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促进学生的前概念向科学概念转化的策略研究方案


促进学生的前概念向科学概念转化的策略研究方案
一、课题的提出: 根据辽宁省教育科学“十一五”规划课题------《科学课程标准与教学内容 的适切性研究------架构课程设计与教学实践的桥梁》实施方案的要求,本子课 题依据新课程标准的要求,借鉴、参照有关教育学理论,结合课堂教学,主要 在“促进学生的前概念向科学概念转化的策略”方面进行研究。 二、课题的界定: 概念一词,

在字典中的解释是:思维的基本形式之一,反映客观事物一般 的、本质的特征。人类在认识过程中,把所感觉到的事物的共同特点抽出来, 加以概括,就成为概念。 科学概念是人们观察、实验和思维相结合的产物,在科学教学中培养学生 的思维能力是小学科学探究学习的主要任务之一。由中国和加拿大两国政府部 门联合开发的“加强中国西部基础教育能力”项目在小学科学领域选择了“食 物”“水”“植物”“声音”四个主题进行研究。他们做的第一件事就是转化 我国《科学(3~6 年级)课程标准》中的相关要求。他们将事实性目标转化成 科学概念;将课程标准中的要求转化为学生可以学习、教师能够把握的具体概 念。从教学目标表述的差异中,我们发现对科学概念的关注和研究是当代科学 教育的一个特点。科学概念包括科学的观念和对科学的看法;发展学生正确的 科学观念,比让他们掌握大量事实性的信息更受到重视。概念是有组织的、有 不同覆盖程度的、用抽象语言表达的、超越主题和事实的一些观念和思想。概 念是一种组织性的观念,是一种心理图示,具有永恒性、普遍性、抽象性和概 念性。

“前概念”的提法最早由苏联心理学家维果斯基提出,他将概念分成日常 概念和科学概念两类:日常概念又称为前科学概念、错误概念,实质上是学习 者没有经过专门的教学, 在日常生活中通过辨别学习, 积累经验而掌握的概念。 研究前概念转变为科学概念的方式、途径,从而提高科学课堂教学的有效 性,增强小学生学习科学的兴趣,达到提高小学生科学素养的最终目的。 三、理论依据: 学生在学习科学概念之前,大脑并非是一片空白的,他们对这些概念大都 有了一定的认识和了解,这种已有的认识和了解即为科学学习中的前概念。对 于前概念,自 20 世纪 70 年代以来,西方一些从事科学教学研究的学者经过研 究后发现,学生形成的前科学概念由来已久、根深蒂固,家庭、社会或学前教 育都对学生前概念的形成具有很大的效力,这些前概念中有些是对客观世界的 朴素观念,有的则完全与科学概念相悖,后者也叫错误概念。前概念在学生的 科学学习中扮演着非常重要的角色。新概念的形成往往是建立在它的前概念基 础之上。当科学概念和前概念比较一致时,学生就容易理解;反之,他们就会 觉得很难转变。 所以在实际的科学教学中, 如果教师能够把握住学生的前概念, 教学有的放矢, 才能把学生的前概念转化为 科学概念, 更好地提高教学效果。 从当前小学科学新课程实施的情况来看,大部分教师不能准确地把握学生 的前概念水平,因此在课堂教学中容易脱离学生的前概念水平去实施教学,结 果带来了大量的课堂生成无法应对,教学有效性大打折扣,学生的思维和认知 较上课前提高不大或基本上没有提高。中央教科所郁波教授在《在科学探究中 关注科学概念》的讲稿中提出:“5~12 岁儿童科学教育的价值,是使孩子们 在接受正式教育之初就能够发展起对自然以及对自己周围的世界的理解,建立 起自己的观点和想法。如果他们在探索世界的过程中没有被科学地加以引导,

那么他们形成的那些观念,就有可能是非科学的,并且可能妨碍到孩子们以后 的学习。我们要让孩子们用系统的调查来解释和检验自己的观念,从而缩短孩 子自己的观念和科学的观念之间的距离。”在这样的现实背景下,调查和研究 小学生的前概念水平如何,有什么共同特征?搞清楚前概念对儿童学习新的科 学概念有什么影响?前概念转变为科学概念有什么方式、途径?错误的前概念 对科学概念的形成有哪些不利的影响, 如何克服这些影响? 前概念转变为科学 概念有什么方式、 途径? 这些问题的解决对提高课堂教学的有效性必将产生重 大的作用。 我们对学生进行科学教育,目的是使学生在接受正式教育之初就能够发展 起对自然以及对自己周围的世界的理解,建立起自己的观点和想法,缩短孩子 自己的观念和科学的观念之间的距离,让学生形成科学概念。建构主义理论是 在皮亚杰的“认知结构说”的基础上,通过科恩伯格和斯疼伯格等人的进一步 发展起来的。它提倡在教师的指导下以学习者为中心科学概念,是对某事物的 本质属性的认识,是该事物区别于其他事物的特有的、基本的性质,是能够区 别此事物与彼事物的。 学生学习科学的过程, 就是从前概念 错误概念不断地向 科学概念转变的过程。 四、课题研究的预期目标: 1、 调查掌握学生前科学概念的具体水平, 以此发现小学生科学前概念的基 本特点,并为三年级开始的科学课教学作好准备。 2、 在教学设计中考虑从学生的前概念水平作为教学的起点, 以典型课例的 课堂实录呈现教学过程,寻找前概念转变为科学概念的方式、途径、规律等, 提高课堂教学的有效性。

