谈初小科学概念教学的衔接

2018-09-04 10:20吴丹
中学教学参考·理科版 2018年5期
关键词:衔接

吴丹

[摘 要]通过分析初中科学概念与小学科学概念的异同,寻找初中科学概念教学与小学科学概念教学的纵向衔接点,并通过创设实验与解决问题的情境、暴露错误概念、实施反例教学等形式进行初小科学概念教学衔接,从而降低初中科学概念教学的难度,提高初中科学概念教学效率。

[关键词]小学科学概念;初中科学概念;衔接

[中图分类号] G633.98 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2018)14-0079-03

在学习初中科学概念时,由于概念的抽象性,学生往往不能很好的掌握,其实初中的很多科学概念学生在小学就已经学过,初中浙教版和小学教科版科学教材相互交叉的科学概念就有130多个。如果我们在实施初中科学概念教学时能够充分利用小学科学概念的启蒙作用,就可以大大降低初中概念学习的难度。但是目前初小科学教师对于学生科学概念的纵向衔接基本处于忽视状态。本文通过分析初中科学概念与小学科学概念的异同,寻找初中科学概念教学与小学科学概念教学的纵向衔接点,并通过创设实验与解决问题情境、暴露错误概念、实施反例教学等形式进行初小科学概念教学衔接,从而降低初中科学概念教学的难度,提高初中科学概念教学效率。

一、初小科学相同概念间的差异

虽然初中浙教版和小学教科版科学教材相互交叉的科学概念有130多个,但初小科学相同概念间却存在很多差异。

1.相同概念表述不同

由于小学生的年龄层次较低、知识结构不完整及思维不缜密等,小学教材大多不用专业的、抽象的语言表述科学概念,概念的表述比较简略。如“凝固”这个概念,小学教科版科学教材定义为“从液态的水变成固态冰的过程”,小学以水、冰两个具体的物质下定义,直观、形象。而初中浙教版科学教材将其定义为“物质从液态变成固态的过程”,延伸到所有的物质。对于“速度”的定义,小学教科版科学教材提及“距离”,而初中浙教版科学教材则提及“路程”,它们的意义是不同的。

2.相同概念名称不同

3.相同概念深度要求不同

即使是相同概念,小学和初中的深度要求也不同。如“机械运动和力”在小学与初中科学教材中都有涉及,其中小学五年级上册《运动和力》一章,教材对拉力、重力、摩擦力等内容有介绍,帮助学生建立起有关力的具体形象概念,使学生对概念性知识有初步了解。而初中七年级下册第二章《运动和力》,内容从横向和纵向深入,在原有的关于一些力的概念基础上,横向上进一步学习“力的作用效果——改变物体形状或运动状态”和“力的作用是相互的”等内容;纵向上深入学习关于“力的测量、力的三要素、力的图示、重力与质量的关系、摩擦力的影响因素了”等内容。初中科学在学生原有的知识结构上进一步完善了“运动和力”的知识体系,深度上的要求比小学高多了。

4.相同概念教材呈现情境不同

情境教学是小学、初中常用的教学方法,相同概念在小学、初中科学教材中呈现的形式不同。图1是小学“光的反射”的教学情境,图2是初中“光的反射”的教学情境。从下面两副图我们看到,小学科学教材情境呈现色彩绚丽,图文并茂,形象具体,教学情境来源于学生身边,为大家所熟悉,学生便于观察,容易接受,学生学习起来兴趣浓厚。而初中教材的教学情境则是抽象的光路图,让学生纯粹地进行实验探究活动,学生一看到可能会觉得枯燥,有难度,从而产生畏难情绪。

二、整理初小科学目录表和初小科学概念比对表

初中科学教师要了解小学科学教材,我们可以搜集本县小学教科版三年级到六年级的科学教科书和教参以及初中浙教版七年级到九年级的科学教科书和教参,把初中、小学科学教科书中的章节做成目录,以便查阅。我们再根据整理出的初中和小學科学章节目录,找出两者共同或相关的科学概念,把这些科学概念按科学教学内容分为“生命科学”“物质科学”“地球、宇宙与空间科学”三个部分,并进行比对,整理出初小科学概念的比对表(如表1),以便查阅。

