10
2016
06

小学科学“生命世界”概念教学探究

  摘要:立足常态课堂,开展小学科学生命世界概念教学的实践研究,开发“生命世界”概念教学设计、典型案例;设计概念研究记录纸;勾画“生命世界”概念图;开展种植、养殖实践活动。在课题研究中,紧紧围绕“生命世界”概念教学研究开展一系列活动,提炼出小学科学“生命世界”概念教学有效策略,取得了丰厚的课题研究成果。

  关键词:小学科学;生命世界;概念教学;研究成果

  重视科学概念是当前科学教育的一大特点。小学生学习科学不仅是对科学知识和科学课中概念的理解和储备,更应是修正、拓展自己观念的过程。从这一层面上理解科学课的教学,就是改变学生的初始概念(前概念)、建构科学概念的过程。而当前的种种研究表明,小学生学习科学的过程其实是一个概念变化的过程。生命科学的概念建构有着科学课概念教学的共性,也有其个性。生命科学探究的是活生生的生命世界,有些生命世界科学概念的建构可能需要几个月甚至更长。所以小学科学“生命世界”的概念教学中,教师要循序渐进地引领学生从对生命世界领域里的已有的或模糊的认知转向科学的、系统的建构概念的学习。但在实际教学中,由于教师对学生的科学概念建构过程和规律了解不够而缺乏有效的方法指导,导致学生在生命科学概念的建构过程中出现许多困难。如何将生命世界科学概念以学生喜欢的、乐于接受的方法进行教学?如何实现科学概念教学“修正、拓展自己观念”的目标?因此基于实际教学的需求和思考后,我们提出并确立了《小学科学“生命世界”概念教学研究》(JG13346)这一省级课题。基于课题引领下的“概念”教学研究而开展的一系列活动,提炼出小学科学“生命世界”概念教学有效策略。这些教学策略不仅能帮助学生对生命世界概念由原认知的模糊了解向科学概念发展,同时在概念建构的过程中,可以让学生把握概念间的联系,并形成概念知识网状结构,有利于学生系统地掌握概念,提高概念教学的效率。

  《小学科学“生命世界”概念教学研究》历时两年,于2015年11月23日顺利结题。在两年的研究过程中,课题取得了以下研究成果。

  一、开发“生命世界”概念研究教学设计

  课题立足常态教研,开展了“常态课调研、同课异构”等课题研讨课,为课题研究建构了丰富的概念研究典型教学设计,开发出《小学科学“生命世界”概念教学设计集》成果册,共收录了“生命世界”13个单元,47课时的教学设计。这本成果册采取“整体单元设计”模式,集体备课,分层展示,以单元概念教学目标为核心,分析了“生命世界”每一单元教学内容、具体课时教学设计和单元小结、概念检测。

  生命世界单元分析包括:单元教学整体教学情况分析、科学概念、单元目标、课时安排四部分。对生命世界单元的分析与《科学教参》的单元分析相比较,多了“科学概念”这一创新之处。在每一单元“科学概念”中,根据《小学科学课程标准》(3~6年级)(2011版)中关于“生命世界”概念的整体设计与构建,按课时单元分析每一单元的核心概念及其围绕核心概念下的具体概念,以便教师在单元教学设计中整体把握单元科学概念,并能围绕这些核心概念、具体概念进行教学设计,开展扎实地研究。

  生命世界每一单元课时教学设计包括“教学目标、教学重难点、科学概念、教学准备、板书设计、教学反思”等完整的教学设计框架。并且在一般教学设计基础上增添了“科学概念”,使得每一课的教学设计能够紧紧围绕“科学概念”开展教学,进而总结出小学科学生命世界概念教学策略。

  生命世界单元小结是在每一课具体概念教学设计、课例基础上,围绕单元生命世界概念教学实施、研究、评价等撰写的单元反思。在单元小结中既有对概念教学研究的实践收获,又有评价,还有学生参与研究的展示。这样多角度、多层次、全方位地展示了课题研究的过程与取得的成效。

  二、开发“生命世界”概念教学研究典型案例

  课题引领下的“概念”教学研究开展了一系列活动,提炼出小学科学“生命世界”概念教学有效策略。这些教学策略不仅能帮助学生对生命世界概念由原认知的模糊了解向建立科学概念发展,同时在概念建构的过程中,可以让学生把握概念间的联系,并形成概念知识网状结构,有利于学生系统地掌握概念,提高概念教学的效率。因此课题组根据研究资料,进行分析与思考,开展研讨活动,交流思考的成果,撰写了“生命世界概念教学反思和案例”,汇编成《“生命世界概念教学研究”案例集》,以案例分析的形式形成了生命世界概念教学另一策略。

