农村小学科学概念教学有效性研究.doc

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1、农村小学科学概念教学有效性研究以沁水县张马小学为例 摘要：小学科学概念是小学科学教育的重要组成部分，是小学生学习科学基础知识的一个非常重要的方面，为了了解农村小学科学概念教学状况，通过教育行动研究和问卷调查的方法，对沁水县张马小学36年级100名学生展开调查，发现农村小学科学概念教学中存在着很多问题，教师在进行概念教学实践时，应根据概念在知识体系中所处的位置、顺序和相互关系，选择适合不同年级学生学习的方法进行教学，使学生理解、掌握、运用概念。关键词：科学概念 概念教学 农村 小学 有效性一、引言（一）国内外的研究状况 1、国外研究现状在以美国为代表的西方教育心理学界，概念教学很早就已成为比较稳

2、定、相对独立的专门研究领域。无论是早期的行为主义者,还是20 世纪50 年代后崛起的认知心理学家，对概念的分类、概念学习的类型及心理机制、概念学习的影响因素等与概念教学密切相关的一系列问题进行了系统而深入的研究。其中尤以认知心理学家布鲁纳、奥苏贝尔和加涅等人对概念学习过程的开创性研究使人们对概念学习的认识跨入了一个新时代。 2、国内研究现状近年来，我国许多专家和教师对概念教学进行了富有成效的研究，取得了丰硕的成果。概念教学在所有课程的教学中占据着重要地位。概念教学在世界范围已成为教育学和心理学研究一个十分繁荣的领域，但就我国教学理论的主流而言，有关概念教学的研究还十分薄弱。人们把很大精力放置于

3、中学、大学的数理化的概念教学上，以科学教育的主要分支物理、化学和生物而论，我国20世纪80年代出版的有关著作中，就已经出现了各种形式关于概念教学的专门部分，如阎金铎的中学物理教材教法中，有“讲清物理概念和规律”刘知新的中学化学教材教法中，有“化学基本概念的教学法”；陈皓兮的中学生物学教学法中，有“讲清生物概念和规律的教学方法”。此后，这类著作中也大多都有相应的专门部分丛立新，曾琦. 国内概念教学的研究现状及意义J. 教育科学研究2006(4):35。在各学科领域有关课程与教学研究的学术论文的内容中，关于概念教学的专门探讨也比较活跃，涉及到教学的各个方面，例如概念教学的原则、概念教学的方法、概念

4、教学的模式等等，这些研究就规模和影响而言，仍然十分有限，对于小学科学概念教学的研究更是相对薄弱，诸如姚兆岩浅谈小学科学教学中概念的学习，吴用安的农村小学科学概念形成的几点思考，芮莉小学科学课围绕核心概念教学的实践探索，胡卫平科学概念教学中思维能力的培养，这些主要是一些一线教师的教学心得，呈系统的相关著作或核心期刊上的相关文献更是少之又少，对于指导小学科学概念教学不具备权威性。（二）问题提出科学概念是小学生学习科学基础知识的一个非常重要的方面。因为性质、法则等不仅是由概念组成的，而且概念是有关判断的组成部分，概念的定义可以作为推理的依据。同时从思维角度来看，概念、判断、推理是思维的基本形式，科学

5、概念在教学中有非常重要的作用姚兆岩.浅谈小学科学教学中概念的学习J.中国校外教育.2012(7):116。但由于社会的进步，科技的发展，使得知识更新换代的周期大大缩短，课程改革的速度和频率也在逐步加快。单纯的教学模式、教学方法已经不能满足学生和社会的需求。这就对学生和教师都提出重大的挑战。教师抓住概念就不会在授课当中陷入零散的基本事实和基本现象当中，教师就会更多地关注普通知识背后规律性的知识，更容易在教学过程中向学生渗透学科本质，进而促进学生的发展。这就需要教师采用新的教学方法去把足够多的知识教给足够多的学生。然而在农村小学科学概念教学过程中，却存在着极大的问题。因此笔者认为有必要分析我国小学

6、科学概念教学中存在的问题，并针对问题进行相应的改进，以提出适应儿童学习、教师传授的教学方法及策略。因此优化概念教学对提高小学科学教学质量有着极其重要的作用。（三）概念界定及概念分类1、小学科学课程标准对科学概念的界定 科学概念是客观事物的共同属性和本质特征在人们头脑中的反映，是对科学事物的抽象，是人们观察、实验和思维相结合的产物，是组成科学知识的基本单元，是形成科学学科结构的基础胡卫平科学概念教学中思维能力的培养J中国教育学刊. 2004(9):44-47。在科学教学中，科学概念常常是通过对“事物的本质特征”或其内涵的“确切而简要的说明”李高峰，唐艳婷.科学概念教学五要素.J.生物学教学. 2

