首页 -> 2008年第6期
以原理领会策略为核心建构学生的科学概念
作者：张吉利
[关键词]科学教育 概念建构 原理领会 三维目标
概念、公式及定律是思维的基本单位，要促进学生思维的发展，必须首先强化概念教学。《科学》课程学科综合性强，内容涉及面广，概念多。如何让学生牢固掌握概念的本质属性，激发其解决问题的积极性和灵活性呢？笔者的体会是以原理领会策略为核心，通过各种有效途径，积极地引领学生自主地获得概念，实现概念体系的构建。
（一）构建概念教学的三维目标
《科学》课程中的许多概念均为陈述性知识，在传统的科学教学中，许多教师在概念教学中追求“短、频、快”的教学方式，在课堂教学目标的设置上更注重知识技能。而新课程要求教师以人为本，优化过程。在设置教学目标时，更注重的是从“过程、方法”和“情感、态度、价值观”两个维度，让学生掌握科学研究的方法，增强体验，进而提升科学素养。这就要求教师顺应新理念，重建教学目标。
例如《电动机》一课的教学目标：
1．反思前教学目标设置。
（1）知识目标：①了解通电线圈在磁场中能转动；②能够描述直流电动机的概念和主要构造；③理解换向器在直流电动机中的作用。
（2）能力目标：初步认识科学与技术之间的关系，培养学生把科学理论应用于实际的能力。
2．反思后的三维目标设置。
（1）知识与技能：①了解通电线圈在磁场中能转动；②能够描述直流电动机的概念和主要构造；③理解换向器在直流电动机中的作用；④初步认识科学与技术之间的关系，培养学生把科学理论应用于实际的能力。
（2）过程和方法：通过对“通电线圈在磁场中受力转动”和“直流电动机中的线圈为什么能持续转动”的自主合作探究，了解直流电动机的结构和工作原理。
（3）情感、态度和价值观：①培养学生勇于探究、乐于合作的交流互动能力；②培养学生热爱科学、探索真理、实事求是的严谨的科学态度和思维习惯；③通过了解科学知识如何转化成实际的技术应用，进行STS教育，进一步提高学习科学技术知识的兴趣。
（二）用原理领会策略建构学生的科学概念
不同的学科具有与之相适应的最佳教学策略，教师也都能找到最适合本学科最佳的教学方法和策略。《科学》的概念教学可以采用“原理领会策略”开展教学，即“灵活呈现、内涵分解、举隅强化、静听成象、基题变通”。
1．灵活呈现。根据学生的需要和可用的教学资源，教师可灵活地呈现概念。有通过游戏激发学生兴趣的“愉快呈现法”；有创设情境，让学生身临其境，通过学生感知和体验的获得的“情境呈现法。例如在引出“合力”概念时，笔者是这样创设情境的：先将一个拉力器挂在墙上，然后，在墙的下方划一条线接下来，请一位小个儿的女同学上前去拉，当然，她失败了。再请另一位力气也较小的女同学上前拉，她比前一位女同学要靠近目标一些，但仍然没拉到。（这时，班上的男生有些坐不住了，跃跃欲试）但我仍不动声色。“好，给她们一个合作的机会，让她们一起拉。”两位女同学使足了劲，总算是光荣地完成了任务。（这时，很多同学都认为该上课了）老师突然叫了位“大力士”上前拉，他很轻松地就完成了任务。这时，老师抛出了问题：“刚才前面两位女同学合作产生的力和这位男同学的“拉力有什么共同点呢？（力的效果相同）对，这位男同学的力可以叫做前面两位女同学的合力。”通过这样的情境体验，学生潜移默化地增强了合作意识，又从中学到了科学的研究方法——等效法。
2．分解内涵。教师引导学生将概念逐步分解。让学生多步骤、小步距的完成对概念的理解，对于关键词较多的概念，很多学生无法一步到位，则必须将概念分解为若干部分，小步距地挖掘概念内在的释义，以便理解。例如，在电磁感应教学中，要让学生一口气理解“闭合电路的一部分导体，在磁场中作切割磁力线的运动，导体中会产生感应电流。我们把这个电流称之为感应电流。”这个定义显然有一定的难度，因此在教学中，可要求学生把概念分解，找出其中的关键词，以便掌握。有些同学很快就划出了关键词：“闭合电路的一部分导体”，“在磁场中作切割磁感线的运动”，“导体中会产生感应电流”，从而较为准确地把握住了概念的内涵。
3．举隅强化。教师通过预设的范例，让学生把握住概念的外延。并让学生举例，通过课堂上生成的问题，展开讨论，激活学生的思维。同样，在讲电磁感应概念的过程中。笔者采用条件缺省的方法，让学生自主地设计对照实验，让学生在实验中体验到概念的精准。①实验A：（缺省条件：闭合电路）把一段不闭合的导体放在磁场中，作切割磁力线运动，看能否产生感应电流。结果：电流表不动，无感应电流。若用电压表去测运动导体的两端，结果发现有感应电压存在。②实验B：（缺省条件：一部分导体）学生制作一个小的矩形线圈，整个放入磁场中，进行切割磁感线运动。结果：电流表不动，无感应电流。若用电压表去测运动导体的两端，也无感应电压。③实验C：（缺省条件：切割磁力线）将闭合电路的一部分导体，在磁场中保持静止。或沿与磁力线运动。结果：与导体相连的电流表无示数，无感应电流。
