首页 -> 2008年第5期
探索促进学生形成科学概念的有效策略
作者：严爱华
[关键词]科学教学 科学概念 途径策略
科学概念是反映科学现象和过程本质属性的思维形式。学生形成科学概念，感知是第一要素，概念的具体化是学生形成概念的第一个起点。因此，初中生对科学概念的学习往往需要从具体的感性认识入手，如果学生缺乏感性认识，就会造成学习上的困难。教师必须采取有效的教学策略，紧紧依托实验教学，引导学生从直观的实验现象中，获得感性认识，培养学生形成科学概念。
（一）前提：明确建立科学概念的必要性
由于科学概念比较抽象，初中学生的抽象思维能力还不成熟，所以讲课一开始就给某个科学概念下定义，那学生学起来既感到突然又感到枯燥无味，不可能真正理解概念的科学意义，解题时往往无从着手。
1．设置有效的问题情境，激发探究欲望。当学生用以往的知识概念无法解决或新现象与“前概念”产生矛盾时，他们就会体会到建立新概念和规律的意义和需要，为新知识的学习创造了良好的前提。例如对速度概念的教学，可以设立这样的问题情境：①一般情况下，兔子和乌龟谁跑得快？②在“龟兔赛跑”的故事中，我们能说兔子跑得快吗？这样接着引出常用的两种比较物体运动快慢的方法，和物理学中用单位时间内通过的路程来比较运动快慢的规定，为速度概念的建立打下基础。再如在讲“质量”的概念时，首先应举例说明物体由物质组成，而后举例指出物体里所含的物质有多有少的差别，最后强调“为了说明物质的多少，科学里引入了质量这个科学量”。此时再给“质量”下定义，学生易于接受理解，同时也为后面理解“质量”的属性—不随物体的形状、状态和位置而改变奠定了正确思维的前提。在引入某些概念后，随即强调其科学意义。例如，在板书密度定义后，列举某些物质的密度值并具体说明其科学意义。
2.在引出科学公式后，应强调公式的科学意义。例如，在给出压强公式P= 后，应指出P是用来反映压力的作用效果的，科学意义是单位面积上压力的大小。
在整个初中科学教学中，每教一个新的科学概念，都应使学生明确为什么要引入这个概念；这个概念是用来解决什么问题的，从而使学生明确每个新的科学概念建立的必要性，激发学生的学习兴趣和探索新概念的愿望。
（二）基础：做好各类实验增强感性认识
在科学教学中常听到教师埋怨，学生学得不活，只会死记硬背，其根源在于概念教学之初没有让学生充分地历经概念获得的全过程。因此，在学习科学概念时，要让学生知其“所以然”，为他们正确理解、灵活运用概念和规律奠定基础。学生许多学习难点的产生，往往是因为不能在头脑形成科学概念，不能展现科学过程导致的。因此重视实验、加强实验，通过实验重现科学过程，发挥实验的表象作用对学生深入理解科学概念和规律都大有裨益。课程标准也强调指出：实验教学可以帮助学生形成科学概念。
1．提供真实、鲜明、生动的科学实验。培养学生形成“物质特性概念反映物质本质特性概念”的实验，教材中作了统筹安排。为了深刻说明物质特性的概念，教师精心设计的实验应该是真实的、鲜明的、生动的，易于激发学生形成科学概念。例如，培养学生形成酸本质特性的概念时，教材安排了盐酸与石蕊试液、锌、铁、铁锈、氢氧化铜溶液、硝酸银溶液反应一组实验，通过引导学生观察上述实验，培养学生认识盐酸能与指示剂、多种活泼金属、金属氧化物、某此盐反应，与碱起中和反应等科学特性，引导学生推论酸本质特性的概念。