7、010(2):9。 科学概念是在教学过程中通过揭示概念内涵而形成的概念陈琦，刘儒德.当代教育心理学M.北京师范大学出版社.2007:270。2、小学科学概念的分类与说明从小学科学课程标准角度看，科学内容标准包括物质科学、生命科学、地球科学三大领域的相关基础知识。前三个领域是自然科学中最重要的领域，是适合于儿童学习的最基本核心概念，为儿童的终身学习和生活打下良好的基础。从知识性质来看，科学概念可分为具体概念、抽象概念及定义性概念。具体概念指反映事物的某种属性或事物与事物之间的某种关系的概念。抽象概念一般指的是某一类事物，而不是某一个事物。抽象概念是由具体概念依其“共性”而产生的，把具体概念的诸多

8、个性排出，集中描述其共性，就会产生一个抽象性的概念。指不能通过直接观察，只能通过概念的定义获得的概念，检验的标准是通过具体情景，论证概念反映的关系。二、研究设计（一）研究对象本研究结合教育顶岗实习，在实习校沁水县张马小学，对该校36年级共计100名学生进行调查，三年级24人；四年级24人；五年级26人；六年级26人。（二）研究方法教育行动研究。本研究还结合笔者在农村小学担任一线科学教师时，通过实地观察学生、访谈学生以及在教学过程中的见闻和案例，对概念教学的研究更具有实际参考作用。问卷调查法。由于本研究在调查过程中，需要对学生进行走访调查，以了解不同教学方法对他们学习科学概念的帮助程度，因此，笔

9、者将采取问卷调查的形式，通过对调查结果的总结归纳，在农村小学科学概念教学中哪些方法有效，哪些无效，为论证改善措施提供实践依据。三、农村小学科学概念教学前中后所出现的问题随着新课程改革的实施和国家对教育经费的投入，农村小学教学硬件和软件上都有很大的提升。有些农村小学有自己独立的实验教室、电脑室，每个教室都配有多媒体，各种教学用具和器材一应俱全。修订后的教科版小学科学教材注重了科学概念的教学。以科学概念作为教学目标，将促进学生对事实的理解，有助于他们形成重要的科学观念和思想，体现了科学教育的新方向。但是，在现实教学中，传统的粉笔加黑板式教学仍然占主导，甚至出现部分教师叫学生死记硬背科学知识的现象，

10、把科学概念的掌握，简单地理解为识记一些事实性的科学知识，从而增加了学生的负担。（一）在概念教学前的问题一堂好的完整的科学课堂和其他课堂一样，紧抓教学前的工作是基础。教学前的工作无外乎就是备学生、备教材、备教具。然而在真正的一线教学岗位上这些往往被多数教师所忽视。1、备学生学生在生活中接触自然，经过一段时间后形成了自己对自然的一套系统的认识，这些认识是建立在其生活经验上的，具有解释一些自然现象的能力，这就是学生的前概念。前概念在学生的科学学习中扮演着非常重要的角色。新概念的形成建立在它的前概念基础之上。当科学概念和前概念比较一致时，学生就容易理解；反之，他们就会觉得很难。所以在实际的科学教学中，

11、如果教师能够把握住学生的前概念，就会使得教学有的放矢，就能更好地提高教学效果徐春建.前概念对小学科学教学的启示J. 教学与管理. 2009(8)。但学生的前概念往往带有一定的局限性，或者其概念本身就存在问题，与科学概念或多或少存在差距。农村小学在进行科学概念教学之前，教师往往忽视或者不了解学生的前概念，在进行课堂教学时就会增加学生的负担。比如：在教科版四年级上册液体之间溶解现象学生之前学习了“溶解”的概念，但让他们仅仅结合生活经验比较胶水、洗发液、醋、食用油、酒精是否溶于水时他们往往会很吃力，因为学生在日常生活中并未刻意去观察过这几种物质的溶解现象，这时教师在进行新课讲解时就应该充分考虑到学生

12、在这方面存在前概念的不足。并采用一些方法发现和纠正这些前概念的偏差和不足。2、备教材小学科学课程标准规定科学内容标准包括物质科学、生命科学、地球科学三个领域的相关基础知识。这三个领域是自然科学中最重要的领域，是适合于儿童学习的最基本核心概念，为儿童的终身学习和生活打下良好的基础。教师在对每堂课所要讲解的核心概念上缺乏有力把握，往往把核心概念与科学知识混为一谈。比如：在教科版四年级分离食盐与水的方法核心概念是“蒸发”，但本课用大篇幅重点介绍的是实验器材和注意事项，因此，教师就容易忽视本课的初衷分离可溶性物质用“蒸发法”这个核心概念，而花费大力气去介绍器材和事项这种非科学概念和操作技能。导致课后练

