关注小学生科学概念的形成和应用

关注小学生科学概念的形成和应用
清华大学附属小学
傅雪松
问题的提出：小学科学教育是否应关注学生科学概念的形成？在教学中一直困惑着我。

了解过几套不同版本的科学教材，发现编写者也在有意无意间，回避着这个问题。

于是，我们发现在课堂上，学生热闹“研究”多，静心思考少。

在聆听中央教科所郁波老师的一次讲座中她提到：目前科学教育中的一些问题：
1．由“应试”教学到“应查”教学。

? 重视动手做，忽视探究的完整性和系统性。

? 重视活动过程，忽视科学概念。

2．探究方向的迷失，探究活动与知识脱节。

反思中，我认为关注小学生科学概念的形成和应用是目前小学科学课程改革的关键。

从《科学（3－6年级）课程标准解读》中，我们了解到在上个世纪60年代起，科学教育就被许多国家所重视，并将其列为国家课程。

美国的“2061计划”首次提出了“科学素养”的概念，随着人们认识的不断深入，对其内涵也在不断的丰富。

“课标”解读对其界定是：指对在日常生活、社会事务以及个人决策中所需要的科学概念和科学方法的认识和理解，并在此基础上所形成的稳定的心理品质。

并提取了科学素养四个核心因素作为衡量指标，即：科学兴趣、科学精神、科学概念、科学方法。

从课程标准中，我们不难发现科学概念的教学是培养学生科学素养的关键之一。

一．教学中的思考
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。

审视我们几年来的课程改革，老师们教学观念的转变导致教学行为的转变：我们更加关注学生探究、更加关注学生主体、更加关注科学的研究过程。

在做中学科学，在玩中学科学，学生们研究科学的兴趣被激发。

这些都是可喜的变化。

但反思中，我们却发现有些做法似乎矫枉过正了。

于是我们看到有些课堂重技能、轻知识，有些课重方法、轻概念。

作为一线教师这种感受尤为强烈，话不敢多说，怕说的过多，影响孩子们的探究空间，我们仿佛拿捏不住“留白教育”的度。

于是，社会上有了教育滑坡的声音，中学不满意小学的教育。

痛定思痛，我认为忽视科学概念的教学是造成这一局面的问题之一。

二．教学中的感受
与同行们交流中，感到大家对小学生了解科学概念有两种意见，即赞成与反对。

反对者认为：对小学生来说，没有必要去过分强调严格的科学概念与定义。

小学科学教育作为科学启蒙教育，不能从科学知识的概念体系与逻辑结构出发，一味追求内容的标准化、系统性与严密性，而要从小学生的现有经验出发，选择他们周围熟悉的现象与事物进行教学。

实际上，对于小学科学教育，人们更多地是站在理论的角度上予以研究，在研究的过程中忽视了教育的主体——学生。

学生对于科学学习有哪些需求与渴望呢？观察后，我们会发现学生们对学习科学概念是有需求的：
1．用概念阐述自己对某一事物的认识，是他们彼此之间交流的需求。

人与人之间能够交流是需要条件的，如彼此之间相同的语言、相互理解的词汇、共同感兴趣的问题等。

这就如同孩子们之间的游戏，只有大家了解游戏的规则，理解游戏中专有词语的含义，游戏才能得以顺利的进行。

科学课上学生的交流也是如此，如果学生不能理解沸腾、凝结等概念的意义，如何探讨“海水淡化”的科学原理？如何设计“海水淡化”的实验设计？当然，如果孩子们头脑中对某一事物或现象的科学概念界定不统一时，也会影响学生们的交流。

如：“指纹”一课，对同一种类型的指纹，有不同的叫法：箕形、簸箕等，教学时如果教师不予以规范，就会影响学生的观察、交流造成困难。

教学中，这样的例子很多，但都说明了同样一个问题：了解科学概念是学生们彼此之间交流的需求。

2．用概念阐述自己对某一事物的认识，是他们再学习的需要。

《小学（3－6年级）课程标准解读》中有这样一个调查：“报刊内容看社会对公众科学素养的要求”调查分为三各维度（1）涉及的社会领域；（2）涉及的学科领域；（3）使用相关内容的程度。

