关键词:初中生物教学科学概念前概念有效转变
由于学科处于尴尬地位(如因为未纳入中考而被有意无意地忽视),初中生物教师在教学中要花很多精力培养学生学习生物科的兴趣,又要降低学生学习的难度,不少生物教师便淡化了科学概念等抽象内容的教学。事实上,在科学知识的学习中有大量的科学概念,它们是构成科学知识的基本单元,这些概念互相链接,才形成了自然科学的基本框架。要掌握好这个框架,最基础的是要掌握科学概念。因此,重视初中学生生物学科学概念的学习显得尤为重要。故而,生物教师在教学中要善于利用前概念教育资源作有效转变,引导学生将生物学前概念提升为生物科学概念。
生物学前科学概念(以下简称前概念)指的是个体所拥有的概念的内涵、外延及其例证与科学概念不尽一致的生物学概念。狭义的“前概念”指教学前概念,广义的“前概念”指前科学概念。前概念具有隐蔽性、顽固性和不连贯性;但它并不都是错误的概念,它是学生的精神财富,学习者拥有的前科学概念也可把学习引导到当前的科学概念上来,它是个体认知的必然产物,也是值得教育者注意和利用的教育资源。如何有效引导学生将生物学前概念提升为生物科学概念,是值得我们关注与研究的课题。
一、熟悉学生前科学概念的由来,刺激学生内因,做好适时同化或顺应
学生前概念的由来依内外部的维度来分,包括学生个体及其相关的外部因素,学生个体是前科学概念形成的内因,是最根本的来源。外部因素包括与其相关的初中生物学教师、初中生物学教学资料、同学、朋友等。学生个体在接受正式的生物教育之前,同时通过小学自然科学关于生命世界的学习,对日常生活中有关生物现象的大量问题,如能看得见、摸得着的生物如花、鸟、虫、树、草及人等形成了较多的前概念,都有了自己特定的理解,因此学生头脑中的生物学前概念涉及的生物学内容相当广泛。
Posner等人结合皮亚杰的“认知建构主义”理论以及库恩的“范式更替”理论,提出了著名的“概念转变学习理论”。该理论将科学学习过程看作是学生原有概念的发展、修正或转变的过程,这就离不开个体通过“同化”与“顺应”过程逐步建构自己的认知结构。个体把外界刺激所提供的信息整合到自己原有认知结构内的过程即同化,如在“动物体的结构层次”中,知道细胞群如何形成不同组织后,能更好地理解器官、系统等结构层次的形成。这个同化过程中,前概念到科学概念的迁移是积极的;而原有认知结构无法同化新环境提供的信息时所引起的个体认知结构发生重组与改做的过程被称为顺应,这需要教师创设学习情境、引发学生们的认知冲突并想办法解决,也可利用插图、模型、实验,加深前概念的直观化,使新概念由抽象转变为具体。
二、建立有效的生物学前科学概念转变教学模式,重演概念的发展进程
为了促使学生实现概念转变,就是要进行概念转变教学,生物教师应当探索有效的生物学前科学概念转变教学模式,重演概念的发展进程,从而利于学生理解科学概念。仅仅告诉学生“正确”的科学概念是不够的。概念转变理论认为,学生学习科学的过程是一个概念转变的过程,而不是新信息的点滴积累,并提出了“概念转变”的条件。我们根据条件不同,可摸索出不同的教学模式。下面略举两例。
情形一:学生前概念中存在不合理信息,我们可以通过类比,引发认知冲突,重新解释、修正新概念并应用。类比是在解释难以理解的抽象概念时,使用的一种重要的概念性工具,它可以促使新概念得以被理解。生物学教师应该将教学视为帮助学生逐步获得较为复杂的科学现象的有关理论的过程。如在“生态系统”概念的学习中,不少同学认为生态系统就是指生物们形成的整体。
情形二:前科学概念和其他领域(目标)知识之间的原理有相似性,可以在已知知识领域和未知知识领域中间尝试搭桥模式。如学习了动物体的结构层次,通过“细胞-组织-器官-系统-动物体”这一流线图类比分析植物体,从而概括植物体的结构层次。再如宏观的生态世界―肉眼可见的生物世界―微观的生物世界(如细胞、器官、系统、个体、生态系统、生物圈等概念)都可以用到这种搭桥模式去学习。
法无定法,贵在得法,有效的生物学前科学概念转变教学方式也是多样化的,这就需要我们不懈探索。
三、在生物实验教学中,引导学生主动地探究,在探究中重建科学概念
科学来自实验,概念源于实践。实验是生物学科的基本特征,又是学生学习生物知识、探究科学方法和解决问题的重要途径。如要纠正“是一朵花”这样的错误概念,最好的办法就是让学生观察,主动探究解剖的结构,自己得出“是一个花序而不是一朵花”的科学结论。事实对于学生来说是最有说服力的,亲身体验各种各样的探究活动是转变错误前概念,建构科学概念的有效办法。
引导学生主动地探究,因为科学本身就是一个不断发生、发展的过程,以科学历史作为支撑,引导学生沿着前人探索生物世界的足迹,一方面,可以学习科学家献身科学的精神;另一方面,可以使学生理解科学的本质、掌握科学研究的方法。在这过程里,通过研究活动,借助或校正学生已有的前概念教育资源,让学生更容易理解、掌握科学概念。例如,关于“光合作用”概念教学,我们安排了在光照下金鱼藻释放了使快熄灭的卫生香复燃的气体,学生推理是光合作用产生了氧气,然后展示普利斯特利的三个小实验,学生发现植物可以更新动物呼吸的气体,但不确定是利用二氧化碳作为原料,这时可以演示在氢氧化钠和清水两种环境下绿叶植物的光合作用状况来证明。最后在“绿叶在光下制造有机物”实验中,学生发现未遮光的部分脱色后遇碘变蓝,结合萨克斯的实验让学生领悟光合作用曲折与艰辛、继承与创新的历程,让学生在实验和历史的背景与氛围中体会“光合作用”概念的丰富和完善,并在探究中重建“光合作用”概念。
总之,应充分利用前概念这一教育资源,重视生物前概念的由来和转变,启发学生建立正确的科学概念,利用实验和生活实际问题来促进学生思考,探索概念转变教学模式,重演概念的发展进程,帮助学生最终系统地建立科学的生物学概念。
参考文献:
[1]李高峰.初中生生物学前科学概念的研究.2007.
