2007年溫州市直中小學教師評選論文教 科：教學管理、課程研究與開發、德育 學 段：高中、職教、初中、小學、幼兒園學 科： 科 學 學 校： 瑞安市安陽實驗小學 姓 名： 彭 青 青 論文題目：如何圍繞單元核心概念進行科學概念的建構 四下科學新的生命單元科學概念建構初探 （內頁不要署名）如何圍繞單元核心概念進行科學概念的建構 四（下）科學新的生命單元科學概念建構初探【摘要】重視科學概念是當代科學教育的一個重要特點。在四（下）科學新的生命單元中關于“如何圍繞單元核心概念進行科學概念建構”，我從以下三個方面進行了初步的實踐探索：1、知己知彼，運籌帷幄圍繞單元核心概念繪制單元科學概念脈絡圖；了解學生科學前概念；2、明確方向，理性引導善于抓住學生認識上不平衡所引發的矛盾沖突，引導學生進行科學概念的初步建構；3、實踐檢驗，提升認識用建構主義理論指導學生在實踐運用中建構科學概念。【關鍵詞】 單元核心概念 科學概念 建構【引言】有這樣一個真實的故事：在醫院的產房里，一個3周歲的小男孩看著他姑姑剛順產生出的小弟弟，好奇地問：姑姑，小弟弟是怎么生出的？姑姑笑著說：把姑姑的肚子割開，就可以把小弟弟抱出來。可小男孩并沒有就此罷休：那你的肚子給我摸摸看。說著就把自己的小手放在他姑姑的肚皮上摸：咦，怎么沒有疤痕？沒有疤痕怎么可以把小弟弟抱出來呢？姑姑只好說：是姑姑尿尿的時候把小弟弟尿出來的。小男孩還是不罷休：那這么大的小弟弟怎么可以尿出來的呢？【正文】幼兒對小孩子的誕生感到非常好奇而困惑，其實四年級的小學生也是如此，只是他們不像幼兒那樣問得直接，想到什么就問什么，在學習四下新的生命單元中的動物的卵時，他們也曾產生這樣一個新問題：老師，蛋黃和蛋白像水一樣，雞為什么能孵出小雞？可見，小學生們已經懂得了思考，他們關注的問題也比幼兒更深了一個層次。成人們雖說心里明白生命誕生的原理，其實在心里也深感困惑：連肉眼都看不清楚的精子和卵子，它們的結合怎么會有那么大的魅力？所以就有了現代人用微型拍攝器放置在子宮里全程拍攝生命誕生過程的實驗研究。“繁殖”是生命科學研究一個永恒課題，也是新的生命單元教學的核心概念。在本單元教學中如何圍繞單元核心概念幫助學生建構科學概念呢？我從以下三個方面進行了嘗試：一、 知己知彼，運籌帷幄。孫子兵法首篇計篇便開宗明義地指出：“兵者國之大事也。死生之地，存亡之道，不可不察也。”為此，要求戰爭指導者，戰前首先認真比較敵我雙方各方面的情況，做到“未戰而廟算勝”。其實科學教學的策略也如同作戰用兵，首先要對教材和學生做全面的了解，然后再做出相應的教學決策，這樣的教學才能真正做到促進學生科學概念的建構。在本單元教學初，我主要做了以下兩項準備工作：1、繪制單元科學概念圖，明確教學方向。本單元的內容由油菜花開了，各種各樣的花，花、果實和種子，豌豆莢里的豌豆，把種子散播到遠處，萌發的種子，動物的卵等七課時的內容構成。其核心概念是：繁殖是一切生物生命過程的共同特征；生物體器官的結構與其所具有的功能是相適應的；動植物具有多樣性。要想圍繞單元核心概念繪制單元科學概念圖，就必須明確每一課時的具體概念：油菜花開了油菜花由萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊四部分組成。油菜花每部分結構都有不同的特征。油菜花有一個生長變化的過程：花蕾開花凋謝果莢。各種各樣的花植物的花是各種各樣的。花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊四部分都有的花叫完全花。缺少一部分或幾部分的花叫不完全花。只有雄蕊（或雌蕊）的花是雄（或雌花），也叫單性花；既有雄蕊又有雌蕊的花是兩性花。