初中科学教学中学生前概念的利用策略.docx
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初中科学教学中学生前概念的利用策略
初中科学教学中学生前概念的利用策略
一、问题的提出
笔者在连续几年的九年级科学教学中,每年总会遇到这样的现象:
在九年级科学第一轮复习结束后,总有一些学生在科学一模考试中主观题的得分率很高,而客观题的得分率很低。
主观题的平均得分率为93.2℅,而客观题平均得分率仅为71.3℅。
当初我认为客观题做不好,可能是没有掌握做客观题的方法技巧。
于是在这类题目的讲解中加强做题方法的指导,可仍然收效甚微,到二模考试时也没有明显改变。
这一现象有点反常,与我以前多年的教学经验相悖。
一般情况下,客观题得分要高一些。
于是笔者对此进一步分析,发现客观题中凡涉及科学概念的题目失分率高达95.4℅,而客观题对概念的考查占比非常高,造成学生做客观题的得分率比较低。
当然,主观题中许多题目的失分也或多或少在一定程度上与科学概念的掌握情况有关。
为此,我特意把学生叫来询问做这些错题时的想法,结果让我大吃一惊:
他们对科学概念的理解可谓是“千奇百怪”,大多数是凭自己的经验“想当然”。
这样看来,主要是学生的科学前概念在作怪。
当今属于信息时代,学生见多识广,前概念更复杂,问题也更突出。
具体来说有如下几点:
(一)“学生受科学前概念的影响
“江山易改,本性难移”,由于科学前概念的先入为主,学生在形成科学概念的过程中会出现阻断、迁移甚至是背离的现象,误导学生走向狭隘偏执的思路,束缚学生对概念内涵的理解,且纠正起来是十分困难,甚至在学习了科学概念之后的相当长的时间内还会在学生的潜意识里对学生存在干扰,导致学生难以形成科学的概念。
如学生常常认为下滑的物体受到下滑力,由于惯性继续运动的物体受到惯性力的作用,静止的物体没有惯性等,这些是由于科学前概念形成的思维障碍。
科学前概念的负迁移,使得学生难以用科学的思维去看问题,成了学生学习科学概念的重大障碍,这就是平常老师抱怨的“剩饭难热”。
(二)教师对科学前概念的忽视
在我们平时科学教学中,作为老师当我们在教授某个科学概念时我们通常的做法是:
在我们自身的概念体系下进行教学设计,以自身对科学概念的认知和理解设计学生接受认知的过程并形成科学概念。
这种“一厢情愿”的教学方法,其结果是总找不到科学概念教学的生长点,学生很难会按照我们的思路去想,有时候学生会提出我们认为匪夷所思的构想,我们甚至觉得学生是在捣乱。
造成这种状况的原因是对于学生的前概念教师没有予以充分地尊重,武断地否定掉一些“不科学”的前概念,或者只是把它们作为一种尝试性的解释加以处理。
二、兴利除弊是处理学生前概念的基本原则
学生科学前概念是一种客观存在,有利有弊,教师不应企图消除它,而是把它作为一种概念教学的资源加以利用,兴利除弊,在减少前概念的消极影响的同时重点研究如何利用前概念中的积极因素,使它成为科学概念教学的生长点,即正确对待、恰当处理,充分利用。
(一)策略思考
科学前概念指个体拥有的与科学概念的内涵、外延不尽一致的概念,包括个体概念在发展成为科学概念前的一切概念形态。
从“前概念”产生途径的研究看,形成前概念的原因主要为:
先入为主的日常生活经验;知识的负迁移和旧有概念的局限;由语词带来的曲解;进行不当的类比。
科学前概念具有自发性、广泛性、隐蔽性、顽固性等特点。
科学前概念的发展经历了错误概念、相异概念两个阶段。
学生拥有的科学前概念,既有在进入正规的课堂教学之前形成的(原发性科学前概念),也有在进入正规的课堂教学后,在教师的教授下所形成的(继发性科学前概念),是科学概念的雏形、前体和基础。
作为主体的学生在科学概念形成过程中,不是去发现独立于他们头脑之外的知识世界,而是通过先前个人的经验世界,重新组合,且建构一个新的认知结构,认识具有建构性。
科学概念的教学离不开学生的科学前概念,学生的原有的认知是科学概念形成的着生点,但有些科学前概念具有负迁移的作用,又会对科学概念的形成造成不利。
