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如何圍繞科學(xué)概念組織教學(xué)
圍繞科學(xué)核心概念組織教學(xué)已成為當(dāng)下科學(xué)教學(xué)關(guān)注的問(wèn)題。以下是如何圍繞科學(xué)概念組織教學(xué)，歡迎閱讀。
傳統(tǒng)的科學(xué)教學(xué)往往強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生進(jìn)行事實(shí)性知識(shí)的教學(xué)，教師往往努力給學(xué)習(xí)者盡可能多的事實(shí)，然而在教學(xué)實(shí)踐中我們常發(fā)現(xiàn)一節(jié)課結(jié)束后，學(xué)生卻收獲頗少。因此教學(xué)中應(yīng)該圍繞科學(xué)的核心概念進(jìn)行組織，學(xué)習(xí)重心也應(yīng)該從記憶事實(shí)轉(zhuǎn)移到理解核心概念和更為根本的知識(shí)為主，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的思維能力。
教科版五年級(jí)上冊(cè)《用橡皮筋作動(dòng)力》一課，之前自己開過(guò)公開課，也曾指導(dǎo)別的老師上過(guò)市的評(píng)優(yōu)課。以前我被教學(xué)用書上的建議束縛住，把探究“橡皮筋纏繞的圈數(shù)與小車行駛的距離”當(dāng)作本節(jié)課研究重點(diǎn)，注重學(xué)生收集數(shù)據(jù)，整理數(shù)據(jù)的能力。整節(jié)課下來(lái)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣盎然，但實(shí)際的效果不是很理想，不僅費(fèi)時(shí)拖堂，而且大多數(shù)學(xué)生對(duì)“彈力”概念還是不甚理解。在這學(xué)期的龍巖市名師工作室暨縣的教研活動(dòng)中，我又選擇這課作為教學(xué)內(nèi)容。本單元的核心概念是“力作用于物體會(huì)改變物體的運(yùn)動(dòng)”，通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)，感知各種常見的力（重力、彈力、摩擦力）。我決定改變?cè)瓉?lái)的教學(xué)思路，對(duì)教材進(jìn)行修改，圍繞“彈力”的概念組織教學(xué)，設(shè)計(jì)了一系列的體驗(yàn)、探究活動(dòng)讓學(xué)生理解什么是彈力，彈力是怎樣產(chǎn)生的，彈力的大小和什么有關(guān)系，而把“橡皮筋纏繞的圈數(shù)與小車行駛的距離關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)當(dāng)作對(duì)彈力概念的鞏固。這一改變不僅使學(xué)生理解了彈力的概念，而且獲得了大家的好評(píng)。
1 觀察、交流，揭示學(xué)生的前概念
在引入階段，我演示了用橡皮筋彈射紙飛機(jī)。然后提問(wèn)“是什么力量把紙飛機(jī)射出去的？”先讓孩子們根據(jù)自己平時(shí)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)一說(shuō)。有的說(shuō)：“橡皮筋有拉力”;有的說(shuō)：“應(yīng)該是橡皮筋會(huì)產(chǎn)生力把紙飛機(jī)彈射出去”;有的說(shuō)：“橡皮筋有彈力”。孩子能說(shuō)出“彈力”一詞，我連忙追問(wèn)“你知道什么是彈力嗎”？但孩子們無(wú)法說(shuō)清楚。
在生活中，學(xué)生對(duì)于橡皮筋已經(jīng)非常熟悉（特別是女生常用橡皮筋扎頭發(fā)），而且對(duì)“彈力”也有一定的認(rèn)識(shí)，但這種認(rèn)識(shí)是無(wú)意識(shí)、無(wú)序的，是模糊的，是生活化的東西。究竟什么是“彈力”，學(xué)生很難說(shuō)清楚。因此，在上課伊始，讓學(xué)生觀察“用橡皮筋彈射紙飛機(jī)”，并對(duì)是什么力量把飛機(jī)射出去進(jìn)行研討，不僅讓老師了解學(xué)生的前概念水平，也激發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突，為后續(xù)的學(xué)習(xí)提供良好的心理基礎(chǔ)。
2 體驗(yàn)、探究，引導(dǎo)學(xué)生生成概念
在某種程度上，科學(xué)課的學(xué)習(xí)可視作改變學(xué)生初始想法的過(guò)程，不斷修正和完善前概念的過(guò)程，即概念轉(zhuǎn)化的過(guò)程。通過(guò)引入階段的研討，激活學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)與本課概念之間的矛盾，接下來(lái)教學(xué)就要通過(guò)一系列的探究活動(dòng)拓展他們的思維，引導(dǎo)學(xué)生生成新的科學(xué)概念。在這一環(huán)節(jié)，我圍繞“彈力”是如何產(chǎn)生的設(shè)計(jì)了兩個(gè)體驗(yàn)探究活動(dòng)，兩個(gè)探究活動(dòng)有特定的慨念指向內(nèi)涵。
