如何围绕科学概念组织教学

吴剑平

摘 要 围绕科学核心概念组织教学已成为当下科学教学关注的问题。本文以《用橡皮筋作动力》一课为例，谈如何围绕“弹力”概念，设计一系列的体验、探究活动，让学生理解弹力的概念。

关键词 科学概念 组织教学 探究活动

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2015.06.069

How to Organize Teaching around Scientific Concept

WU Jianping

（Liancheng Experimental Primary School， Longyan， Fujian 366200）

Abstract Scientific organizations around the core concept of teaching has become a matter of concern present science teaching. In this paper， "powered by a rubber band，" a class， for example， talk about the concept of how "elastic" concept， to design a series of experiences， exploration activities to enable students to understand the elasticity.

Key words scientific concept; organize teaching; inquiry activity

传统的科学教学往往强调对学生进行事实性知识的教学，教师往往努力给学习者尽可能多的事实，然而在教学实践中我们常发现一节课结束后，学生却收获颇少。因此教学中应该围绕科学的核心概念进行组织，学习重心也应该从记忆事实转移到理解核心概念和更为根本的知识为主，培养和发展学生的思维能力。

教科版五年级上册《用橡皮筋作动力》一课，之前自己开过公开课，也曾指导别的老师上过市的评优课。以前我被教学用书上的建议束缚住，把探究“橡皮筋缠绕的圈数与小车行驶的距离”当作本节课研究重点，注重学生收集数据，整理数据的能力。整节课下来，学生的学习兴趣盎然，但实际的效果不是很理想，不仅费时拖堂，而且大多数学生对“弹力”概念还是不甚理解。在这学期的龙岩市名师工作室暨县的教研活动中，我又选择这课作为教学内容。本单元的核心概念是“力作用于物体会改变物体的运动”，通过观察和实验，感知各种常见的力（重力、弹力、摩擦力）。我决定改变原来的教学思路，对教材进行修改，围绕“弹力”的概念组织教学，设计了一系列的体验、探究活动让学生理解什么是弹力，弹力是怎样产生的，弹力的大小和什么有关系，而把“橡皮筋缠绕的圈数与小车行驶的距离关系”的实验当作对弹力概念的巩固。这一改变不仅使学生理解了弹力的概念，而且获得了大家的好评。

1 观察、交流，揭示学生的前概念

在引入阶段，我演示了用橡皮筋弹射纸飞机。然后提问“是什么力量把纸飞机射出去的？”先让孩子们根据自己平时的经验来说一说。有的说：“橡皮筋有拉力”;有的说：“应该是橡皮筋会产生力把纸飞机弹射出去”;有的说：“橡皮筋有弹力”。孩子能说出“弹力”一词，我连忙追问“你知道什么是弹力吗”？但孩子们无法说清楚。

在生活中，学生对于橡皮筋已经非常熟悉（特别是女生常用橡皮筋扎头发），而且对“弹力”也有一定的认识，但这种认识是无意识、无序的，是模糊的，是生活化的东西。究竟什么是“弹力”，学生很难说清楚。因此，在上课伊始，让学生观察“用橡皮筋弹射纸飞机”，并对是什么力量把飞机射出去进行研讨，不仅让老师了解学生的前概念水平，也激发了学生的认知冲突，为后续的学习提供良好的心理基础。

2 体验、探究，引导学生生成概念

在某种程度上，科学课的学习可视作改变学生初始想法的过程，不断修正和完善前概念的过程，即概念转化的过程。通过引入阶段的研讨，激活学生原有的认知结构与本课概念之间的矛盾，接下来教学就要通过一系列的探究活动拓展他们的思维，引导学生生成新的科学概念。在这一环节，我围绕“弹力”是如何产生的设计了两个体验探究活动，两个探究活动有特定的慨念指向内涵。

活动①：手拉橡皮筋，体验“弹力”的存在。因为“力”看不见、摸不着，通过实验体验，可以检索学生对“弹力”的认识，概念内涵指向“弹力，是在拉橡皮筋的过程中产生的”，这是学生第一层次的认识。

纸飞机能弹射出去，必须要有“力”的存在，这是学生最初的认识。于是我接着提问：“橡皮筋这种力是怎么产生呢？”然后请同学们拿起桌上的橡皮筋跟着老师做，分别用一个手指拉住橡皮筋的两端，然后慢慢把橡皮筋拉长，注意你的手指有什么样感觉，再慢慢放松，现在你的手指又有什么样的感觉？实验做完后，孩子们争先恐后要发言。有的说：“橡皮筋拉长的时候，手指会痛。”有的说：“不对，橡皮筋拉长后，感觉有一股力量把橡皮筋往回扯，手才会痛。”有的说：“感觉有股力让手指碰在一起，往回拉。”有的说：“橡皮筋往外拉的时候，手要用力，不然橡皮筋就会自动拉回去。”……从学生的回答中，不难看出，通过手拉橡皮筋，学生体验到橡皮筋被拉长后有一种往回缩的力。

活动②：对比实验，探究弹力产生的原因。把橡皮筋和线分别挂在铁架台的铁圈上，通过挂钩码观察橡皮筋和线的变化。通过对比探究，丰富学生对“弹力”第二层次的认识——“弹力”是在形状改变后，在恢复原来的形状时产生的。