通过以上实验条件的缺省、变换，使学生直观地接受了客观事实，进而以这些外延为焦点，展开了热烈的课堂大讨论。在思维的碰撞中，加深同学们对概念的理解，就能更准确、更全面地把握概念。
4．多重编码。可以采用视、听等多种方式对文本进行编码：可以教师朗读概念，学生闭目静听、默想，在大脑中形成表象；也可以让学生朗读或默读原理，形成表象。对于复杂的概念学习，还可以采用“做笔记的生成技术”。它包括摘抄、评注、加标题、写段落概括语等。这样一方面可以对学习材料进行编码，通过写信息并阅读这些信息，做到言语和视觉双重编码，有助于源加工。另外一方面也便于学生全面地提取和加工信息。要凸现记笔记的生成功能，使之真正成为一种促进学习的技术，还需按以下步骤操作：首先，要留出反思的空间。即在笔记本的每页的右侧留出三分之一左右的位置；其次是记下课堂重点内容；再次是整理笔记；最后，也是最重要的，就是在每页留出的空白处写上边注和评语。这评语不但可以促进学生对知识的理解，而且为日后的复习提供线索，更为重要的是可以促使学生养成自我反思的习惯。
5．变通基题。传统教学强调“一题多解”、“多题一解”，确实也能起到激活学生思维的作用，但在一定程度上加重了学生的负担。而变通基题则是指基于同一问题情境，改变题目的条件和要求，这样既能减轻学生的负担又能让学生提高把握概念内涵的能力。例如在运用液体压强概念、公式时，采用变通基题的方法促进学生思维，进而促使学生更好地把握概念的内涵。基题：在水平桌面上有一支竖直放置的试管，里面装有一定量的水，此时水对试管底的压强为p1，当它慢慢倾斜到如图1位置时，水对试管底的压强为p2，请比较，p1和p2的大小。①变式一：如图2，当两支试管内装同种液体且液面相平，请比较，p1和p2的大小。②变式二：如上图两支试管中，内装质量相等的不同液体且液面相平，请比较，p1和p2的大小。③变式三：如图3两支试管中，若两试管底受到的液体压强相等，那么，请比较在与水平面距离相等的A、B两点的压强大小。④变式四：如图4两支试管倒置在水槽中(试管内无气体进入)，请比较在与水平面距离相等的A、B两点的压强大小。
（三）运用发展性评价正强化概念体系的建构
教学评价是实现教学目的的重要手段之一，它直接影响着教师教的积极性和学生学的积极性。教学反馈有正负之分，正反馈可强化输入的信号，负反馈可以削弱输入的信号。以往在概念教学中，往往以学生的达成度来评价概念的掌握情况。而在新课标理念下，采用的是发展性的课堂评价，知识的达成评价并不是评价的全部，评价要凸现学生这个学习主体有没有主动参与、积极探究、学会解决问题的方法。在概念建构的过程中，学生有没有获得得出概念的方法，有无提高演绎和迁移的能力则是评价的重点。教师也可以引导学生运用档案袋等各种措施来实现概念体系建构的正强化。
（四）以概念为中心整合课程资源
传统的科学课程关注学科知识体系的完整，知识内在逻辑的严密。教科书的知识内容远离学生生活、社会进步和科学技术的最新发展，学科之间缺乏横向联系、综合交叉，造成学科自我封闭。这样的学科知识体系枯燥单调，既使学生难于理解，又使学生所学的知识脱离实际和日常生活，成为僵化的教条。新课程在课程编排上，让知识贴近生活实际，还科学以本来面目。教材再不是传统意义上的“读本”，而是可利用的文本资源。学生作为学习者，应在教师帮助下明确自己可利用的学习资源有哪些。这些资源可以是教师本身的素养、学生的潜能、教学评价、同学间的交流、素材性资源等。学生围绕概念这个中心，确定自己应该利用哪些资源来促进自己的学习。
总之，《科学》是一门来源于物质世界、多彩鲜活的科目。《科学》课程中的概念、原理则是客观世界的本质。教师应该通过原理领会策略等有效途径，把课堂还给学生，落实学生的主体地位，引领学生探究科学的本质、发掘科学的价值，从而培养科学的精神，提升科学素养。
参考文献：
[1]陈菊．初中科学课程理念与实施[M]．桂林：广西师范大学出版社，2003．
[2]蔡铁权．从知识观解读新课程三维目标[J]．全球教育展望，2005，(9)．