科學概念是科學知識的基本要素，也是學生認知結構的連接點，它既包括知識結構的靜態(tài)內容，又包括認知加工的動態(tài)過程?？茖W概念學習不僅有利于學生對科學事實性知識的理解和應用，更有利于學生將習得的科學知識網絡化、系統(tǒng)化。于是，幫助學生建立科學概念便成為科學教育教學的重要目標。在科學課教學中，如何對學生進行科學概念教學呢?鑒于學生進入科學課堂帶著或多或少、或正確或錯誤的科學知識(前科學知識、非科學知識)這一事實，我們不得不思考如何基于學生的前概念來進行科學概念教學。

《空氣占據(jù)空間》的教學設計

《空氣占據(jù)空間》是蘇教版四年級上冊第一單元第一課的教學內容。教材安排的教學內容及預期的學習目標為:1.通過簡單的證明空氣存在的實驗，讓學生認識空氣的基本性質;2.通過壓入杯底的小紙團不濕和套在瓶子里的氣球吹不大，引導學生認識空氣具有占據(jù)空間的性質，幫助學生建立有關“空氣”的概念。下面就是我的教學設計:

1.導入

(1)猜謎語引入“空氣”的話題，激發(fā)學生學習興趣。

謎語:“有樣東西真奇妙，看不見呀摸不著。沒有它，風車轉不動，離開它，飛機往下掉?；B魚蟲小動物，沒它誰也活不了?！?/p>

(這里的教學設計主要是引入話題，激發(fā)學生學習興趣)

(2)通過簡單的證明空氣存在的實驗認識空氣的基本性質。

引言:既然空氣這么重要，那你們知道哪里有空氣嗎?有什么辦法可以證明空氣存在在這些地方呢?

學生討論后實驗

(這里讓學生尋找空氣，證明空氣的存在，主要是在復習空氣的基本性質的同時為后面的學習奠定基礎)

2.探究空氣占據(jù)空間的性質

引言:通過實驗我們發(fā)現(xiàn)，在生活中很多地方都有空氣的存在，那我們就來研究一下空氣，了解空氣的性質。

實驗一、吹套在瓶子里的氣球實驗:

引言:老師這有一個氣球，我把它套在瓶口上，在不取下，不破壞瓶子的情況下，你們誰能幫老師把氣球吹大呢?

學生預測→實驗→發(fā)現(xiàn)問題(吹不大)→討論問題(為什么吹不大)→得出結論

(這里教學活動是讓學生在自己發(fā)現(xiàn)問題的情況下，討論為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，從而得出結論“空氣有占據(jù)空間的性質”)

實驗二、小紙團不濕實驗:

出示課件介紹實驗:如果把一個小紙團塞進玻璃杯的底部，然后將杯子倒立豎直放入水中，杯子不能傾斜，可能會看到什么現(xiàn)象，紙團會不會濕呢?)先猜猜看吧!

預測→實驗→發(fā)現(xiàn)問題(沒有濕) →討論問題(為什么沒有濕)→鞏固前面的結論

(這里的教學設計目的是在前面實驗活動的基礎上再次鞏固學生對“空氣有占據(jù)空間性質”的認識)

3.鞏固總結

說說通過學習你了解了空氣的什么性質?還想了解關于空氣的什么性質?(鞏固本課學習，為后面認識空氣的其他性質奠定基礎)

《空氣占據(jù)空間》的教學實錄

為了仔細研究自己的教學，筆者就小學科學《空氣占據(jù)空間》的上述設計開展了教學實踐，并請一位同行進行了課堂錄像。以下是課堂教學的一個片段:

師:(猜謎引入“空氣”的話題)有樣東西真奇妙，看不見呀摸不著。沒有它，風車轉不動，離開它，飛機往下掉。花鳥魚蟲小動物，沒它誰也活不了。

生:(猜出來高興，異口同聲的回答)空氣

師:你們知道空氣的基本性質嗎?

生:(露出不確定的表情，回答的人很少)看不見，摸不著……

師:(總結空氣的基本性質沒有顏色、沒有氣味、沒有味道、是透明的等等)下面我們繼續(xù)研究，看看空氣還有哪些性質。

師:課前我們進行了吹氣球比賽，好不好玩?想再比一次嗎?可是這次老師要改變一下吹氣球的方法，(出示氣球在瓶里的實驗裝置)誰來試試?