  每一课的教学案例都是紧紧围绕生命世界概念教学来撰写。在每一篇案例中,都是课题组教师围绕概念教学设计开展的教学、学生运用生命世界概念记录纸的使用与反馈等课题研究过程性资料,进行分析与反思,撰写了一篇篇形式多样、个性鲜明的教学反思论文案例,形成了小学科学生命世界概念教学实践研究典型案例。

  (一)“多样的生物”概念教学研究典型案例

  “多样的生物”概念包括认识植物、动物及细菌、真菌、病毒等生物,理解生物的多样性及其复杂性。在“多样的生物”概念教学中,通过观察、寻找、记录、分类等方法,认识各种生物,了解生物的多样与多变,学会给各种生物按各种标准分类,从而认识生物的丰富多彩,学会辩证和唯物地看待大自然中的一切生物,感受到人类在所有生物中所处的位置,与周围生物友好相处,和谐共生。如《显微镜下的微生物》为了帮助学生建构微观世界,认识微生物、细菌、霉菌及细胞的形状、功能等,采用了以下教学策略:一是学会使用显微镜。借助显微镜认识微生物。二是开展探究实验活动。认识细菌、霉菌。带领学生做酸奶、品酸奶,通过实践活动,让学生在亲身操作与体验中,感受到细菌给我们的生活带来的神奇变化。学生在实践操作活动中,既建构起这些微生物的概念,同时又有了更多的感性认识,丰富了学生对微观世界的了解。

  (二)“生命的共同特征”概念教学研究典型案例

  “生命的共同特征”是在认识多样的生物基础上,认识生物的基本特征,了解生物适应生存、繁衍而具备的一些基本的生命特征。在教学中利用概念研究记录纸观察、比较、分析、记录具体的有生命物体的个性特征,再一一归纳,形成所有有生命物体的共同特征。如《我眼里的生命世界》单元教学,围绕建构“生物”概念,教师带领学生深入校园、大自然寻找有生命物体,调查校园的动植物分布、拓印树皮、观察叶子、制作叶贴画、比较动植物与人的不同和相同等探究活动,让学生一步一步从具体的有生命物体人手,观察、比较、分析,慢慢剥离出有生命物体的共同特征:都需要水、阳光、空气、食物;都能生长,都能繁殖后代;都能死亡……通过层层演绎,归纳出所有“有生命物体”的同一特征,具备这样特征的物体就是有生命的物体,从而帮助学生建立起“生物”和“非生物”的概念。

  (三)“生物与环境”概念教学典型案例

  “生物与环境”主要包括生物对环境的适应、影响以及进化现象。为了帮助学生建立起“生物与环境”相依相存的密切关系概念,学会一分为二地辩证地、客观地认识二者之间的关系,在概念教学中,通过探究活动,借助多媒体创设情境,让学生认识到生物的生存依赖环境。同时生活在环境中的生物对环境也会产生影响,有时甚至会改变环境和影响生物的存在。如《共同的家园》单元,为了帮助学生认识“栖息地、生态平衡”等概念,在教学中,以视频、探究活动、制作概念思维图等活动,引导学生了解生物与环境的关系,形成生态系统概念,进而形成“生物栖息地、生态平衡”的生物概念。

  (四)“健康生活”概念教学研究典型案例

  “健康生活”主要是了解生理与健康、生长发育等生理知识,使学生正确认识自己身体、生理的变化,养成良好的生活习惯,促进学生健康快乐地成长。如《我们长大了》单元内容,从引导学生认识自己在不断成长人手,着重介绍了青春期特点和青春期卫生,指导学生健康生活、关爱老人,从生理与心理两个方面指导学生逐渐成为社会需要的健康人。在教学中,开展各种探究活动,“收集自己成长证据、观察记录、绘制身高体重曲线图”等;制作概念思维图;单元概念检测……利用这些活动,让学生深切感受到“我在成长”,并且能够正确对待青春期的生理、心理的变化,为顺利渡过青春期而做好准备,成长为一个健康快乐的新时期的学生。

  三、设计“生命世界”概念记录纸

  课题组根据“生命世界”单元概念教学目标和要求,设计了苏教版小学科学(3~6年级)生命世界概念研究记录纸。概念研究记录纸的设计遵循了适应课堂教学的需要、及时了解概念研究过程、便于学生记录的原则。每一课的生命概念记录纸的设计思路都是围绕本课的教学重难点,突出这一课的概念,围绕概念开展探究活动,以探究为核心,以探究为概念教学的载体,丰富生命世界概念的形成,明晰生命世界概念的建构。每一课的生命概念记录纸一般包括:前概念回顾、概念建构、概念检测这三部分内容。

