摘 要:圍繞科學(xué)概念展開教學(xué)是小學(xué)科學(xué)教師在進行教學(xué)設(shè)計時要考慮的問題。在圍繞科學(xué)概念進行教學(xué)設(shè)計時教師往往忽略概念本身的定義方式。文章從邏輯學(xué)的角度對首師大版小學(xué)科學(xué)教材中的性質(zhì)定義進行整理,并討論性質(zhì)定義在教學(xué)中的體現(xiàn)、應(yīng)用以及教學(xué)中應(yīng)注意的問題,以期提高教學(xué)的實效性。
關(guān)鍵詞:小學(xué)科學(xué);科學(xué)概念;性質(zhì)定義
概念是反映事物特有屬性或本質(zhì)屬性的思維形式?!哆壿媽W(xué)十五講》《普通邏輯學(xué)》中指出概念的定義方式有三種,即內(nèi)涵定義、外延定義和語詞定義。
首師大版小學(xué)科學(xué)教材中的科學(xué)概念一共有224個,其中使用內(nèi)涵定義方式進行定義的科學(xué)概念有142個。內(nèi)涵定義主要包括性質(zhì)定義、發(fā)生定義、功用定義三種,將這142個內(nèi)涵定義按照這個標(biāo)準(zhǔn)進行歸類,發(fā)現(xiàn):發(fā)生定義有82個、性質(zhì)定義有33個、功用定義有27個。性質(zhì)定義是從科學(xué)事物的性質(zhì)或特征方面對概念進行定義的,事物的性質(zhì)或特征往往是隱性的、不易察覺的,所以對于以形象思維為主的小學(xué)生來說理解事物的性質(zhì)或特征有一定的難度,因此出現(xiàn)了與列舉定義相結(jié)合的方式,來幫助學(xué)生理解所要揭示的科學(xué)事物的性質(zhì)或特征。
一、性質(zhì)定義的內(nèi)涵
性質(zhì)定義屬于概念的內(nèi)涵定義。內(nèi)涵定義:一個概念的內(nèi)涵,則是該概念所代表、指稱的對象的特有屬性或區(qū)別性特征,通過這些屬性或特征,能夠把這類(或這個)對象與其他的對象區(qū)別開來。內(nèi)涵定義的主要構(gòu)成是屬加種差定義。屬加種差定義是先找出被定義概念的屬詞項,然后找出它與同一個屬下的其他物種之間的區(qū)別,簡稱“種差”,并以“被定義項”的形式給出定義。
二、典型歸納中性質(zhì)定義的應(yīng)用
典型歸納是指從一類事物中選擇一個標(biāo)準(zhǔn)作為典型,對它進行考察,然后將其顯示的某種屬性概括為同類其他個體對象共同具有的屬性。 典型歸納推理的前提是選擇具有典型意義的代表性個體。這樣的個體通常是根據(jù)一類事物的定義屬性來選擇的,這種定義屬性可以看作這類事物質(zhì)的內(nèi)在決定性,這也是科學(xué)研究中常用的方法,也被稱為科學(xué)歸納法。
首師大版科學(xué)教材第3冊《聲音的傳播》一課中要求指導(dǎo)學(xué)生建立“聲音能在固體中傳播、聲音能夠在液體中傳播、聲音能夠在氣體中傳播”的科學(xué)概念。從概念的描述來看,發(fā)現(xiàn)這三個概念都是從聲音的性質(zhì)的角度來進行定義的,屬于概念定義方式中的性質(zhì)定義。
在教學(xué)中教師指導(dǎo)學(xué)生先后做三個實驗:實驗一:把鼓立在桌上,在鼓的一邊立一支點燃的蠟燭,用槌擊鼓的另一邊;實驗二:水中撞擊石頭的實驗;實驗三:“土電話”傳聲的實驗。通過對這三個實驗現(xiàn)象的分析,學(xué)生認(rèn)識到聲音能在空氣中傳播、聲音能在水中傳播、聲音還能在“土電話”中傳播,并分別以這些實驗作為典型代表,將聲音可以在空氣中傳播推廣到聲音能在氣體中傳播,將聲音可以在水中傳播推廣到聲音能在液體中傳播,將聲音能在“土電話”中傳播推廣到聲音能在固體中傳播,這種概念獲得的思維方法就是典型歸納法。
三、求同歸納中性質(zhì)定義的應(yīng)用
求同歸納是指在不同環(huán)境中,都有一個因素總是存在,都出現(xiàn)了一個同樣的現(xiàn)象,則這個因素與這個現(xiàn)象存在因果關(guān)系。
首師大版科學(xué)教材第六冊《光的傳播》一課中要求指導(dǎo)學(xué)生建立“光是沿直線傳播的”科學(xué)概念。從概念的描述來看,這個概念是從光的性質(zhì)角度來進行定義的,屬于概念定義方式中的性質(zhì)定義。結(jié)合光的傳播路徑不容易看到的特征,利用增強感覺知覺的實驗方法——轉(zhuǎn)化法。將不容易觀察到光的傳播路徑進行可視化。