13、习时学生仍然将“蒸发”和“过滤”这两种核心概念区分不开，学生一做题就选“过滤”。这样，再想纠正教师就要下大力气了，这就无形中增加了教师和学生的负担。3、备教具科学探究是科学学习的中心环节。科学探究能力的形成依赖于学生的学习和探究活动，必须紧密结合科学知识的学习，通过动手动脑、亲自实践，在感知、体验的基础上，内化形成，而不能简单地通过讲授教给学生。教具作为教师辅助教学的用具，有着其它手段不可替代的作用。教育学心理学的研究成果表明，学生在形成知识和生成概念的最初阶段，都必须借助于感觉，先把具体事物的观察和接触转化成与具体事物无关的感性认识，再把感性认识转化成为抽象、概括的理性认识。由于形象思维是小

14、学生的主要思维方式，建立概念光靠老师讲述是不行的，很多看不见摸不着的东西都要靠一些具体直观的教具把它们演示出来陈琦，刘儒德.当代教育心理学M.北京师范大学出版社.2007。然而在实际的教学过程中，教师往往图省事，经常不借助教具去教学，这部分教师甚至对仪器室有哪些与科学相关的仪器设备都不是很清楚，使诸多精良的仪器设备在黑屋子蒙尘，这不仅浪费国家资源，同时更是对学生的不负责任。比如：在学习温度与气温这节课时，需要学习一种测量温度的仪器温度计，虽然是学习温度计，但学生容易把它和体温计上的刻度相混淆，这时教师就应该借助教具，让学生具体观察这两种仪器的不同和使用方法。为学生将来升入中学重新深入学习这两种

15、仪器或更复杂的同类别仪器时能有正确的前概念支撑。又比如：在科学教材中有许多小学生从来没见过或听说过的事物，诸如风速仪、风向标、弹簧测力计、蒸发皿等等，如何让学生对这类事物生成概念，教具就显得非常重要。（二）在概念教学过程中的问题课堂是教师进行科学概念教学的主要场所，也是科学概念教学的最核心的过程，学生能不能纠正错误概念、能不能建立正确的概念，全都要看教师在课堂上如何组织教学，采用哪些方法。一旦在这个过程出现失误，让学生陷入先入为主的境地，教师要想再挽回可就要费力气了。然而在现实农村小学科学课堂上，这种情况每时每刻都在发生。1、以粉笔加黑板的传统教学模式为主由于社会的进步，科技的发展，使得知识更

16、新换代的周期大大缩短，对学生和教师也提出了更高的要求。在这一时代背景下，许多教育领域的专家学者对传统教学提出否定，呼吁运用现代教学模式培养新时代的接班人。新的教学模式的推行在一线的落实却是难上加难。对于农村小学科学教师来说，他们自己大都是在传统的教学模式中获得概念，或者说是在传统的教育熏陶中成长的骆敏. 正视传统 放眼未来 浅析传统教学模式的利弊及影响。他们在长期的教学实践中已经熟悉了自己所教授的知识，习惯了自己教学的方法，甚至在备好课的基础上，不用对课堂教学进行过多的设计，凭着一支粉笔就可以轻松地上完自己的课。然而他们却忽视了学生有“审美疲劳”，忽视了科学概念的类别有不同，并不是所有的科学概

17、念都可以以一种万能教学模式教授。比如：6年级电磁铁的磁力这节课，如何掌握改变电磁铁磁力大小，并不能仅靠一张嘴，一只粉笔，一块黑板就可以给学生讲解清楚，因为学生头脑中没有可支撑的前概念，所以实验教学、多媒体教学、视频教学都可以是很好的选择。同样对于6年级电和磁这章的内容都可适用。2、忽视教材上的概念图概念图是一种视觉组织工具，它利用图示的方法来表达人们头脑中的概念、思想、理论等，是把人脑中的隐性知识显性化、可视化，便于人们思考、交流和表达。把概念图作为一种科学的教学策略，融入到小学科学教学，对于刚刚接受科学启蒙教育的小学生而言，是一种有效的科学教学策略，可以帮助学生以直观形象的方式表达知识结构，

18、能有效地呈现思考的过程及知识的关联，引导学生进行意义建构，理解抽象概念，提升逻辑思维能力，加深记忆，促进学生良好认知结构的形成，可以帮助教师和学生提高教学效率，是一种符合建构主义理念的教学策略。教学过程中教师往往忽视教材当中所罗列出来的这些概念图。像3、4年级的维恩图、气泡图、卡通图；5、6年级的流程图、列表等。教师只看到了图表里的知识点，却忽视了这种方法，更谈不到总结这些图表的作用。3、教学方法单一受传统教学模式的影响，许多教师的教学方法死板，教学手段单一，几十年来都是一块黑板、一本书、一只粉笔贯穿整个教学活动，在科学技术飞速发展的今天，教学容量的增大，知识的不断更新，也向传统的教学手段提出