3、 跟踪记录三到六年级不同阶段学生前概念的变化情况, 评估科学探究学 习对小学生科学概念的掌握情况。 4、 错误的前概念对正确的科学概念的形成有哪些影响, 如何克服这些影响, 达到教学目标。 5、 前概念的充分了解对课堂生成性问题的解决有哪些帮助?充分的预设需 要详细地了解学生的前概念。 五、课题研究的主要内容: (一) 、不同年龄段的小学生科学前概念的特点研究: 低段一、二年级由于没有开设科学课,小学生的科学前概念受家庭和社会 影响较大,处于一种十分朦胧模糊的状况,甚至也有很多错误的前概念存在。 随着心智的成熟,在三年级开始正式接触科学课,因而三——六年级学生的前 概念水平受学校教育的影响逐渐深刻,包括语文、数学、音乐、美术等学科都 能对此年龄阶段的儿童的前概念产生影响,影响最大的自然是科学课。本阶段 研究的重点是考察学生在科学学习和其他各科学习的影响下,前概念的转化特 点,通过问卷调查、检测、课堂观察等方法了解学生科学概念的掌握程度,这 是衡量一位科学教师教学有效性的重要依据。 (二) 、前概念与科学概念转变的学习心理机制研究。 前概念一般与科学概念是不一致的。由于小学生的认知特点,以及家庭科 学教育的缺失,导致儿童形象思维发达,考虑问题容易产生表面性,往往会被 事物的表面现象所迷惑,看不清事物的本质,所以很容易形成错误的前概念。 这些错误概念根深蒂固,不易纠正,它排斥了科学概念的建立,束缚了学生的 创造性思维, 对科学概念的正确形成极为不利, 是科学教学低效率的重要原因。

因此,本课题研究的重点就在于:寻找学生前概念转化为科学概念的心理最近 发展区。 所谓概念转化就是学习,就是学生原有概念改变、发展和重建的过程,就 是学习者由前科学概念向科学概念的转变过程。为了促进学生实现概念转变, 就要进行概念转变教学, 寻找前概念转变为科学概念的心理最近发展区。 为此, 教师必须充分了解学生相关学科的原有知识经验背景,了解学生有哪些错误概 念,并充分运用学生的原有概念创设教学中的认知冲突(情境) ,以此作为引发 学生进行概念转变学习的契机。我们认为,要转变学生的错误概念,仅仅告诉 学生“正确”的概念是无效的。只有在激励性的情境中,在学生的前概念与科 学概念的激烈思维碰撞中,才能解决前概念与科学概念之间的矛盾冲突,实现 由前概念向科学概念的转变。 错误概念往往不单是由于理解偏差或遗忘而造成的错误,它常常与日常直 觉经验相联系,植根于一个与科学理论不相容的概念体系,有时,它恰巧是科 学界以前所主张的观点,如“太阳围着地球转” , “重的物体会更快地落地等。 研究发现,错误概念不仅在儿童中出现,甚至在大学生身上也会出现,它们出 现的频率在各年龄阶段变化不大。以往的教学只是关注于新知识的传授,但正 确概念的传授并不能自动地校正学生原有的错误概念,在教学之后,儿童往往 仍然信奉原来的观点, 所以, 为了帮助学生实现由错误概念向科学概念的转变, 必须寻找促进错误概念发生转变的机制、条件、途径,而这正是概念转变学习 成为当代科学教学研究热点问题的现实原因。 (三) 、基于促进学生的前概念向科学概念转化的教学设计、教学策略研 究。

