□浙江省杭州市蕭山區(qū)益農(nóng)鎮(zhèn)初級中學 童麗麗
世界上的事物多種多樣,為了方便我們記憶,可以將事物進行歸納總結(jié),梳理其中的關(guān)聯(lián)性,從而形成系統(tǒng)的概念。由此可見,學習科學知識的過程就是將各種科學事實概念化,并促使概念發(fā)展的過程。從科學教材安排可以看出,通常都是以概念為核心,劃分成若干個單元,每個單元的教學內(nèi)容都是圍繞概念性知識展開并對具體概念與原理進行解釋。學生在科學學習的過程中,最為重要的一項內(nèi)容就是構(gòu)建核心概念,從而培養(yǎng)學生的思維能力。
對初中科學教材進行梳理可以發(fā)現(xiàn),與核心概念明確有關(guān)的內(nèi)容在科學教學中占據(jù)了十分重要的地位。例如,浙教版科學教材中《能量的轉(zhuǎn)化與守恒》這節(jié)內(nèi)容,核心概念“能量守恒”貫穿章節(jié)。學生學習動能、勢能、機械能等概念后,通過具體事例構(gòu)建“不論是生命運動、機械運動、化學運動等,在能量發(fā)生變化過程中,能量的總量是守恒的”這一概念。同時,教師給予情景任務,讓學生時刻都能反思體驗能量在變化中的不變。掌握能量守恒的概念能夠幫助學生用科學的眼光認識世界,不但能夠看到物體的復雜變化,還能透過現(xiàn)象看本質(zhì)。
在科學課堂學習過程中,會涉及很多抽象的概念,如:慣性、參照物、氧化還原反應、復分解反應等,對初中教育階段的學生來說,其理解存在一定的困難。教師在教授這些概念的時候,要深入挖掘其科學思想與方法,構(gòu)建一個指向?qū)W生生活實際的中心問題,帶著中心問題任務,發(fā)現(xiàn)其中存在的規(guī)律,并向?qū)W生滲透控制變量的思維方式。這樣一來,可以有效幫助學生理解抽象的概念,熟練運用科學概念。通過對核心概念的學習,可以幫助學生建立科學思維,傳授學生科學知識并不是主要目的,更重要的是要讓學生具備科學探究能力。
核心概念處于課堂統(tǒng)領(lǐng)的位置,能夠幫助學生進行概念理解。在每節(jié)科學課堂教學中都會以一個主題為核心,并存在一定的目標。例如,在浙教版初中科學教材中,教師在講授《食物的消化與吸收》這一章節(jié)內(nèi)容時,從中可以學習到酶的概念、酶的催化特性及影響酶催化作用的條件及可利用之處。根據(jù)教材安排,學生先學習酶的概念,通過唾液淀粉酶的例子學習到酶的具體作用,從而了解到酶的多樣性與高效、專一性。學生通過一系列的實驗探究活動,了解到能夠影響酶催化作用的因素。從而分析可知,酶是核心概念,其具體的概念、特征、影響作用及應用是其核心概念下的概念信息。
學習《機械運動》內(nèi)容后,根據(jù)教材中的內(nèi)容,可以組織學生完成相關(guān)的課外活動。教師可以將學生分為四人一組,讓每組成員輪流騎自行車,通過兩種不同的競賽方式,深度理解速度的概念。在實踐過程中,盡量沿著跑道保持直線前進,強調(diào)起動、加速、勻速和剎車過程,帶著任務進行思考。除此之外,向?qū)W生布置家庭作業(yè),讓學生自行設計完成路程與時間的關(guān)系圖。學生完成家庭作業(yè)后,要將自己在活動過程中遇到的疑惑與自己發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象記錄下來,并嘗試進行解答。值得注意的是,教師要提醒學生在活動及觀察的過程中,思考“物體運動狀態(tài)保持不變或變化背后的原因”。人類思維的發(fā)展并非累積形式的,而是需要一個有意義的事物作為啟發(fā),最好在學生的日常生活與活動中尋找能夠啟發(fā)學生思維的事物,從而調(diào)動學生參與其中的興趣。在探究活動中,包含了參照物、力、速度、摩擦力等科學概念及運動和力之間的關(guān)系。此外,探究活動為暴露前概念創(chuàng)造了良好的機會。如此與常規(guī)課堂不同的活動,調(diào)動了學生對課堂的興趣與熱情,使得學生積極投入學習情境中,能夠幫助學生直觀感知到學習對象的內(nèi)外關(guān)聯(lián),從而接觸到核心問題。每個單元都是以核心概念為中心展開的教學,將原本零散的科學知識點以主題活動、問題探究的方式進行教學。
學生完成實踐活動后,開展以“力與物體運動狀態(tài)的關(guān)系”為主題的討論交流。學生以學習小組為單位提出活動中發(fā)現(xiàn)的問題并嘗試進行解答。教師負責整理記錄每組對運動與力的關(guān)系的觀點。大部分學生都認為有力的作用才能進行運動,但是還有些學生認為,不是所有的運動都需要力。學生通過暴露這些前概念,對運動過程深入思考。教師引導學生進行受力分析;當撤掉一個力的時候,物體運動狀態(tài)是否會保持不變;減小一個力的作用,物體的運動狀態(tài)又如何改變;使新經(jīng)驗對已有經(jīng)驗進行改造,重構(gòu)力與物體運動的關(guān)系,為學習“牛頓第一定律”做好充分的準備。在探究活動中,學生充滿參與熱情,思維十分活躍,在后續(xù)的交流溝通中,為學生提供了表達的機會與思維碰撞的平臺。教師將有意地激發(fā)學生暴露的前概念,使得學生產(chǎn)生劇烈的認識沖突,學生對知識求知欲望空前高漲。
