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1、运用前概念优化小学科学课堂教学的实践研究结题报告市镇中心小学 内容提要概念是人们对事物本质的认识，逻辑思维的最基本单元和形式。本文中的“前概念”是相对于小学科学课程中新的科学概念而言的，是在学生学习新概念之前已经存在的一些零碎或完整的、正确或不正确的概念，这些前概念主要来源于学生的生活经验和课本知识。我们教师要让学生在前概念的基础上，通过简单的思维加工，产生学生自己的解释或理解，从而实现知识迁移，重新形成一个新的概念。然而在现实中，部分教师并没有对学生的“前概念”引起足够的重视，把教学设计建立在学生“零认识”的基础上，使学生的知识迁移没有基础，新概念的形成困难。结果导致学生学习新知识毫无兴趣，
2、课堂气氛死气沉沉，学习新知识的效率低，且掌握不够牢固；使学生的思维和认知得不到充分发展。这样不仅浪费了宝贵的教学时间，而且长此以往会使学生对学习科学产生抵触的情绪。因此，调查和研究小学生的前概念水平，对提高课堂教学的有效性必将产生重大的作用。此项研究从调查学生的前概念入手，来了解学生的前概念现状和现有课堂的教学现状，通过对调查结果的分析与研究，进行前概念与优化课堂教学的研究，最后形成实验结论，并进行推广。本课题主要研究小学生的前概念与优化课堂教学之间的一些联系， 还有很多诸如前概念的形成要素、前概念的负迁移等内容不在本课题的研究范围之内，以后会进一步深入研究的。 目 录一、背景及意义（一）前概
3、念的提出1（二）前概念对当前科学课堂教学的影响1二、课题中关键性概念的界定 2三、课题研究目标 3四、课题研究内容 3五、理论依据 3 六、前概念与课堂教学调查（一）学生前概念调查 5（二）小学科学课堂教学调查 10七、运用前概念优化课堂教学的实践研究（一）前概念与问题设计的实践研究14（二）前概念与知识迁移的实践研究15（三）前概念与教材处理的实践研究16（四）前概念与材料准备的实践研究17（五）前概念与教学难点的实验研究19八、研究成果（一）课堂的教学效率大幅提高1 了解前概念，设计课堂提问192 激活前概念，促进知识迁移193 依据前概念，调整教材结构194 找准前概念，突破教学难点19
4、5 利用前概念，准备实验材料19（二）学生的科学素养全面提升1 科学概念的掌握212 科学思维的发展223 探究能力的培养224 科学兴趣的提升23（三）教师的教学能力充分发展 1. 理论水平的提高242. 实践能力的发展26九、思考与展望 27课题研究过程记录 29附件：一、发表或获奖论文案例原件二、论文案例获奖证书复印件三、教师获奖及公开课证书复印件四、部分学生调查表等相关资料利 用 前 概 念 优 化 科 学 课 堂 教 学 的 实 践 研 究一、背景及意义（一）前概念的提出现在的学生生活在高速发展的信息化时代，每时每刻都在接收着来自不同渠道的大量信息。这些信息直接或间接地丰富了学生的认
5、知世界，充实了学生的头脑。这些信息的储备及生活经验的沉淀，无形中形成了许多不同形式的关于科学的前概念。这些前概念在一定的时期内主导着学生的思维和行动，对学生的学习起着很重要的作用，一些新概念的形成往往建立在这些前概念的基础之上。教师是让学生在前概念的基础上，通过简单的思维加工，产生学生自己的解释或理解，重新形成一个新的概念，从而实现知识迁移。然而在现实中，部分教师并没有对学生的“前概念”引起足够的重视，把教学设计建立在学生“零认识”的基础上，使学生的知识迁移没有基础，使新概念的形成困难。结果导致学生学习科学无兴趣，课堂气氛沉闷，学习效率低下，且掌握不够牢固；学生的思维和认知得不到充分发展。这样