19、挑战。比如：对于通过操作来得出的科学概念，诸如“蒸发”“过滤”“侵蚀”“拓片”“反冲力”都可以通过实验探究的方法来构建；“风化”“如何制砖”“造纸术”“食物如何消化”等过程类的概念可以通过视频、幻灯片、流程图等方法来教授。教师也可结合乡村资源运用参观法带学生到田野去观察小动物、植物等。单靠一两种教学方法想要把这些概念都教会给学生，是不可能的。（三）在概念教学后的问题伴随着课堂的结束，对于许多教师也就意味这堂课的结束，在成绩为重，考试中心的教育趋势下，多数教师忙于叫学生开始直接背记。但他们忽视了教学之后有些学生可能掌握了这些概念，有些学生可能仍然懵懂，有些学生甚至根本不懂。1、背诵为主的复习巩固

20、受传统教育的影响，背诵识记仍然是小学科学概念学习的重要手段方法，对于班级中反应较慢的学生，对课堂上科学概念不理解的学生，单纯的背诵记忆只会让他们缺乏概念联系。由于不理解事物的意义，没有与已有知识联系，新知识难于纳入个人的认知结构，不易融化为个人的知识成分，所以记忆效果差，费时多，效率低，遗忘快，增加负担。由于受课时限制和教师自身观念影响，教师们往往认为记到脑子里到考试不忘就是最终目的。不仅仅在农村小学存在这样的情况，城市小学同样存在以背诵为主的现象。2、学生缺乏亲身体验的机会对于刚开始学习磁铁的学生，他们仅仅只知道，磁铁可以吸引铁这种金属，对于磁铁和地球一样具有南北极这样的科学概念，他们很难理

21、解。又如，“拓片”是一种研究树皮的方法，如何正确理解这个概念，最好的方法是让学生亲手拿着一张白纸和一支粉笔去实实在在的拓片一张树皮的表纹。而在农村小学科学课堂上，教师却不会专门拿出一节课让学生亲手去验证磁体具有南北极，去拓一张树皮的纹路。这对学生理解这类抽象从未见闻的科学概念简直是难上加难。四、在科学概念教学过程中教师采用的方法及策略（一）概念图概念图在小学科学概念学习中起着重要的作用，根据调查显示，与传统教学相比概念图有着对学生理解概念、记忆概念不可替代的作用。如图1：图1 36年级小学科学概念图的比较可以看出36年级的多数学生并不否认传统教学在概念教学中的作用，相对于低段34年级学生他们比

22、较亲睐于使用概念图，3年级超过70%的学生认为气泡图和卡通图在学习概念时起很大帮助，接近80%的认为维恩图效果很好，64%认为网络图帮助很大，认为概念图没帮助的仅占很小的一 部分。对于高段56年级的学生，他们更加亲睐于卡通图和网络图，由于随着知识抽象程度的加大和知识量的增加，简单的概念图已经不能满足他们的需求，他们需要理解概念，将概念更加系统化，可以看出56年级认为卡通图和网络图帮助很大的的人数所占比例很高，其中有接近90%的五年级学生认为网络图对学习科学概念帮助很大，五年级学生喜欢气泡图的竟然不到10%。1、气泡图以科学概念为中心，特征、属性、科学知识相联系气泡图是一种简单的网状图，它是一种

23、适合于刚开始学习科学课的低段年级学生的概念图，主要集中于34年级。它帮助学生对中心词（核心概念）作出联想，记录下他们已经观察和了解到的内容。使用气泡图有助于学生整理加工已知的信息，要注意的是，它们各有侧重点。气泡图中记录的内容应当是学生切实观察、检测到的，因此，气泡图更注重于学生对即时观察的已知信息的整理和反馈。教科版科学3年级上“材料”单元谁更硬一些一课，有关于“金属”的气泡图内容。这是三年级学生刚接触气泡图的第一课，教学时教师在黑板上以“金属”，作为中心词板书出示，为气泡图做准备。在学生完成“比较硬度”、“观察用砂纸打磨后的金属光泽”、“用铁锤砸扁铜丝”、“比较传热性能”等一系列探究活动后

24、，让学生以小组合作的形式回顾、整理金属的各种特性，填写气泡当中。这样，一副气泡图就诞生了（图2）。使用气泡图便于学生及时整理和反馈探究活动中获取的信息，有利于直觉思维的形成，促进对整个知识架构的掌握，促进对核心概念的有关信息的联系与掌握，加深对概念的学习。坚硬金属光泽延伸性金属传热性导电性不溶于水 图2 金属特性气泡图分析教科版科学教材不难发现气泡图从3年级开始到6年级，气泡图是一种使用很广泛的方法（如表1），除此之外，教师同样可以发挥自己的创造性，在充分了解教材重点的基础上运用气泡图去归纳总结其他概念，如图3，是4年级第二单元“光”，在学完本单元后用气泡图总结出的有关光的特点。表1 教科版小

