小学科学教师培训课件：如何通过科学教学帮助儿童有效建构科学概念

冥王星是不是行星？
——轨道绕太阳转，有一定的体积……可是有一天， 谷神星出现了，于是围绕行星的定义展开一番讨论！
概念建立的一个共同特点就是：在浩 瀚的事实中探求意义，探寻一个概括性的 体系，把一个物质所有可能的特征包括进 去。
——兰本达（美国） 《小学抽象的过程，而抽象的过 程的实质就是已有经验与新现象的互动、联接 与印证。人类认识这个世界依据的是自己的经 验，经验和现象互动就是认知的过程。
关于前概念，先请大家看一幅图
你会不会把这个花 瓶放在你孩子的房间里？ 为什么？
再仔细看看，你看 到了七条玩闹嬉戏的小 海豚了吗？
例如：“地球”的迷思概念
Analogs to Fish is Fish 鱼的认识离不开鱼的世界
• Young children and shape of Earth • 孩子认识世界离不开他所生 活的地球 • Beliefs about students’ abilities • 孩子认识世界有他自己的看 法 • Beliefs about how to think about improving
迷思概念
——科学概念学习的前 提 • 教学是「教」与「学」的活动，不是「灌输」 与「记忆」。 • 记忆科学名词、事实、知识和概念，能写出 反应过程或方程式，并不代表就了解其真正 的意义。 • 学生的概念架构与科学家的想法和教科书上 所陈述的科学知识往往不尽相同，学者们称 为另有概念、另有架构、迷思概念或学童的 科学等。
儿童科学概念的学习
——如何通过科学教学帮助儿童有效建构科学概念
科学课堂应该做，而且只能做两件事— —
打开人的经验 发展抽象能力
“学习”的实质是“改变”
探究能力的增加、知识体系的扩展，情感的丰盈，价值 观的厘清和确立等，而这其中，学生初始想法的改变，即 科学概念的确立，无疑是一个核心。
人类智识的成长与累积， 形成现代的文明与社会。
美国兰· 本达——“过河理论”
“过河理论”——从“此岸”到
“彼岸” 彼岸（科学概念）
有结构
的活动
此岸（原有经验）
“有结构的材料”到“有结构的 活动”
• 有结构的材料
• • • • 典型性 层次性 结构性 指向性
• 有结构的活动
• • • • 针对性 简约型 控制性 层次性
结构体现出概念形成的过程和层次
哇，这么多椅子……
通常情况下，一提到椅子，人们的 头脑中出现的椅子是这样的……
为什么？
最典型的椅子！
这些也是椅子！
标准椅子的特征
椅背
两边扶手
凳面 四条腿
表示“椅子”的模型——
这些仍然是椅子，但概念的外延已 经有了拓展？
可是有一天，出现了这样一把椅子， 你对椅子的概念怎么修订……
这几把呢？
有结构的活动促使“声音”概念的 形成？
• 声音是由物体受力振动而产 2 1 3 生的
通过一个实例来理解概念的形成和 发展
• 概念是包括主要属性（attribution）或 特征（features）的同类事物之总称。
• 例如，椅子有许多种类与造型，有四只脚的 椅子、三只脚的椅子、有靠背的椅子、没靠 背的椅子……等，但是它们有共同的特征， 有一个朝上的平面，可以让人们坐着休息， 这就是“椅子”的概念。
人类会自动转译外来的事件成为内在的 模式，并藉由操弄这些符号表征来进行推理， 人们可以经由这些符号产生行动，或觉察到 这些符号和外在世界的一致性。 这些符号就是所谓的“概念”。
农场里有哪些概念？
概念改变着人类对这个世界的认识
概念是思考的基础
• 一个概念就是一个象征的建构,它用来代表外界 事物或事件的共同性。
有一天，“鸭嘴兽”出现了……
哺乳动物的概念内涵在发展……
• 1843年，恩格斯在英国看到一只鸭嘴兽的蛋， 人们告诉他，这是生活在澳大利亚的一种哺乳 动物。恩格斯听后哈哈大笑：哺乳动物都是胎 生的，鸭嘴兽是卵生的，因此肯定不是哺乳动 物。
• 鸭嘴兽是从鸟类到哺乳类之间的过渡型动物， 鸭嘴兽既不同于哺乳类，又不同于爬行类、鸟 类。它生殖、繁衍后代的方式非常奇特，既下 蛋又哺乳；后来，事实使恩格斯“不得不请求 鸭嘴兽原谅自己的傲慢与无知。”
• 科学课借助科学概念帮助孩子理解科学
• 侧重于科学知识的传授， • 侧重于过程技能的获得， • 侧重于情感态度价值观的厘清……
「科学素养」人们经由科学的学习，所
能获得的知识、能力、态度等各方面智能的增进。
若是我们把科学知识当成是片渔网，那么一个 个结组成的目就是一个个科学概念。 科学的学习是要学生利用实验或搜证的方法来 发现、证实或推论这一个个概念的存在。
• 概念之所以形成，是由于我们能够对外界的事 物进行归类。 • 借着概念的形成，我们将讯息按概念分类处理， 不须每一事物给一个名称，可节省许多字汇及 记忆上的负担。 • 因此可据以进行推理、决策或问题解决等思考 活动，概念是思考的基础。
学生借助概念理解这个世界
• 世界是一个整体，人类将它们分割成一个 个独立的概念，概念与概念形成一个相互 关联的体系，这就是我们头脑中的科学世 界……
椅子的概念已经有了什么样的发展？
有一天，又出现了一把椅子
不久，又出现了两把椅子
不久，又出现了两把椅子
还有这样的椅子
后来更多的椅子出现啦……
椅子的概念在学生头脑中前 后发生了怎样的变化呢？ 概念
归纳 演绎
现象
新现象
帕拉图认为抽象的概念才是世界的真实，概念是永恒的。反过来， 具体的事物是不真实的的东西，瞬间便会消失，例如“圆形”是抽象的 概念，但是一个圆形的车轮却易于毁坏解体，即使世界上所有圆形的东 西都消失，圆形的概念依然存在。
概念发展的结果——抽象能力得到 发展
• 相符：内涵更加确 定 • 外延更加丰 富 • 不相符：内涵更加 确定 • 外延更加 丰富
外延
内涵
外延
再来看看“哺乳动物”的概念
身体表面有毛，一般分 头、颈、躯干、四肢和尾五 个部分； 用肺呼吸； 体温恒 定，是恒温动物； 脑较大而 发达； 哺乳；胎生。 哺乳和胎生是哺乳动 物最显著的特征。胚胎在母 体里发育，母兽直接产出胎 儿。母兽都有乳腺，能分泌 乳汁哺育仔兽。