关键词:物理教学;物理实验;前概念;发展
社会的发展,对人的发展提到了首位;教育的人性化发展,促使教师对学生的关注度日渐增加。要知道,学生并不是一张白纸,踏进教室的同时,学生长期的经验积累与自我辨别式学习而形成的对事物并非本质的认识,而这些认识对于学习新知识存在着这样那样的影响,我们称之为前概念。有效的物理课堂,很大程度取决于教师如何把握好学生的前概念,如何发掘和纠正错误的前概念,如何继承和延伸正确的前概念。近些年,教师、学者对于前概念的研究逐渐增多,许多人认为前概念会物理学习会产生很大的干预和影响。本文反其道而行之,在实践基础上,研究利用物理实验促使学生对于前概念的正确把握和有效发展,以促进师生构造有效的物理课堂。
一、前概念的涵义
前概念的定义不尽相同。狭义的理解认为“学生在接受正规的训练或学习以前就已经形成的错误的观念或认识。”有人称之为“相异构思”,有人称之为“民间概念”,其特点就是认为前概念是错误的。广义的理解认为“前概念就是学生在接受正式的教育以前,对所感知的现象、生活中的常识与经验进行总结加工所得出的认识和理解。”笔者认为,对于前概念的理解后者更为正确,前概念里有错误的知识和思维,也有正确的认识和逻辑。比如说,在学习力的概念之前,学生普遍认为没有力的作用,物体不运动;没有学习惯性的概念,学生认为物体的继续运动是由于受到了“惯性力”的原因等等,这些错误的前概念都是在新课教学中教师要帮助学生进行纠正和重新认识的。比如说,在学习电流的概念前,学生对于电流是一无所知的,但学生对于水流的特点是很清晰的,因此,我们可借助水流来类比电流,从而顺利达成概念的认识。这样的前概念是有助于教学的构建,因此教师可合理利用,加以延伸,达成教学目的。
二、改良物理实验,“诱导”学生的前概念,促进有效课堂的构建
对于感性思维向理性思维逐渐过渡的中学生来说,进行有效的物理实验演示,要比说上千万的语言来得更生动、更有说服力。对于这些已具备一定的生活、学习经验的学生来说,为激发学习物理的兴趣,修正自己错误的前概念,继承原有的合理的前概念,为构建更为全面、深入的知识体系,改进物理实验,增加实验的说服力和客观性显得更为重要。
1利用实验“外显”前概念
“学习不再简单地是信息由外而内的输入,而是通过信息与学习者原有知识经验的双向的交互作用实现的”。隐蔽性是前概念的一大特点,学生如果不是自己确信,存在内心深处的前概念会不自觉地影响新知识的摄入。选用合适的物理实验,学生在与实验对话的过程中,不自觉地会挖掘自己的前概念,从而进行前概念的评判,以利于新概念的掌握。
在《物质的密度》教学中,笔者将教材创设的问题“如何区分表面颜色相同的铁块和塑料块”进行了改进。选择的器材是一大一小两块木头A、B和一块铝块C,并且表面涂上相同的漆,保证外观上区别不出木头和铝块。然后设置任务:要求学生思考方法来找出哪个是木块、哪个是铝块。学生往往会认为:“用手掂量分量,重的是金属,轻的是木块。”选择C(铝块)和B(小木块),放在天平上观察,发现C(铝块)下沉,B(小木块)。学生判断:“下沉的C是铝块。”然后,重新选择A(大木块)和C(铝块)放在天平两盘,发现C(铝块)上翘,而A(大木块)下沉。学生可以判断:“下沉的A是铝块,而上翘的C是木块”。学生产生了疑问:C到底是铝块和木块。看来,用生活中不自觉的用轻重进行物质的判断是有问题,这样的前概念也是错的。学生不难发现:在体积相同的前提下,铝块比木块重。那么同种物质的物体而言,体积增大了,质量增大了,这样很有可能大木块的质量要大于铝块的质量。顺着学生的思路,老师引导学生开始思考:“质量和体积之间有什么关系呢?”可以得出结论:同种物质,质量与其体积成正比;不同物质,质量与体积之比一般不同。有此可以得出“密度”的概念,从而进行新概念的进一步构建。
2设计实验找准概念“冲突”
建构主义认为,学习不是知识由教师向学生的传递,而是学生建构自己的知识的过程,学习者不是被动的信息吸收者,相反,他要主动地建构信息的意义,这种建构不可能由其他人代替。那么如何帮助学生主动构建物理概念呢?如果能够帮助发现前概念和新概念的冲突,激起学生的头脑风暴,学生的学习积极性自然被激发。在感性思维向理性思维过渡中的初中生来讲,实验的生动与形象能够更加直观地揭示这个“矛盾点”,从而更好地帮助学生向新概念进行迁移。