三、寻找初小科学概念的教学衔接点

1.根据初小科学概念的差异,确定衔接点

初中和小学科学概念在表述、深度等方面存在差异,初中教师在进行科学概念教学时要找准衔接点,教学时要做到有的放矢。对于小学学过的概念,教师可以略讲或不讲,以避免单纯地重复旧知识;对于小学错误的前概念,教师要设计方法进行转换;对于小学不完善的概念,教师要在初中科学教学中强调完善的部分。例如,初中和小学对“摩擦力”这个概念的表述,通过比较我们不难发现,初中对“摩擦力”的定义多了“相对”二字,“相对”显示出初中科学概念的严谨性。在初中摩擦力概念教学中,教师要讲一些将摩擦力作为动力的例子,把“相对”两字作为初中和小学“摩擦力”概念的衔接点。

2.根据学生的前概念,确定衔接点

在实施概念教学时,教师除了要了解教材中的概念差异外,还要对本班学生的概念掌握情况进行了解。为保证衔接教学的设计更有针对性,教师可以通过课前的衔接预习(如表2),来探测学生的小学科学概念掌握情况,找出初小科学概念的不同点,并把这些不同点作为衔接的切入点,从而降低概念学习的难度。

3.创设情境,进行初小科学概念衔接教学

(1)创设实验情境,修正原有概念

小学的科学教学借助大量的实验,通过让学生观察实验,强化学生的感性认识,进而有效学习科学概念。因此实验设计时我们应从初中和小学科学概念的衔接点入手,为学生建立科学概念提供感性材料,它可以是小学做过的实验,也可以是服务于衔接点的实验。

例如,在教学八年级上册《物质在水中的分散状况》时,就可以用小学四年级《食盐在水中的溶解》实验创设情境,学生通过观察实验现象的不同,修正原有概念,建立“溶解”“溶液”“悬浊液”“乳浊液”等新概念。具体如表3。

师:为了区分这些分散的不同现象,我们要给它们各自取一个名字,以示区别,从而得出溶质、溶剂和溶液的概念。

师:观察溶液的状况有没有发生变化?

(教师引出溶液的特性,即溶液是均一、稳定的)

师:物质分散在水中,除了溶解后形成溶液这种状态,还有像面粉和泥沙在水中不会溶解的状态。

(学生观察实验现象:沙沉在底部,面粉浮在水面上,建构悬浊液概念)

师:悬浊液有什么特征?

生1:不稳定,静置后分层。

(实验:把几滴色拉油滴在水中,让学生观察色拉油在水中的变化。色拉油不溶于水,不稳定,静置后分层。建构乳浊液概念。)

师:乳浊液有什么特征?

生2:不稳定,静置后分层。

(师生讨论总结三种混合液的异同并列成表格)

通过对溶解现象的观察,让学生理解“均一、稳定”的本质内涵,大大降低了学生的理解难度。正是学生对“溶液”概念的深刻理解,悬浊液和乳浊液的概念教学就水到渠成了。通过新旧概念的重组,引导学生修正自己的原概念,形成新概念,大大降低了学生概念学习的难度。

(2)创设解决问题的情境,完善概念

小学教材中大多不用专业的、抽象的语言表述科学概念,概念的表述较简略。比如,小学教科版科学教材对“杠杆”的定义是“像撬棍这样的简单机械”,对于杠杆的省力、费力则仅简单地凭用力点、阻力点的位置来进行判断,而初中则是根据阻力臂与动力臂的长短来判断的。显然,“力臂”应该是初小杠杆概念衔接教学的重点,教师要把力臂的认识从“点到点”转变到“点到线”。这时,我们可以创设一个问题情境,先让学生用原有的概念去解决问题,在解决问题过程中发现原有概念的缺陷;再引导学生去完善原有概念,从而建立杠杆、力臂的定义,掌握省力杠杆、费力杠杆的判断方法。下面是创设利用小学杠杆知识来解决问题的情境,从而完善杠杆概念的教学。

师(课件出示图3):这些工具是我们以前学过的哪种机械?