在探究式学习中,学生的科学概念、探究能力和情感态度价值观是同步发 展的。一个现实的问题是,要促进学生由前概念转变为科学概念,通常最普遍 的途径就是课堂教学,怎样的教学设计才能有利于概念的转变,怎样的教学策 略才符合小学生的认知特点,进行概念转变的最优化,是本课题研究中的重要 方面。 我们认为,基于促进学生的前概念向科学概念转化的教学设计在备课时要 考虑的有以下几个方面: 1、教学目标的定位是否合理 评估教学目标的定位是否合理,主要看学生具体的前概念特点与水平,不 同的班级有不同的特点,确定时要看具体班级的情况,而切忌千篇一律。对于 前概念水平较好的班级,重点可以适当转移,难点可以适当提高;反之则可以 适当降低。不管是哪种情况,都要使学生的前概念水平有所提升,有所转变, 逐渐向科学概念靠拢。 2、教学情景是否有助于科学问题的产生 在充分了解学生前概念的前提下,教师必须找到新旧知识的结合点,创设 一定的情景,激发学生的认知冲突,产生科学问题。而问题意识的缺失是当前 科学教育最大的问题,现在的学生很多自信心较强,认为自己从书本、父母那 里学来的知识就是不可改变的真理,从而极度缺乏问题意识和实证意识。科学 课的重要任务之一,就是要发展和培养学生的求真求实意识,采用各种方法来 激发学生的敢于质疑的意识,从而为学生思维的发展奠定基础。 3、实验的设计、实施和解释是否有利于科学概念的形成 科学课中的很多内容必须通过科学探究来解决,而实验的设计、实施和解 释就是科学探究的基本方法, 科学概念的形成也不是依赖于教师的讲解和背诵,

而依靠学生的亲历探究活动获得。因此,实验教学中材料的准备,方案的确定 和实施就要有前概念的支撑,使活动建立在前概念的基础上,不至于简单重复 或者跳空拔高。 六、课题研究的方法和操作策略: 本课题研究主要采用观察法、个案法、实验法。在实施过程中,我们分别到 有关学校进行调查,同时结合问卷、听课、评课、研究课、个案分析来进行。 研究按学科年段分成研究小组。采取分项推进,重点突破的攻坚措施,充分利 用已有课题研究成果资源,依靠执研人员参与桐乡市“小学科学导师制”的培 养优势,规范有效开展研究。 1、观察法:本课题研究的问题,需要对不同的学生的前概念水平及个性特 点进行分析和研究。因此,必须依靠平时收集表现学生情况变化的数据或资料 用观察法加以记录研究。其中,做到观察目的明确,有重点,有计划和方案。 依计划选用多种观察途径,如调查、听课、个别访谈等。最后,在理解的基础 上对材料进行分类、汇总,及时补缺补漏,并尽可能用数据和典型事例。 2、个案法;本课题结合其它方法进行综合性研究,侧重选取有代表性的教 师个人和班级,以验证研究的实践推广价值。成果的表现形式以典型课例、经 验论文为主,因此,我们选择了个案法。 3、实验法:实验法主要用于研究前概念如何在课堂教学中转变为科学概念, 对教学途径、模式和方法进行 七、研究方法: 行动研究法。在科学探究指导活动中主要采用行动研究法,并使行动研究法 贯穿于实验的全过程。 观察法。在平时的研究活动中,采用观察法,对有效探究指导的现状进行连 续的、不间断地观察,并记下观察记录。

调查法。在探究活动中,对于探究指导有效度进行调查,及时发现学生在学 习上的探究能力养成情况,为教育提供各种依据。 经验总结法。在研究中和研究后采用经验总结法,总结出有效探究指导的对 策。实际操作、实验。 当然,在具体的研究过程中,除了以上所选用的方法之外,还可能采用其他 辅助的方法,以保证课题研究顺利进行。 研究的操作策略如下: 1、设计有代表性的前概念检测卷,分析整理检测结果。 2、通过典型课例引路,强调对课堂教学实录进行分析,寻找概念转变的基点。 3、 重点对六年级学生的科学素养进行评估, 检测四年科学学习的科学概念达成 度,并将此检测结果作为中学生的科学前概念,为中学教师提供教学的参考。 七、课题研究的步骤: 本课题的研究从 2007 年 9 月起至 2009 年 8 月结束。 1、准备阶段(2007/4--2007/5) (1)开展调查研究,查阅历史资料。 (2)确立主课题,构建子课题。 (3)组建课题组,明确分工职责,并建立学习交流制度。 (4)制定课题研究实施方案及子课题的工作计划。 2、实施阶段(2007/9~2009/4)

(1)全面启动课题研究。 (2)作好资料积累工作,及时交流心得体会。 (3)召开课题中期汇报会,检查实施情况,进行实施方案的修订、调整。 (4)撰写阶段性子课题调查研究报告及论文。 3、总结阶段(2009/5~2009/8) (1)按调整的计划、修订的方案进行实施,把课题的实施、研究推向更深 的层次。 (2)修订实施细则。 (3)测试实验结果,开展对比调查,对资料进行归类处理与数据分析。 (4)作好结题准备,召开结题工作会议,撰写结题报告及子课题专题论文。


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