吳丹
[摘 要]通過分析初中科學概念與小學科學概念的異同,尋找初中科學概念教學與小學科學概念教學的縱向銜接點,并通過創(chuàng)設實驗與解決問題的情境、暴露錯誤概念、實施反例教學等形式進行初小科學概念教學銜接,從而降低初中科學概念教學的難度,提高初中科學概念教學效率。
[關鍵詞]小學科學概念;初中科學概念;銜接
[中圖分類號] G633.98 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-6058(2018)14-0079-03
在學習初中科學概念時,由于概念的抽象性,學生往往不能很好的掌握,其實初中的很多科學概念學生在小學就已經學過,初中浙教版和小學教科版科學教材相互交叉的科學概念就有130多個。如果我們在實施初中科學概念教學時能夠充分利用小學科學概念的啟蒙作用,就可以大大降低初中概念學習的難度。但是目前初小科學教師對于學生科學概念的縱向銜接基本處于忽視狀態(tài)。本文通過分析初中科學概念與小學科學概念的異同,尋找初中科學概念教學與小學科學概念教學的縱向銜接點,并通過創(chuàng)設實驗與解決問題情境、暴露錯誤概念、實施反例教學等形式進行初小科學概念教學銜接,從而降低初中科學概念教學的難度,提高初中科學概念教學效率。
一、初小科學相同概念間的差異
雖然初中浙教版和小學教科版科學教材相互交叉的科學概念有130多個,但初小科學相同概念間卻存在很多差異。
1.相同概念表述不同
由于小學生的年齡層次較低、知識結構不完整及思維不縝密等,小學教材大多不用專業(yè)的、抽象的語言表述科學概念,概念的表述比較簡略。如“凝固”這個概念,小學教科版科學教材定義為“從液態(tài)的水變成固態(tài)冰的過程”,小學以水、冰兩個具體的物質下定義,直觀、形象。而初中浙教版科學教材將其定義為“物質從液態(tài)變成固態(tài)的過程”,延伸到所有的物質。對于“速度”的定義,小學教科版科學教材提及“距離”,而初中浙教版科學教材則提及“路程”,它們的意義是不同的。
2.相同概念名稱不同
3.相同概念深度要求不同
即使是相同概念,小學和初中的深度要求也不同。如“機械運動和力”在小學與初中科學教材中都有涉及,其中小學五年級上冊《運動和力》一章,教材對拉力、重力、摩擦力等內容有介紹,幫助學生建立起有關力的具體形象概念,使學生對概念性知識有初步了解。而初中七年級下冊第二章《運動和力》,內容從橫向和縱向深入,在原有的關于一些力的概念基礎上,橫向上進一步學習“力的作用效果——改變物體形狀或運動狀態(tài)”和“力的作用是相互的”等內容;縱向上深入學習關于“力的測量、力的三要素、力的圖示、重力與質量的關系、摩擦力的影響因素了”等內容。初中科學在學生原有的知識結構上進一步完善了“運動和力”的知識體系,深度上的要求比小學高多了。
4.相同概念教材呈現(xiàn)情境不同
情境教學是小學、初中常用的教學方法,相同概念在小學、初中科學教材中呈現(xiàn)的形式不同。圖1是小學“光的反射”的教學情境,圖2是初中“光的反射”的教學情境。從下面兩副圖我們看到,小學科學教材情境呈現(xiàn)色彩絢麗,圖文并茂,形象具體,教學情境來源于學生身邊,為大家所熟悉,學生便于觀察,容易接受,學生學習起來興趣濃厚。而初中教材的教學情境則是抽象的光路圖,讓學生純粹地進行實驗探究活動,學生一看到可能會覺得枯燥,有難度,從而產生畏難情緒。
二、整理初小科學目錄表和初小科學概念比對表
初中科學教師要了解小學科學教材,我們可以搜集本縣小學教科版三年級到六年級的科學教科書和教參以及初中浙教版七年級到九年級的科學教科書和教參,把初中、小學科學教科書中的章節(jié)做成目錄,以便查閱。我們再根據(jù)整理出的初中和小學科學章節(jié)目錄,找出兩者共同或相關的科學概念,把這些科學概念按科學教學內容分為“生命科學”“物質科學”“地球、宇宙與空間科學”三個部分,并進行比對,整理出初小科學概念的比對表(如表1),以便查閱。