在《大气压》一课的引入中,笔者改良了物理实验,使得实验更加直观、生动,学生原有的知识得到了明晰地对比,利于学生发现旧知识的不足,思维的片面。如图(1)所示,在瓶中点燃酒精棉,短时燃烧后,迅速盖上瓶塞,有色的液体从低处的瓶内,“升”上密闭的瓶中。“物体受到重力的作用,为什么这个实验中的红墨水是从低处往高处流呢?”这个问题即使将学生思维矛盾点的外显,也是有意识地提示同学们可以从受力分析的角度去找寻答案,从而很好地启发了学生的思维。有的同学认为:“瓶子内燃烧的气体发挥了作用。”这个答案立刻得到了排斥,如果是瓶内的气体对外发挥作用,那么红墨水应该是向下跑,根本不是向高处“流”。要克服重力作用,应该能找出另外的一个施力物体,那么同学仔细观察整个装置,有的同学能够发现水面上方的空气,从而考虑到空气对红墨水有力的作用,酒精棉的燃烧是的瓶内的空气变得稀薄,从而下方瓶内的空气对红墨水的作用显示出来。
图(1)
值得一提的是,该实验笔者特别将连接水槽和广口瓶的玻璃管制成了弯曲的形状,除了增加实验的美观性,更多的是为了增加一定的路程,以利于学生观察红色液体上升的过程。如果点燃酒精棉后,盖上瓶塞的动作足够迅速,那么红色墨水不仅上升,而且会“喷”入广口瓶中,效果明显,且有一定的震撼作用,充分起到了激发学生思考,而启发思维,激起头脑风暴,利于大气压的引入。同样,利用大气压将鸡蛋压入瓶中的实验,如果将瓶子倒置,能够实现鸡蛋不仅没有在重力作用下下落,还能够被吸入瓶中,显得更有说服力。
3安排实验“澄清”前概念
建构主义认为,前人积累下来的科学知识,包括物理学的基本规律、原理、理论等,不是客观世界物质运动的固有规律本身,而是科学家提出的被科学界所承认的一种较好的模型或假设。既然科学知识是科学家群体经过社会性建构的结果,学生学习科学知识也要经过一个自我建构的过程。初中生具有一定的生活和学习经验,对于周围的事物也有自己独特的思考,来自于生活中的前概念并不都是错误的,如果利用实验能够让学生发现自己熟识的内容,在增加自信的同时,也能让学生正确认识到自己的前概念,能够进一步促进全面知识的掌握。
在探究《物体的浮与沉》的教学中,学生对于物体的浮沉有自己的理解,比如说:铁块会下沉;木头是上浮的,等等。为了让学生们能够对物体的浮与沉有个全面的认识,笔者制作了一个密度分层与物体浮沉实验,如图(2)所示。在实验的演示中,可以看出:铁块不一定是下沉的,只是在食油、水中是沉底的,当浸入水银中,是浮在水银面上的;泡沫是浮在油面上的;水浮在水银面上,而同时是沉在食油的底部的,等等。这样的演示足以证实学生的前概念部分是有道理的,但也有不足之处,如果加以补充,便可以理解物体密度对于浮沉的影响。
4“变式练习”巩固新概念
由于前概念存在强烈的顽固性,需要教学中的不断训练,以达到教学的实效。在进行惯性概念的教学中,学生对于惯性的概念有认识,但是容易混淆与力的概念,不能很好地理解惯性是物体自身的属性,与是否受力是无关的。笔者将《探究阻力对物体运动的影响》进行的变化,再次运用斜面,进行惯性概念的进一步理解。如图所示,将同一个铁球分别从斜面滚到光滑的木板、粗布条、毛巾的表面,比较三次在水平面上经过的距离,思考为何铁球越滚越近?有没有可能水平面足够粗糙,铁球滚到水平面上立刻停止?从而进一步理解力是改变物体运动状态的原因;理解惯性是物体的自身属性,无论受力与否,物体都有惯性。
图(3)
实验是物理的精髓,无论是知识点的发现还是成立都需要通过实验的检验,对于生在成长阶段的初中生来说,不可能有足够多的时间和精力去经历科学家的探究过程,但是完全可以通过必要的实验来纠正自己错误的前概念,延伸合理的前概念,从而掌握全面的知识体系,形成正确的思维体系。
参考文献:
[1]胡斌武.建构主义的学习与教学观要义评析[J].集美大学学报,2002(3):26-28.