  (一)前概念回顾

  前概念的回顾,旨在了解学生对概念学习的原认知。因为学生在学习生命世界内容以前并不是白纸一张,他们已经在生活实践中形成了对生命世界的一些认知。但这些认知由于受年龄、思维的限制,缺乏对生命世界现象的观察与思考,使他们对生命领域形成片面的、不准确的,甚至是错误的概念。如学生认为水里游的是鱼;天上飞的是鸟;蘑菇是植物等等。这样的错误概念对学生以后的学习可能产生很大影响,是学生接受正确概念的障碍和阻力。在生命世界的概念教学中,有必要在了解学生的前概念基础上,开展有效教学,不断修正和完善学生的原有认知,不断建构起科学的概念,实现由“此岸”(前概念)到“彼岸”(科学概念)的自然过渡与衔接。老师根据学生的回答,了解学生对生命世界单元概念的元认知。教师为概念教学找准起点和方向,以便开展有效的概念教学,提高课堂教学效率。

  概念记录纸中,对前概念的了解一般以问题式的简短小问题,供学生回答和记录。在“了解前概念”的过程中,通过“调查问卷”、“谈话”、“画图”等方法进行研究。

  1.通过问卷调查了解前概念

  要想知道学生对概念的原认知,最直接有效的方法是问卷,通过对问卷的收集与分析,可以了解学生对概念的原有的认识。针对这些认知,开展有效的概念教学,可以提高教学的有效性。

  2.通过谈话统计前概念

  学生对某一前概念的认识,在某种程度上呈现出奇的一致性,这样通过谈话进行统计,可以很清楚地了解学生对概念的认知情况,有针对性地开展概念教学。

  3.画图了解前概念

  学生对前概念的认识还可以通过画图的方式来了解。通过画图,不仅暴露了学生的前概念,同时还反映出学生对概念认知与科学概念之间的关联。这种方法很直观,教师一眼就能看出问题所在。而这种方法,学生也很感兴趣,乐于参加。

  通过问卷调查、谈话统计、画图等方法了解学生的前概念,在此基础上,基于“此岸”而设计教学内容,开展教学活动,让学生不断修正和完善自己的“前概念”,逐渐发展成新的科学概念(彼岸),从而在课堂教学中、在课题研究中实现由“此岸”到达“彼岸”的目标。

  (二)概念建构

  概念建构,是帮助学生在前概念的基础上逐渐建构起科学概念。在“生命科学”概念教学中,为了使学生顺利地由“此岸”达到“彼岸”,还必须为概念教学搭建“支架”。建起的“支架”,就犹如“踏脚石”一般,能让学生踩着这些“踏脚石”,安全、科学、有效地达到“彼岸”,促进概念教学有效形成。所以,在生命世界概念教学中,如何搭好“支架”,何时放下“踏脚石”至关重要。在常态课题研究中,借助“模型、多媒体”等各种支架,丰富了概念研究的过程。因此在课题研究中,紧紧围绕生命世界概念教学设计相关的概念建构梯度,引导学生初建概念,学习之后,学生修正自己的初建概念,并在此基础上重建概念,形成正确、科学的概念。

  1.实物模型——概念建构支撑点

  感性认识不足,是学生学习和理解概念的主要障碍。对于生命世界的概念学习以观察为主要学习方式的课来讲,观察对象形成了学生获取感性认识的学习环境,是形成科学概念的支撑点。但是生命世界的概念教学是微观的、内在的。如健康生活主题下的“骨骼、食物消化等内容。学生很难亲身体验,更难亲眼所见。所以在教学中采取了提供“实物模型”的教学策略,将学生很难见、难以理解的概念呈现在学生面前,帮助学生建构起概念。

  在生命世界教学中,在缺乏实物观察的课堂上,要使学生用感官获取大量的感性认识,更好地掌握科学概念,使用实物模型是一个很好的教学策略。因为它能促进学生探索实物,便于学生建构科学概念。

  2.多媒体——概念建构支架

  生命世界内容丰富,形式多样,“健康生活”里的内容如大脑、心脏和血液循环等概念,学生无法从生活经验获取对这些概念的感性认知,使得这部分概念的学习、资料的收集与呈现无法在课堂上展示,以致在教学这些生命世界内容时,还是按照传统的课堂教学方法,教师讲授,学生接受。教师讲得辛苦,学生学得茫然。所以在概念研究中,应充分利用多媒体教学资源,借助“视频”来再现这些生命科学世界里的奥妙,让学生借助多媒体,来进行观察、学习,有效开展概念教学,提高课堂教学的“有效性”。