實驗現(xiàn)象:實驗方法一的實驗現(xiàn)象:眼睛通過直線玻璃管能夠看到蠟燭火焰光,通過彎線玻璃管不能夠看到蠟燭火焰光;實驗方法二的實驗現(xiàn)象:手電筒發(fā)出的光可以通過直線玻璃管照射出去,不能夠通過彎線玻璃管照射出去;方法三的實驗現(xiàn)象:當(dāng)煙霧箱充滿煙霧時,打開激光筆可以看到由各個方向射到煙霧箱中的光都是沿直線傳播的。三種實驗方法雖然不同,但是都有一個因素存在,即光源;都產(chǎn)生了相同的實驗現(xiàn)象,即光沿直線傳播,這就是思維方法——求同歸納法的應(yīng)用。
四、演繹法中性質(zhì)定義的應(yīng)用
從認(rèn)識性質(zhì)上看,演繹法是從一般性原理出發(fā),由觀察實驗得到的個別的具體事實證實一般性的原理;從操作程序上看,演繹法是一般性結(jié)論在前,觀察實驗在后,且觀察實驗的例子沒有數(shù)量要求。
首師大版科學(xué)第一冊《水》要求指導(dǎo)學(xué)生建立“純凈的水是沒有顏色、沒有味道、沒有氣味、會流動,沒有一定形狀”的科學(xué)概念,這個概念是從純凈水的特征的角度對純凈的水進行定義的,屬于概念的性質(zhì)定義。
在觀察實驗的過程中,學(xué)生都是從已有的一般性原理出發(fā),利用這些一般性原理準(zhǔn)確地判斷出六個杯子里面分別裝的是什么。在判斷的過程中這些一般性原理得到了進一步的證實,增加了它們的可信度,同時也聚焦了水與其他液體在顏色、氣味、味道三個方面的不同,有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)并歸納概括出水的特征——水是沒有顏色、沒有氣味、沒有味道的。這就是思維方法——演繹法的應(yīng)用。
五、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中應(yīng)用性質(zhì)定義要注意的問題
1.把握科學(xué)事物發(fā)生的性質(zhì)或特征是建立性質(zhì)定義概念的基礎(chǔ)
性質(zhì)定義就是以揭示科學(xué)事物的性質(zhì)或特征為核心的,因此指導(dǎo)學(xué)生聚焦科學(xué)事物的性質(zhì)或特征是學(xué)生建立以性質(zhì)定義為定義方式的科學(xué)概念的堅實基礎(chǔ),這樣的堅實基礎(chǔ)同時又確保學(xué)生建立的科學(xué)概念是清晰、牢固的。
2.實驗現(xiàn)象直接可視化或間接“可視化”
考慮到小學(xué)生的科學(xué)認(rèn)識特點和思維特點,教師要注意選擇有結(jié)構(gòu)的材料將那些隱性的、不易察覺的性質(zhì)或特征通過實驗的方法進行可視化,如上述案例中所描述的那樣,將光傳播的路線可視化,或?qū)⒉豢梢暬奈矬w借助其他物體間接“可視化”,如在上述案例中教師指導(dǎo)學(xué)生借助杯子底部的紙在水中濕與不濕的實驗來推測空氣占據(jù)杯子的空間,這樣做有助于學(xué)生順利地將實驗現(xiàn)象遷移到科學(xué)事物的性質(zhì)或特征方面,從而確保學(xué)生順暢地建立科學(xué)概念。
3.關(guān)注問題的設(shè)計
以性質(zhì)定義為定義方式的科學(xué)概念,學(xué)生理解起來有一定的難度,即便教師設(shè)計的觀察實驗方法能夠?qū)⒖茖W(xué)事物的性質(zhì)或特征直接可視化或間接可視化,如果教師提出的問題沒有體現(xiàn)思維的層次性,跳躍性太大,學(xué)生在建立科學(xué)概念時也會有一定的難度。
總之,在指導(dǎo)學(xué)生建立以性質(zhì)定義為定義方式的科學(xué)概念時,教師要注意無論使用典型歸納法、求同歸納法等哪種思維方法指導(dǎo)學(xué)生建立科學(xué)概念,在教學(xué)時都要注意選擇有結(jié)構(gòu)的實驗材料,精心設(shè)計實驗,將實驗現(xiàn)象直接可視化或間接可視化。
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基金項目:本文系北京市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2019年度一般課題“遵循概念定義方式,提升小學(xué)生習(xí)得科學(xué)概念的有效性研究”(CDDB19322)的階段性成果之一。
作者簡介:劉春梅(1978—),女,北京人,中學(xué)高級教師,本科,研究方向:教育教學(xué)實踐。