生:杠杆。

师:什么是杠杆?

(引导学生回顾小学的杠杆概念)

师:它们在工作时有什么共同特征?有哪些重要位置?

(让学生分析这些杠杆的共同特征并回忆小学的杠杆概念的三要素,从而让学生知道用力点和阻力点上施加的力就是动力和阻力)

师:你是怎么判断杠杆是否省力的?

师:我们已经知道力除了作用点外,还有方向。如图4,在B点挂一个重600 N的重物,在A点分别作用F1、F2、F3三个力,但方向不同,要使杠杆平衡,这三个力的大小一样吗?

(大部分学生想当然认为“用力点到支点的距离和阻力点到支点的距离”是两个点的连线的长度,所以认为F1=F2=F3。教师演示用弹簧测力计分别测出F1、F2、F3三个力的大小。学生观察比较,发现三个力大小不同,F3最小。学生产生认知冲突。)

师:我们发现在其他条件不变的情况下,作用在杠杆的同一作用点上的不同方向的力,产生的杠杆省力情况不同。那杠杆的省力情况应该怎么判断呢?

(通过这个实验引发学生思考,学生用小学的知识解决问题时出问题了,引出动力臂和阻力臂。师生一起画出F1、F2、F3三个力的动力臂以及阻力臂。教师把小学的“动力点到支点的距离”和“阻力点到支点的距离”转化到“动力臂”和“阻力臂”这两个概念上。通过作图,学生比较后发现F3对应的力臂最长,因此F3最省力。教师通过解决问题,降低了学生对力臂概念的理解难度,突破了教学的重难点。)

师:那如何判断省力杠杆和费力杠杆更准确呢?

(衔接到初中对省力杠杆和费力杠杆的判断)

师:杠杆除了三要素,还应该再加两个要素,即动力臂和阻力臂。

(衔接到初中杠杆概念的五要素)

4.充分暴露错误概念,并进行转化

小学科学概念的表述有很多并不准确。例如,小学科学对“重量”的定义就是模糊的。在小学科学三年级课程中有一节课是《比较水的多少》,其中一个办法就是比较轻重,小学关注的质量往往指生活中常用的多少克、多少公斤,而没有明显区分质量与重量的概念,而在初中科学中这应该是比较质量的大小。在进行初中科学“质量”概念教学时,教师应把小学生对“重量”的认识作为“质量”学习的前概念,充分暴露这个错误概念,并进行转化,实现初小科学概念的有效衔接。

5.运用反例教学,引发认知冲突

反例来自学生在学习科学概念之前头脑中原先存在的前概念,在概念教学中我们要分别将正、反两个例子呈现出来,引发学生思考,让学生推翻(或否定)先前认知,修正前概念。例如,对于“摩擦力”这个概念, 初中比小学的定义多了“相对运动”几个字。别小看这几个字,这对学生判断摩擦力的方向起了很大的作用,而对于摩擦力方向的判断,初中生和小学生都很容易犯错。教师可以多举一些摩擦力是动力的反例帮助学生纠正原先的错误认识,理解“相对”的含义。

总之,初中科学教师在进行科学概念教学时,要充分利用小学科学概念教学的纵向衔接,找准初小科学概念的衔接点,通过利用多样化的教学手段进行纵向有效衔接,从而降低初中科学概念教学的难度,提高初中科学概念教学效率。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 郝娟.新课程背景下初高中数学教学衔接问题的研究与实践[D].西安:陕西师范大学,2010.

[2] 邹一娜.科学探究学习活动中的概念转变策略研究[D].宁波:宁波大学,2011.

[3] 唐小俊.概念转变理论研究新进展及其对科学教学的启示[J].教育导刊,2008(6):4-6+22.

[4] 袁维新.概念转变理论及其对当代科学教育的启示[J].外国教育研究,2009(11):11-16.

[5] 李生琦.利用概念属性的约束关系建构本体论概念层次[J].计算机工程與应用,2009(19):45-48.

(责任编辑 黄春香)

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