學生學習“分子”概念時,由于“分子”肉眼不可見,會有多個猜想:分子可能很???分子間如何排列?分子是運動的?教師引導學生深度觀察蔗糖,使學生有直觀的體驗,為他們建立分子概念奠定基礎(chǔ)。學生動手做“黃豆和芝麻”的模擬實驗,借鑒模擬實驗設計“酒精和水混合實驗”驗證分子間存在空隙。播放“空氣和二氧化氮混合實驗”視頻,幫助學生構(gòu)建分子進行運動的知識。以上通過解決疑惑,建立概念。學習“分子”概念后,運用分子的觀點解釋生活中“酒香不怕巷子深”“中藥房中彌漫著中藥味”等現(xiàn)象。通過讓學生反思和討論,用分子科學概念解決實際生活中的新問題,促進分子概念的遷移。
在之前的探究交流過程中,有的學生會產(chǎn)生與亞里士多德相似的觀點,還有一部分學生的觀點與伽利略的觀點類似。對此結(jié)果,科學教師并不做出評判,在學習本單元《牛頓第一定律》一課時,教師可以在課前為學生布置課堂任務——推動木塊和小車前進,引導學生對“運動與力的關(guān)系”進行深入思考,向?qū)W生提出問題:相同的力推動木塊和小車前進,產(chǎn)生什么不同現(xiàn)象?科學史上產(chǎn)生的兩種觀點如何證明?地球上做不到“牛頓第一定律”中的“不受外力的影響”,實驗驗證過程如何解決?引導學生找到“摩擦力”通過不斷改變摩擦力的大小,觀察小車的運動狀態(tài)變化,直至推測“如果摩擦力減小為零”時,小車如何運動。通過推理證明過程,構(gòu)建牛頓第一定律概念。當構(gòu)建重要的科學概念時,要對相關(guān)現(xiàn)象背后的因果進行論證。在本單元科學知識學習的過程中,學生的思維水平與科學認知能力得到不斷提升,促使學生的論證能力也得到提升。在對課堂活動進行交流溝通中,學生能夠形成初步的觀點,雖然學生對相關(guān)概念不清晰、缺乏論證,難以說服他人。但是在對《牛頓第一定律》內(nèi)容學習的時候,經(jīng)過時間的沉淀,學生的思路逐漸明朗,為課堂學習做足了準備,可以在課堂上大方地交流自己的觀點,可以通過事實舉例與實驗的方式支持自己的觀點,當出現(xiàn)錯誤觀點的時候,很多學生能夠主動列舉出反駁的觀點并加以舉例。此時,構(gòu)建核心概念的教學目標即將完成。
在浙教版初中科學教材中,《二力平衡條件》是對《牛頓第一定律》的延伸與拓展,是在現(xiàn)實情境中運動與力之間的關(guān)系推導出的結(jié)果。根據(jù)本單元的學習,學生已經(jīng)建立了問題探究意識,能夠在課堂上提出“為何地球存在重力的條件下,物體還能夠保持靜止或者是勻速直線運動”的問題,對此,科學教師要從學生的角度出發(fā),引導學生實現(xiàn)對核心概念的拓展。通過實例分析,當物體二力平衡時也能保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動。學生學習完本章內(nèi)容時,教師要讓學生嘗試獨立梳理所學內(nèi)容,通過概念圖的方式將所學概念之間的關(guān)系梳理清楚??傊?,為了促進核心概念構(gòu)建進行科學教學時,教師要引導學生以核心概念與知識結(jié)構(gòu)為重點展開學習,從而幫助學生對科學思維方式的深入理解,促進學生更好地構(gòu)建核心概念。在知識脈絡清晰,核心概念明確的科學教材單元學習中,有利于促進核心概念構(gòu)建,有些學習單元中涉及的內(nèi)容十分豐富廣泛,可以拆分為幾個子單元進行教學安排。教師在教學前可以先對教材進行充分了解與分析,重新安排單元知識的教學順序,以鮮活生動的例子為切入點,引導學生以解決問題開展學習探究。
值得注意的是,以核心概念構(gòu)建為目標進行科學教學時,對教師的教學水平有一定的要求,教師在教學前要做好規(guī)劃,以發(fā)展的眼光看待問題,不斷提升自身的科學教學水平,以整個學科的教學發(fā)展把握教學內(nèi)容,為此教師要以堅持以學生為本,站在學生的角度思考問題,考慮到學生的實際情況,并以此開展教學,從而構(gòu)建核心概念。
綜上所述,核心概念構(gòu)建可以促進初中科學學科教學發(fā)展。引導學生掌握科學教材中的核心概念,幫助學生更加清晰地掌握科學知識,改變以往科學課堂教學中教師灌輸為主,學生被動接受知識的局面,在核心概念構(gòu)建為方向的科學課堂中,可以調(diào)動學生的課堂參與興趣,激發(fā)學生對科學概念的探究欲望,從而改被動學習為主動探究,使得教學趨向核心概念構(gòu)建,提升初中科學課堂教學效率,提升初中生的科學素養(yǎng)。