概念,这是学生自己能真正理解,真正相信的。因此,学生这个科学概念有了更深的认识。
  二、有效架桥,引领学生由"此岸"走向"彼岸"---恰当利用有效的材料
  美国著名学者兰本达教授说过:"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。"因此,我们可以推断出材料可以使学生产生探究活动的兴趣,产生科学问题。所以在科学探究过程中教师应该为学生提供材料才是最重要的。我们所给的材料一定要符合学生的年龄特征和认识规律,能让我们的学生通过对材料的操作、摆弄和思考,从而感悟科学知识的方法和过程,从而揭示科学概念的真谛。
  如:如:在教学《种子发芽实验》时,我先后用《设计种子发芽的实验》、《种子发芽的实验》和《从实验中获得信息》这三节课帮助学生掌握种子发芽必不可少的条件。根据学生已有的前概念,他们认为种子发芽需要有水分、空气、阳光、土壤(肥料)和温度。之后通过一系列的实验,证实了种子发芽时只需要适宜的温度、水分和充足的空气,只有当植物生长时才需要水分、空气、阳光、土壤(肥料)和温度。
  以上可以发现:当我们的教学中概念建立于无效时,我们就要想到提供材料,以此作为突破口,才能有效形成概念,本课就是利用这个方法让学生更加准确的形成月相的概念。
  三、形成有效架桥的理论依据
  我国著名的教育家陶行知曾经说过:"千教万教教人求真,千学万学学做人。"所以我们教学中一定要实事求是,不能有一点虚假,一定要用事实说话。因此,我们在做实验的过程中一定要获得可靠的信息,是最具说服力的"科学证据"。我们在学生观察到信息之后,有些学生还会产生新的问题,这时候我们教师一定适合去引导,还有点拨,在通过师生对话以及对实验的观察,探索和重复性的实验,从而使我们的学生形成更正确的科学概念。如:探究《摆的研究》这一课,为了让学生形成"摆的快慢与摆长有关系"的概念,我们两个探究活动。
  第一个探究活动保持绳长一样,改变摆锤的重量,15秒内摆动的次数:
  摆锤的轻重
  实验数据(秒/次)
  第一次
  第二次
  第三次
  原来重量
  20
  21
  20
  两倍重量
  21
  20
  21
  三倍重量
  20
  21
  20
  第二个探究活动保持摆锤重量,改变绳的长度,15秒内摆动的次数:
  摆线的长度
  实验数据(秒/次)
  第一次
  第二次
  第三次
  原来绳长
  20
  21
  20
  两倍绳长
  15
  16
  15
  三倍绳长
  10
  11
  10
  从而使学生形成了摆的快慢与摆长有关系的概念。
  通过上述的探究活动我们可以发现,只要我们引导学生从探究的活动中得到数据,从而再引导学生从数据中发现了什么?这个时候的概念的建立或结论的得出,才最有效,所以我想科学探究中我们应该关注每一个数据,关注每一个细节变化,以此为据,不断梳理科学知识,从而感悟科学本质,才能有效的形成科学的概念。
  只有通过实验中的探究才能使学生的科学学习过程在某种意义上说是改变学生原始知识、经验的过程,即概念改变的过程。只有通过消除错误的前概念,借助完整的探究过程,设置具体的问题情境才能从实际意义上引导学生接触科学概念,帮助学生形成科学概念,促进学生深化科学概念,从而掌握科学概念,从而真正意义上的让学生由科学概念的"此岸"迈向"彼岸"。
  参考文献
  [1]科学(3-6)课程标准解读
  [2]周志毅.《小学科学课题研究与论文写作》
  [3]《科学课》杂志.湖北教育出版社

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