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1、基于学生原有科学概念水平帮助学生建构科学概念的研究西湖区 2010 年度教育科学优秀研究成果奖评比材料主 报 告课题题目： 基于学生原有科学概念水平帮助学生建构科学概念的研究 时 间： 2010 年 3 月 基于学生原有科学概念水平帮助学生建构科学概念的研究2目 录摘要4一、研究背景5二、概念界定6三、研究综述7四、研究设计8五、实践操作10（一）源于基础，了解学生原有概念水平 101.了解学生原有概念的重要性 102.了解学生原有概念的常用策略 13（1）多样问卷，承前启后13（2）自然对话，温旧推新16（3）生动实验，释疑问难17（二）基于原有，重建学生新概念水平191. 分层采样，层次预
2、设192. 有效追问，明晰概念213. 发现问题，及时引导22（三）夯实重建，巩固学生新概念水平 241.思维导图，理清概念脉络242.深化讨论，理解概念内涵253.解答疑难，精确概念外延254.变式练习，促进概念内化26六、研究成效27（一）学生的学习能力可持续性发展27（二）学生科学概念水平跨越性发展28基于学生原有科学概念水平帮助学生建构科学概念的研究3（三）科学概念教学更具可操作性发展29（四）教师教育教学能力研究性发展30七、结论思考31参考文献 32附件 目录附件 1：“基于原有概念水平概念教学”的各类教学设计2教学设计 1：污水与污水处理2教学设计 2：空气占据空间吗5教学设计
3、3：磁铁的两极9教学设计 4：相貌各异的我们 14教学设计 5：我们的小缆车 17教学设计 6：运动与摩擦力 21教学设计 7：磁力的大小会变化吗 25教学设计 8：蜡烛能燃烧多久 29基于学生原有科学概念水平帮助学生建构科学概念的研究4教学设计 9：月相变化 32教学设计 10：找拱形34附件 2：“基于原有概念水平概念教学”的教学案例36案例 1：为什么尝不出甜味 36案例 2：数据也可以这样用 40案例 3：找拱形找到了什么 42案例 4：整体把握深层理解层层递进反思提升50附件 3：“基于原有概念水平概念教学”的问卷调查表 56附件 4：“基于原有概念水平概念教学”的质量分析 57附件
4、 5：“基于原有概念水平概念教学”的优秀论文 63优秀论文 1：冰冻三尺非一日之寒 63优秀论文 2：想说 敢说 会说 乐说69优秀论文 3：构建小学科学三维立体课堂教学模式 80基于学生原有科学概念水平帮助学生建构科学概念的研究5摘 要概念，思维之砖。科学概念对学生智力发展作用巨大，是当前小学科学 课堂研究的热点。然而，学生对科学概念的学习却存在困 难。 长期以来，人们依据不同的学习理论，对学生概念建构过程进行解释，而且希望找到对某些核心科学概念的有效教学方法，但是结 果仍然不能得到令人信服的结果。许多老师也对科学概念教育认识不足，没能领 会科学概念丰富的内涵，想当然地把科学概念等同于科学知
5、识，依旧采用一些老方法进行教学， 导致学生概念掌握面临困境。学生原有的科学概念水平，有对即学概念已了解、掌握的部分，而更多的是一些模糊、甚至是错误的观点即模糊点。从学生的原有科学概念水平出发，了解学生科学概念的模糊点，根据学生原有水平进行教学是帮助学生建构科学概念的有效途径。影响概念形成有三个主要方面：过去经验，定义和变式，概念巩固和应用。因此，课题严 格遵从科学概念 发展规律而展开，根据 “最近发展区”原则， 以学生的原有科学概念水平为基础，在小学课堂教学中促进科学概念的形成和发展。1.“源于基础，了解学生原有概念水平”重点研究了解学生原有科学概念水平的方法；2.“基于原有，重建学生新概念水
6、平”探讨在课堂的探究过程中，建构科学概念的基本模块；3.“ 夯实重建，巩固学生新概念水平 ”更注重概念的发展和应用，促进概念地内化。本课题研究的 3 个阶段是彼此互相联系，纵向发展，对学生科学概念的形成和发展，各自发挥着作用。经过 2 年的实践和研究，课题成功获得了学生综合能力可持续发展、促进学生概念建构、是实现“轻负高质” 的常用教学模式和方法。基于学生原有科学概念水平帮助学生建构科学概念的研究6关键词：科学概念 、原有水平、模糊点、建构 一、研究背景（一）科学概念的兴起原教育部副部长，中国工程院韦钰院士在其 BLOG 中撰文： 1在缤纷繁杂的大千世界里，我们无法记住所有的事物和事件，我们需