教师应想办法发现学生的科学前概念,了解学生科学前概念水平,消除其对概念教学的负面影响,利用其有益成分帮助学生形成正确的科学概念。
基于这些,很有必要研究对学生的科学前概念的合理利用。
(二)操作定义
基于“前概念”具有自发性、广泛性和原创性等特征,笔者尝试把它作为课堂教学中师生建立互动平台的基础和前提。
同时,又基于“前概念”还具有不规则性、隐蔽性和顽固性等特征,在学科教学中,笔者更注重对学生相关“前概念”的挖掘、发现和纠正,并适时的、合情理的引导学生将自己的“前概念”转化、提升为相关学科知识中的科学概念。
这便是本课题的用心所在。
笔者根据科学前概念中错误概念和相异概念的两种不同形态加以区别利用。
错误概念指“对事物含糊的、不完善的或者是错误的理解”。
具有明显的消极意义,应尽快消除。
相异概念指“学习者对一系列可理解的自然现象和物体建构了基于经验的解释”,它暗示学习者拥有相异概念是有理由的、合理的,应予以足够的尊重和利用。
本课题研究在科学教学中,通过对学生科学前概念的发现、同化或顺应、固化“三阶段、四策略”的研究和应用,充分挖掘学生科学前概念对科学概念习得的积极意义,使其对科学概念的学习由阻碍走向帮助,并帮助学生形成科学的概念学习方式和思维方式,提高学生科学学习的能力和学习效率。
三、同化与顺应是处理学生科学前概念的主要手段
笔者阅读了有关文献,发现许多教师在利用学生科学前概念方面做了许多有效的策略探索,归纳起来有三类。
第一类是建立在认知冲突和解决冲突基础上的教学策略,教师使学生的认知发生冲突、动摇其前概念,从而建立起新的科学概念。
此类前科学概转化策略的实质就是新旧经验的顺应。
第二类是以学生的科学前概念为基础,利用类比的方法将其扩展到新的领域,使其内涵丰富和加强,即可转变为科学概念。
此类前概念转化策略的实质就是新旧经验的同化。
第三类是关于学生元认知方面的科学前概念转化策略,即自我监督和控制学习的策略。
这类元认知策略关注的是学生学习科学概念的过程和方法,致力于教会学生如何从科学前概念出发,去学习正确的科学概念。
知彼知己,百战不殆。
我认为要正确处理学生的科学前概念,首先要了解学生科学前概念的状态,产生这些科学前概念的不同原因,这些科学前概念对科学概念形成的影响方面及影响规律,以便在探索正确利用的策略是对症下药。
本人在充分了解和深入分析学生前概念状况的基础上,借鉴别人的实践经验,经过一年多的反复实践研究,充分挖掘、尊重和利用学生的科学前概念,总结出了对学生科学前概念进行“三阶段、四策略”的利用,收到了良好的教学效果。
具体关系如下图所示:
(一)学生科学前概念的发现策略
学生的科学前概念是教学的资源,在教学实施前或教学实施后知道学生所拥有的科学前概念是很重要的。
调查法是通常用的了解方法,如问卷调查,访谈等,但这种方法用于我的课题有许多缺陷,也不很适应这种情境。
我们采用的主要是隐性调查法或叫无痕调查法,在教学实践或教学实验中无形的了解学生的科学前概念情况,以便对症下药。
对学生科学前概念发现主要有以下方法:
1.“邮箱策略”
“邮箱策略”采用的是在不公开学生姓名的情况下,让学生把自己对某一问题的真实想法写在小纸片上,投到事先准备好的“邮箱”中去。
具体的做法是:
在教室的后面放一个“问题邮箱”,学生在平时的学习中随时遇到的想不通的问题或奇妙的想法或对学过某个知识的认识观点(特别强调的是自己的想法,自己思考的产物)等写在小纸片上放入“问题邮箱”,在周五的时候由值日小组的“邮递员”收集整理后平均分配给每个学习小组,小组每个同学将分到的问题在周末放假后查阅资料,单独思考;然后在周一第二节晚自习上进行问题反馈交流。
交流的操作程序:
①在小组成员之间对相同问题交流不同;②由小组向问题提出者做出答复并相互交流;③对解决不掉或问题提出者不满意的答复的问题收集整理送达老师。
教师对学生提出涉及的概念的问题进行分析整理,是原发的科学前概念还是继发的科学前概念,如果是原发的用于指导前置作业的设计,对新科学概念的学习起促进作用。
如果是继发的通过设计变式问题或变式题目对学生加以引导。
