初中科学核心概念构建的教学对策

□浙江省杭州市萧山区益农镇初级中学 童丽丽

世界上的事物多种多样，为了方便我们记忆，可以将事物进行归纳总结，梳理其中的关联性，从而形成系统的概念。由此可见，学习科学知识的过程就是将各种科学事实概念化，并促使概念发展的过程。从科学教材安排可以看出，通常都是以概念为核心，划分成若干个单元，每个单元的教学内容都是围绕概念性知识展开并对具体概念与原理进行解释。学生在科学学习的过程中，最为重要的一项内容就是构建核心概念，从而培养学生的思维能力。

一、核心概念的特点

（一）核心概念是本章内容的主导

对初中科学教材进行梳理可以发现，与核心概念明确有关的内容在科学教学中占据了十分重要的地位。例如，浙教版科学教材中《能量的转化与守恒》这节内容，核心概念“能量守恒”贯穿章节。学生学习动能、势能、机械能等概念后，通过具体事例构建“不论是生命运动、机械运动、化学运动等，在能量发生变化过程中，能量的总量是守恒的”这一概念。同时，教师给予情景任务，让学生时刻都能反思体验能量在变化中的不变。掌握能量守恒的概念能够帮助学生用科学的眼光认识世界，不但能够看到物体的复杂变化，还能透过现象看本质。

（二）核心概念能够反映科学内容，蕴含科学思想与方法

在科学课堂学习过程中，会涉及很多抽象的概念，如：惯性、参照物、氧化还原反应、复分解反应等，对初中教育阶段的学生来说，其理解存在一定的困难。教师在教授这些概念的时候，要深入挖掘其科学思想与方法，构建一个指向学生生活实际的中心问题，带着中心问题任务，发现其中存在的规律，并向学生渗透控制变量的思维方式。这样一来，可以有效帮助学生理解抽象的概念，熟练运用科学概念。通过对核心概念的学习，可以帮助学生建立科学思维，传授学生科学知识并不是主要目的，更重要的是要让学生具备科学探究能力。

（三）核心概念处于科学课堂的核心位置

核心概念处于课堂统领的位置，能够帮助学生进行概念理解。在每节科学课堂教学中都会以一个主题为核心，并存在一定的目标。例如，在浙教版初中科学教材中，教师在讲授《食物的消化与吸收》这一章节内容时，从中可以学习到酶的概念、酶的催化特性及影响酶催化作用的条件及可利用之处。根据教材安排，学生先学习酶的概念，通过唾液淀粉酶的例子学习到酶的具体作用，从而了解到酶的多样性与高效、专一性。学生通过一系列的实验探究活动，了解到能够影响酶催化作用的因素。从而分析可知，酶是核心概念，其具体的概念、特征、影响作用及应用是其核心概念下的概念信息。

二、促进核心概念构建的教学对策

（一）将教学置于生活情境的任务序列中

学习《机械运动》内容后，根据教材中的内容，可以组织学生完成相关的课外活动。教师可以将学生分为四人一组，让每组成员轮流骑自行车，通过两种不同的竞赛方式，深度理解速度的概念。在实践过程中，尽量沿着跑道保持直线前进，强调起动、加速、匀速和刹车过程，带着任务进行思考。除此之外，向学生布置家庭作业，让学生自行设计完成路程与时间的关系图。学生完成家庭作业后，要将自己在活动过程中遇到的疑惑与自己发现的现象记录下来，并尝试进行解答。值得注意的是，教师要提醒学生在活动及观察的过程中，思考“物体运动状态保持不变或变化背后的原因”。人类思维的发展并非累积形式的，而是需要一个有意义的事物作为启发，最好在学生的日常生活与活动中寻找能够启发学生思维的事物，从而调动学生参与其中的兴趣。在探究活动中，包含了参照物、力、速度、摩擦力等科学概念及运动和力之间的关系。此外，探究活动为暴露前概念创造了良好的机会。如此与常规课堂不同的活动，调动了学生对课堂的兴趣与热情，使得学生积极投入学习情境中，能够帮助学生直观感知到学习对象的内外关联，从而接触到核心问题。每个单元都是以核心概念为中心展开的教学，将原本零散的科学知识点以主题活动、问题探究的方式进行教学。

（二）解构前概念，重构概念

学生完成实践活动后，开展以“力与物体运动状态的关系”为主题的讨论交流。学生以学习小组为单位提出活动中发现的问题并尝试进行解答。教师负责整理记录每组对运动与力的关系的观点。大部分学生都认为有力的作用才能进行运动，但是还有些学生认为，不是所有的运动都需要力。学生通过暴露这些前概念，对运动过程深入思考。教师引导学生进行受力分析；当撤掉一个力的时候，物体运动状态是否会保持不变；减小一个力的作用，物体的运动状态又如何改变；使新经验对已有经验进行改造，重构力与物体运动的关系，为学习“牛顿第一定律”做好充分的准备。在探究活动中，学生充满参与热情，思维十分活跃，在后续的交流沟通中，为学生提供了表达的机会与思维碰撞的平台。教师将有意地激发学生暴露的前概念，使得学生产生剧烈的认识冲突，学生对知识求知欲望空前高涨。

