圍繞“核心概念” 進行科學探究活動的設計
作者:浙江省杭州市余杭區(qū)育才實驗小學 樓燕爾
發(fā)布時間:2013-06-14 15:23:58 來源:陜西教育報刊社
一、問題的提出:我們需要“就事論事”下的探究活動還是需要把活動指向“核心概念”
(一)案例:《液體的認識》教學片斷,師:請同學們拿起桌子上的燒杯,把里面的水倒進錐形杯、臉盆、茶杯、塑料袋和水槽,看看有什么發(fā)現(xiàn)?生:發(fā)現(xiàn)水的形狀變了。生:盛水的容器是什么樣水就是什么樣。師:用筆把這些水面描出來。這些相同的水在不同的容器中,水面的高度一樣嗎?生量后回答:不一樣。師:我們把像水這樣的物體,會流動,稱為液體。
(二)現(xiàn)狀思考:從片斷中我們可以看出我們只關注從自己的角度出發(fā)交給學生一定方法建構我們腦子中所謂的“液體”概念。然而科學教學的根本目的在于發(fā)展學生,新課程主張追求教學整體效應和最大的價值,注意學生的意義的建構,注重學生的創(chuàng)新思維的發(fā)展等等。那么,這樣的探究能讓學生獲得對探究本身以及科學本質的理解嗎?我們要引導學生探究時關注的重點是讓學生學習作為探究本質的那些共同的方面,那些具有廣泛遷移價值的,使學生走向社會后也能應用的共同方面。這就需要我們的探究活動指向“核心概念”的思想問題?;诖宋覀儜撜驹谠鯓拥慕嵌热ブ笇W生進行探究活動。使活動不再只是為了一般的科學概念而活動,更能對一般概念背后的本質內涵去思考更多,同時能對概念形成的過程讓學生去參與與體驗,真正關注活動能指向一個具有方法與教育價值的大方向。欲窮千里目,只能更上一層樓,只有在這種大視角大觀念下我們的探究活動才能充滿生機。
二、“核心概念”教育思想的界定與提出有何意義
(一)什么是核心概念
核心概念是一個科學領域中的核心思想,是人們認識世界、改造世界的核心思想和觀念。具體來說它是各個領域中高于一切具體事實性知識和主題的大概念、大原理、大原則。例如在小學科學課程的四大領域中關于“生命”這個領域其核心概念是:生物需要能量和營養(yǎng)物質,為此他們需要依賴其他生物或與其他生物競爭;具體在課程的學習中可以通過食物鏈與食物網的小概念的學習。小概念下還可以通過對食物關系的具體事實進行學習??梢哉f核心概念它是統(tǒng)領整個概念體系的一種思想觀念。
(二)核心概念的構建對學生科學素養(yǎng)的發(fā)展有什么意義
1.加強對科學概念研究的意義——科學概念包括科學的觀念和看法;發(fā)展學生正確的科學觀念,比讓他們掌握大量事實性的信息更受重視。根據粗略的統(tǒng)計,所有科學知識的90%都是近一百年里發(fā)現(xiàn)的,而且目前的科學知識還在迅速地增加。 所以,事實性的科學知識是窮其一生也學不完的!
2.基于核心概念教學的意義——欲窮千里目,更上一層樓!教師要從教要超越一般的主題和事實,抽象出具有一定覆蓋程度、可遷移的觀念和思想去教學。這些觀念和思想就是我們想要教學的科學概念。因為以主題和事實為中心的教學,屬于較低水平的認知。超越所給的信息進行思維,獲得重要的和可遷移的觀念,才能促進和發(fā)展學生的深層理解力,適應知識膨脹和復雜的環(huán)境。這就需要教師從(科學事實)中抽象出適宜教學的科學概念,是有相當難度的。這就要求我們必須從鉆研教材入手,基于教材而高于教材,從認識論甚至是哲學的高度來思考科學概念的內涵。
(三)怎樣開展基于核心概念的教學
建構核心概念是一項復雜的工作,它不能簡單講解告知,而應在教學活動每個環(huán)節(jié)上進行細致設計,巧妙地深入學生心中。課標指出科學的教學活動以探究活動為主,那么如何圍繞核心概念在探究活動中進行建構呢?
