富圣江

【背景分析】

只有充分了解兒童對(duì)所學(xué)習(xí)的自然事物具有的前概念，清楚這一概念與教學(xué)所要達(dá)到的科學(xué)概念之間的差距，并懂得這兩種概念轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)和規(guī)律，才能讓課堂探究更有針對(duì)性、更有效，才能使兒童真正獲得科學(xué)概念。但是，在實(shí)際教學(xué)中，教師不能獲得所有學(xué)生的前概念，學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)之前，其他學(xué)科的知識(shí)有些已牢牢構(gòu)建在學(xué)生的腦海中，特別是一些理科知識(shí)，如數(shù)學(xué)學(xué)科。正因?yàn)樵趯W(xué)生腦海中有這個(gè)概念，在執(zhí)教《機(jī)械擺鐘》一課中，讓我著實(shí)體會(huì)到了學(xué)生前概念對(duì)科學(xué)概念的影響。學(xué)生前概念的頑固性并不是一般的探究活動(dòng)可以轉(zhuǎn)變的，甚至科學(xué)事實(shí)就擺在學(xué)生面前，學(xué)生也不愿意承認(rèn)這個(gè)事實(shí)。

【案例重現(xiàn)】

在五年級(jí)上《機(jī)械擺鐘》一課，當(dāng)學(xué)生做了一個(gè)擺后，讓擺動(dòng)起來(lái)，大部分同學(xué)都認(rèn)為，擺是先快后慢的。因?yàn)閿[在剛開始時(shí)幅度比較大，而后來(lái)幅度越來(lái)越小，所以就感覺到越來(lái)越慢了。

討論實(shí)驗(yàn)方法后，接著就開始了實(shí)驗(yàn)。每隔10秒測(cè)量出數(shù)據(jù)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)了每10秒中擺動(dòng)的次數(shù)是基本相同的。按道理來(lái)說(shuō)，此時(shí)，應(yīng)該可以得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論了：同一個(gè)擺，在相同的時(shí)間內(nèi)，擺的次數(shù)是基本相同的。事實(shí)上，通過實(shí)驗(yàn)，全班學(xué)生也都同意了這個(gè)結(jié)論。

師：請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察這些數(shù)據(jù)，有什么發(fā)現(xiàn)嗎？

生1：我們小組經(jīng)過測(cè)量，發(fā)現(xiàn)在10秒鐘時(shí)間內(nèi)，擺的次數(shù)都是8次。

生2：我們小組擺的次數(shù)有三個(gè)10次，一個(gè)11次，應(yīng)該說(shuō)，擺的次數(shù)是基本相同的。

……

師：那我們可不可以說(shuō)：同一個(gè)擺，在相同的時(shí)間內(nèi)，擺的次數(shù)是基本相同的？

生：可以。

探究活動(dòng)進(jìn)行到這里，應(yīng)該說(shuō)是非常成功的，得出的結(jié)論也很科學(xué)，但意外就在這時(shí)產(chǎn)生了。

師：剛才有些同學(xué)認(rèn)為擺的速度是先快后慢的，現(xiàn)在你又怎么認(rèn)為呢？

生1：擺的速度不是先快后慢的，它的速度是相同的。

生2（高舉小手叫喊）：不對(duì)。

師（有些疑惑）：那你是怎么認(rèn)為的呢？

生2：雖然擺在相同的時(shí)間內(nèi)次數(shù)是一樣的，但是它的速度還是先快后慢的。我們?cè)瓉?lái)觀察到的現(xiàn)象是正確的。

師（更加疑惑了）：說(shuō)說(shuō)你的理由吧！

生2：擺剛開始時(shí)，幅度大一些，也就是路程遠(yuǎn)一些，在相同的時(shí)間內(nèi)，擺的次數(shù)是一樣的，那么，速度就要快一些。

生2（怕其他同學(xué)不理解，又繼續(xù)發(fā)言）：數(shù)學(xué)課里我們學(xué)過，“路程÷時(shí)間=速度”，時(shí)間和次數(shù)都是一樣的，路程遠(yuǎn)一些，那它的速度就快一些。

師（愣住了）……

而此時(shí)，有很多同學(xué)都同意了這個(gè)觀點(diǎn)，也認(rèn)為次數(shù)雖然一樣，但速度是先快后慢的，路程除以時(shí)間等于速度。在相同的時(shí)間內(nèi)要走完遠(yuǎn)一些的路程，那速度就要快一些。這個(gè)邏輯似乎并沒有錯(cuò)，問題出在哪了。轉(zhuǎn)念間，我明白了，問題在于學(xué)生并不理解擺的快慢與擺幅大小并沒有關(guān)系。按照數(shù)學(xué)的理論，擺的速度公式學(xué)生并沒有學(xué)過。

