概念解构与多纬度探查学生的概念发展

    程斌

    

    

    

    摘要:建构主义认为,科学概念的学习就是学生由前概念向科学概念的转变过程。教师利用课内外易行的观察手段与技术,探查学生的前概念和科学概念的发展,是实现概念转变的前提。本文着重探讨一线教师如何根据《小学科学课程标准》解构核心概念,探寻影响学生概念发展的因素,从而促进学生科学概念的形成。

    关键词:科学概念? 解构? 探查

    小学科学教学是将科学素养、创新精神和实践能力作为一个有机整体,使其内化成为学生认知行为的教育过程。从认知心理的角度来观察学生科学概念的形成和发展,是《小学科学课程标准》有效落地的一个重要抓手。科学概念的学习能够使学生更加深刻地认识生活中的现象,促进科学知识的内化,培养学生的思维品质。但我们在进行相关的课题研究中发现,目前小学科学概念教学的效果参差不齐,学生对概念的机械记忆明显优于对概念意义的建构。如何有效解决这一困扰概念教学的问题?笔者认为只有让更多的小学科学教师了解学生前概念水平的特点,探查学生前概念水平与科学概念的联系点,才能制定有效的教学策略。

    一、根据《小学科学课程标准》对现行教科版科学课中的科学概念进行解构,帮助教师梳理科学 概念

    《小学科学课程标准》在学生能够感知的物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程四大领域中,遴选了18个核心概念,分解成75个学习内容,分布在低、中、高三个学段的课程内容中。我们依据课标第三部分课程内容描述的知识结构图,对现行教科版科学课中的科学概念进行梳理解构,建立了每一单元的模块概念分解和科学概念结构图。以四年级下册第一单元电模块为例,我们进行了如下的解构:

    教师在教学中,可以根据课程标准、每一单元的模块概念分解和科学概念结构图,指导学生在探究过程中将这些分解的科学概念联系起来,进而为逐级建构18个核心概念奠定基础。

    二、根据特定的学生实际,利用可行的手段与方法,探查学生概念发展

    对学生科学概念的发展进行有效的探查,是改进和调整我们教学方法的主要依据。探查学生概念的发展就要深入分析科学概念,根据概念的适应性,采取相应的探查手段。要善于针对科学概念设计一些问题情境,通过师生互动,从中获取学生最原始、最真实的想法和认识,即学生的前概念。探查学生概念发展,既要有以问题引导为主要手段的定性分析,又要有以课堂观察为主要手段的定量分析。我和我的同事在教学中摸着石头过河,进行了一些初浅的尝试。

    (1)课堂提问。常见的课堂提问有两种。一种是面向全班提问,集体作答,可以粗略地诊断出全班对有关概念的认识水平。例如在上《纸的研究》一课之前,与学生口头交流“你知道纸有哪些种类”“纸是从哪里来的”等,课堂提问方便快捷,能让老师迅速知道学生对概念掌握的大致水平,但不能细致入微地了解每一个学生的想法。另一种是个别提问,可以诊断出不同学生可能拥有的前概念。在教学三年级上册《我们周围的空气》一课时,让学生将自己了解的有关空气的知识表示在气泡图中,教师可以从中了解学生在教学之前对空气的最初印象,85%的同学知道空气是一种“看不见”“摸不着”“很轻”的东西,只有极小一部分学生对此一无所知,这对教师有效组织自己后续的教学是非常有益的。

    (2)课外访谈。通过访谈能了解学生对生活中某些现象的认识,特别是通过深层访谈可以收集学生真实的前概念,为教师开展有效的概念教学打下基础。我们可以抓住与学生共处的机会,在学生无拘无束的状态下,倾听学生真实地表达。教师在谈话前要有充分的准备,这样才能提高了解学生前概念的实效。

    如在学习“宇宙”单元前,我就结合课外活动的机会与学生谈日食、月食的现象及古代关于日食、月食的传说。当学生把自己所了解的关于日食、月食的情况表述出来后,我们就可以和学生交流宇宙中是否真的存在传说中的“天狗”等,如果不是这些传说中的原因,那么又是什么原因造成了日食、月食。这种轻松的谈话氛围再加上学生感兴趣的谈话内容,就能帮助教师获得学生关于日食、月食最真实的前概念。