6、不仅浪费了宝贵的教学时间，而且长此以往会使学生对学习科学产生抵触的情绪。因此，调查和研究小学生的前概念水平，对提高课堂教学的有效性必将产生重大的作用。国外对学生的前概念研究已经形成了自己的科学前概念资料库，但是由于不同国家儿童的生活经验和所受教育不同，所以科学前概念的内容也不同，对成果没有直接借鉴的意义。（二）前概念对当前科学课堂教学的影响建构主义的学习观认为：世界是客观存在的，但是对于世界的理解和赋予意义却是由每个人自己决定的。我们是以自己的经验为基础来建构现实，或者说是在解释现实。每个人的经验世界是用我们自己的头脑创建的，由于我们的经验以及对经验的信念不同，于是我们对外部世界的理解便也迥异
7、。所以，学习不是由教师把知识简单地传递给学生，而是由学生自己建构知识的过程。学生不是简单被动地接收信息，而是主动地建构知识的意义，这种建构是无法由他人来代替的。所以，学生的学习过程是应该根据自己的经验基础进行建构，每个学生都是以原有的经验为基础，重新进行信息编码来建构自己的理解，学习包含着由于新旧经验冲突引发的概念转变。因此，关注和重视学生的前概念，并科学地利用这些前概念，在现在的教学中显得十分重要了。教师通过各种途径来了解学生的前概念，了解学生已有知识储备的水平，并结合学生的认知水平和心智发展水平，来指导教师合理设计教学过程，让学生的学习过程变成由内向外、发自内心的需求。在这种内心需求的驱动
8、下，学生才会主动去学，乐意去学，提高学生的学习效率，同时也使科学课充满魅力！调查和研究小学生的前概念水平，及现有科学课堂教学现状，并进行相互优化的研究，对提高课堂教学的有效性必将产生重大的作用。二、课题中的关键性概念的界定“概念”一词，在字典中的解释是：思维的基本形式之一，反映客观事物一般的、本质的特征。人类在认识过程中，把所感觉到的事物的共同特点抽出来，加以概括，就成为概念。从心理学的角度来讲，概念是人们对事物本质的认识，是逻辑思维的最基本单元和形式，概念的最基本的特征是抽象性和概括性。学生在接受正式的科学课之前，在他们头脑里就已经有了某种解释方案、常识理论、信仰原则和以日常经验为基础的天真
9、的世界观以及直觉知识。因为学生出生后就开始了探索环境、适应环境的活动，在社会环境的影响下，并与他们的语言发展相关联，他们试图弄懂周围发生的事情，在这种活动中儿童形成了丰富的经验，但他们还没有准确的科学术语和概念。即使有些问题他们从没有触及过，还没有形成可借鉴的经验，但是一旦新问题出现在他们面前时，他们往往可以基于过去的经验，依据他们的认知能力，对新问题给以解释或提出假设，所以前概念影响着学生的生活。本文中的“前概念”是相对于小学科学课程中新的科学概念而言的，是在学生学习新概念之前已经存在的一些零碎或完整的、正确或不正确的概念，这些前概念主要来源于学生的生活经验。三、课题预期目标（一）通过调查等
10、手段来收集信息，了解学生前概念的现状。（二）通过调查等手段来收集信息，了解小学科学课堂教学现状。（三）通过分析、比较等科学研究方法，对以上调查形成有一定价值的成果。（四）通过整理分析，得出前概念与课堂教学的联系，并应用于实际的课堂教学之中，提高课堂教学的有效性，形成运用前概念优化科学课堂教学的方法体统。（五）通过实验来提高学生的科学素养和教师的执教水平。四、课题研究内容（一）精心设计学生前概念现状的调查表，并实施调查；整理和分析学生关于小学科学的前概念现状。（二）通过调查、访谈等手段，整理分析当前科学课堂与学生前概念之间的联系，并得出有价值的结论。（三）用已得出的“学生前概念与课堂教学联系”结
