黃凌亞

一、初中科學(xué)概念教學(xué)的復(fù)雜性

科學(xué)概念是一類科學(xué)現(xiàn)象和過程的共同性質(zhì)和本質(zhì)特征在人們頭腦中的放映，是對科學(xué)現(xiàn)象和過程的抽象化和概括化的思維形式。辯證唯物主義認(rèn)識論認(rèn)為，任何事物都是相互聯(lián)系的，在形形色色的聯(lián)系中，有本質(zhì)的必然的聯(lián)系，也有非本質(zhì)的偶然的聯(lián)系。非本質(zhì)的聯(lián)系常常是豐富多彩的，而本質(zhì)的聯(lián)系往往是單一的、內(nèi)在的。本質(zhì)的聯(lián)系易被紛繁復(fù)雜的現(xiàn)象所掩蓋而模糊不清，使概念的掌握有一定的困難。由于學(xué)生認(rèn)識的局限性，難以從大量的實(shí)例中揭示自然現(xiàn)象的本質(zhì)特征，使學(xué)生獲得有關(guān)問題的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。例如：“用力推物體，物體移動(dòng)；停止用力，物體停止移動(dòng)”，這就使學(xué)生由于僅根據(jù)表面現(xiàn)象得出“力使物體運(yùn)動(dòng)”，而掩蓋了力的本質(zhì)“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”。

初中學(xué)生的認(rèn)知水平雖已達(dá)形式運(yùn)算階段，具備了一定的思維能力，但思維的組織性、條理性較差，不善于有目的、有條理的進(jìn)行思維，遇到問題往往靠直覺經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，想當(dāng)然地進(jìn)行推理。例如，認(rèn)為“摩擦力就是阻礙運(yùn)動(dòng)的力”，“物體浸入液體越深，所受浮力越大”，“運(yùn)動(dòng)的物體速度越大，慣性越大”。初中生思維的廣闊性、深度性也較差，以自我為中心看待問題，只考慮那些能直接從日常生活中所建構(gòu)的事物的意義，不能抓住事物的本質(zhì)，形成一些片面的甚至是錯(cuò)誤的前科學(xué)概念。如“鐵比木頭重”，是密度的前概念；“冬天鐵塊比木塊冷”，是熱的良導(dǎo)體的前概念。

大量的調(diào)查研究表明，存在于學(xué)生頭腦中的這些錯(cuò)誤的前科學(xué)概念具有廣泛性、隱蔽性及相對穩(wěn)定性。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)對于改變學(xué)生頭腦中的這些錯(cuò)誤概念的作用是微乎其微的。不少教師三言兩語地指出學(xué)生理解中的錯(cuò)誤所在，而把主要精力放在“講清楚”正確的概念上，以為這樣錯(cuò)誤概念就會(huì)煙消云散，但事實(shí)往往與其主觀愿望大相徑庭：在教學(xué)之后，學(xué)生往往仍然信奉原來的觀點(diǎn)。這是因?yàn)樗麄冋J(rèn)為這些觀點(diǎn)在現(xiàn)實(shí)世界中很好用，并且看起來可以“正確”地解釋生活中的一些現(xiàn)象，因此很多學(xué)生只記住在課堂上學(xué)習(xí)的事實(shí)，對概念只會(huì)死記硬背，不能正確理解和靈活運(yùn)用，生活中又繼續(xù)應(yīng)用那些錯(cuò)誤觀點(diǎn)。這是對科學(xué)教學(xué)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

二、基于建構(gòu)主義的科學(xué)概念教學(xué)

建構(gòu)主義源自關(guān)于兒童認(rèn)知發(fā)展的理論，由于個(gè)體的認(rèn)知發(fā)展與學(xué)習(xí)過程密切相關(guān)，因此利用建構(gòu)主義可以較好地說明人類學(xué)習(xí)過程的認(rèn)知規(guī)律。建構(gòu)主義認(rèn)為，知識并非是主體對客觀現(xiàn)實(shí)被動(dòng)的鏡面式的反映，而是一個(gè)主動(dòng)的建構(gòu)過程。知識不是通過教師傳授得到，而是學(xué)習(xí)者在一定的情境即社會(huì)文化背景下，借助學(xué)習(xí)是獲取知識的過程中的其他人（包括教師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過意義建構(gòu)的方式而獲得。教師是意義構(gòu)建的幫助者、促進(jìn)者，而不是知識的提供者和灌輸者。其作用從傳統(tǒng)知識的權(quán)威者，成為學(xué)生學(xué)習(xí)的合作者。