25、学科学气泡图使用情况单元课例概念图类型内容三年级第三单元2 谁更硬一些气泡图金属的特性3 比较柔韧性气泡图塑料的特性5 材料在水中沉浮气泡图木头的特性三年级第四单元1 水气泡图水的知识4 我们周围的空气气泡图空气的知识四年级第一单元1 我们关心天气气泡图天气对生活影响四年级第四单元1 身体结构气泡图运动时身体哪些结构参与六年级第四单元8生物多样性意义气泡图生物多样性与人关系潜望镜 光墙图成白色小孔成像 汇集光线 的方法光越强温度越高直线传播凸透镜反射凹面镜排队图3 四年级光的特性及应用2、卡通图将科学概念寄予幽默的图片内概念卡通利用卡通图画的形式，系统地将常见的科学概念融于日常生活的相关情境中

26、，通过提供多种不同的观点来引发学习者的认知冲突，从而激励进一步的思考。概念卡通不同于一般的只为娱乐读者的诙谐幽默的卡通图片，它以激起讨论、启发和促进学习者的探究、提高学习者的科学素养为最终目的。教科版小学科学，教材上一个很大的特点就是穿插了许多图片，在这些图片当中一部分是实物照片，另一部分当属诙谐有趣的卡通图片，这些卡通图片并不仅仅只是吸引学生的兴趣，让他们觉得好玩，最重要的一点就是这些卡通图中富含对某个概念或若干概念深刻寓意，教师应当注意每节课中所出现的卡通图片。以下几张是富有代表性的卡通图片。图4 六年级做框架卡通图这是6年级第二单元第五课做框架里面的一副卡通图，问题是：如何使框架更坚固且

27、不易变形？图片中展示了框架中的两个小人，一个是向外撑，一个是向里拉，但他们都有一个特点就是把两个对角死死固定住，这就使学生理解要想使框架更坚固，最好的办法就是增加一个“斜杆”，这样就顺利引出“斜杆”这个核心概念。图5 六年级电能和能量卡通图图5是6年级第三单元电能和能量的插图，目的在于考察学生对能量间相互转化掌握情况。在这幅卡通图中涉及到太阳能转化学能、化学能转机械能、机械能转电能、电能转热能。学生如果能深刻体会到这幅卡通图内的寓意，这对他学习理解能量转化将很有帮助，对“能量”这个概念就会有更深刻的感受和理解。因为这幅图已深深印刻到他的头脑中。3、网络图对科学概念系统化、条理化整理伴随小学生课

28、业负担的加重，越来越多的知识概念需要他们记于脑中，如果小学生不能将头脑中的知识概念系统化，条理化，就很容易遗忘。网络图是我最喜欢采用的教学方法。一方面它能突出每堂课重点知识和概念，使之系统形成体系结构；另一方面它又能强调知识概念间的交叉和联系，这是一种师生都很喜欢的教学方法。图6是一副具有代表性质的网络图。概念：风吹来的方向测量仪器：风向标种类：8种概念：以风每秒行进多少米计算测量仪器：风速仪级别：13个级别（012）风向风风速图6 四年级风向和风速网络图该网络图是针对4年级风向和风速来编写的网络图，该网络图系统的对风这种自然界客观存在的事物的特性、测量仪器、分类进行了罗列，便于学生比较风向和

29、风速的不同。4、维恩图对两个或多个科学概念的相同点与不同点进行比较维恩图是一种选择、分类和比较信息的非常有用的工具，它的作用是梳理学生的观察比较结果，形成比较明确的概念，并显示这些概念之间的关系。维恩图的操作方法是先把两个个体的特点分别写在各自的框里，然后对照两边的特点，把共同的特点写入交叉的位置，再把两边共有的特点划掉。在教学三年级科学上册植物单元时，教材对大树和小草作为例子进行对比，大树和小草的形态特征区别非常明显，学生在比较过程中能够很容易体会到两个个体之间的巨大差别，从而获取两者之间多个零散的知识点。维恩图帮助学生把这些零散的知识点分类集合在一起，梳理形成木质茎、草质茎等概念，然后从樟

30、树和狗尾草的分类信息中找到信息之间共同的内在联系，感知对“植物”概念的理解。如图7：大树小草长在土壤里，需要阳光、水分，植株高大，茎粗，很硬，有根、茎、叶，会开花结果、有种子，多年生寿命长长在土壤中,需要阳光、水分，植株矮小，茎细、较软，有根、茎、叶，会开花结果、有种子，一年生寿命长在土壤里需要阳光、水分有根、茎、叶会开花结、有种子图7 大树与小草的相同与不同利用这个维恩图，教师和学生在头脑中构造出了一个清晰的“植物”概念框架，体会到植物生命体的内在联系和特征，从而指向“植物”单元的核心概念。维恩图分类比较信息的方式使得实验观察及汇报交流活动，变得十分有条理，学生方法正确，思路清晰，科学素养得