11、论，进行优化课堂教学的实践。（四）总结分析实验成果。五、理论依据（一）建构主义学习理论1. 建构主义的知识观。 知识不是对现实的纯粹客观的反映，任何一种承载知识的符号系统也不是绝对真实的表征。它只不过是人们对客观世界的一种解释、假设或假说，它不是问题的最终答案，它必将随着人们认识程度的深入而不断地变革、升华和改写，出现新的解释和假设。在具体的问题解决中，知识是不可能一用就准，一用就灵的，而是需要针对具体问题的情境对原有知识进行再加工和再创造。 知识不可能以实体的形式存在于个体之外，尽管通过语言赋予了知识一定的外在形式，并且获得了较为普通的认同，但这并不意味着学习者对这种知识有同样的理解。真正的
12、理解只能由学习者自身基于自己的经验背景而建构起来，取决于特定情境下的学习活动过程。否则，就不叫理解，而是叫死记硬背或生吞活剥，是被动的复制式的学习。2. 建构主义的学习观。当代建构主义者主张，世界是客观存在的，但是对于世界的理解和赋予意义却是由每个人自己决定的。我们是以自己的经验为基础来建构现实，或者至少说是在解释现实，每个人的经验世界是用我们自己的头脑创建的，由于我们的经验以及对经验的信念不同，于是我们对外部世界的理解便也迥异。所以，学习不是由教师把知识简单地传递给学生，而是由学生自己建构知识的过程。学生不是简单被动地接收信息，而是主动地建构知识的意义，这种建构是无法由他人来代替的。 学习过
13、程同时包含两方面的建构：一方面是对新信息的意义的建构，同时又包含对原有经验的改造和重组。这与皮亚杰关于通过同化与顺应而实现的双向建构的过程是一致的。3. 建构主义的教学观。 教师不单是知识的呈现者，不是知识权威的象征，而应该重视学生自己对各种现象的理解，倾听他们时下的看法，思考他们这些想法的由来，并以此为据，引导学生丰富或调整自己的解释。教学应在教师指导下以学习者为中心，当然强调学习者的主体作用，也不能忽视教师的主导作用。教师的作用从传统的传递知识的权威转变为学生学习的辅导者，成为学生学习的高级伙伴或合作者。教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的提供者和灌输者。学生是学习信息加工的主体，
14、是意义建构的主动者，而不是知识的被动接收者和被灌输的对象。（二） 科学课程标准(3-6 年级)科学课程标准(3-6 年级)中指出，科学课程最基本的特点是从儿童身边的自然事物开始学习活动，以形成对自然进行探究的态度、技能和获取关于自然的知识。重视学生的学习基础、从生活经历中提出的鲜活问题以及教学与周围环境的和谐，要能够根据这些情况适当地调整、补充教学计划和教材内容。这样的要求，给了科学教师很大的自主空间。六、前概念与课堂教学调查（一）前概念调查学生的前概念具有隐蔽性，一般不容易表现出来，要掌握学生的前概念现状，需要通过科学的方法才能实现。本次实验中，主要采用问卷调查法，同时也用访谈法、课堂追问法
15、、学生作品反馈法（如让学生写观察日记）等方法辅助实验。 1. 编制调查表问卷调查是信息收集的一种有效手段，关键在于调查表的设计，设计的质量直接影响调查的价值。我们在设计调查表之前先一起学习儿童心理学、统计学等知识，最大限度提高调查信息的信度和效度。1) 调查表编制的依据我们根据教科版小学科学教材的内容，并观察和留意学生的一般生活规律，设计与教材内容有密切联系的调查内容。2) 调查表样表表 1 三年级上册第一单元单元调查表 1. 请你说出几种生活中见过的植物。2. 请你描述一下其中的一种植物的形状。3. 我们见过很多的植物，请说出这些植物都有哪些相同点？表 2 四年级下册第一单元调查表1. 给你电池、导线、小灯泡，你能接亮小灯泡 吗？2. 导线一般用什么材料做成的？3. 你认为哪些材料可以做导线
