谈教学中科学概念建构的策略

摘要：科学教师在小学《科学》教学中的“地球与空间科学”知识点开展教学的时候，由于这部分的教学内容牵涉的知识面广，天文、地理的知识比较深远，所面对的事物是运动的、大尺度的空间结构。天体的运动，形成了天体之间相对位置的变化，天文现象也随之变化，学生的空间结构也要随之变化;大尺度的空间结构需要学生有着较好的空间想象能力。这是“地球和空间科学”空间观念建构的难点所在，需要我们去研究和突破。加上在大城市中与自然界相隔甚远，不容易开展实际的观测和体验，学生们在学习和生活中也对此形成了一些“迷思概念”，如何有效开展“地球与空间科学”的教学成为了教师的一大难题。有套路地开展教学，有策略地开展研究，对于老师们更好地在“地球与空间科学”领域教学中促进学生科学概念的建构有很大帮助。

关键词：科学概念;5E教学模式;建构

中图分类号：G632.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）35-0267-04

学生在学习“地球与空间科学”时由于缺少实际的感性体验，和客观存在的观察障碍，再加上空间结构的运动性和大尺度特点，都为学生空间观念的建构增加了难度。学生在建构自身知识和概念的过程中，总是以自身已有的知识经验为基础的。由于每个人的知识基础、生活经验、思维认知能力和生活环境的差异，对同一概念的理解和认知也会有所不同。对于概念理解的层次不同，可能会产生不同的学习效果：有的学生只是记住了概念的字面定义，没有真正理解概念的实质;有的学生可能存在模糊的认识;有的学生的理解甚至可能是错误的，像这样学生头脑中存在的与科学概念不一致的认识称为“迷思概念”（Misconception），在国外也称之为先前概念（Preconception）。所以学生学习的时候并非是一张“白纸”，存在于学习者脑海中的相关的前概念形形，并存在个体差异，而新知识的学习则是建立在这种存有个体差异的前概念基础之上的。“迷思概念”的存在对于学生们学习“地球与空间科学”知识有着比较根深蒂固的阻碍作用。如何让学生在“地球与空间科学”这种看上去“遥不可及”的科学课上锻炼科学思维，让孩子们像科学家那样做科学，建构正确的“科学概念”呢？笔者经过学习和教学实践行动研究，就“谁先迎来黎明”教学为例，谈谈教学中如何促进学生的科学概念建构。

一、课前梳理知识结构，做好教材分析与学情分析

“谁先迎来黎明”小学科学五年级下册第四单元“地球的运动”第4课时的内容，教材的内容分成四个部分。

1.提出问题：谁先迎来黎明。

2.模拟实验：地球自转方向不同，迎来“黎明”的时间先后就不相同。

3.探究地球自转的方向。

4.认识世界时区图。

围绕谁先迎来黎明，我们应该在备课前画出思维导图，梳理一下知识结构。

第一部分直接让学生在中国行政地区图中观察北京和乌鲁木齐的地理位置，明确黎明迎来的时间与各地所处的地理位置有关;第二部分用地球仪观察各地迎来黎明的先后顺序，学生在实践中发现，地球自转方向不同迎来“黎明”的时间会不同，产生“地球自转方向究竟是怎样的”探究;第三部分在地球自转方向的探究中，通过让学生建立相对运动概念，根据天体的周日式运动来认识地球的自转方向;第四部分希望学生能够关注到地球仪上的经线，并且能够根据不同地区的经线差来计算两地的时差。这实际上需要学生综合运用地球自转方向及地球自转周期的知识、时区的划分等知识来解决，是有一定难度的。

本课是在学生认识地球自转形成昼夜交替现象的基础上，对地球自转方向和时区的探究，学生在之前的学习和生活中已经知道地球是自转的，并有部分学生也知道了地球自转的方向是自西向东，这是他们的“前概念”，但仍存在“迷思”，所以本课要通过一系列的研究活动把学生的“迷思”概念转变或者提升为科学概念。

二、制定适切的教学目标，抓正教学重难点

教学目标是一节课的预期教学结果，是选择教学手段和方法、教学策略的依据，直接决定着一节课的好坏。所以，制定适切的教学目标是一节课成功的关键。教学目标的叙写一般有四个基本要素：行为主体+行为动词+行为条件+表现程度。行为主体是学生而不是教师，教学目标的陈述要从学生的角度出发，陈述行为结果。因此，在“谁先迎来黎明”的备课中，通过教材与学情分析，从三个维度制定如下教学目标。

科学知识目标：

1.经动手探究知道地球自转的方向是自西向东的（逆时针），理解相对运动。

2.知道天体的东升西落是因地球自转而发生的现象。自转方向决定了不同地区迎来黎明的时间不同，东边早西边晚。

3.初步了解不同地区所处的经度差决定了地区之间的时差。

过程与方法：

1.寻找证据来推导证明地球自转的方向，培养学生空间想象能力和分析推理能力。

2.通过生活经验和体验活动，理解相对运动。

情感态度价值观：

培养学生科学实证意识，激发学生对探究地球自转运动的兴趣。

教学重点是学生必须掌握的基础知识与基本技能，是基本概念、基本规律及由内容所反映的思想方法，也就是教学的核心知识。难点是指学生不易理解的知识或者不易掌握的技能技巧。我们的课题教学要讲究分散重点、突破难点，搭建合适的台阶，让学生把难转化为易，这正是教学艺术性之所在。就“谁先迎来黎明”一课，把教学重点放在“探究地球自转的方向与天体的东升西落相反，即逆时针或自西向东”。把教学难点放在“理解相对运动”。