31、以进一步提升。除此之外，3年级还有多处运用维恩图的地方（见表2）。表2 三年级运用维恩图的单元章节单元课例概念图类型内容三年级第一单元3 大树和小草维恩图找出大树和小草的相同和不同4 观察水生植物维恩图找出水生植物和陆生植物的相同和不同6植物发生了什么变化维恩图新叶与旧叶相同与不同三年级第二单元4蚯蚓维恩图蚯蚓与蜗牛的相同与不同6金鱼维恩图蚂蚁与金鱼的相同与不同三年级第四单元2 水和食用油的比较维恩图水和食用油的相同与不同3 谁流的更快一些维恩图固体与液体的相同与不同7 我们周围的空气维恩图水和空气的相同与不同（二）实验法好动是孩子的天性表现，兴趣是最好的老师，是开发智力的催化剂，是激发学习内

32、驱力的强心剂，是最积极的内在学习动力，是促进人们求知欲的强大动力，是一切课堂活动的基本动力。古人云：“知之者不如好知者，好知者不如乐知者。”在实验与观察中，可以充分发挥儿童视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉的作用，靠眼看物体的形状、颜色、大小、运动；靠耳听物体发出声音的高低、强弱、音色；靠鼻闻物体的香、臭等气味；靠手摸物体的冷热，表面的光滑、粗糙以及其它质感；靠手捏、掂去感觉物体的软硬、轻重。实验对他们来说是最有吸引力和凝聚力的。所以在科学概念教学中实验法是激发学生学习兴趣的有效手段。表3 六年级第三单元前四课课节标题内容1 电和磁通电导线与指南针如何使通电导线周围指南针偏转角度增大2 电磁铁如何改

33、变电磁铁南北极3 如何增加电磁铁磁力（一）电磁铁磁力与电流关系4 如何增强电磁铁磁力（二）电磁铁磁力与缠绕线圈关系表3是6年级第三单元前四课，可以看出，对于“电与磁”这类抽象的科学概念，想要研究其独特的特性，不借助实验学生让学生亲手操作、探究，学生是很难理解学会这类概念的。以“影响电磁铁磁力大小的因素”为例，具体分析实验法对学生习得科学概念的帮助。实验目的：研究电磁铁的磁力大小是否与电流的大小有关。实验器材：电磁铁、电源、开关、粗细不一的导线若干、金属线圈若干、大头针若干。实验步骤：研究电磁铁的磁力大小是否与电流的大小有关。通过改变电流的大小进行通电（控制变量法），通过吸起大头针的数量来记录数

34、据并写在表4中。表4 电流影响电磁铁磁力大小记录表电池个数吸取大头针数第二次第三次平均数一节电池两节电池三节电池教师在实验之前不要告诉学生任何结论性东西，并面向全班进行一次实验，让学生仔细观察，之后让学生分组合作来完成这个实验，并把数据和结论写出。让每小组把实验所得结论在全班同学面前复述，教师注意对学生在实验中出现的问题进行纠正。通过此实验，学生自己便可探究出“电流的大小可以影响电磁铁磁力大小”这个核心概念，并牢牢记于脑中。根据调查如下图8：图8 36年级实验法对学生学习科学概念比较图实验法是小学生在学习科学概念非常有帮助的一种方法，从3年级70%6年级的近90%，随着年级的增大，帮助程度更大

35、，它的作用不可忽视。（三）概念纠正扭转法儿童并不是空着脑袋进入教室的，在日常生活和以往的学习中，他们形成了大量的知识经验，其中有些观念是与科学概念相一致的，可以作为新知识的起点，但也有很多理解与当前的科学理论相违背，这就是错误概念。比如有些学生认为“太阳绕着地球转”、“越重的物体落地越快”这些都属于错误的前概念。人在受“先入为主”的影响下，往往后习得的知识概念很难取代已经扎根多年的前概念的地位陈琦，刘儒德.当代教育心理学M.北京师范大学出版社.2007:276。因此教师在教授新的科学概念前，一定要发现并极力纠正学生头脑中的错误概念。1、发现错误概念（1）提问法提问法是发现学生错误概念最简便的方

36、法，通过提问你可以很迅速的发现一个班级之中有多少学生在某个前概念上存在错误和偏差，以下是调查研究：在面对是张马小学36年级100多名学生时，抽取35年级学生进行调查，分为两块，一部分是已经系统学习过声音单元的四年级24人、五年级学生26人（已学），另一部分是还没有学习过有关声音知识的三年级学生30人（未学）。随机抽样进行访谈，情况如表5：表5 人体发生器官调查表未学（单位：人）已学（人）总数（人）嘴唇909喉咙91827声带42529舌头505不知道3710由表5可知，在老师提问“人是用什么发声”时，在80人中便可迅速发现有27人前概念存在偏差，14人头脑中有错误概念，10人没有概念支撑，仅有

