基于“以學(xué)定教”下的科學(xué)概念教學(xué)

朱嫦華

摘 要：概念課是科學(xué)基本課型之一，概念建立的成功與否直接影響著后續(xù)的教學(xué)。教師要根據(jù)課型、學(xué)生的已有知識(shí)水平來定教。如何利用學(xué)生的已有知識(shí)建構(gòu)概念是擺在每個(gè)科學(xué)教師面前的課題，從概念的建立、概念的鞏固、概念的深化展開介紹，與同行交流。

關(guān)鍵詞：科學(xué);概念教學(xué);建構(gòu);以學(xué)定教

從認(rèn)識(shí)論看，初中科學(xué)所學(xué)習(xí)的概念都是“具體概念”，具體概念的建立必須在大量的現(xiàn)象、事實(shí)、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過思維活動(dòng)揭示本質(zhì)特征。概念來源于實(shí)踐，但卻高于實(shí)踐。概念的形成過程就是認(rèn)識(shí)從感性到理性的“升華”過程。在教學(xué)中，我鼓勵(lì)學(xué)生積極、主動(dòng)地開展分析、綜合、比較等思維活動(dòng)，同化、抽象出同類事物的本質(zhì)屬性——概念。

概念的形成包括概念的建構(gòu)、概念的鞏固、概念的深化三個(gè)階段。不同的概念，教師可以采用不同的方式建構(gòu)，如利用學(xué)生熟悉的生活材料、學(xué)生實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)。概念的鞏固主要通過變式訓(xùn)練達(dá)到，概念的深化可以通過例題、習(xí)題的訓(xùn)練、辨析完成。

一、精選素材，建構(gòu)概念

1.從學(xué)生熟悉的生活材料中建構(gòu)

我們要留心學(xué)生的生活，把生活問題轉(zhuǎn)化為科學(xué)問題。從最熟悉的事例入手，學(xué)生倍感親切，尋找學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)來構(gòu)建概念。如學(xué)習(xí)“速度”就可以從校運(yùn)動(dòng)會(huì)跑步開始，學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)是：能初步比較運(yùn)動(dòng)的快慢，設(shè)置以下兩個(gè)場(chǎng)景：場(chǎng)景一（如圖1）兩學(xué)生參加100米比賽，某一時(shí)刻一前一后，請(qǐng)問誰快誰慢，你的理由是什么？場(chǎng)景二（如圖2）100米跑步結(jié)束，計(jì)時(shí)老師報(bào)出兩位同學(xué)的成績(jī)，分別是13秒07和14秒58，誰跑得快，理由是什么？在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出“相同時(shí)間比較路程”和“相同路程比較時(shí)間”的兩種方法。此時(shí)拋出問題，如果小明跑800米用4分鐘，小紅跑200米用25秒，時(shí)間和路程都不相同，怎么比較？學(xué)生會(huì)結(jié)合前面的方法，提出用路程/時(shí)間的方法，又有同學(xué)提出用時(shí)間/路程的方法，這兩種方法都行嗎？展開小組辯論，路程/時(shí)間→比值大，運(yùn)動(dòng)快;比值小，運(yùn)動(dòng)慢。時(shí)間/路程→比值大，運(yùn)動(dòng)慢;比值小，運(yùn)動(dòng)快。學(xué)生通過分析，很快讓大家感悟到兩種方法從理論上可行，但是路程/時(shí)間的方法更符合人們的習(xí)慣。經(jīng)過以上的教學(xué)，學(xué)生已經(jīng)處于興奮狀態(tài)，教師適時(shí)引導(dǎo)：我們把“路程/時(shí)間”的比值就叫做速度，它可以表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢。

科學(xué)上常常用兩個(gè)物理量的比值來定義一個(gè)新的物理量，我們把這種方法稱為比值定義法。學(xué)生在學(xué)習(xí)密度、壓強(qiáng)、功率、比熱、燃燒值等物理量都會(huì)用到這種方法，學(xué)生是否真正理解比值定義法？我們也可以利用生活中的事例幫助學(xué)生構(gòu)建：如我們?nèi)ゲ藞?chǎng)買了3斤土豆，總共花了6元錢，誰能告訴老師，土豆的單價(jià)是多少錢？學(xué)生很容易想到用錢數(shù)除以斤數(shù)就是單價(jià)，兩個(gè)毫不相干的量相比就得到另外一個(gè)新的量——單價(jià)，表示1斤土豆兩元錢，這樣利用生活中的事例使學(xué)生更深層次地理解比值定義法，也能理解比值定義所描述的物理量的含義，加深了科學(xué)與生活的關(guān)系。