生:(參與熱情很高，都在使勁的吹)

師:瓶子里的氣球為什么吹不大?這是怎么回事?小組討論。

生:(不語、敢說的不多。認為有“東西”在阻礙氣球變大。至于是什么“東西”，有人認為是瓶子、有人認為是大氣壓力……當他們提到大氣壓力時，我問是哪里的大氣?他們都說是瓶子外的、氣球里的等等，沒有想到會有“空氣”在占據(jù)這瓶子的“空間”。)

師:(抓住“空間”這一概念，引導學生用“空間”描述實驗現(xiàn)象。在我的引導下學生勉強能說出“瓶子的空間里有空氣”但學生還不會用“空氣有占據(jù)空間的性質”這個科學性的語言來描述實驗中的現(xiàn)象)

師:我們再來通過這個小紙團的奇遇來了解其中的秘密吧。讓我們看看小紙團的奇遇:(出示課件介紹實驗:如果把一個小紙團塞進玻璃杯的底部，然后將杯子倒立豎直放入水中，杯子不能傾斜，可能會看到什么現(xiàn)象，紙團會不會濕呢?)先猜猜看吧!

生:(同組的同學展開激烈的討論、但說不出自己的理由。)

生:(實驗時積極參與，都想做出和自己預測一致的結果)

師:為什么在實驗中紙團沒濕?

生:(又沉默了，敢說的人很少，能說的也不完全正確，回答的內容和前面差不多，并沒有在第一次實驗、討論、匯報的基礎上有所提高。)

……

(至此，下課鈴聲已響，但是預期的目標似乎還缺一點什么……)

《空氣占據(jù)空間》教學問題探析

課后，我們一直在思考:為什么從整個教學過程來看，每個教學環(huán)節(jié)都落實很好，學生還是不能接受“空氣有占據(jù)空間的性質”呢?問題究竟出在哪里?于是我們就請幾個學生留下來了解一下課后情況。我們問了他(她)們關于“空氣”“空間”“占據(jù)”等一些概念，他們對這些概念的了解還算可以，沒有太大出入。于是我就更加不知道學生不能在課堂學習的基礎上認識“空氣有占據(jù)空間的性質”這到底是為什么?最后，我們無意間拿出一個空杯子就順便問學生:“這個里面有物體嗎?”問題出現(xiàn)了，很多學生都認為沒有物體。我們再拿出一個空水桶問:“這個里面有物體嗎?”……我們問了很多，學生們都認為“沒有任何東西。”于是我追問:“它們里面真的什么都沒有嗎?”學生們有點不敢說了，這時有個同學堅定的說:“沒有。除了空氣。”其它人也附和這么說。“為什么?”我們問。學生們說:“空氣不是物體?！薄澳鞘鞘裁?”“就是氣……”這時，我們才恍然大悟，問題出現(xiàn)在這呀!原來學生根本沒把空氣當成一個實實在在存在的物體，也就是他們關于“空氣”的前概念在影響著他們學習新的科學知識。看來，在沒有了解學生前概念的前提下進行教學設計是不科學的。

從教學課例中可以發(fā)現(xiàn)，學生在學習“空氣有占據(jù)空間的性質”的科學知識前，頭腦中已有形成“空氣”的相關經驗與認識。通常，我們把諸如此類學生在接觸科學知識前，對現(xiàn)實生活現(xiàn)象所形成的經驗型概念稱為前概念。但是，實際上學生的日常生活經驗對事物的認識往往是粗淺的，有些甚至是錯誤的，由此而產生的概念的內涵受狹隘知識范圍的限制，或者沒有把對象的主要特征包括進去，或者沒有同不重要的東西清楚地分開。這種前概念如果在他們探索世界的過程中沒有被科學地加以引導，那么他們形成的那些觀念，就有可能是非科學的，并且可能妨礙到孩子們以后的學習。因此，教師在教學中采取一定措施進行干預，使孩子獲得重要的和可遷移的科學概念，這樣才能適應知識膨脹和復雜的環(huán)境。