下面,仅就以实验教学为主要途径,培养学生形成物质特性、化学变化规律、基本理论三类概念,谈谈个人浅见,请先哲和同行们指教。
一、提供真实、鲜明、主动的化学实验,培养学生形成物质特性概念
反映物质本质特性概念的实验,教材中作了统筹安排。为了深刻说明物质特性的概念,教师精心设计的实验,应该是真实的、鲜明的、生动的,直观性强,现象明显,易于激发学生形成化学概念。例如:培养学生形成酸本质特性的概念时,教材安排了盐酸与石蕊试液、锌、铁、铁锈、氢氧化铜溶液、硝酸银溶液反应一组实验,通过引导学生观察上述实验,培养学生认识盐酸能与指示剂、多种活泼金属、金属氧化物、某些盐反应,与碱起中和反应等化学特性,于是,引导学生推论酸本质特性的概念。
真实的化学实验,就是让学生观察物质的本质属性。化学实验就是通过学生视觉、听觉、嗅觉来形成感性认识的,只有提供直接作用于感官的真实实验,才能有助于学生形成思维,加深对反映物质特性的化学概念的理解,例如,反应生成的沉淀、物质的溶解、颜色的变化、有气味或有颜色气体的逸出,都是帮助学生直接观察物质发生变化的直接感知,使学生信服地形成物质特性的概念。
教师在演示盐酸与碱一氢氧化钠溶液反应的实验,是说明酸与碱反应的特性,可是,事实说明,盐酸溶液与氢氧化钠溶液反应的实验,就不同于盐酸与氢氧化铜溶液反应的实验。因为前者反应时看不到任何明显现象,而后者则看到了有蓝色的氢氧化铜,现象鲜明。所以,我们设计、安排化学实验时,首先要考虑实验的鲜明性,才能使学生注意化学反应,使物质特性更明朗、更完整,更生动真实,从而有助于学生形成清晰的化学概念。
同样反映物质特性的化学概念,由于提供实验不同,会得到不同效果。例如,氨气易溶于水的特性实验,用一支大试管盛满氨气后倒置水中,水会在试管内上升,反应出氨易溶于水的强溶解性。可是换成“喷泉”实验,就更加形象、生动,效果明显。由此观之,只有生动、鲜明、真实的化学实验去刺激学生大脑兴奋中心,才能有助于学生形成深刻的化学概念,使具有物质特性的化学概念在学生大脑中深深打上烙印。
二、提供典型、系列的实验,培养学生形成各类反应的化学概念
化学反应中有许多类似反应遵循着一定的反应规律。为了帮助学生掌握各类反应的概念,我们要安排、设计好一系列化学反应的实验,培养学生归纳、概括这些反应的规律。例如,在化学基本反应类型的教学中,我们借助木炭、硫粉、铁丝、红磷等物质在氧气中燃烧的实验,其中有非金属与金属的典型代表物质,通过这些典型、系列的化学反应,指导、培养学生基本上形成抽象的化合反应概念。此外,分解反应、置换反应和复分解反应的化学反应概念,也都是通过典型、系列的化学实验后,归纳、总结而形成的。
指导、培养学生形成各类反应的化学概念时,还必须安排、设计正确反映概念内涵的感性实验,让学生在观察的基础上,通过分析、推理、综合、归纳、总结,直至思维加工,把获得的感性知识进行深化,即把零碎的、片面的感性知识,进行科学的概括总结。例如,当学生做了木炭燃烧的生成二氧化碳和蜡烛燃烧生成水和二氧化碳的实验,教师必须引导学生分析前者燃烧生成一种物质,而后者燃烧生成两种物质的本质区别,从而培养学生正确形成化合反应的概念,否则学生容易产生凡是与氧气燃烧的反应就是化合反应的错误概念。为此,教材安排了证明蜡烛燃烧生成二氧化碳和水的实验,使学生清晰看到蜡烛燃烧生成二氧化碳和水这两种物质的反应。这样的实验对学生正确形成化合反应概念内涵提供了典型的、必要的认识。
三、提供具有说服力的实验,培养学生形成化学基本理论的有关概念
化学基本理论的有关概念,比较抽象,学生较难理解。通过实验教学,提供具有说服力的实验,使学生获得一定的、有说服力的感性知识,对理解抽象的化学基本理论概念较为有利。例如:“电离”的概念,是比较抽象的。因为学生不能通过感官,直接感觉到物质电离后自由离子移动的过程,学生难以接收这样的化学结论。
一、巧设实验,引发冲突
建构主义认为学生在走进课堂之前,都不是一张白纸。学生在学习物理概念之前已经具有对物理事实的认识,即前概念,前概念往往是不正确的,而且也往往是根深蒂固的。如何让前概念成为物理概念的生长点呢?关键是剖析学生头脑中存在的前概念,让学生认识到前概念的不合理性。
为了让学生主动进行比较、建构,直到揭示概念的本质属性,设计一个好的实验是基础。通过实践,本人认为以下三种类型的实验最有效:
1.直觉――实验型
高中学生在遇到问题时,往往是凭直觉经验,想当然地进行推理判断。根据学生的这一特点,让学生先作出判断,然后再用实验验证,当实验的现象出乎学生的意料时,直觉的判断与实验事实之间的强烈对比,必然引发学生去积极思考。
2.已知――实验型
随着学生的学习,知识的丰富,认识水平的提高,要求掌握的物理概念的抽象性、精确性也在不断提高。当面对新问题,学生往往习惯于用已知的旧概念进行分析。为了完善学生原有的概念结构,设计实验时必须设法突出与原来知识的不同之处,用明显的实验现象引发认知冲突。
3.实验――实验型
这是前后两个现象互相矛盾的一组实验。教师首先做一个学生用以前的知识可以分析的实验,第二个实验与第一个实验类似,但实验现象与第一个实验截然不同。利用这样一组矛盾的实验打破学生原来的思维平衡态,激起学生反思自己的概念结构,引发认知冲突。
二、搭建平台,主动探究
我校生源基本是初中里的中等生,进入高中后,他们往往自信不足,学习主动性不够,教学过程中参与的欲望不强。但是,事实证明,只要给学生搭建一个平台,变灌输为探究,他们的主动性就会被激发出来。
1.创设问题,营造探究
人的思维活动永远是从问题开始的。教师创设特定的学习情景,如观察、实验等,引导学生提出科学的问题。这些问题是学生探究的心理动力和探究式课堂教学的契机。教师的任务是:把教材中的物理知识转化为问题,借助具有内在逻辑联系的问题设计,促使学生思考,营造探究氛围。
2.针对问题,自主探究
原先备课时,总有意无意地把自己怎样讲得明白、讲得清楚放在首位。但是,教是为了促进学生的学,就必须把学生探索、思考等活动放在首位。在备探究式的课时要思考:哪些是老师不讲不行的内容?如,促进学生新旧知识连接的内容、激发学生思维或进一步唤起学生求知欲望的内容、学生苦思而未解的疑问等等;可以由学生尝试完成的,就放手让学生去做。
3.交流合作,评价结果
物理课的特点决定了大多数的探究活动都需要合作完成。由于探究的结果是大家的,每个同学都会在尽量做好自己的任务的同时关心其他同事的任务。
在评价结果时,学生不仅要条理清晰地表达自己的观点,还要对自己或他人的观点作出简单的评述。由于大家是平等的关系,都愿意听取他人的意见,相互取长补短,最终实现思维碰撞,发现物理概念的本质。
三、解决问题,巩固概念
学生往往以为自己能复述定义就算理解物理概念了,因此,在建立概念后应及时进行有针对性的练习,通过在新的问题情境中使用概念,让学生在运用概念中发现对概念理解的偏差。
因此,为了使学生对概念的理解进一步得到加深、巩固和发展。可以从以下几方面设置问题:
1.根据概念的内涵与外延设问
概念的内涵既反映了物理对象某种属性的“质”,又反映了物理对象某种属性的“量”。概念的外延即概念的适用范围,是指概念所反映的具有某一属性的一类现象或事物。根据概念的内涵与外延设问有利于学生对概念本质的理解。
2.根据概念的特征设问
物理概念因它在物理学中的地位和作用的不同,各有自己的特殊性质。可以根据不同物理概念的不同特点设置问题。
对于相似概念也可以从它们各自不同的特点出发,进行比较。
3.在开放的情景中设问
在开放的情景中设问,就是在一个物理情景中,没有明确指出用什么物理概念进行分析,或没有“完备的条件”和“固定的答案”的问题,这就要求学生在全面理解物理概念的基础上,进行正确选择和分析。例如:某单色光源发出的光通过一个小圆孔,在光屏上会出现什么现象?因为孔的大小未限定,随着孔的尺寸变小分别会出现:圆形光斑;光源的倒像;衍射条纹。通过分析学生对“光线”“光的衍射”等概念的理解就会更全面,更能抓住这些概念的本质属性。
四、提供成功体验
一、情境教学,提高感性认识
通过情境教学,可以为学生提供更多的感性材料,让学生能够直接感知.同时,可以让学生联系已有的生活经验,将感性认识上升至理性认识,从而为物理概念的构建奠定良好的基础.
第一,这一教学模式是在类似于现实情境的情境中开展,让学生运用所学知识来解决实际生活问题,培养学生运用知识的能力和解决问题的能力.
第二,这一教学过程类似于现实问题的解决过程.在教学中,教师并非把事先准备好的教学内容直接向学生教授,而是向学生呈现类似于现实中一些专家在解决某一问题时的探索过程,为学生提供解决问题的实际原型,同时指导他们探究,让学生在探究过程中构建科学的物理概念.