恰當(dāng)選擇學(xué)生“熟悉的生活事例”來定教，親切、自然，不需要太多的花哨，學(xué)習(xí)效率會(huì)更高。

2.從學(xué)生實(shí)驗(yàn)的比較、分析中建構(gòu)

“物質(zhì)的密度”是初中階段非常重要的一課。教師在組織教學(xué)后往往就會(huì)讓學(xué)生研究物質(zhì)質(zhì)量與體積的關(guān)系。學(xué)生會(huì)根據(jù)教師的要求完成不同體積水和酒精質(zhì)量的測(cè)定，填入表格中（附后：表一：水;表二：酒精）。有了數(shù)據(jù)要分析好，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析中構(gòu)建密度概念。如比較123組、456組發(fā)現(xiàn)質(zhì)量增大，體積也增大;質(zhì)量增大幾倍，體積也增大幾倍;從表一、表二中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量與體積成正比;對(duì)同一種物質(zhì)來說，質(zhì)量/體積是定值。在此基礎(chǔ)上我們就可以順利建構(gòu)密度的概念。又如“摩擦的利與弊”一課中，學(xué)生通過推木塊、推推手，體會(huì)到摩擦力是阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的，方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。這樣，學(xué)生在親身體會(huì)中建構(gòu)出摩擦力的定義。

在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)的比較中，要從學(xué)生的“認(rèn)識(shí)水平”來定教，如上述例子中的分析，不能說獲得數(shù)據(jù)就得出“物體的質(zhì)量與體積成正比”的結(jié)論。我們要延遲判斷，讓學(xué)生層層深入分析，可以采用組內(nèi)比較、組間比較，可以用求同比較、求異比較等方法。

3.從演示實(shí)驗(yàn)的共性來構(gòu)建

演示實(shí)驗(yàn)是科學(xué)教學(xué)中必不可少的手段，很多概念要通過具體、感性的演示實(shí)驗(yàn)來體現(xiàn)，幫助學(xué)生尋找事物的本質(zhì)屬性，從而建構(gòu)概念。如“浮力”教學(xué)中，教師可以為學(xué)生設(shè)置以下演示環(huán)節(jié)：把小號(hào)的空礦泉水瓶（有蓋的）放入水槽中，觀察現(xiàn)象;請(qǐng)同學(xué)上臺(tái)把空礦泉水瓶壓入水中，談感受;把鉤碼放入水槽中，觀察鉤碼的浮沉，猜想是否受到浮力？把鉤碼掛在彈簧秤上，觀察示數(shù)，浸沒水中觀察示數(shù);再把鐵塊掛在彈簧秤上浸沒酒精、鹽水中，觀察示數(shù)。學(xué)生通過上述演示情景，自然就能建構(gòu)出浸在液體中的物體都受到液體對(duì)它向上托的力，這個(gè)力就是浮力。如“大氣壓強(qiáng)”的導(dǎo)入，用覆杯實(shí)驗(yàn)，以往教師直接演示“覆杯實(shí)驗(yàn)”，問：“為什么紙片不會(huì)掉下來？”學(xué)生會(huì)答：“是大氣壓的作用?！逼鋵?shí)學(xué)生的思維并沒有得到鍛煉，并沒有真正明白內(nèi)在的原因。如果教師意識(shí)到學(xué)生的認(rèn)知水平是不夠的，就可以這樣來“定教”。演示步驟：（1）展示杯口朝上的杯子，硬紙片放在上面，紙片穩(wěn)當(dāng)當(dāng)?shù)?（2）展示杯口朝下的杯子，用手托牢硬紙板，紙板保持靜止;（3）杯子內(nèi)裝滿水，蓋上紙板，倒過來，手釋放，觀察現(xiàn)象。在學(xué)生驚訝地發(fā)現(xiàn)紙板保持靜止?fàn)顟B(tài)，引導(dǎo)學(xué)生分析紙板還受到哪個(gè)力的作用，自然引入“大氣壓”的作用。