（三）怀揣疑惑，学习局部概念并迁移概念

学生学习“分子”概念时，由于“分子”肉眼不可见，会有多个猜想：分子可能很小？分子间如何排列？分子是运动的？教师引导学生深度观察蔗糖，使学生有直观的体验，为他们建立分子概念奠定基础。学生动手做“黄豆和芝麻”的模拟实验，借鉴模拟实验设计“酒精和水混合实验”验证分子间存在空隙。播放“空气和二氧化氮混合实验”视频，帮助学生构建分子进行运动的知识。以上通过解决疑惑，建立概念。学习“分子”概念后，运用分子的观点解释生活中“酒香不怕巷子深”“中药房中弥漫着中药味”等现象。通过让学生反思和讨论，用分子科学概念解决实际生活中的新问题，促进分子概念的迁移。

（四）在证明的过程中构建核心概念

在之前的探究交流过程中，有的学生会产生与亚里士多德相似的观点，还有一部分学生的观点与伽利略的观点类似。对此结果，科学教师并不做出评判，在学习本单元《牛顿第一定律》一课时，教师可以在课前为学生布置课堂任务——推动木块和小车前进，引导学生对“运动与力的关系”进行深入思考，向学生提出问题：相同的力推动木块和小车前进，产生什么不同现象？科学史上产生的两种观点如何证明？地球上做不到“牛顿第一定律”中的“不受外力的影响”，实验验证过程如何解决？引导学生找到“摩擦力”通过不断改变摩擦力的大小，观察小车的运动状态变化，直至推测“如果摩擦力减小为零”时，小车如何运动。通过推理证明过程，构建牛顿第一定律概念。当构建重要的科学概念时，要对相关现象背后的因果进行论证。在本单元科学知识学习的过程中，学生的思维水平与科学认知能力得到不断提升，促使学生的论证能力也得到提升。在对课堂活动进行交流沟通中，学生能够形成初步的观点，虽然学生对相关概念不清晰、缺乏论证，难以说服他人。但是在对《牛顿第一定律》内容学习的时候，经过时间的沉淀，学生的思路逐渐明朗，为课堂学习做足了准备，可以在课堂上大方地交流自己的观点，可以通过事实举例与实验的方式支持自己的观点，当出现错误观点的时候，很多学生能够主动列举出反驳的观点并加以举例。此时，构建核心概念的教学目标即将完成。

（五）在解决实际问题过程中进行拓展

在浙教版初中科学教材中，《二力平衡条件》是对《牛顿第一定律》的延伸与拓展，是在现实情境中运动与力之间的关系推导出的结果。根据本单元的学习，学生已经建立了问题探究意识，能够在课堂上提出“为何地球存在重力的条件下，物体还能够保持静止或者是匀速直线运动”的问题，对此，科学教师要从学生的角度出发，引导学生实现对核心概念的拓展。通过实例分析，当物体二力平衡时也能保持静止状态或匀速直线运动。学生学习完本章内容时，教师要让学生尝试独立梳理所学内容，通过概念图的方式将所学概念之间的关系梳理清楚。总之，为了促进核心概念构建进行科学教学时，教师要引导学生以核心概念与知识结构为重点展开学习，从而帮助学生对科学思维方式的深入理解，促进学生更好地构建核心概念。在知识脉络清晰，核心概念明确的科学教材单元学习中，有利于促进核心概念构建，有些学习单元中涉及的内容十分丰富广泛，可以拆分为几个子单元进行教学安排。教师在教学前可以先对教材进行充分了解与分析，重新安排单元知识的教学顺序，以鲜活生动的例子为切入点，引导学生以解决问题开展学习探究。

值得注意的是，以核心概念构建为目标进行科学教学时，对教师的教学水平有一定的要求，教师在教学前要做好规划，以发展的眼光看待问题，不断提升自身的科学教学水平，以整个学科的教学发展把握教学内容，为此教师要以坚持以学生为本，站在学生的角度思考问题，考虑到学生的实际情况，并以此开展教学，从而构建核心概念。

三、结语

综上所述，核心概念构建可以促进初中科学学科教学发展。引导学生掌握科学教材中的核心概念，帮助学生更加清晰地掌握科学知识，改变以往科学课堂教学中教师灌输为主，学生被动接受知识的局面，在核心概念构建为方向的科学课堂中，可以调动学生的课堂参与兴趣，激发学生对科学概念的探究欲望，从而改被动学习为主动探究，使得教学趋向核心概念构建，提升初中科学课堂教学效率，提升初中生的科学素养。