三、尋找初小科學概念的教學銜接點
1.根據(jù)初小科學概念的差異,確定銜接點
初中和小學科學概念在表述、深度等方面存在差異,初中教師在進行科學概念教學時要找準銜接點,教學時要做到有的放矢。對于小學學過的概念,教師可以略講或不講,以避免單純地重復舊知識;對于小學錯誤的前概念,教師要設計方法進行轉換;對于小學不完善的概念,教師要在初中科學教學中強調完善的部分。例如,初中和小學對“摩擦力”這個概念的表述,通過比較我們不難發(fā)現(xiàn),初中對“摩擦力”的定義多了“相對”二字,“相對”顯示出初中科學概念的嚴謹性。在初中摩擦力概念教學中,教師要講一些將摩擦力作為動力的例子,把“相對”兩字作為初中和小學“摩擦力”概念的銜接點。
2.根據(jù)學生的前概念,確定銜接點
在實施概念教學時,教師除了要了解教材中的概念差異外,還要對本班學生的概念掌握情況進行了解。為保證銜接教學的設計更有針對性,教師可以通過課前的銜接預習(如表2),來探測學生的小學科學概念掌握情況,找出初小科學概念的不同點,并把這些不同點作為銜接的切入點,從而降低概念學習的難度。
3.創(chuàng)設情境,進行初小科學概念銜接教學
(1)創(chuàng)設實驗情境,修正原有概念
小學的科學教學借助大量的實驗,通過讓學生觀察實驗,強化學生的感性認識,進而有效學習科學概念。因此實驗設計時我們應從初中和小學科學概念的銜接點入手,為學生建立科學概念提供感性材料,它可以是小學做過的實驗,也可以是服務于銜接點的實驗。
例如,在教學八年級上冊《物質在水中的分散狀況》時,就可以用小學四年級《食鹽在水中的溶解》實驗創(chuàng)設情境,學生通過觀察實驗現(xiàn)象的不同,修正原有概念,建立“溶解”“溶液”“懸濁液”“乳濁液”等新概念。具體如表3。
師:為了區(qū)分這些分散的不同現(xiàn)象,我們要給它們各自取一個名字,以示區(qū)別,從而得出溶質、溶劑和溶液的概念。
師:觀察溶液的狀況有沒有發(fā)生變化?
(教師引出溶液的特性,即溶液是均一、穩(wěn)定的)
師:物質分散在水中,除了溶解后形成溶液這種狀態(tài),還有像面粉和泥沙在水中不會溶解的狀態(tài)。
(學生觀察實驗現(xiàn)象:沙沉在底部,面粉浮在水面上,建構懸濁液概念)
師:懸濁液有什么特征?
生1:不穩(wěn)定,靜置后分層。
(實驗:把幾滴色拉油滴在水中,讓學生觀察色拉油在水中的變化。色拉油不溶于水,不穩(wěn)定,靜置后分層。建構乳濁液概念。)
師:乳濁液有什么特征?
生2:不穩(wěn)定,靜置后分層。
(師生討論總結三種混合液的異同并列成表格)
通過對溶解現(xiàn)象的觀察,讓學生理解“均一、穩(wěn)定”的本質內涵,大大降低了學生的理解難度。正是學生對“溶液”概念的深刻理解,懸濁液和乳濁液的概念教學就水到渠成了。通過新舊概念的重組,引導學生修正自己的原概念,形成新概念,大大降低了學生概念學習的難度。
(2)創(chuàng)設解決問題的情境,完善概念
小學教材中大多不用專業(yè)的、抽象的語言表述科學概念,概念的表述較簡略。比如,小學教科版科學教材對“杠桿”的定義是“像撬棍這樣的簡單機械”,對于杠桿的省力、費力則僅簡單地憑用力點、阻力點的位置來進行判斷,而初中則是根據(jù)阻力臂與動力臂的長短來判斷的。顯然,“力臂”應該是初小杠桿概念銜接教學的重點,教師要把力臂的認識從“點到點”轉變到“點到線”。這時,我們可以創(chuàng)設一個問題情境,先讓學生用原有的概念去解決問題,在解決問題過程中發(fā)現(xiàn)原有概念的缺陷;再引導學生去完善原有概念,從而建立杠桿、力臂的定義,掌握省力杠桿、費力杠桿的判斷方法。下面是創(chuàng)設利用小學杠桿知識來解決問題的情境,從而完善杠桿概念的教學。
師(課件出示圖3):這些工具是我們以前學過的哪種機械?