  3.概念模型——形象呈现抽象概念

  生命世界的内容,与初高中生物教学有很大的联系。在小学阶段,对于生物学概念的了解与掌握,如食物链、繁殖、遗传、变异、进化论等概念的表述,并不像初高中那样严谨。但是这些概念又比较抽象,学生很难真正理解。对于这些概念的建构,往往需要一些材料,将抽象的概念转变为形象的模型,运用形象的模型反映实物的本质,帮助学生克服认识上的困难,进而在学生大脑中建构起正确的科学概念。

  《有趣的食物链》一课,教学通过课件演示螳螂捕蝉的故事,引导学生思考:这些生物之间有什么样的联系?是什么把它们联系起来的?了解学生的前概念之后,引导学生利用“贴纸”演示食物链中“吃”与“被吃”的食物关系,让学生在食物链的模拟情境中,形象地演示食物链中各种生物密切相互依存的关系。在这个课例研究中,教师通过不断地建立模型,将食物链这一抽象的科学概念不断地具体化,加深了学生对概念的理解。

  同时,生命世界概念教学中,对于这些抽象的概念,教师在教学中不仅帮助学生建立形象化的概念模型,将抽象的概念具体化,同时还根据小学生的年龄特点与认知规律,对于这些概念的定义,以小学生能接受的语言描述概念,体现了生命世界概念教学的发展带有一定的暂时性、发展性与延续性,也体现了小学生命世界概念与初高中生物概念的衔接与延伸。

  (三)概念检测——巩固概念实效

  每一课学完之后,出示概念检测试题,检验学生概念学习的成效。概念检测是为了巩固概念建构。建构主义理论告诉我们,如果学生形成的某一新概念似乎比以前更可信,他就会暂时地接受它,并取代先前的观点。为了能被永久地接受,我们必须为学生提供应用新概念的机会,让学生用新概念解释所观察到的现象,利用学习的正迁移,不断巩固和强化概念。所以在学生概念建构的过程中,必须给学生创造概念修正与完善的机会,让学生修正生命世界概念的“弧度”,使其弧度慢慢回归到科学、正确的轨迹上来,从而形成科学的概念。

  四、勾画“概念思维图”

  概念思维图是用来组织和表征知识的工具,它通常将和某一主题有关的概念置于圆圈或方框中,然后用连线将相关的概念和主题连接,连线上表明概念之间的意义关系。其实概念思维图就是一种将概念之间的联系图形化的表示形式。在生命世界概念教学中,为了使学生能更加牢固地掌握这些概念,带领学生设计概念思维图,将概念间的联系以图和文字的形式呈现,将散在生命世界各处的概念以这种形式串联起来,构建起生命世界概念的“脉络”,以一种清晰明了的简练方式展现了生命世界概念教学的蓝图,使这张蓝图更科学、更系统、更感性……

  引导学生勾画3-6年级各个单元概念思维图。学生在思维图中,集中展现了生命世界中生物的多样性之植物、健康生活等这些概念间的联系。学生用各种各样的形式设计与绘制单元概念思维图,将这些科学概念以丰富多彩的形式表现出来,使每一单元的概念突出出来,深深地印在学生脑海里,能牢牢掌握。同时能让学生建立起知识整体的概念,使学生的学习更有广度和逻辑。

  五、开展种植、养殖主题实践活动

  生命世界中探究内容丰富,开展实践研究,如养殖、种植等实践活动,让学生在动手探究、参与、体验的实践过程中,感受生命世界的神奇和有趣。这些实践活动的开展,不仅有利于学生对动植物成长周期的观察与记录,更能提高学生的实践探究能力,帮助学生体验生命世界的神奇,从而建构生命世界单元的概念。

  六、师生齐研究、共发展

  在课题研究中,师生共同参与研究,促进师生共同发展。课题组老师在2015年省、市级小学科学基本功、实验说课大赛中,取得二、三等奖的好成绩;3人获省、市级优质课一、二等奖;23篇论文、教学设计获全国、省、市一、二等奖;4篇论文发表在《教育实践与研究》、《湖北科学课》等杂志上;4名学生撰写的科学小论文获全国论文二、三等奖;5名学生获全国科学食品安全漫画一、二等奖,多名学生获市科技创新大赛奖。本课题中期报告获马鞍山市2015年中期成果评选二等奖。

  本课题研究最大的成果是设计和开发出“生命世界”概念教学设计、案例、记录纸等成果,提炼出小学科学“生命世界”概念教学策略。最大的亮点是立足于常态课堂教学,师生共同参与课题研究,共同成长,实现了课题研究的双赢。

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