例如,在讲“静摩擦力”时,学生对静摩擦力概念的理解有一定的难度,特别是静摩擦力方向与物体运动方向相同,因而我们可将静摩擦力理解为动力.在教学中,教师不要直接教授这一概念,而是进行实验探究,让学生从实验与观察中获得概念:在一本厚度适中的书中夹一个牛皮纸信封,尽可能地让信封接近书的装订边.然后以手提起信封,则可以把书提起,且让书升高.然后让学生共同研究书升高时其受到的静摩擦力的方向.这样,为学生提供了一个感知情境,让他们明白牛皮纸信封对书的静摩擦力为书提供了一个向上动力.在情境活动中,学生增强了感性认知,深刻地理解了这一物理概念.
二、交流互动,显示前概念
在物理概念学习中,学生易受前概念影响而降低学习效果.而前概念产生的因素是多方面的,如学生先入为主的生活经验、旧概念局限、知识负迁移、语词的曲解、错误的类比等.所以,在高中物理概念教学中,教师若想提高教学效率,则需认识学生的前概念情况,把握他们头脑中有关的前概念,这包含了学科概念与前概念的贴近度,以帮助学生建立正确概念.而前概念的隐蔽性是较强的,若学生不说出来,教师则无法了解具体情况.因此,教师可创设一定的情境,引导学生围绕学习内容进行小组讨论,合作探究,使其主动地表述前概念,展现自己对所学知识的看法,积极参与到教学活动中,即使学生的前概念不规范、不准确、不科学,教师也应肯定、鼓励,从而让学生愿意表达,乐于交流.
例如,在讲“牛顿第一定律”时,在初中阶段,学生已学习了这一内容.但从教学实践看,学生对这一内容的理解往往停留于文字表面,并未完全理解其内涵,还受前概念的错误影响,如物体运动需靠力进行维持.实际上,对于不同阶段的认知体系,其研究背景不同,因而构建的“牛顿第一定律”是有所变化的.
在高中物理教学中,教师可运用活动交往的教学模式,进行师生、生生的交流互动、平等对话、讨论合作,从而形成思想交锋、观点碰撞、心灵交流.这样,在交流中,可以显示学生错误的前概念,发现自己的不足之处;在讨论过程中,学生能够看到在同一个问题上,有不同的理解与观点.同时,通过教师与同学的补充、纠正,学生可以不断自我反思,转变观念,进而重构正确的物理概念.
三、活动体验,排除前概念影响
关键词:初中物理教学概念教学教学方法
概念是反映对象本质属性的思维形式,是组成任何一个学科的基本单位,作为一门基础性的自然学科,物理学科的形成就是以各种物理概念为基础而建立起来的。初中物理教师不但要重视物理概念教学,还要一改往日的传统教育观念,采用灵活的教学方法,重视学生能力的培养,这样,概念教学质量提升了,自然有利于整个物理教学质量的提升。
一、从生活实践中引出概念
物理概念是在众多的实践过程中抽象出来的,因此,它具有高度的概括性和抽象性。很多学生在学习物理概念的过程中就是由于这种概括性和抽象性而无法借助于概念产生直观具体的认识,从而影响了对于物理概念的掌握。为此,教师在开展概念教学的过程中可以通过生活实践引出物理概念,学生面对比较熟悉的生活现象理解起来自然会轻松很多,这样,借助于学生的生活经验再进行概念讲解,自然可以有效降低物理概念的抽象性,利于学生对概念的理解和掌握。例如,在讲到“压强”的概念时,我们就可以让学生回忆这样一个生活现象:体育课上进行跳远运动时,体型较胖的学生和体型较瘦的学生留在沙坑里的脚印哪一个比较深,哪一个比较浅?根据生活经验,很多学生自然知道是体型较胖的学生留下的脚印深。接着,教师可以继续引导提出问题:如果是一个穿高跟鞋和一个穿平底鞋的人同时站在沙坑里,那么谁留下的脚印会更深?学生依然可以根据日常的经验知道穿高跟鞋的人留下的脚印更深。这样,通过这种生活实践的引导,学生对于影响压强大小的因素就会形成一个初步的认识,这就给接下来给学生介绍压强的概念打下了一定的基础。
二、利用演示实验讲解概念
物理是一门以实验为基础的学科,物理实验不但是形成物理知识的基础,而且是我们开展物理学习的重要手段。相比较于其他学习手段,通过物理实验所开展的学习活动,其过程往往更加形象、生动、直观,而这对于初中阶段以形象思维为主的学生而言自然更加容易接受。因此,我们在进行物理概念教学的过程中不能忽略实验这种高效的学习手段。例如,为了给学生讲解“电阻”的概念,我就在课堂上给学生做了一个简单的演示实验:首先拿出一段由若干小灯泡、铜丝、镍铬合金丝所组成的串联电路,在闭合电路以后让学生观察电路中不同位置的小灯泡的亮度。经过观察,学生发现,由于所处位置不同,灯泡的亮度也不相同,而这些灯泡本身是一样的,之所以会出现亮度不同是因为不同的导体对于电流所产生的阻碍大小不同,而这个大小就是导体的电阻。通过这种实验手段,学生直观地看到了电阻产生的影响,从而对电阻这个概念有了一个初步的了解。为了进一步深化“电阻”的概念,我利用横截面积、长度、温度等不同的导体进行以上的实验,从而让学生在观察实验现象的过程中得出影响电阻大小的因素。这样,在直观的实验手段下,学生更加直观深刻地理解和掌握了电阻概念,这样比起死记硬背的方式,效果要好得多。