科學前概念轉變的教學策略

通過《空氣占據(jù)空間》課例分析，我們認為，在進行科學概念教學時，一定要以學生的前概念為基礎，運用合理的概念轉變教學策略，幫助學生形成合理的科學概念。為此，我們需要:

1.建立新概念之前，想方設法“暴露”學生前概念

正因為科學前概念對科學概念建立的影響十分重大，所以每次在想建立新概念之前必須做到想方設法“暴露”學生前概念。在具體實施過程中，我們可以在課前進行，可以了解學生一課的前概念，也可以一次了解一個單元相關內容的前概念?！犊諝庹紦?jù)空間》一課的最先的教學設計就是沒有做到這一點，因而不能幫學生建立新概念。即使我們想辦法引導學生講出了“空氣占據(jù)空間”這個概念，學生還是不能接受。所以，我們在教學中只有“暴露”了學生的前概念才能找到教學設計的始發(fā)點，做到有的放失。

2.在學生前概念的基礎上制定教學目標

教學目標不同，教學內容就不同。只有在學生前概念的基礎上制定符合學生學情的教學目標才是合理的，才是適合學生的。就《空氣占據(jù)空間》一課來說，原來的教學目標沒有建立在學生前概念的基礎上，而是教師跟據(jù)教學知識體系自己臆想出來的，因此課堂落實情況很不理想。后來，我們根據(jù)學生的學情，通過實驗證明空氣存在，讓學生把認識空氣的基本性質這個活動做好做重，加深學生對空氣這個物質存在的認識，然后再教學空氣的其他性質，教學效果要好很多。

3.針對學生前概念的基礎，盡可能的收集各種可供研究的材料

科學概念是學生的理性認識，其具有一定的抽象性，建立的過程也是一件非常難的事。所以不管是改變學生的“前概念”還是建立“新概念”，在教學中要盡可能地利用各種實物，使教學的活動更生動。如《空氣的性質》后來的教學設計，在通過實驗證明空氣這個環(huán)節(jié)中，我們就準備了很多材料，如水、水槽、塑料袋、針管、海綿、紙、瓶子、氣球等等，讓學生證明空氣是一個實實在在存在的物質。實踐證明，這些對學生認識“空氣有占據(jù)空間”的性質有很大的幫助。因此，在了解前概念之后，我們要有針對性地選擇材料，最好可以提供一些可供學生自行研究的材料。

4.建立新概念時，科學教師要善于制造“矛盾事件”

建立科學概念是把學生的感性認識發(fā)展到理性認識的過程，其過程具有一定的抽象性。在探究性教學中，科學教師要善于”創(chuàng)設情境，引起兒童不同認知間的沖突”，制造“矛盾事件”。在《空氣占據(jù)空間》的學習中，我們就針對學生的學情，在“瓶子里的氣球吹不大”的實驗后，設置了這樣的問題:“是什么在影響我們，使氣球吹不大呢?你是怎么想的?”“你覺得哪位同學的想法更合理呢?”“你有辦法證明自己的想法對不對嗎?”等一系列問題來引起學生的認知沖突。在沖突過程中，我們先讓學生獨立思考，然后小組交流，最后全班討論。在學生交流的過程中，我有意放大他們每一個人的想法，然后讓他們發(fā)現(xiàn)自己的想法其實和別人是不同的，因此產生了探究欲望。事實證明，這樣對于克服學生前概念，建立新知識體系是非常有意義的。

5.建立新概念后，要及時鞏固拓展

在學生建立新概念之后，要及時提供對新概念進行鞏固和系統(tǒng)化的機會。因為孤立的概念具有可變性，很容易受其他因素的干擾，所以鞏固拓展也顯得尤為重要。例如《空氣占據(jù)空間》的教學設計，在“瓶子里的氣球吹不大”的活動后，我們還安排了“小紙團不濕“等實驗來幫助學生鞏固新知。

總之，學生前概念的狀況對科學概念的建立和完善有著舉足輕重的影響。在教學活動中，我們要以前概念為基礎，引導學生通過自主探究，轉變或完善自身前概念，才能消除前概念對科學概念的消極的影響，才能有助于解決當前“幫學生建立新概念”的教學中存在的一些問題。