确立了教学目标，敲定了教学重难点，教师就会着力想出好的教学方法和手段，选择适当的教学策略，加以突破，有效开展教学活动。

三、应用“5E教学模式”，以探究为核心，建构科学概念

教学策略是我们教师对完成教学目标而采取的教学活动程序、教学方法、教学形式和教学媒体等各种因素的总体考虑，但教无定法，因人而异，因课而异。笔者在教学实践中，最经常应用的是“5E教学模式”。这是美国《生物学课程》教材中（BSCS，1989）提出的探究式教学，包括五个阶段：参与（Engagement）、探究（Exploration）、解释（Explanation）、迁移或精致化（Elaboration）、评价（Evaluation）。

参与（Engagement），就是创设一定的问题情境，让学生参与其中，并通过师生对话、生生对话，引出学生对情境的初步解释，引出学生的前概念（或者叫做迷思概念），从而引发学生的思维碰撞，并进一步启发学生对问题（概念）的猜想，从而达到把学生引入课堂，铺垫并启动思维的效果。

探究（Exploration），就是在前概念的猜测基础上，通过讨论研究而自主设计的科学研究方案，并在老师的引导下开展科学的探究，通过科学的观察和记录，获取实验数据或者证据的过程。

解释（Explanation），就是利用在探究活动中获取的数据或证据，对前概念（迷思概念）进行科学的解释或论证，从而把模糊的前概念或者迷思概念转变或提升为科学概念的过程。

迁移或精致化（Elaboration），说白了就是应用和推广，把在探究中获得的科学规律和形成的科学概念应用在实际学习和生活中，解决实际困难和问题，或者进一步对自然现象或者规律进行科学解释的过程。

评价（Evaluation），就是对课堂中学生的表现、收获等进行公平、公开、公正的评价，环节是穿插在课堂中的各个环节之中，并在最后有一个总体性的评价或总结主要表现为形成性评价、表现性评价、总结性评价。

以“5E教学模式”在教学中提高学生对“地球与空间科学”的正确认识，把“迷思概念”转化或者提升为科学概念，并进一步提高学生的发现问题以及综合运用所学知识解决问题的能力。在“谁先迎来黎明”一课的教学中，可应用这种模式进行备课和上课，能收到良好的效果。

四、课后总结与反思，提炼经验与教训，自我修正

课后教学反思和自我修正，是对自己上过的课进行回顾与评价，仔细分析自己上课的得失成败，分析自己的教学是否适合学生的实际水平，是否有效地促进学生的发展，在哪些方面有待改进，再寻求解决问题的对策，优化教学方法和手段，丰富自己的教学经验，使以后的教学达到最佳效果。科学教学课堂呈现的优差，是由很多因素构成的。无论是教师层面的、学生层面的，还是教学环境层面的都能影响教学质量，一节好的科学课，也是经过不断地“试教―反思―试教―反思―”磨出来的。课堂的反思和总结，不能过于表面地看热不热闹、学生高不高兴、快不快乐，而要注意往深层挖掘：一是反思教师对学科课程标准、教材内容、教与学的方法和手段、教与学的习惯、教与学的理念、教学结果等是否适切;二是反思自我教学理念和行为是否干练、到位，把冗长的、重复的、嗦的陈述和环节去掉;三是学生表现和反馈的反思，思考和研究学生学习的习惯、行为、方法、效率等。

在教学实践中，不是每一节课都有高人指路，不是每一节课都有人听课、评课、议课，所以更要求我们在教学中学会自我反思，只有经过不断的反思和总结，提炼经验和教训，教师才知道如何去修改课堂，进行自我修正，形成教师自己的教学风格，形成基本的教学套路和教学模式，更好地开展科学教学，逐步提升教师教学的品味和境界。

“谁先迎来黎明”这一课笔者在海珠区的“海教杯”课堂教学异地教学比赛中教学效果良好，在参赛者中成绩排名第二，在此之前在学校里已经经过了两次的试教，在试教中不断完善。但课堂的呈现还没有完美，还有很多需要修正的地方。后来，把这个课再调整和完善，到了花都和从化的学校送教授课，每一次都因教学环境的不同而进行修正和改进，越上在脑海里思路越清晰，结构越来越明显，教学效果也越来越好。对于提升学生的科学概念的建构也特别有效。

综上所述，在教学实践中，只有老师先清晰了课堂的核心概念，才能更好地通过各种方法和手段，套用合适的教学模式，以探究为核心，引导学生像科学家那样做科学，最终把“迷思概念”建构并内化为自身的科学概念，真正掌握科学方法，才能触类旁通、举一反三。

参考文献：

[1][美]兰本达.小学科学教育“探究―研讨”教学法[M].北京：教育出版社，1983.

[2]吴向东.数字时代的科学教育[M].广州：华南理工大学出版社，2012.