花不會又缺雄蕊又缺雌蕊。花、果實和種子 植物的花有生產種子繁殖生命的作用。植物繁殖新生命的主要過程：花的雄蕊產生花粉，傳播到雌蕊上使胚珠受精，然后形成果實和種子。豌豆莢里的豌豆植物的果實是各種各樣的，但果實里都有種子。植物的種子也是各種各樣的。豌豆莢里的種子數量不同，但種子數量的分布是有一定的規律。把種子散播到遠處不同植物的果實和種子在形態、結構上是各不相同的，其種子的傳播方式也不同。果實和種子的結構與種子散播的方式是相適應的。植物把種子散播到遠處，有利于生命的延續。萌發的種子蠶豆種子由種皮、胚根、胚芽、子葉等部分組成。種子可以發育生長成新的植物，胚芽長成莖和葉，胚根長成根。子葉有提供種子發芽所需養料的作用。動物的卵動物在繁殖上與植物有相似的地方：動物分為雄性和雌性，雌性動物產生的卵必須和雄性動物產生的精子結合，形成受精卵，才能發育成新一代的生命。動物的卵是各種各樣的，但內部結構都是相似的，都有使新生命發育的條件。在這樣的基礎上繪制單元概念圖，為我們的教學提供思路：2、設計學生前科學概念調查表格，了解學生所知所想。 戴維.奧蘇比爾(David Ausubel)曾在教育學：認知觀中提出：影響學習最重要的是我們已經學到了什么。小學生是生活在一個真實的、立體的、復雜的社會環境中，他們時刻都在與周圍環境進行著信息的交互，因此他們往往根據自己的想象、直覺、靈感、猜測等非理性化方法對發生在身邊的事物或現象建立起自己的初步認知，同時由于受到年齡、學習方法和經驗等方面的限制，這些已形成的認知往往是片面的、膚淺的、甚至可能是不科學的，所以每一個學生往往都是帶著原有的生活概念走進課堂的。為了更好地了解四年級學生對有關新的生命單元內容的認識情況，我抽取四年級段中的一個班級進行有關生命方面的前科學概念調查：1、調查內容（表格附后），：看到花，你會想到什么？請你把有關花的知識記錄下來，看誰想到的最多！2、調查結果分析：從學生的答卷情況看，大部分學生已經知道：A.不同的季節有不同的花。B.花有不同的種類，有些花還有毒。C.知道一些蟲媒花。D.知道植物會開花結果，產生自己的種子，能利用種子繁殖新的生命。E.花所需要的養料需要莖根的輸送。F.花里的花粉會引來一些蜜蜂、蝴蝶。 這些答案，有些知識是學生生活經驗的積累；有些知識是學生通過看課外書而獲取的學生只知道植物會開花結果，花里有花粉，至于為什么會結果，還是“？”。二、 明確方向，理性引導著名的建構主義者皮亞杰認為：知識是不能被完完全全地由一個人傳給另一個人，人們必須擁有自己的知識和自己對知識的理解。教師的基本工作是讓學生們能夠自己發現并作出相關連接，從而形成有效的內化了的、適合于自己的意義。所以教師在進行教案預設時，就應該樹立“用教材教”的意識站在學生原有的前科學概念基礎的高度上，根據單元概念圖，設計有梯度的教案，引導學生在科學探究中逐步建構科學概念。這樣才能真正使每一節的科學課教學成為聚沙成塔的沙，滴水穿石的水。下面我結合具體的課例動物的卵，談談自己在實踐探索中的一些粗淺做法：動物的卵導入新課時，我利用課件展示各種動物的卵，讓學生說說這些卵的區別及共同性，使學生明白動物的卵是各種各樣的，同時也為學生了解單元核心概念“動物具有多樣性”埋下了伏筆。第二環節讓學生通過分組實驗去探究雞蛋的外部特征和內部構造，放手讓學生在探究中發現、交流：雞蛋用手捏不碎（師引導拱形承受力強，對雞蛋起了一個很好的保護作用，其實也蘊含了對雞蛋繁殖后代時的一種保護）；雞蛋殼上有小孔（師引導有利于小雞胚胎發育時呼吸空氣）當學生提出有些蛋黃上有小眼睛（師引導蛋黃上的“小眼睛”為胚，也可說明該卵是受精卵）；有些蛋黃上沒有小眼睛（胚），則不是受精卵，這時學生已經出現了認識上的不平衡：為什么有些卵上有胚？