在教學(xué)實(shí)踐中，教師應(yīng)從以下幾個(gè)方面來討論和研究基于建構(gòu)主義理論下的初中科學(xué)概念教學(xué)。

1.創(chuàng)設(shè)情景，引入概念。

創(chuàng)設(shè)一個(gè)與學(xué)習(xí)主題相關(guān)的、盡可能與生活實(shí)際相聯(lián)系的情境，激發(fā)學(xué)生的求知興趣，使他們獲得十分豐富的、有助于形成這個(gè)概念的感性材料。就初中生心理狀態(tài)而言，他們的學(xué)習(xí)活動(dòng)最容易從興趣出發(fā)。做好概念引入工作，激發(fā)學(xué)生的求知興趣，是學(xué)好概念至關(guān)重要的一步。例如，在引入“慣性”概念時(shí)，可先讓學(xué)生做這樣的小游戲：桌面上擺一摞棋子，每次用直尺擊去最下面的一顆，底部的棋子飛出時(shí)，上面的棋子原位落下。這樣可引發(fā)學(xué)生的興趣，并可在其腦中形成問題：“為什么上面的棋子的棋子沒有隨底部的棋子一起飛出？”在引入“大氣壓強(qiáng)”時(shí)，教師可先展示“覆杯實(shí)驗(yàn)”、“瓶吞雞蛋”等實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生在形成概念是提供豐富的直觀材料。在引入“動(dòng)能和勢能”一課時(shí)，播放一段關(guān)于“雪崩”的錄像，雪崩摧毀樹木、建筑物，掀翻汽車的鏡頭引起一陣陣驚呼：“輕盈的雪為何有如此大的能量？”

2.引導(dǎo)探究，建立概念。

心理學(xué)家指出，概念的形成過程就是撇開客觀事物的許多屬性中的非本質(zhì)屬性，突出本質(zhì)屬性加以概括的過程。概念不是從直觀材料的感知中直接得出的，必須通過思維把感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。因此，教師要引導(dǎo)學(xué)生采用比較、分析、綜合、抽象、概括、歸納等思維方式進(jìn)行正確思維，從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，才能揭示概念的本質(zhì)。采用科學(xué)探究的方法，使學(xué)生獲得鮮明而牢固的概念。例如，對于“浮力”，學(xué)生知道浸在水中的物體要受到浮力的作用，但大都認(rèn)為能浮在水面上的木塊所受浮力大，而沉下水底的鐵塊不受浮力或受到的浮力小。教師可以安排學(xué)生進(jìn)行探究：“影響浮力大小的因素”，巧用橡皮泥進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，以確立正確概念。

3.聯(lián)系實(shí)際，豐富概念。

傳統(tǒng)的教學(xué)在每個(gè)概念形成之后，都要用簡潔和統(tǒng)一的語言正確地表達(dá)來，這就是所謂的給概念下定義。而在新課程中強(qiáng)調(diào)用學(xué)生生活實(shí)際中的例子來解釋概念中的含義。補(bǔ)充實(shí)例不僅可以豐富表象，還能加深學(xué)生對概念的認(rèn)識。例如，在學(xué)習(xí)“大氣壓強(qiáng)”后，介紹“高山發(fā)應(yīng)”、“宇航員在太空漫步必須穿宇航服”等。在學(xué)習(xí)“動(dòng)能、勢能、機(jī)械能”這些概念后，讓學(xué)生通過蕩秋千、跳蹦床、撐竿跳、滾擺等實(shí)際例子來區(qū)分動(dòng)能和勢能，分析并解釋動(dòng)能和勢能如何相互轉(zhuǎn)化。

4.注意比較，強(qiáng)化概念。

學(xué)生在生活實(shí)際中對多種科學(xué)現(xiàn)象已有了自己的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識，形成一些比較固定的看法，而要用新圖式概念來取代舊圖式的概念是一個(gè)緩慢的過程。因此，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)他們再一次將新、舊概念進(jìn)行比較，尋找原有概念的不合理之處以及新概念的科學(xué)之處，反思自己從錯(cuò)誤概念過渡到正確的科學(xué)概念的學(xué)習(xí)過程。通過反思，澄清模糊認(rèn)識，打通認(rèn)知障礙，提高元認(rèn)知能力，這種反思將更有利于學(xué)生真正理解新概念。例如“功”、“功率”、“機(jī)械效率”等概念先后出現(xiàn)，他們易混淆，認(rèn)為“功率大則作功多”、“機(jī)械效率大的機(jī)械功率大”等，教師可舉一些例子來，讓學(xué)生自己思考，反思并反駁自己的觀點(diǎn)，真正理解新概念。又如“電流”“電壓”是初中電學(xué)的基本概念之一， 也是理解其他電學(xué)知識的基礎(chǔ)。對于初中生來說要理解電流、電壓有一定的困難，因此采用“類比講述”，將電流類比水流、電壓類比水壓，電流做功類比水流做功。

5.重視實(shí)踐，應(yīng)用概念。

這是學(xué)生“認(rèn)知升華”的過程。心理學(xué)家認(rèn)為，掌握概念要有一個(gè)具體化的過程。具體化是通過分析，綜合，將抽象、概括過程中獲得的概念運(yùn)用于實(shí)際，通過實(shí)例來說明概念，加深對概念的理解。在課堂上可讓學(xué)生利用所學(xué)的概念解釋現(xiàn)象，分析實(shí)際問題，做習(xí)題，做實(shí)驗(yàn)。并且多用新的科學(xué)情境多次考查學(xué)生對概念的掌握程度，并加以交流評估，才能真正使學(xué)生掌握正確的科學(xué)概念。例如在學(xué)習(xí)“壓強(qiáng)”的概念后，讓他們在真實(shí)的情景中思考：如何增大或減小壓強(qiáng)；在學(xué)習(xí)“摩擦”的知識后，請他們說出在各例中是用什么方法增大摩擦或減小摩擦：“體操運(yùn)動(dòng)員手上涂鎂粉……”；或討論：拔河比賽怎樣做贏的機(jī)會(huì)才更大。