2.前置作业策略
“前置作业”是学生学习新知识之前,围绕将要学习的知识内容精心编制的课前作业,侧重引发学生对科学概念学习中可能遇到的核心问题进行思考,使学生在完成作业中暴露科学前概念。
这样的前置作业应该具备以下特点:
其一,大众化,所谓的大众化不是针对部分学生的,而是使所有的学生都能接受,充分考虑学生的个体差异,让每个学生都有能力思考和初步完成;其二,鲜明化,前置作业的目的不是简单的预习或作业的前置,而是对学生科学前概念的暴露和引导,让学生展开思考与讨论,产生思维的碰撞,为接下来的科学概念的学习铺垫道路。
其三,开放化,题目的形式不应该只是选择题或填空题,也可以是讨论辨析的、动手体验的、调查分析的等,只有这样才能真正做到从学生的兴趣出发,激发学生学习科学的热情,更重要的是对学生科学前概念及时全面的了解,为充分利用这一教学资源提供依据。
(二)学生科学前概念的同化策略
同化策略主要针对学生科学前概念的正迁移作用。
学生所拥有的科学前概念有些是具有积极意义的,只是不完整、不丰富或孤立的,和科学概念有一定的差距。
但它是科学概念的生长点,是形成科学概念的基础和有利条件。
根据皮亚杰的理论体系,学生在遇到新的科学概念时会把它纳入到头脑中原有知识结构和概念体系之内,使其成为自身的一部分,就像消化系统将营养吸收一样,这就是同化。
学生在大部分情况下都是以这种学习方式构建自己的知识体系。
1.复习旧知,为概念学习牵线搭桥
学生在学习过程中,会自觉地根据自己头脑中原有的知识结构主动地将符合自己认知结构的新概念进行整合并通过内化纳入自己的概念体系中,这种构建自己知识结构的基石是学生已掌握的具有正迁移作用的科学前概念,包括学生的知识范围、认知模式、技能方法等。
如果学生所具有的知识结构与要学习的新知识不相符,就无法完成构建和同化。
因此概念教学中找准新概念的学习的基石,加强对原有概念的理解深化,为新科学概念的学习牵线搭桥尤为重要。
如:
在学习到电流、电压时,我牵的线搭的桥是水压、水流。
先让学生回忆用抽水机把B处的水抽到A处,使A、B间保持一定水压,从而形成水流的过程,即抽水机→水压→水流,然后再过渡到电源→电压→电流的理解,学生对新概念的学习便轻松得多了。
2.理清关系,为学生概念构建体系
学生头脑中具有正迁移作用的科学前概念可能是孤立的、分散的,不完善不丰富,同化新概念的能力不强,是因为这些科学前概念没有纳入到原有的知识结构和概念体系中,所以教学中要帮助学生理清概念之间的区别和联系,构建概念体系,增强同化概念的能力。
概念图是把有关概念置于方框或圆圈中,用连线加文字标注的方法把相关的概念和命题链接起来,很直观的反应出概念之间的意义关系,把相关的概念有机的联系起来整合成知识网络结构图。
教学中通过观察、填补、绘制概念图不仅能有效的暴露出学生的科学前概念,而且能够反映学生科学前概念的混淆和错误,及时的加以引导,完善学生的概念体系。
如:
当学习《人体的防卫》后,学生遇到概念辨析很难理清自然免疫、非特异性免疫、特异性免疫、体液免疫及细胞免疫等概念之间的关系时,我就让学生画如下的支线图:
又如:
初中科学学习《电路》相关知识的过程是一个比较长的学习过程,引导学生画概念图能有效地将前后概念贯通起来,形成生长性的概念体系,有助于原发性前概念的同化,也能有效避免继发性前概念的产生。
3.利用模型,使概念教学化繁为简
“模型”是人们为了研究科学问题的方便和探讨科学问题的本质而对研究对象所作的一种“简化”的“描述”或“模拟”。
以其撇开次要因素、突出事物重点、体现事物本质的优点,成为科学教学中学生和研究对象之间的一种特殊的中介。
学生的认知思维正处于形象思维向逻辑思维过度的时期,遇到问题是更习惯于用形象思维去解决,但初中科学教材中的很多知识点都比较抽象难懂,仅限于形象思维的科学前概念很难去同化抽象化的概念。
建立模型可以在两种概念之间搭建了桥梁,使抽象的概念变的具体,用形
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