什么是受精卵？受精卵是怎樣形成的？受精卵有什么作用？其實學生認識到認識上的不平衡是科學概念建構過程中的一個必然階段。這時，教師可及時拋出一個問題：在正常的情況下，為什么有些雞蛋能孵出小雞來，有些雞蛋不能孵出小雞來？放手讓學生去討論、解釋，在討論中解決彼此之間的分歧。在這樣的基礎上就可以水到渠成地引出：雌性動物和雄性動物通過交配，雌性動物產生的卵和雄性動物產生的精子結合才能形成受精卵，才有可能發育成新一代的生命，即可以孵出小雞。第三個環節，利用課件展示各種動物繁殖期間的一些交配行為，并讓學生說說自己見過的一些動物在繁殖期間的特殊行為（一部分學生生活中或電視中見過），使學生們明白：它們進行各種形式的交配其目的就是為了形成受精卵，去發育成新一代的生命。同時也為學生了解單元核心概念“繁殖是一切生物生命過程的共同特征”埋下了伏筆。溫州科學教研員陳素平老師在溫州第6次新課程培訓會上曾提出“關注概念的好處：把目標定位從事實、主題提升到具體概念的教學，它將實現兩個基本想法：一是日常教學對學生的思維要求提高了，不僅僅是知識理解層面，而且要上升到綜合分析層面，這樣的教學會大大提高學生在課堂中表現出的思考力；二是以培養學生科學素養為宗旨的小學科學課堂教學找到了落腳點，幫助學生在熟悉事物、收集事實的同時，還要形成一種觀念性的概念，用這種原理性的概念引領科學探究的發展，這對學生長大后所形成的科學素養具有決定性的影響。在本單元的教學中，我特別有感觸：1、有結構的材料，是科學探究的基石。 熟悉整個單元的教學內容及科學概念脈絡，了解每一課時要準備的材料，為科學概念的建構降低坡度。如各種各樣的花要觀察各種各樣的花，教師就要事先了解學生要觀察的各種花的結構及生長環境，為學生了解本課時的具體概念奠定基礎：植物的花是各種各樣的。課堂上要準備不同結構的花，為具體概念的形成奠定基礎：花萼、花瓣、雄蕊、雌蕊四部分都有的花叫完全花；缺少一部分或幾部分的花叫不完全花；只有雄蕊（或雌蕊）的花是雄（或雌花），也叫單性花；既有雄蕊又有雌蕊的花是兩性花。同時也為本單元的核心概念的形成埋下伏筆：生物體器官的結構與其所具有的功能是相適應的。這樣在下一節課花、果實、種子，學生們通過觀察，知道植物花有開花結果生產種子繁殖生命的作用。植物繁殖新生命的主要過程：花的雄蕊產生花粉，傳播（可以利用風、蟲等）到雌蕊上使胚珠受精，然后形成果實和種子。明白為什么有些花只開花不結果？原來是兩性花和雌花有可能開花結果，而雄花是不可能開花結果的原因。2、多媒體課件的運用，是概念建構的潤滑油。小學生心智發展尚未成熟，感性思維正處在向形象思維、邏輯思維過渡的階段，這個階段的特征表現為好動，好奇、有意注意的持續性較差。怎樣才能使學生以最佳狀態獲取知識呢？電教媒體在課堂教學中的引入，生動活潑的畫面、悠美的音樂吸引了學生的注意力，激發學生學習的欲望；為突破重難點做了鋪墊，為學生科學概念的建構降低了難度。如植物開花結果產生種子的整個過程，動物受精卵孵化的整個過程，胚根、胚芽、子葉長大后各變成什么，用常規的方法傳授法就很難讓學生信服，用一些比較理性的動畫效果，可以給學生一個清晰的畫面結論，激發學生極大的探究欲望，同時為核心概念的形成做了很好的鋪墊。三、 實踐檢驗，提升認識中央教科所郁波老師曾說：“科學概念是有組織的、有不同覆蓋程度的、用抽象語言表達的、超越主題和事實的一些觀念和思想。我們不僅要讓學生了解一般的科學事實和概念，還要幫助學生形成科學觀念和思想，用那些帶有原理性的科學概念，引領科學探究活動的在向前發展。