在学生体验到橡皮筋被拉长后有一种往回缩的力后，如何让学生能比较直观的看到“弹力”是在形状改变后，在恢复原来的形状时产生的。经过思考，我决定用对比实验，通过在橡皮筋和线上挂、取钩码的方法观察它们的变化。在实验前我先让学生猜测：如果老师把一个50克重的钩码挂在橡皮筋上，橡皮筋会怎样？如果挂二个，橡皮筋会发生什么变化？这时我继续挂，橡皮筋会发生什么变化？如果我把钩码一个一个取下，橡皮筋又会怎样变化？由于有前面的经验，学生大都认为，挂上钩码，橡皮筋会变长，取掉钩码，橡皮筋会变短。是不是这样呢？橡皮筋还会有其他变化吗？我建议学生通过实验认真观察。在第二个活动中，学生观察都很认真，甚至有个别小组用老师提供的软尺在量每挂一个钩码后橡皮筋的长度的变化。endprint

挂上或取掉钩码后，橡皮筋有怎样的变化？孩子们争先恐后的举起手，有的说：“钩码挂得越多，橡皮筋越来越细。”有的说：“钩码挂得越多，橡皮筋越来越长。”有的说：“钩码挂得越多，橡皮筋变得又长又细，把钩码拿掉，橡皮筋又变粗了。”这个小组怎么会认为钩码拿掉后，橡皮筋变粗了呢，我连忙追问：“把钩码拿掉后，橡皮筋变得比原来更粗吗？”他回答是：“变回原来的样子。”……经历了这个观察活动，我继续问：“在挂钩码时，橡皮筋变得又长又细，这是它的什么发生了改变？把钩码拿掉后，橡皮筋怎样变化？孩子们非常自然地想到是橡皮筋的形状发生了改变，把钩码拿掉后，橡皮筋恢复了原来样子。

学生做对比实验，把钩码挂在线上，以及拿掉钩码后，观察线的变化。学生发现把钩码挂在线上和拿掉钩码，线都没有变化，还是原来的形状。

以上教学片断，可以发现学生的表达不断发生变化，从越来越细—越来越细、越来越长—又长又细—形状改变。快到前概念阶段向科学概念转变时，学生的表达更加细化，更加概括，更加科学，思维也从具体形象思维向抽象思维转变。兰本达认为：孩子开始使用抽象的词汇时，也就有了新的思想，他的语言更丰富了。正是基于这一系列体验、探究，并且通过分析、综合、概括，学生初步生成了“弹力”的概念。

3 分析、整理，引导学生形成概念

学生经历了两个探究活动，是对弹力概念不断完善、不断修正的过程。但学生在经历每个探究活动后，形成的弹力概念是不同层次的。如何让这些不同层次的概念融会贯通在学生头脑中形成完整的概念呢？所以在学生探究后，帮助学生理顺头脑中对“弹力”的零散知识，形成弹力概念，就显得尤为重要。但从课堂实际情况来看，孩子们还不能用完整的语言说出弹力的概念。这是不是表明这时孩子们的头脑中，还没有建立起我们所期望的弹力概念呢？这个问题曾经困扰我很久。

教学后，我们教研组讨论后一致认为：如果孩子们能说出“弹力”是橡皮筋在形状发生变化时会产生力，把拉力去掉后，橡皮筋会恢复原来的形状。说明他们通过这堂的学习已经在头脑中建立起弹力的概念。从课程实施情况来看，孩子们能借助挂钩码观察橡皮筋和线的变化这一对比实验较清晰地描述出——让橡皮筋往回缩的力来自哪里？橡皮筋在什么情况下，才会产生这种力？所以，我们认为孩子们已经建构了我们所期望的弹力概念，达到了预期的目标。

4 类比、推理，拓展概念的内涵

学生新建立的概念要真正成为自己知识体系的一部分，还需要知道如何运用新概念，用新概念去解释（判断）生活中的一些现象，这样才真正完成前概念向科学概念的转换过程。在学生初步建立“弹力”的概念后，教师提供竹片、平头夹、压簧、铜丝、铝丝等材料，让学生找出能产生弹力的材料，意图在于运用类比推理等方法来丰富“弹力”概念的内涵。这里分类的意义有二：检验学生所获新知;使“弹力”概念内涵更为丰富，不仅拉可以产生弹力，弯折、压物体，也可以产生弹力。

在教学中，大部分的小组都能找到三种材料（竹片、平头夹和压簧）有弹力。从具体的效果上看，学生对“弹力”概念的掌握，还是不错的。

在本课教学中，体验、探究贯穿于整节课，是让学生经历一个个典型的（并且赋予每一个活动以概念内涵）活动的过程，是让学生运用多种方法收集关于“弹力”信息的过程，同时也是让学生对“弹力”概念不断清晰完善的过程。并且利用类比推理等方法，使“弹力”的概念内涵更为丰富，促进概念的迁移。围绕科学概念组织教学，至少能实现两个基本效果：一是培养了学生的思维能力，使其不仅仅停留在知识理解层面，而且提高到综合运用和分析层面;二是通过理解科学概念，帮助学生理解生活中遇到的一些事件、现象，让学生明白在课堂中的科学探究活动是与他们周围的世界是有联系的。endprint