    运用课外访谈收集到大量学生真实的想法之后,教师还必须进行深度加工,思考学生前概念有什么特点,对学生的各种想法进行分类,尝试弄清各类想法的成因,研判学生错误概念对教学的负面影响。

    (3)问卷调查。问卷的题型可以是简答题,也可以是单项选择题或多项选择题。前者可以收集学生较为细致的想法,而后者则更利于统计。我在教学三上“植物”单元前,为了解学生对“植物生命特征”的已有认识,对芜湖市某小学三(3)班41名学生进行了一次开放式问卷调查。

    根据问卷汇总统计的信息可知:学生能辨认出的植物并不多,主要集中在大蒜、豆芽、菊花、梧桐树、桃树、梨树、柳树等叶或花具有明显特征的植物上,只有1位学生提到青苔。对陆生草本植物,有13位学生知道狗尾草、有5位学生知道三叶草;对水生植物,有11位学生提到荷花,有4位学生提及睡莲;对植物的生长条件,罗列出阳光、空气、土壤、浇水、施肥等;对植物的特点,一些学生提到了形态结构,有4位学生提到了可以净化空气,还有部分学生回答不完整。学生都认为植物有生命,因为跟我们人一样会长大,还有岁数。只有3位学生提及植物会发芽、开花、会结果、最后死亡。

    在《我们身边的物质》一课教学中,为了对学生概念发展进行探查,分别对学生进行了前测和后测,其中前测一次,后测两次。参与调查的班级是该校六(2)班,学生人数为38人。评测结果如下:

    第一次对学生概念发展探查是在上课前,属于前测活动,通过分析学生概念发展探查量表一发现:知道直接观察到的东西是物质并举出实例的学生为33人,占86.8%,其中能用“直接观察到的东西是物质”语言表述具体概念的为12人,占34.2%。知道直接或间接观察到的东西都是物质并举出实例(如分别提出空气、火、电、风是物质)的占14.2%。其中能正确用语言表述的学生有2人,占5%。认为物质会变化,并能说出具体事例阐述科学道理的有6人,占15.8%;认为物质会变化,但不能说出具体事例闡述科学道理的有28人,占73.7%。

    第二次对学生概念发展探查是在完成新课教学的第一环节(世界是由物质构成的)之后,属于后测活动。通过分析学生概念发展探查量表二发现:在回答“你知道有哪些物质构成了我们的教室?”“请你再举出我们身边的物质有哪些?”时,能写出直观物质(窗户、桌子)和间接观察到的物质(空气、光、声音、火、风、电)的学生有31人,占81.6%;只能写出直观物质(窗户、桌子)的学生有7人,占18.4%。在回答“现在你认为什么是物质。用你认为准确的一个词或一句话来表达”时,能用“所有能看到的,感觉到的,世界就是由物质组成的”“肉眼所能看见的,器官能感受到的,我们身边的一切都是物质”等语言完整表述的学生有19人,占50%;用“我认为人们能够感觉到的都是物质”等语言不完整表述的学生有15人,占39.5%;没有回答的4人,占 10.5%。

    第三次对学生概念发展探查是在完成新课教学所有环节之后,属于后测活动。通过分析学生概念发展探查量表三发现:能通过具体实验体验纸片和蜡烛这两种物质的变化,并体验到物质是变化的,描述完全正确的学生有32人,占84%,其中能通过实验记录,分析、概括“世界是由物质构成的,物质是变化的”的学生有26人,占68.4%;体验到物质是变化的,但不能正确区分什么情况下产生新物质的学生有6人,占16%。