問題似乎就要僵在這里了，該怎么解決這個(gè)問題呢？既能讓學(xué)生的思維更深入，又能解決這個(gè)問題。當(dāng)時(shí)的我也一下子愣住了，怎么會(huì)有這樣的思維呢？不過，我也知道，這是學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知和原有的概念產(chǎn)生了激烈的沖突，是一個(gè)難得的機(jī)會(huì)。如果解決得好，對(duì)于本課科學(xué)概念的形成是有極其重要的促進(jìn)作用的。

【反思與探討】

如何解決這個(gè)問題呢？我也一下子想不出什么好辦法來(lái)，既然是數(shù)學(xué)的概念讓學(xué)生不能接受數(shù)據(jù)的事實(shí)，那也就用數(shù)學(xué)中直觀的事實(shí)來(lái)證明吧！如果是先快后慢，那么我們數(shù)數(shù)的速度也是先快后慢的。就這樣，我讓全班同學(xué)一起看著擺的運(yùn)動(dòng)來(lái)打拍子數(shù)數(shù)，結(jié)果證明，數(shù)拍子的速度是一樣的。接著，我把這一小組的擺拿到了演示臺(tái)上，請(qǐng)這個(gè)小組的學(xué)生上臺(tái)來(lái)再次測(cè)量每隔10秒鐘擺的次數(shù)，請(qǐng)這位學(xué)生單獨(dú)站在一旁仔細(xì)觀察，讓他的手也隨著擺的運(yùn)動(dòng)而左右擺動(dòng)，來(lái)體會(huì)擺的速度是否有快慢。在這兩個(gè)事實(shí)面前，堅(jiān)持先快后慢的學(xué)生也紅著臉很無(wú)奈地同意了，說(shuō)：“路程÷時(shí)間=速度是錯(cuò)了！”

我知道，用這樣的方法來(lái)解決問題，并不是十分科學(xué)的，同時(shí)，也沒有把學(xué)生的原概念從根本上轉(zhuǎn)變過來(lái)，他依然會(huì)用“路程÷時(shí)間=速度”這個(gè)公式來(lái)判斷擺速度的快慢。只是，在科學(xué)事實(shí)面前，沒有辦法反駁而已，這從他一頭霧水的表情中可以看出。

但是從另一個(gè)角度分析，學(xué)生產(chǎn)生這樣的沖突，不正是學(xué)生思維深入的表現(xiàn)嗎？帶著這個(gè)疑惑，繼續(xù)研究擺的快慢到底和什么有關(guān)，將會(huì)有更多的發(fā)現(xiàn)。所以，在這節(jié)課中，讓學(xué)生帶著問題走入下一課繼續(xù)來(lái)研究擺的秘密會(huì)更好。

所以我們?cè)谝龑?dǎo)兒童進(jìn)行新概念重組的探究活動(dòng)中，就應(yīng)讓學(xué)生在新舊經(jīng)驗(yàn)之間、科學(xué)概念與錯(cuò)誤概念之間建立起聯(lián)系，使科學(xué)概念同他們的原有前概念相互作用。在本案例中，學(xué)生在原有的概念“路程÷時(shí)間=速度”的作用下，“擺的次數(shù)相同”不能轉(zhuǎn)化為“擺的速度相同”這個(gè)概念時(shí)，我們就要在學(xué)生新舊經(jīng)驗(yàn)之間建立一種聯(lián)系。在解決這個(gè)問題的過程中，我借用手指數(shù)數(shù)這個(gè)方法將擺的次數(shù)轉(zhuǎn)化為擺的速度。速度快，數(shù)數(shù)也會(huì)快；速度慢，數(shù)數(shù)也會(huì)慢，這是學(xué)生的原有經(jīng)驗(yàn)，利用學(xué)生這個(gè)原有經(jīng)驗(yàn)，將學(xué)生的前概念與科學(xué)概念之間建立起了聯(lián)系，從而能主動(dòng)地在科學(xué)事實(shí)中轉(zhuǎn)變已有的錯(cuò)誤概念。

參考文獻(xiàn)：

[1]張紅霞.科學(xué)究竟是什么[M].北京：教育科學(xué)出版社，2003.

[2]美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)教育與人力資源部中小學(xué)及校外教育處.探究小學(xué)科學(xué)教學(xué)的思想、觀點(diǎn)與策略[M].羅星凱，譯.北京：人民教育出版社，2003.

編輯 高 瓊