二、加強(qiáng)變式，鞏固概念

變式是指交替變更所提供的型式，以便顯示其中本質(zhì)的教學(xué)措施。通過變式訓(xùn)練，讓學(xué)生擁有透過現(xiàn)象看本質(zhì)的“慧眼”。加涅認(rèn)為，問題解決并不簡(jiǎn)單就是“先前習(xí)得的規(guī)則”的運(yùn)用，也是一個(gè)新的學(xué)習(xí)過程。學(xué)生在一個(gè)問題情景之中，回顧先前已經(jīng)掌握的規(guī)則，解決新的問題。如“力”的概念形成，給學(xué)生提供物體間可以相互作用這一本質(zhì)特征，如運(yùn)動(dòng)物體間、靜止物體間、接觸物體與非接觸物體間產(chǎn)生作用等則可以通過變化或時(shí)隱時(shí)現(xiàn)，有利于學(xué)生把握力的本質(zhì)特征。

1.變化條件，突出本質(zhì)

例如，“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”一節(jié)中“勻速直線運(yùn)動(dòng)速度保持不變”這一概念，可以根據(jù)學(xué)生的認(rèn)識(shí)進(jìn)行定教。比較圖3中甲乙兩輛車的運(yùn)動(dòng)，要突出單位時(shí)間內(nèi)通過的路程是否相等。對(duì)同一物體以不同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，要突出單位時(shí)間內(nèi)通過的路程相等這一本質(zhì)屬性（如圖4）。只有把握概念的核心，抓住本質(zhì)屬性，才能真正領(lǐng)會(huì)概念。

2.變文字語(yǔ)言變式為圖像語(yǔ)言，突出本質(zhì)

科學(xué)教材的語(yǔ)言包括文字語(yǔ)言、圖像語(yǔ)言，我們要讀得懂圖像、圖表，讓它們“說話”。如對(duì)勻速直線運(yùn)動(dòng)中“速度保持不變”，可以設(shè)計(jì)這樣的變式例題。

在我國(guó)黃巖島海域作業(yè)的數(shù)艘漁船，被菲律賓軍艦非法堵在黃巖島潟湖內(nèi)，菲方欲抓扣我被困漁民與漁船。國(guó)家海洋局迅速派出中國(guó)海監(jiān)84號(hào)、75號(hào)漁政船趕赴該海域，對(duì)我漁船和漁民實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)。中國(guó)海監(jiān)84號(hào)漁政船在平靜的海面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在3秒內(nèi)通過24米的路程，則它在第2秒末的速度一定是（ ? ）

A.12米/秒 ? ? ?B.16米/秒

C.8米/秒 ? ? ?D.無法確定

三、精選例題，深化概念

1.例題設(shè)置要有層次性

概念的建立還需要一定例題的訓(xùn)練，對(duì)概念的形成起到鞏固作用。例題的選擇要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，由易到難，由簡(jiǎn)入繁，層層遞進(jìn)。如“密度”教學(xué)中可以圍繞“密度是物質(zhì)的一種特性”設(shè)置例題，既可以鞏固密度概念，也可以鞏固密度公式的應(yīng)用。

2.例題選擇要有典型性

所選的例題要體現(xiàn)本節(jié)概念課的主干知識(shí)，不然就有失偏頗。如“密度”一課，所選取的例題要以固體、液體密度為主，不要選取氣體密度。如“壓強(qiáng)”一節(jié)要圍繞壓力（F）、受力面積（S）設(shè)置例題，從“課標(biāo)”的要求來看，現(xiàn)在對(duì)用P=ρgh判斷壓強(qiáng)的大小已經(jīng)不要求，我們選擇的例題就不要涉及，這也是“以學(xué)定教”的要求吧。如學(xué)習(xí)“壓力”這一概念時(shí)，我們要把壓力和重力區(qū)分開來，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從以下幾個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比：（1）施力物體與受力物體;（2）力的作用點(diǎn);（3）力的方向;（4）力的大小;（5）力的示意圖。通過以上對(duì)比，可讓學(xué)生正確區(qū)分壓力與重力。特別是對(duì)于壓力和重力大小的辨析，可以舉物體放在不同的水平面，分析此時(shí)受到的壓力大小與重力大小的關(guān)系（如下圖5-8）。

總之，“以學(xué)定教”就是要以學(xué)生為本，以學(xué)生的學(xué)情來定教，以課型來定教。讓我們?cè)诮虒W(xué)中帶著研究的心態(tài)，對(duì)“以學(xué)定教”下的概念課教學(xué)進(jìn)行更深的研究。

參考文獻(xiàn)：

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