7、要将它们类比、分类、归纳，推理，找寻其规律和联系，组织成为系统的知识。过去，人们以为儿童并不具有形成概念和学习概念的能力。近几十年来，关于儿童概念发展的研究方面，至少有近万篇论文已经发表。这些研究结果告诉我们：婴儿在不会说话时，已经开始对面部和语音进行分类，1-2 岁可以接受某些概念，2 岁半左右可以运用归纳的方法，学前儿童已经能够具有抽象推理的能力，并形成他们自己的概念。但儿童形成的概念很可能是不全面和不正确的，我们需要及早地帮助他们建构正确的概念，以利于他们进一步的学习。在小学科学教育中，围绕概念来组织科学教育不仅是可能的，而且是必要的。科学概念是自然科学知识构成的最基本的要素。近年来，在
8、小学科学教育领域对“科学概念”的关注日益加深。以小学科学教育的专业性刊物科学课为例，2008 年的第 1-5 期都登载了与“科学概念 ”有关的文章，尤其是从第5 期开始专门刊载小学教材中的科学概念 ，分年级，分领域 (或主题)列出了小学科学教材的各类科学概念的具体表述。正如同韦钰院士所说，学生的日常生活经验对事物的认识往往是粗浅的，有些甚至是错误的。如果他们在探索世界的过程中没有被科学地加以引导，那么他们形成的那些观念，就可能是非科学的，并且可能妨碍到孩子们以后的学习。修订版小学科学强调帮助学生建立正确的科学概念，主张在探究中去完善学生的科学概念，提出了“科学概念和科学探究双螺旋发展” 。 为
9、此新教材对学生需要掌握的概念都给予了明确的定义，更把课程标准中的科学知识目标，更名为科学概念，可见科学概念的关注和研究是当代科学教育的一个特点，这一特点的形成是当代科学教育发展的需要。1 韦钰的 BLOG：为什么我们要围绕科学概念来组织科学教育基于学生原有科学概念水平帮助学生建构科学概念的研究7（二）科学概念教育面临的问题2学生对科学概念的学习不仅是重要的，而且是困难的。在有关学生科学概念学习的大量研究中，多次证明了这一点。如果参加过汉博教师培训中心组织的教师培训，教师们可能都观看过一部 DVD 电影“Private Universe”。这是一部美国获奖的科教片，实地记录了学生对有关电回路和四
10、季概念的学习过程。一些学生尽管很优秀，但是在改变他们的错误前概念时，同样是很困难的，哈佛大学的学生也不例外。长期以来，人们依据不同的学习理论，对这个问题进行解释，而且希望找到对某些核心科学概念的有效教学方法，但是结果仍然不能得到令人信服的结果。第一，科学概念形成是个漫长的过程。影响科学概念形成的因素诸多烦琐，以至难以形成良好的教学模式，教材改革在教学中没有落到实处，学生的科学概念也没有很好地建立起来。第二，科学课需要学生掌握的科学概念和科学家眼中的科学概念不尽相同，和学生的日常概念更有所区别。针对小学科学课堂中的科学概念的研究，相对比较少，缺乏一种良好而富有成效的概念教学模式。第三，许多老师对
11、科学概念教育认识不足，没能领会科学概念丰富的内涵，想当然地把科学概念等同于科学知识，依旧采用一些老方法进行知识的灌输，缺乏概念之间的联系性。部分老师虽已明确科学概念和科学知识的不同，认识到科学概念的重要性，但在教学上却显得力不从心，为缺乏良好的教学方法而苦恼。（三）基于学生原有科学概念水平建构科学概念的优势基于学生原有科学概念水平帮助学生建构科学概念符合儿童的认知规律。1最近发展区原苏联心理学家维果茨基认为，教学必须符合儿童的年龄特征，必须以儿童一定的成熟为基础，这是久经验证的无可争辩的事实；但是当我们试图确定发展过程与教学的可能性的实际关系时，至少要确定儿童的两种发展水平：第一种水平指儿童到
12、今天为止已经达到的发展水平，即儿童在独立活动中所达到的解决问题的水平；第二种水平指现在仍处于形成状态的、刚刚在发展的过程，即儿童在有指导的情况下借助成人的帮助所达到的解决问题的水平。2学习的迁移教育心理学家认为，儿童学习是原有知识各种方式的迁移，主要有同化迁移、顺应迁移和重组性迁移。同化迁移：是指不改变原有的认知结构，直接将原有的认知经验应用到本2 韦钰的 BLOG：有关科学概念学习，神经科学研究告诉我们什么基于学生原有科学概念水平帮助学生建构科学概念的研究8质特征相同的一类事物中去。顺应迁移：指将原有认知经验应用于新情境中时，需调整原有的经验或对新旧经验加以概括，形成一种能包容旧经验的更高一级的认知结构，以适应外界变化。重组性迁移：指重新组合原有认知系统中某些构成要素或成份，调整各成分间的关系或建立新的联系，从而应用于新情境。从学生的原有科学概念水平出发，是有效帮助学