在科學概念的建構過程中，如果孩子們形成的某一新概念似乎比以前更可信，他就會暫時的接受它，并取代先前的觀點。但要想讓學生能永久地接受，新概念必須具有解釋和預測的能力，必須能解釋所觀察到的現象，能對將來要發生什么做出準確的預測。為了達到這一境界，在本單元教學的同時，我設計了一份表格新的生命 新的探索 新的啟迪，讓學生在課外探究時使用（表格附后），美其名曰：課外專題研究。在整個單元的探究過程中，很好地檢驗了學生這一單元的學習成效及科學概念的形成過程，尤其是讓學生去觀察一種植物開花結果產生種子的整個過程，可謂是收益多多，感觸也多多：1、引導課外探究，促使科學概念內化在本單元中有關油菜花能開花，雄蕊產生的花粉傳播到雌蕊柱頭上，會使雌蕊子房里的胚珠受精，形成果實和種子；種子的子葉能對胚根、胚芽的發育提供養料、種子具有繁殖生命的作用等這些科學概念的形成，在短短的一節課的教學中，學生很難真正地做到把這些事實性信息內化成科學概念。教師要學會引導學生進行課外探究，給學生一個親歷的過程，讓學生在觀察中發現，在發現中思考，在思考中促使這些觀察中的事實性信息向科學概念的轉化。2、注重協作與交流，建構概念內涵 建構主義源自關于兒童認知發展理論，它認為兒童是在與周圍環境的相互作用中，逐步建構起關于外部世界的知識，從而使自身認知結構得到發展。以分組的方式進行實驗可以提高交流能力，對同一問題，不同的人會有不同的探討方法，通過交流，可以暴露出每個人思考方式的弱點和長處，群體思想比個人的可能合理得多。孩子們作為個體形成自己的概念，但與班里其他人交流后，就會擴大他們的思維，并把他人的思想融合進來。謝潑德森(Shepardson)曾提出“盡管孩子們是自己進行理解的個人的意義但并不是獨立于他人之外的。”教學中通過老師與學生、學生與學生之間的協作，加強對已有信息的交流，以便獲取更多有利于理解概念的信息，從而推進每個學生的學習進程，最后達到自己對概念的理解和擁有。學生課外對一種植物開花結果的觀察研究，通過師生互動和生生互動的交流、辯論、演示等途徑，就可以獲得有關多種植物開花結果的知識，從而不斷充實和更新自己的知識而形成的。因此協作與交流的過程也就是建構概念的過程，通過協作與交流，使每位學生的思維成果為整個班級學生所共享，認識在不同層面上得到提高。3、用建構主義理論，指導科學概念的建構建構主義是一種以過程為目標的現代科學教育理論。它強調學習者從過程當中獲取能力及經歷來建構自己的知識結構。建構主義教學方法要求在學習過程中摒棄被動接受知識的方式，而應當讓學習者主動在頭腦內部建構知識。這一原理是在科學概念的教學上有著獨到的作用。科學作為一門提高學生科學素養的綜合實踐性課程，它所涉及的概念具有一定的廣度和深度，不同的經驗和閱歷對概念的理解程度不同，其結論可以是多層次的。即使相同年齡的學生群體中也存在學習習慣、家庭教育環境及以知識興趣點等方面的差異，他們各自的知識貯備狀況不一樣，因而對同一概念反應和領悟能力不同，這就決定他們需要在不同層面上對知識進行建構，來獲取新的知識。參考文獻1、英威尼哈倫）（512歲兒童科學的教學、學習與評估M 2、科學（3-6年級）課程標準M 北京師范大學出版社 2002、33、（美）大衛.杰納.馬丁M 走進中小學科學課建構主義教學方法 長春出版社 2003、14、指導學生經過抽象概括建立科學概念 J 小學科學網5、教科版小學科學教材培訓資料J 教育科學出版社 2006年春季6、陳素平 基于概念的小學科學教學探索J 云南昆明教科版教材全國培訓會議 2006、1 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