    (4)查阅学生听课笔记。每学期开学,我都布置学生每人准备一本听课笔记,用以记录学生课前的原始想法和课中、课后学生对科学概念的理解情况,学期结束后计入学生学业成绩(成长档案)之中。从学生的记录中,我发现中高年级学生利用涂鸦的方法更简易表达他们的真实想法;而对于学生一些似是而非的模糊认识,我们可以通过他们的涂鸦还原学生更深层的想法。如五年级上册《阳光下的影子》一课,新 课伊始,教材让学生根据自己的理解,把物体的影子添画在指定的插图中,并要求学生说说推测及理由。这实际上就是对学生前概念的一次探查。在这里,有不少学生根据地面温度的高低来判断太阳与地面的距离,他们认为太阳高低就是太阳与地面的距离,而不会想 到角度。这往往让授课教师始料未及。而课程设计的科学概念是:太阳位置最高时影子最短,位置最低时影子最长。学生的前概念:太阳位置最低时,离地面最近,温度高。而一天中气温一般在下午2时最高,所以这时太阳位置是最低的,进而影子是最短的;如果太阳位置最高时,离地面远,那么影子也就最长了。更早之前我对学生关于鱼鳍在鱼体表位置的前概念进行探查,我让学生画鱼鳍的位置,通过对学生涂鸦的分析,我发现,原来学生还没有鳍和鳃的概念,大部分学生不知道鱼鳍的名称,只有个别学生知道;有一部分学生把尾鳍和尾部混为一谈,同样证明了查阅学生听课笔记对探查学生前概念的重要性。

    (5)使用课堂观察量表。从2003年参加华师大组织的教科研培训,第一次接触陈瑶先生著的《课堂观察指导》算起,和课堂观察结缘已有十七年,之后跟踪研读了崔允漷团队出版的“课程实施与学校革新丛书”《课堂观察:走向专业的听评课》《课堂观察2:走向专业的听评课》《课堂观察LICC模式:课例集》、张菁主编的《教学过程设计的价值取向与实践成效——课堂观察报告集》以及国外学者出版的一些专著。因为课题研究,也断断续续进行了一些观察实践。在复杂的课堂情境中进行学生概念发展探查,必须借助于一定的课堂观察量表才能进行有效的观察记录,这是不言而喻的。但就教师个体和团队而言,这种做法所耗费的时间成本也是巨大的。教师要设计有针对性的观察量表,对观察量表进行现场记录、信息收集,之后的数据统计和整理,形成相应的观察分析报告。我通常采用的课堂观察工具是观察量表(记号体系观察表)和2台摄像机,1台用于记录教师课堂行为,1台用于记录学生课堂行为,尽量在学校的录播室内进行,收集更多的课堂信息。国内外研究者已经开发了大量的记号体系观察量表,教师可以直接使用,也可根据研究目标进行微调。通常我们使用的是八种量表:《学生前概念展现量表》《学生对核心概念的理解量表》《学生对核心概念的运用量表》《学生思维能力的提升量表》《师生对话方式量表》《学生的错误和教师的处理量表》《学生活动与概念达成量表》《学生前概念和教师的迁移策略量表》。这八个量表,也是八个不同的课堂观察点。通过这八个不同的课堂观察点,完成诊断分析报告,提供相应的教学改进建议。

    探查学生概念发展是教学干预的基础,研究学生概念转化的目的在于发展适合的教学策略,并以此为基点,帮助学生将其前概念和科学事实、认知水平相关联,进行同化与顺应,从而建构新的概念,并在新的场景中拓展与运用。

    参考文献:

    [1]中华人民共和国教育部.义务教育小学科学课程标准[S].北京:北京师范大学出版社,2017.

    [2]陈瑶.课堂观察指导[M].北京:教育科学出版社,2002.

    [3]沈毅,崔允漷.课堂观察——走向专业的听评课[M].上海:华东师范大学出版社,2008.

    [4]崔允漷,沈毅,吴江林.课堂观察2:走向专业的听评课[M].上海:华东师范大学出版社,2013.

    [5]王晨光.义务教育小学科学课课程标准:科学概念·术 语·实验[M].北京:北京师范大学出版社,2019.

    [6]蔡铁权,姜旭英,胡玫.概念转变的科学教学[M].北京:教育科学出版社,2009.

    [7]韦钰,[加]P.Rowell.探究式科学教育教学指导[M].北京:教育科学出版社,2005.

    [8]张红霞.科学究竟是什么[M].北京:教育科學出版社,2003.