三、利用对比深化概念
在物理学科中,很多新概念往往是以之前学习过的旧概念作为基础而形成的,因此,借助于旧的概念复习引出新的概念往往有利于在新旧概念之间建立起一定的联系,使得学生更好地理解和掌握新知识,同时形成一个系统的知识体系。除此以外,在新旧概念的对比中还可以有效避免概念的混淆,加深对于概念的理解。例如,“重力”和“压力”这两个概念,很多学生在学习的过程中就容易把这两个概念混淆,他们往往认为“压力的大小在任何情况下都等于重力的大小”。因此,我在给学生介绍这两个概念的时候就把这两个概念放在一起进行比较,从施力物体、受力物体、力的作用点、力的方向、力的大小等多个角度对两个概念进行比较分析,再结合作力的示意图给学生进行演示说明,还通过一些错误例题进行讲解说明,让学生清楚地看到这两个概念之间的区别与联系,抓住概念的本质。
四、利用错误经验加深概念理解
很多时候,我们在日常生活经验中所形成的经验往往是不正确的,而我们在学习物理概念的时候也容易受到这些错误经验的干扰。为了避免干扰,我们可以把不利因素转变为有利因素,利用学生本身所具有的生活经验冲突来对比讲解概念,这样更容易让学生对概念产生深刻的印象。例如,在日常生活中,学生会形成一些错误的经验,如物体受力才会产生运动,重的物体往往比轻的物体下落速度要快,摩擦力对物体的运动只会产生阻碍作用,等等,这些错误的观点教师在进行概念讲解的过程中就可以把它们引入到教学中来,利用理论讲授与科学实验相结合的方式,用打破学生错误经验的方式来引入正确的物理概念,学生自然会产生非常深刻的印象,并且借助于这些深刻的印象来加深和巩固对于正确概念的印象。
初中阶段是学生系统接受物理学科知识的启蒙阶段,在这个阶段,一个最重要的任务就是帮助学生打好物理基础,为以后的学习起一个好的开端。而物理概念本身就是物理学科中的基础核心内容,学好物理概念对于打好物理基础具有至关重要的作用。因此,作为初中物理教师,我们在开展物理教学工作的过程中,一定要打破过去那种死记硬背的概念教学方式,让学生在理解的基础上掌握概念,这样学生在掌握概念以后才能够更加灵活地应用,从而为物理综合素养的提升起到积极的作用。
参考文献:
[1]陈亚东.浅析初中物理概念教学存在的问题及对策[J].中学教学参考,2010,(35).
基本概念、基础知识、基本方法是学生学习的基础,在这“三基”中最重要的是对基本概念的理解,只有理解了基本概念,才能理解基本方法。初中物理概念涉及声学、力学、热学、光学、电磁学等范围,其概念为揭示事物之间的内部联系,主要通过语词说明来定义,对感性材料进行抽象与概括,揭露事物的本质属性和共同特征。新课程要求教师将教学重点放在基本概念、基础知识上,为发展学生各方面的能力作好铺垫。笔者结合平时的教学实践,谈谈自己是如何上初中物理概念课的。
一、创设情景,建立概念
创设情景能够激发学生的学习兴趣,激起学生智慧的火花,能够充分调动学生学习的主动性和积极性,为建立物理概念创建一个良好的氛围。
1.联系生活,设疑激趣,建立概念
没有问题就没有紧张的思维活动,学生有了疑问才会去思考。教师在课堂教学中联系生活,把生活实际问题引入课堂,这样建立的物理概念学生易于接纳。
例如,在学习“重力”时,用“为什么水往低处流”和“为什么我们跳起后总要落回地面”的问题来创设情境建立重力概念。在学习“惯性”时,用“当汽车突然加速时,车上的人为什么会向后倾倒”和“而当汽车突然减速时,车上的人为什么会向前倾倒”的问题来建立惯性概念。从学生熟悉的生活情境出发,调动学生的生活经验和生活情感,使学生体会到物理就在身边。这样不但可以使教学内容具体化,更能使学生有学好新概念的强烈愿望,主动参与学习,增强学生学习物理概念的兴趣。
2.演示实验,直观创境,建立概念
做有趣的演示实验来建立概念,可以营造一个宽松和谐的学习氛围。学生通过对实验的观察获得了感性认识,为理解和掌握好物理概念就奠定了基础。
例如,在学习“分子动理论”时,教师先演示实验:准备好相同质量的一杯冷水和一杯热水,分别滴入两滴墨水,让学生观察两杯水的现象来建立分子扩散现象的概念。通过演示实验创设了真实、生动、直观的教学情境,激发了学生的求知欲,启迪了学生的思维。这样能将学生对物理现象的兴趣引入到对物理理论的学习上来,对培养学生的观察能力和思维能力具有明显作用。
二、独辟蹊径,理解概念
通过各种途径建立起的物理概念,只有学生真正理解才容易记牢,才能灵活运用。下面介绍四种概念教学的方法:
1.概念类比法
初中生对一些抽象物理概念难以理解,如果采用类比法,把抽象的概念和生活中的事物相类比,有利于学生理解概念的形成。