分析中将“使用科学知识的程度”分为四个层次：引用术语、理解概念、理解科学命题和过程、评价。

“引用术语”是指相关的科学术语、名词。

“理解概念”，就不仅要用到科学术语，而且还要对其内涵做一些解释。

调查结论的第一条就提到：科学已经深深地融入到社会生活的每一个方面。

从这份调查中我们发现，信息化的今天，学校教育只是学生获得知识的途径之一，当然在今天这还是主要的途径。

因此，学校教育应为学生梳理他头脑中已有的前概念，建构新的概念。

因此，小学科学教育应为学生多种学习提供保障。

3．用概念阐述自己对某一事物的认识，是他们对有趣实验现象所包含原理抽象概括的需要。

小学科学课程标准中多次提到“科学术语”一词，我理解科学术语包含两次含义：（1）如：特征、种类、形态等词汇。

（2）是科学概念的前身。

课堂上，我们经常发现学生在做汇报时词不达意，话语罗嗦而不明确，语言缺少逻辑性。

我认为造成这种局面的原因之一是：学生们科学术语的苍白。

学生的科学语言是需要培养的，教师要有责任、有意识要将这种教育作为教学目标，丰富学生的语言，让他们的语言更有科学味，提高学生的科学素养。

三．教学中的实践
科学概念抽象，小学生理解起来有比较困难，如何使学生即重研究过程又重科学结论？我认为从学生的角度来理解概念，从学生的角度来定义概念是解决这个问题的关键所在。

1.使学生获得必要的感性认识，是小学生了解科学概念的基础
科学概念的掌握是对已经建立的科学概念的一个有组织的学习过程，它虽然不像科学史建立科学概念那样曲折漫长，但也是分阶段的，是极其复杂的，需要经历从具体到抽象、从感性到理性、从模糊到精确、从简单到系统的发展过程。

因此，小学阶段的概念界定，应已描述性为主，逐步过渡到本质概念，深入浅出地向孩子们诠释神奇的自然现象。

感性认识是经过思维加工以形成科学概念的基本材料，是激发学生学习动机和兴趣的有效方法。

2．利用描述性语言界定科学概念，是小学生理解科学概念的途径
在接触美国foss教学体系中，发现大量地使用这种方法界定科学概念，如：
表面张力：是水（或其他液体）像皮肤似的表面，它使液体形成尽可能小的半球形。

流动：描述一种液体在表面上的移动。

……
这种下定义法，让我们感受到两种不同的教学观点。

北京教育学院的李晶老师曾作过这样的比喻：把美国的科学教育比喻成近视眼教育，即：小学时好像是600度的近视眼看世界，虽然看不清楚，但是朦胧间感到世界的美好；中学是300度的近视眼看世界，清楚了很多，越发感受到世间的美；大学时视力逐渐清晰，被一路想要看清世界的好奇心引领，终于看清了周围的一切。

把我们的科学教育比喻为带着学生看书，小学时先翻开书的一角，露出一些，你似懂非懂，希望有更多的了解；中学时书的一角掀开的更大一些，你又了解到一些；大学时，当书页完全打开时，你恍然大悟，原来是这样。

谁是谁非，恐怕不能武断地得出结论。

在“指纹”一课中，我尝试着用这种方法界定概念：
指纹中心的纹路是一圈一圈的螺旋型，像一个套一个的斗，这样的指纹就是斗形纹。

指纹中心的纹路是开口向一侧，如同一个簸箕，这样的指纹就是箕形纹。

指纹中心的纹路像弓箭的弓，这样的指纹就是弓形纹。

借助图形，使学生理解指纹的特征；借助指纹名称的来历，使学生记住指纹的类型名称。

3．使学生应用科学概念解决实际问题，是小学生掌握科学概念的关键
科学概念的运用是学习科学概念的目的，也是检验科学概念掌握情况的重要标志，还是加深对科学概念理解的重要环节。

因为，只有通过运用，学生才能掌握科学概念；同时，在运用过程中对科学概念理解上的缺陷才能暴露出来，以便进一步地加深和深化学生对科学概念的理解。

还如“指纹”一课，教学中我设计了建立“左手指纹档案”的活动，并通过观察了解自己指纹的类型特征，通过评价同组同学的分析情况，进一步强化学生们的认识，提高其分析判断的能力。

学生在有趣的活动中，加深了对指纹特征的认识。

4．画概念图，帮助小学生形成合理的概念结构
科学概念不是孤立的，一个个概念的才能形成完整的认知结构，学生对自然事物的认识才能形成系统性。

分析“指纹”一课只是“我们自己”这个单元中的一课，学生通过整个单元的学习，应该建立：我们的身体外形特征身体内部我们在成长头躯干下肢上肢颈我的手灵巧指纹感觉。