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.