真实的科学实验，就是让学生观察物质的本质属性。科学实验就是通过学生视觉、听觉、嗅觉来形成感性认识的，只有提供直接作用于感官的真实实验，才能有助于学生形成思维，加深对反映物质特性的科学概念的理解，例如，反应生成的沉淀、物质的溶解、颜色的变化、有气味或有颜色气体的逸出，都是帮助学生观察物质发生变化的直接感知，使学生信服地形成物质特性的概念。教师演示盐酸与碱——氢氧化钠溶液反应的实验是为了说明酸与碱反应的特性，可是，事实说明，盐酸溶液与氢氧化钠溶液反应的实验，不同于盐酸与氢氧化铜反应的实验。因为前者反应时看不到明显现象，而后者则看到了蓝色的沉淀溶解，现象鲜明。所以，设计科学实验时，首先要考虑实验的鲜明性，才能使学生注意科学反应，使物质特性更清晰、更完整、更生动，从而有助于学生形成清晰的科学概念。同样反映物质特性的科学概念，由于提供实验不同会得到不同效果。例如，氨气易溶于水的特性实验，用一支大试管盛满氨气后倒置水中，水会在试管内上升，说明氨易溶于水。如果换成“喷泉” 实验，现象就更加明显、生动。由此观之，只有生动、鲜明、真实的科学实验才能有助于学生形成深刻的科学概念，使具有物质特性的科学概念在学生大脑中打上深深的烙印。
2．提供典型、系列的科学实验。科学反应遵循着一定的反应规律。为了帮助学生掌握各类反应的概念与规律，教师要安排、设计好一系列科学反应的实验，有目的地培养学生归纳、概括这此反应的规律。例如，在科学基本反应类型的教学中，借助木炭、硫粉、铁丝、红磷、蜡烛等物质在氧气中燃烧的一系列实验。其中，有非金属与金属的典型代表物质，也有化合物的代表物质，以及生成物的种类多少等。通过一系列典型的科学反应，指导、培养学生形成抽象的化合反应和氧化反应的基本概念。此外，分解反应、置换反应和复分解反应的科学反应概念，也都是通过典型、系列的科学实验后，归纳、总结而形成的。
指导、培养学生形成各类反应的科学概念时，还必须安排、设计正确反映概念内涵的感性实验，让学生在观察的基础上，通过分析、推理、综合、归纳、总结，把获得的感性知识进行深化。例如，当学生做了木炭燃烧生成二氧化碳和蜡烛燃烧生成水和二氧化碳的实验，教师必须引导学生分析前者燃烧生成一种物质，而后者燃烧生成两种物质的本质区别，从而培养学生正确形成化合反应的概念，同时有别于氧化反应的概念，否则学生容易产生凡是与氧气燃烧的反应就是化合反应的错误概念。为此，教材安排了证明蜡烛燃烧生成二氧化碳和水的实验，使学生清晰看到蜡烛燃烧生成二氧化碳和水这两种物质的反应。这样的实验对学生正确形成化合反应概念内涵提供了必要的认识。
3．提供具有说服力的实验。科学基本理论的有关概念比较抽象，学生较难理解。通过实验教学，提供具有说服力的实验，使学生获得一定有说服力的感性知识，对理解抽象的科学基本理论概念较为有利。例如比较抽象的“电离”的概念，学生不能通过感官直接感觉到物质电离后自由离子移动的过程，因此难以理解科学结论。提供通过溶液导电的实验，学生观察到有些物质在水溶液中或熔化状态下能导电，有些则不能导电的实验，就容易形成电离的概念，从而正确理解、认识电解质与非电解质的内涵。与此同时，进一步引导学生观察电解质导电能力的实验，使学生获得不同物质导电能力有强有弱的感性知识，这样对学生形成全部电离和部分电离的理论概念，找到了极有说服力的依据。
（三）核心：准确生动地呈现概念的内容
科学中的概念的陈述语言或公式十分精炼和准确，概括程度非常高。在教学中，向学生呈现教学内容时，不但要准确，而且对一些关键字词应加以突出，给予适当的说明，以引导学生注意和正确理解，并与其他类似的或易混淆的概念和规律进行比较，建立类比联系，不致于产生歧义。例如密度和速度等概念的定义中要解释“单位”的含义，要比较压力与重力的区别等。
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