生:杠桿。
師:什么是杠桿?
(引導學生回顧小學的杠桿概念)
師:它們在工作時有什么共同特征?有哪些重要位置?
(讓學生分析這些杠桿的共同特征并回憶小學的杠桿概念的三要素,從而讓學生知道用力點和阻力點上施加的力就是動力和阻力)
師:你是怎么判斷杠桿是否省力的?
師:我們已經知道力除了作用點外,還有方向。如圖4,在B點掛一個重600 N的重物,在A點分別作用F1、F2、F3三個力,但方向不同,要使杠桿平衡,這三個力的大小一樣嗎?
(大部分學生想當然認為“用力點到支點的距離和阻力點到支點的距離”是兩個點的連線的長度,所以認為F1=F2=F3。教師演示用彈簧測力計分別測出F1、F2、F3三個力的大小。學生觀察比較,發(fā)現(xiàn)三個力大小不同,F(xiàn)3最小。學生產生認知沖突。)
師:我們發(fā)現(xiàn)在其他條件不變的情況下,作用在杠桿的同一作用點上的不同方向的力,產生的杠桿省力情況不同。那杠桿的省力情況應該怎么判斷呢?
(通過這個實驗引發(fā)學生思考,學生用小學的知識解決問題時出問題了,引出動力臂和阻力臂。師生一起畫出F1、F2、F3三個力的動力臂以及阻力臂。教師把小學的“動力點到支點的距離”和“阻力點到支點的距離”轉化到“動力臂”和“阻力臂”這兩個概念上。通過作圖,學生比較后發(fā)現(xiàn)F3對應的力臂最長,因此F3最省力。教師通過解決問題,降低了學生對力臂概念的理解難度,突破了教學的重難點。)
師:那如何判斷省力杠桿和費力杠桿更準確呢?
(銜接到初中對省力杠桿和費力杠桿的判斷)
師:杠桿除了三要素,還應該再加兩個要素,即動力臂和阻力臂。
(銜接到初中杠桿概念的五要素)
4.充分暴露錯誤概念,并進行轉化
小學科學概念的表述有很多并不準確。例如,小學科學對“重量”的定義就是模糊的。在小學科學三年級課程中有一節(jié)課是《比較水的多少》,其中一個辦法就是比較輕重,小學關注的質量往往指生活中常用的多少克、多少公斤,而沒有明顯區(qū)分質量與重量的概念,而在初中科學中這應該是比較質量的大小。在進行初中科學“質量”概念教學時,教師應把小學生對“重量”的認識作為“質量”學習的前概念,充分暴露這個錯誤概念,并進行轉化,實現(xiàn)初小科學概念的有效銜接。
5.運用反例教學,引發(fā)認知沖突
反例來自學生在學習科學概念之前頭腦中原先存在的前概念,在概念教學中我們要分別將正、反兩個例子呈現(xiàn)出來,引發(fā)學生思考,讓學生推翻(或否定)先前認知,修正前概念。例如,對于“摩擦力”這個概念, 初中比小學的定義多了“相對運動”幾個字。別小看這幾個字,這對學生判斷摩擦力的方向起了很大的作用,而對于摩擦力方向的判斷,初中生和小學生都很容易犯錯。教師可以多舉一些摩擦力是動力的反例幫助學生糾正原先的錯誤認識,理解“相對”的含義。
總之,初中科學教師在進行科學概念教學時,要充分利用小學科學概念教學的縱向銜接,找準初小科學概念的銜接點,通過利用多樣化的教學手段進行縱向有效銜接,從而降低初中科學概念教學的難度,提高初中科學概念教學效率。
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(責任編輯 黃春香)