核心概念與我們具體的科學探究活動之間究竟是怎樣的一個聯(lián)系呢?下面以《食物鏈與食物網》這一課為例談談基于核心概念下的活動設計與原先忽視這種思想觀念進行活動的區(qū)別。1.為“一般概念”教學設計肯定圍繞什么叫食物鏈與食物網進行教學:首先從生物之間的那種食物聯(lián)系進行分析與剖析從而讓學生知道什么叫食物鏈,然后把多條食物鏈組合起來剖析它們的聯(lián)系,引出食物網。2.基于核心概念思想的設計:首先也會關注食物鏈與食物網,其次會思考為什么會出現(xiàn)食物鏈與食物網,這與一個區(qū)域內生物不是孤立存在有關,它的存在必定與周圍的其他生物發(fā)生著復雜的食物聯(lián)系。為什么它們要發(fā)生食物聯(lián)系,最后會從生物能量與營養(yǎng)物質流動去思考原來他們需要互相依賴,并且還需要非生物以及環(huán)境的依賴。從這三點去思考活動就不會僅限于食物鏈與食物網的教學中,而是把視野放到生物——區(qū)域——生命——環(huán)境這樣一種多端視角中去教學了。于是活動不會僅限于研究有食物聯(lián)系的一組生物以及有食物聯(lián)系的多種生物。而是還會根據一種生物推測某個區(qū)域內的食物網,并分析食物網中生物的相互作用,最后滲透生物與環(huán)境之間的聯(lián)系。使探究活動更具全面性與系統(tǒng)性。因此核心概念思想的提出讓探究活動指向一般科學概念背后的本質內涵,使教師更關注內容的結構,知識的系統(tǒng)性,科學教學的教育性。如此一節(jié)好課的標準不在課堂上學到多少獨立的科學事實或者說單一知識,更注重學生的體驗,觀點思想,終身學習。
基于這種觀念和思想下,筆者認為科學探究活動的設計除了要引導學生了解一些事實性的科學知識;更要讓學生關注知識是如何產生的,這些知識有什么用;還要幫助學生理解科學概念的內在聯(lián)系與本質規(guī)律。從而培養(yǎng)和發(fā)展學生的科學思維觀點和能力。以下五個方面探究活動中體現(xiàn)的循序漸進性、“核心問題”性、學生的體驗性、學習的方法性,結論的相對性,是筆者在這個思想下的初步嘗試。希望得到專家們的認可。
三、圍繞“核心概念”的構建,進行科學探究活動的設計
(一)活動體現(xiàn)循序漸進性——從單元中找學生核心概念發(fā)展的線索
建構核心概念是一項復雜的工作,它不能簡單講解告知,也不是一節(jié)課就能完成的事情,是一個循序漸進的一個過程。在課堂中需要教師挖掘課與課之間的內在聯(lián)系,把事實性的概念聯(lián)系起來,完善學生的認知結構,形成核心概念。以《形狀與結構》單元為例,它的核心觀念思想是:形狀與結構影響著物體承受力的大小。那么在活動中如何設計使學生把握科學概念的內在聯(lián)系,設計課堂教學線索呢?
(二)活動體現(xiàn)“核心問題”——幫學生找出探究的核心問題
基于核心概念下的教學希望借助更少、更高、更清晰的教學活動使學生對概念的理解具有一定的發(fā)展性。這個核心問題即中心問題、基本問題,是單位時間內的學習重心,集中學生的注意力,點燃學生的思維火花,引導學生展開并解決最為重要的問題,是有效推進科學探究活動的基礎與關鍵。
(三)活動體現(xiàn)學生的體驗性——給學生經歷知識的產生過程
基于核心概念下的活動,十分關注學生概念形成的過程。不僅希望學生參與,更希望學生對概念的形成是在自己體驗基礎上。例如,美國《國家科學教育標準》指出,要“以從個人和社會視角所見的科學及科學的歷史和本質等為背景,學習科學”。從學生們的認知發(fā)展與科學史的發(fā)展關系來看,重演歷史上科學理論的產生過程,應該是進行“建構”式科學探究的有效途徑之一。當然這里的“重演”不是機械的重復,而是能反映某科學發(fā)現(xiàn)的意義和認識過程的一種教學設計。這種設計,我的理解如同教育家波利亞曾說過:學習知識的最佳途徑是自己去發(fā)現(xiàn)知識,這種發(fā)現(xiàn)學生理解最深刻,也最容易掌握其概念內在規(guī)律的聯(lián)系。
(四)活動體現(xiàn)學習的方法性——給學生搭建探究的思維平臺
基于核心概念下學生學習科學不僅取決于獲得某些知識或者某些具體的事,而是取決于學生對事物、知識的“推理方式”和“加工信息”的過程。因此,活動中用另外的思維平臺來打開學生的眼界,來建設性、發(fā)展性地為構建概念服務是十分必要的。這個平臺,表面看上去可能是一個小小的活動,但活動里隱含的是提供給學生一個思維方向。
(五)活動體現(xiàn)結論的相對性——給學生留下科學探究的思想
基于核心概念下的科學探究活動是一種思想,一種觀點的探究活動。無論從科學知識的相對性來說,(例如十萬年前的北斗七星組成的圖形與現(xiàn)在的“斗”狀圖完全不一樣,現(xiàn)在的北極星到公元4000年后,仙女座Y星將代替它。)還是從學生自我構建的過程性來說,我們所謂的結論并不全是真正意義上的結論?;诖耍还?jié)課的探究活動中或者一個單元的探究活動中教學更多的應該留下懸念,讓學生的內心保留“質疑”“好奇”,給學生留下更多想象空間與思維空間。就像愛因斯坦認為想象比知識重要,因為知識是有限的,而想象是無限的,想象是知識進化的源泉??茖W教育的過程要真正體現(xiàn)科學探究的本質,就必須把焦點集中于科學思維的培養(yǎng)。
總之,基于核心概念下的教學,學生經歷的科學探究過程更多的關注了概念背后的本質內涵,更多地有自己的體驗,因此他們對一些事實性知識以及一般科學概念,會一步一步地發(fā)展并獲得“深層理解”,最終形成科學核心概念。而教師在探究活動中能站在高處去指導細微的教學,能夠做到從大處著手,小處著眼。從知識點上能梳理大概念下的具體知識點。如在關于植物、動物的教學中緊緊抓住生物的“結構與功能”來進行教學;從科學探究過程中重點把學生的生活經驗與個人體驗放在第一位;從情感態(tài)度上把握指導學生用證據說話等。