活動(dòng)①：手拉橡皮筋，體驗(yàn)“彈力”的存在。因?yàn)椤傲Α笨床灰姟⒚恢ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，可以檢索學(xué)生對(duì)“彈力”的認(rèn)識(shí)，概念內(nèi)涵指向“彈力，是在拉橡皮筋的過(guò)程中產(chǎn)生的”，這是學(xué)生第一層次的認(rèn)識(shí)。
紙飛機(jī)能彈射出去，必須要有“力”的存在，這是學(xué)生最初的認(rèn)識(shí)。于是我接著提問(wèn)：“橡皮筋這種力是怎么產(chǎn)生呢？”然后請(qǐng)同學(xué)們拿起桌上的橡皮筋跟著老師做，分別用一個(gè)手指拉住橡皮筋的兩端，然后慢慢把橡皮筋拉長(zhǎng)，注意你的手指有什么樣感覺(jué)，再慢慢放松，現(xiàn)在你的手指又有什么樣的感覺(jué)？實(shí)驗(yàn)做完后，孩子們爭(zhēng)先恐后要發(fā)言。有的說(shuō)：“橡皮筋拉長(zhǎng)的時(shí)候，手指會(huì)痛。”有的說(shuō)：“不對(duì)，橡皮筋拉長(zhǎng)后，感覺(jué)有一股力量把橡皮筋往回扯，手才會(huì)痛。”有的說(shuō)：“感覺(jué)有股力讓手指碰在一起，往回拉。”有的說(shuō)：“橡皮筋往外拉的時(shí)候，手要用力，不然橡皮筋就會(huì)自動(dòng)拉回去。”……從學(xué)生的回答中，不難看出，通過(guò)手拉橡皮筋，學(xué)生體驗(yàn)到橡皮筋被拉長(zhǎng)后有一種往回縮的力。
活動(dòng)②：對(duì)比實(shí)驗(yàn)，探究彈力產(chǎn)生的原因。把橡皮筋和線分別掛在鐵架臺(tái)的鐵圈上，通過(guò)掛鉤碼觀察橡皮筋和線的變化。通過(guò)對(duì)比探究，豐富學(xué)生對(duì)“彈力”第二層次的認(rèn)識(shí)――“彈力”是在形狀改變后，在恢復(fù)原來(lái)的形狀時(shí)產(chǎn)生的。
在學(xué)生體驗(yàn)到橡皮筋被拉長(zhǎng)后有一種往回縮的力后，如何讓學(xué)生能比較直觀的看到“彈力”是在形狀改變后，在恢復(fù)原來(lái)的形狀時(shí)產(chǎn)生的。經(jīng)過(guò)思考，我決定用對(duì)比實(shí)驗(yàn)，通過(guò)在橡皮筋和線上掛、取鉤碼的方法觀察它們的變化。在實(shí)驗(yàn)前我先讓學(xué)生猜測(cè)：如果老師把一個(gè)50克重的鉤碼掛在橡皮筋上，橡皮筋會(huì)怎樣？如果掛二個(gè)，橡皮筋會(huì)發(fā)生什么變化？這時(shí)我繼續(xù)掛，橡皮筋會(huì)發(fā)生什么變化？如果我把鉤碼一個(gè)一個(gè)取下，橡皮筋又會(huì)怎樣變化？由于有前面的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生大都認(rèn)為，掛上鉤碼，橡皮筋會(huì)變長(zhǎng)，取掉鉤碼，橡皮筋會(huì)變短。是不是這樣呢？橡皮筋還會(huì)有其他變化嗎？我建議學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)真觀察。在第二個(gè)活動(dòng)中，學(xué)生觀察都很認(rèn)真，甚至有個(gè)別小組用老師提供的軟尺在量每掛一個(gè)鉤碼后橡皮筋的長(zhǎng)度的變化。 掛上或取掉鉤碼后，橡皮筋有怎樣的變化？孩子們爭(zhēng)先恐后的舉起手，有的說(shuō)：“鉤碼掛得越多，橡皮筋越來(lái)越細(xì)。”有的說(shuō)：“鉤碼掛得越多，橡皮筋越來(lái)越長(zhǎng)。”有的說(shuō)：“鉤碼掛得越多，橡皮筋變得又長(zhǎng)又細(xì)，把鉤碼拿掉，橡皮筋又變粗了。”這個(gè)小組怎么會(huì)認(rèn)為鉤碼拿掉后，橡皮筋變粗了呢，我連忙追問(wèn)：“把鉤碼拿掉后，橡皮筋變得比原來(lái)更粗嗎？”他回答是：“變回原來(lái)的樣子。”……經(jīng)歷了這個(gè)觀察活動(dòng)，我繼續(xù)問(wèn)：“在掛鉤碼時(shí)，橡皮筋變得又長(zhǎng)又細(xì)，這是它的什么發(fā)生了改變？把鉤碼拿掉后，橡皮筋怎樣變化？孩子們非常自然地想到是橡皮筋的形狀發(fā)生了改變，把鉤碼拿掉后，橡皮筋恢復(fù)了原來(lái)樣子。
學(xué)生做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，把鉤碼掛在線上，以及拿掉鉤碼后，觀察線的變化。學(xué)生發(fā)現(xiàn)把鉤碼掛在線上和拿掉鉤碼，線都沒(méi)有變化，還是原來(lái)的形狀。