37、29人具有正确的概念。（2）画图法画图法是让学生通过画图，教师发现在其头脑中的错误概念，这种方法最大的好处是让学生全身心放松于作图的过程中，把自己头脑闹中某些观念，用画笔展示出来，他们所画出来的事物，往往是最能反映自己头脑中前概念的东西。在3年级学习“动物”这个单元时，分别要学习4种动物的身体结构，分别是蜗牛、蚯蚓、金鱼、蚂蚁。学生在日常生活中都见过这些动物，但如果教师让他们用画笔画出来这些小动物时，问题却非常大。例如，在让学生画蜗牛的时候，许多同学在画蜗牛触角的时候，仅仅只画一对触角，而事实上蜗牛是有两对触角，一对长，一对短。而让学生画蚂蚁的时候，有的学生画两对足，有的学生画三对足，事实上蜗

38、牛有三对足且都长在胸部，所有人都犯的一个错误是蚂蚁的足画到了腹部位置。在画蚯蚓的时候，几乎所有的学生画的都像毛毛虫，原因很简单，他们在平日里并没有仔细观察蚯蚓的一个非常重要的身体结构环带，而环带是区分蚯蚓头和尾最重要的依据。2、“冲突策略”扭转学生前概念前概念是在学生没有相关方面概念涉及的情况下产生，具有“先入为主”的优势，所以学生的前概念往往具有顽固性的特征，同时又由于前概念本身具有解释一些现象的能力，所以学生处于认知平衡的状态，如果不去刻意的挖掘，这些概念将继续留在学生的脑海中，不会表现出来，即前概念具有隐蔽性的特点应建清. 前概念初中科学概念教学的着陆点J. 中学生数理化（教与学）. 2

39、012(1)。所谓认知冲突，就是学生原有认知结构与新现象之间无法包容的矛盾。学生在学习新知识的时候，总是试图用原有认知结构来同化对新内容的理解陈琦,刘儒德.当代教育心理学M.北京师范大学出版社.2007:278。教师应该允许学生为自己的前科学概念辩护，使学生之间或师生间充分交换对同一事物与概念的不同看法。当学生发现他人的观念比自己更合理，能更好地解决自己悬而未决的问题时，他们往往会对自己先前所持有的观念提出怀疑和自我反省。当遇到不能解释的现象时，就会引发认知冲突。一旦引发认知冲突，就会激起学生的求知欲望和好奇心，从而更易于接受新的、正确的科学概念。正因为如此，科学教学如果要达到良好的效果，就需

40、要老师通过一些方法刻意去打破学生认知的平衡，使之不平衡，从而产生认知冲突。而这些方法就是本文中讲到的“冲突策略”。例如食盐在水里溶解了一课，当学生认为自己对于“溶解”的解释是正确的时候，教师呈现面粉和水的混合物，让学生观察面粉在水中是否溶解了。此时，教室里就出现了不同的声音，有的认为面粉看不见了，是溶解了；有的认为面粉的颗粒没有消失，没有溶解；还有的认为面粉一部分溶解了一部分没有溶解这时学生就对自己对“溶解”的解释产生一丝疑惑，一丝怀疑，正是这种怀疑，为“溶解”概念的学习注入强大的动力。同样在讲解“蚂蚁”、“蜗牛”、“蚯蚓”身体结构时亦可采取“冲突策略”。总而言之，“冲突策略”是小学生学习科学

41、概念行之有效的策略。3、构建全新概念首先，要沟通新旧概念间的联系。教师要使学生能尽快从认知结构中找到同化新概念的起固定作用的概念，以提高概念教学的效率。例如，学习“反射”应使学生联系到以前知道的“反应”概念。学习“条件反射”、“无条件反射”概念时，使学生想到“反射”，这样把学习建立在学生已有认识基础上就会减少“成本”，提高学习效率。其次，要建立相关的概念图。由于一般人对几何图形的把握主要由右脑来完成，而对对象的抽象思维则主要由左脑来承担，所以。概念图是充分整合大脑资源，提高学习效率的有效工具。概念图最好由学生参与设计。也可以把科学概念体系先画成一个个系统框，然后由学生来填充概念，这种做法就值得

