科学概念的性质定义方式在小学科学教学中的应用和特点

摘 要：围绕科学概念展开教学是小学科学教师在进行教学设计时要考虑的问题。在围绕科学概念进行教学设计时教师往往忽略概念本身的定义方式。文章从逻辑学的角度对首师大版小学科学教材中的性质定义进行整理，并讨论性质定义在教学中的体现、应用以及教学中应注意的问题，以期提高教学的实效性。

关键词：小学科学;科学概念;性质定义

概念是反映事物特有属性或本质属性的思维形式。《逻辑学十五讲》《普通逻辑学》中指出概念的定义方式有三种，即内涵定义、外延定义和语词定义。

首师大版小学科学教材中的科学概念一共有224个，其中使用内涵定义方式进行定义的科学概念有142个。内涵定义主要包括性质定义、发生定义、功用定义三种，将这142个内涵定义按照这个标准进行归类，发现：发生定义有82个、性质定义有33个、功用定义有27个。性质定义是从科学事物的性质或特征方面对概念进行定义的，事物的性质或特征往往是隐性的、不易察觉的，所以对于以形象思维为主的小学生来说理解事物的性质或特征有一定的难度，因此出现了与列举定义相结合的方式，来帮助学生理解所要揭示的科学事物的性质或特征。

一、性质定义的内涵

性质定义属于概念的内涵定义。内涵定义：一个概念的内涵，则是该概念所代表、指称的对象的特有属性或区别性特征，通过这些属性或特征，能够把这类（或这个）对象与其他的对象区别开来。内涵定义的主要构成是属加种差定义。属加种差定义是先找出被定义概念的属词项，然后找出它与同一个属下的其他物种之间的区别，简称“种差”，并以“被定义项”的形式给出定义。

二、典型归纳中性质定义的应用

典型归纳是指从一类事物中选择一个标准作为典型，对它进行考察，然后将其显示的某种属性概括为同类其他个体对象共同具有的属性。 典型归纳推理的前提是选择具有典型意义的代表性个体。这样的个体通常是根据一类事物的定义属性来选择的，这种定义属性可以看作这类事物质的内在决定性，这也是科学研究中常用的方法，也被称为科学归纳法。

首师大版科学教材第3册《声音的传播》一课中要求指导学生建立“声音能在固体中传播、声音能够在液体中传播、声音能够在气体中传播”的科学概念。从概念的描述来看，发现这三个概念都是从声音的性质的角度来进行定义的，属于概念定义方式中的性质定义。

在教学中教师指导学生先后做三个实验：实验一：把鼓立在桌上，在鼓的一边立一支点燃的蜡烛，用槌击鼓的另一边;实验二：水中撞击石头的实验;实验三：“土电话”传声的实验。通过对这三个实验现象的分析，学生认识到声音能在空气中传播、声音能在水中传播、声音还能在“土电话”中传播，并分别以这些实验作为典型代表，将声音可以在空气中传播推广到声音能在气体中传播，将声音可以在水中传播推广到声音能在液体中传播，将声音能在“土电话”中传播推广到声音能在固体中传播，这种概念获得的思维方法就是典型归纳法。

三、求同归纳中性质定义的应用

求同归纳是指在不同环境中，都有一个因素总是存在，都出现了一个同样的现象，则这个因素与这个现象存在因果关系。

首师大版科学教材第六册《光的传播》一课中要求指导学生建立“光是沿直线传播的”科学概念。从概念的描述来看，这个概念是从光的性质角度来进行定义的，属于概念定义方式中的性质定义。结合光的传播路径不容易看到的特征，利用增强感觉知觉的实验方法——转化法。将不容易观察到光的传播路径进行可视化。

实验现象：实验方法一的实验现象：眼睛通过直线玻璃管能够看到蜡烛火焰光，通过弯线玻璃管不能够看到蜡烛火焰光;实验方法二的实验现象：手电筒发出的光可以通过直线玻璃管照射出去，不能够通过弯线玻璃管照射出去;方法三的实验现象：当烟雾箱充满烟雾时，打开激光笔可以看到由各个方向射到烟雾箱中的光都是沿直线传播的。三种实验方法虽然不同，但是都有一个因素存在，即光源;都产生了相同的实验现象，即光沿直线传播，这就是思维方法——求同归纳法的应用。

四、演绎法中性质定义的应用

从认识性质上看，演绎法是从一般性原理出发，由观察实验得到的个别的具体事实证实一般性的原理;从操作程序上看，演绎法是一般性结论在前，观察实验在后，且观察实验的例子没有数量要求。

首师大版科学第一册《水》要求指导学生建立“纯净的水是没有颜色、没有味道、没有气味、会流动，没有一定形状”的科学概念，这个概念是从纯净水的特征的角度对纯净的水进行定义的，属于概念的性质定义。

在观察实验的过程中，学生都是从已有的一般性原理出发，利用这些一般性原理准确地判断出六个杯子里面分别装的是什么。在判断的过程中这些一般性原理得到了进一步的证实，增加了它们的可信度，同时也聚焦了水与其他液体在颜色、气味、味道三个方面的不同，有利于学生发现并归纳概括出水的特征——水是没有颜色、没有气味、没有味道的。这就是思维方法——演绎法的应用。

五、小学科学教学中应用性质定义要注意的问题

1.把握科学事物发生的性质或特征是建立性质定义概念的基础

性质定义就是以揭示科学事物的性质或特征为核心的，因此指导学生聚焦科学事物的性质或特征是学生建立以性质定义为定义方式的科学概念的坚实基础，这样的坚实基础同时又确保学生建立的科学概念是清晰、牢固的。

2.实验现象直接可视化或间接“可视化”

考慮到小学生的科学认识特点和思维特点，教师要注意选择有结构的材料将那些隐性的、不易察觉的性质或特征通过实验的方法进行可视化，如上述案例中所描述的那样，将光传播的路线可视化，或将不可视化的物体借助其他物体间接“可视化”，如在上述案例中教师指导学生借助杯子底部的纸在水中湿与不湿的实验来推测空气占据杯子的空间，这样做有助于学生顺利地将实验现象迁移到科学事物的性质或特征方面，从而确保学生顺畅地建立科学概念。

3.关注问题的设计

以性质定义为定义方式的科学概念，学生理解起来有一定的难度，即便教师设计的观察实验方法能够将科学事物的性质或特征直接可视化或间接可视化，如果教师提出的问题没有体现思维的层次性，跳跃性太大，学生在建立科学概念时也会有一定的难度。

总之，在指导学生建立以性质定义为定义方式的科学概念时，教师要注意无论使用典型归纳法、求同归纳法等哪种思维方法指导学生建立科学概念，在教学时都要注意选择有结构的实验材料，精心设计实验，将实验现象直接可视化或间接可视化。

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基金项目：本文系北京市教育科学“十三五”规划2019年度一般课题“遵循概念定义方式，提升小学生习得科学概念的有效性研究”（CDDB19322）的阶段性成果之一。

作者简介：刘春梅（1978—），女，北京人，中学高级教师，本科，研究方向：教育教学实践。