以上教學(xué)片斷，可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生的表達(dá)不斷發(fā)生變化，從越來(lái)越細(xì)―越來(lái)越細(xì)、越來(lái)越長(zhǎng)―又長(zhǎng)又細(xì)―形狀改變。快到前概念階段向科學(xué)概念轉(zhuǎn)變時(shí)，學(xué)生的表達(dá)更加細(xì)化，更加概括，更加科學(xué)，思維也從具體形象思維向抽象思維轉(zhuǎn)變。蘭本達(dá)認(rèn)為：孩子開始使用抽象的詞匯時(shí)，也就有了新的思想，他的語(yǔ)言更豐富了。正是基于這一系列體驗(yàn)、探究，并且通過(guò)分析、綜合、概括，學(xué)生初步生成了“彈力”的概念。
3 分析、整理，引導(dǎo)學(xué)生形成概念
學(xué)生經(jīng)歷了兩個(gè)探究活動(dòng)，是對(duì)彈力概念不斷完善、不斷修正的過(guò)程。但學(xué)生在經(jīng)歷每個(gè)探究活動(dòng)后，形成的彈力概念是不同層次的。如何讓這些不同層次的概念融會(huì)貫通在學(xué)生頭腦中形成完整的概念呢？所以在學(xué)生探究后，幫助學(xué)生理順頭腦中對(duì)“彈力”的零散知識(shí)，形成彈力概念，就顯得尤為重要。但從課堂實(shí)際情況來(lái)看，孩子們還不能用完整的語(yǔ)言說(shuō)出彈力的概念。這是不是表明這時(shí)孩子們的頭腦中，還沒(méi)有建立起我們所期望的彈力概念呢？這個(gè)問(wèn)題曾經(jīng)困擾我很久。
教學(xué)后，我們教研組討論后一致認(rèn)為：如果孩子們能說(shuō)出“彈力”是橡皮筋在形狀發(fā)生變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生力，把拉力去掉后，橡皮筋會(huì)恢復(fù)原來(lái)的形狀。說(shuō)明他們通過(guò)這堂的學(xué)習(xí)已經(jīng)在頭腦中建立起彈力的概念。從課程實(shí)施情況來(lái)看，孩子們能借助掛鉤碼觀察橡皮筋和線的變化這一對(duì)比實(shí)驗(yàn)較清晰地描述出――讓橡皮筋往回縮的力來(lái)自哪里？橡皮筋在什么情況下，才會(huì)產(chǎn)生這種力？所以，我們認(rèn)為孩子們已經(jīng)建構(gòu)了我們所期望的彈力概念，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。
4 類比、推理，拓展概念的內(nèi)涵
學(xué)生新建立的概念要真正成為自己知識(shí)體系的一部分，還需要知道如何運(yùn)用新概念，用新概念去解釋（判斷）生活中的一些現(xiàn)象，這樣才真正完成前概念向科學(xué)概念的轉(zhuǎn)換過(guò)程。在學(xué)生初步建立“彈力”的概念后，教師提供竹片、平頭夾、壓簧、銅絲、鋁絲等材料，讓學(xué)生找出能產(chǎn)生彈力的材料，意圖在于運(yùn)用類比推理等方法來(lái)豐富“彈力”概念的內(nèi)涵。這里分類的意義有二：檢驗(yàn)學(xué)生所獲新知;使“彈力”概念內(nèi)涵更為豐富，不僅拉可以產(chǎn)生彈力，彎折、壓物體，也可以產(chǎn)生彈力。
在教學(xué)中，大部分的小組都能找到三種材料（竹片、平頭夾和壓簧）有彈力。從具體的效果上看，學(xué)生對(duì)“彈力”概念的掌握，還是不錯(cuò)的。
在本課教學(xué)中，體驗(yàn)、探究貫穿于整節(jié)課，是讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)個(gè)典型的（并且賦予每一個(gè)活動(dòng)以概念內(nèi)涵）活動(dòng)的過(guò)程，是讓學(xué)生運(yùn)用多種方法收集關(guān)于“彈力”信息的過(guò)程，同時(shí)也是讓學(xué)生對(duì)“彈力”概念不斷清晰完善的過(guò)程。并且利用類比推理等方法，使“彈力”的概念內(nèi)涵更為豐富，促進(jìn)概念的遷移。圍繞科學(xué)概念組織教學(xué)，至少能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)基本效果：一是培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力，使其不僅僅停留在知識(shí)理解層面，而且提高到綜合運(yùn)用和分析層面;二是通過(guò)理解科學(xué)概念，幫助學(xué)生理解生活中遇到的一些事件、現(xiàn)象，讓學(xué)生明白在課堂中的科學(xué)探究活動(dòng)是與他們周圍的世界是有聯(lián)系的。
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