42、仿效。最后，要随机点拨，完善科学概念。概念的内涵往往不能一下子把握。有心理学家指出，小学生建立“祖国”这一概念要经过几个年龄段的不断强化才能完成。同样在小学科学当中这样的概念也不乏少数，比如“摩擦力”在小学阶段我们只学习掌握它阻止运动的性质，但到了中学，我们就要学习它帮助运动的情况了。因此，我们对同一概念的学习不可能一次到位，要在不同时间多次进行，并且每次的情境都要经过改组，而且应着眼于问题的不同侧面。（四）概念直观教学法随着教育的不断发展与进步，各种教育技术在现代课堂教学中的应用也呈蓬勃发展之势。DVD、多媒体投影、平板电视、电子白板、实物展台如雨后春笋般迅速地进入我们的课堂。在小学科学概念

43、教学中，概念直观教学将概念的抽象概括性转化为直观形象性，把理性的思想和思维借助其他手段加工和处理，并以学生可感知的形式进行科学演绎，帮助学生形成了概念的物化，而且还能存在物质的视觉效应和美感. 根据调查如图9：图9 36年级小学科学概念直观教学法比较调查显示：概念直观教学对于单纯的讲授具有很大优势，而这四种概念直观教学方式，视频教学是四个年级公认的好方法，超过80%的学生认为视频教学或多或少都有助于学习概念，除此之外，多媒体也是学生较喜欢的方法。而对于实物和图片，各年级差异较大，主要原因是教材所要求学生学习的知识间存在差异。比如，对于图片展示，3年级上册，主要的知识概念较具体，与学生生活联系紧

44、密，而五年级则不同，不管是“地形地貌”还是“食物链”、“食物网”都是学生生活中不常感知的，他们急需用可感知的方式去学习这些概念知识，这是图片和实物就起到很大作用，因此五年级更亲睐图片、实物。如何在小学科学课中进行概念教学。教师该怎样正确合理运用这些设备在课堂上，成为一个值得研究的问题。1、实物模型展示在小学科学概念教学中，特别是低段教学中，教学内容经常涉及到对某些实物进行介绍。而这些实物恰恰正是需要掌握的科学概念。由于有些实物不是学生在日常生活中经常能看到的，有些实物不利于学生观察；倘若仅用语言介绍，学生又会因年龄太小和理解能力问题而导致课堂教学效果不佳。然而，通过实物辅助教学却能起到事半功倍

45、的效果。例如4年级在学习“蒸发”实验时需要实验仪器蒸发皿、石棉网，蒸发皿和石棉网是学生从未接触过的事物；3年级在学习使用“量筒”的注意事项时，学生连量筒都未曾见过，如何能理解其使用事项；除此之外诸如“弹簧测力计”、“凸透镜”、“凹面镜”、“地球内部结构”等等，教师在讲解时都应具体向学生展示其实物或是模型。使用实物模型进行科学概念教学，可以使学生头脑中原本模糊的事物，模棱两可的概念，通过实物展示进一步加强巩固概念在头脑中的表征。同时，小学生对新鲜事物都具有浓厚的好奇心，在长期的口耳教授的课堂上，实物模型又可以给枯燥乏味的课堂增添乐趣，有利于激发学生的学习兴趣。这一点相信每位教师在学生时代都有深刻

46、体会。2、图片展示在小学科学内容标准物质科学、生命科学、地球科学三大领域中，涵盖了大量的科学概念，在这些概念当中物质科学领域诸如云、雾、露、霜、雪、冰雹这类科学概念，借助图片来教学，能让学生深切感受这些天气现象各自独特的特点和它们给人类所能带来的影响；生命科学领域需借助图片教学的地方更多，诸如核心概念“食物链”、“食物网”，一些学生不了解的动物如蓝鲸、大象、蜂鸟，植物当中水葫芦、狗尾草、樟树、向日葵的一生，人类的身体结构如肺、胃、肠、耳等等，如果不借助图片让学生去观察，学生只能从自己的生活经验或是从原有认知结构中提取相关概念，来对这些具体事物或概念进行判断。不利于学生对概念的学习；地球科学领域

47、这部分当中要求学生具备很强的空间感。尤其是5年级部分，如第三单元地球表面及其变化 ，诸如地壳、地幔、地核、火山喷发、地震、侵蚀的地貌、风化的地貌等，只靠教师的口述是很难把问题讲清楚的，学生也不可能完全接受，更不用说培养他们的空间感了，所以在讲解这部分知识时，必须借助图片使学生一目了然。3、运用多媒体进行教学对问题的理解是学生掌握概念的关键。单靠语言的描述和图片的展示，很难在学生的大脑中留下深刻的印象。多媒体教学就有动感，并能将声音和画面有机结合。运用多媒体把所教学的内容具体化、形象化、生动化、趣味化，将具体的事物在虚与实、快于慢、大与小、远与近、部分和整体等形式上相互转化，特别是关键问题的特写镜头，有利于学生更快、更准确理解和掌握复杂抽象的科学概念，加强认识的深刻性。如在讲授4年级食物在体内的旅行时，学生都