例如,像“电流”、“电压”、“声波”这些概念难以理解,而且还看不见,但通过教材中“电流”与“水流”,“电压”与“水压”,“声波”与“水波”相类比,化无形于有形,使这些抽象概念在感知上得到认识。像“分子动能”与“物体动能”,“分子势能”与“物体势能”,“内能”与“机械能”相类比,化微观于宏观,这样理解概念就容易多了。
2.概念模型法
有些物理概念通过引入模型将物理概念实际化,让学生很容易理解物理概念。
例如,在讲“光线”时,把图形画在黑板上与学生共同理解概念——光线是用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向。很显然,学生对照图形容易明白:直线表示光的传播路线,箭头表示光的传播方向。这种方法既具体、形象、生动、深刻反映事物的本质,又便于教师引导学生去认识和掌握它们,使学生更能深入理解物理概念。
3.概念公式法
古语:“读书百遍而义自见”。一个抽象的物理概念,有的学生背吟十遍还不一定能理解,但把概念变成公式后,效果就不同了。
例如,建立起速度概念后,先通过文字表达其概念——速度是物体在单位时间内通过的路程,然后用公式表示:v=st。如果学生去背诵和理解这些文字的物理概念,学生很难理解,但通过变成公式后,形象生动地反映了速度中包含了哪些物理量,使学生能深入理解物理概念。转贴于
4.概念实验法
许多物理概念都比较抽象,若用传统教学方法直接灌输给学生,由于缺乏真实体验,学生一般难以真正理解。但通过实验探究,让每一位学生都参与其中,概念的理解就容易了。
例如,在讲“比热容”时,为了让学生能真正认识到“不同物质吸热和放热的能力一般不同;同种物质在相同状态下,其吸热和放热的能力相同”这一特点。学生通过对实验“相同质量的沙和水在相同时间内进行加热来比较它们的温度变化”的探究活动去构建物理概念,继而认识和理解比热容——单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量叫这种物质的比热容。以探究实验为基础的比热容概念教学不仅符合学生的认知规律,同时也与物理学的探索和发展过程相一致,有利于学生对比热容概念的掌握。
三、发散思维,深化概念
有些物理概念比较抽象,为了在理解的基础上深化概念,在教学中可采用“概念求同”和“概念求异”的方法去扩大其内涵和外延。
1.概念求同
在物理学中,同一个物理量有不同的定义,同一定义有不同的名称。通过“求同”的方法去深化概念,能让学生真正掌握一个物理量。
例如,在讲“重力”时,建立起概念(地面附近物体由于地球吸引而受到的力,叫做重力)之后。为了让学生进一步认识重力,引导学生去思考“如果物体在月球表面是否受到重力?,那么概念又是如何定义呢?”经过交流与讨论,可以初步认识到:月球表面附近物体由于月球吸引而受到的力,也叫重力。所以,学生可以自己判断:重力并不是只指地球的吸引力,其概念得到了深刻认识。
2.概念求异
初中生由于知识水平的限制,对概念中的一些关键词的意思把握不准。
例如,在学习导体和绝缘体时,其概念(容易导电的物体是导体,不容易导电的物体是绝缘体)展现在学生面前,很容易理解成:能导电的物体是导体,不能导电的物体是绝缘体。此时,教师要解释清楚“容易”与“能”,“不容易”与“不能”的区别,学生从而认识到导体与绝缘体之间没有绝对的界限。
四、整合应用,巩固概念
物理概念以关键词为其核心内容,上完物理概念后,为解决一节课的难点问题,教师可编辑各种形式的练习题来巩固。
例如,可准备填空题——缺少关键词,选择判断题——缺少或改变关键词;还可准备短文阅读题——寻找涉及物理概念的语句,图片观察题——反映物理概念的现象,实验探究题——对物理概念的综合应用等。
物理概念大多都是以生活为源头,从各种观念中形成的,为了巩固曾建立的概念,就必须联系生活实际。
一、提供真实、鲜明、主动的化学实验。培养学生形成物质特性概念。
反映物质本质特性概念的实验,教材中作了统筹安排。为了深刻说明物质特性的概念,教师精心设计的实验,应该是真实的、鲜明的、生动的,直观性强,现象明显,易于激发学生形成化学概念。例如:培养学生形成酸本质特性的概念时,教材安排了盐酸与石蕊试液、锌、铁、铁锈、氢氧化铜溶液、硝酸银溶液反应一组实验,通过引导学生观察上述实验,培养学生认识盐酸能与指示剂、多种活泼金属、金属氧化物、某些盐反应,与碱起中和反应等化学特性。于是,引导学生推论酸本质特性的概念。
真实的化学实验,就是让学生观察物质的本质属性。化学实验就是通过学生视觉、听觉、嗅觉来形成感性认识的,只有提供直接作用于感官的真实实验,才能有助于学生形成思维,加深对反映物质特性的化学概念的理解。教师在演示盐酸与碱(氢氧化钠)溶液中和反应的实验,是说明酸与碱反应的特性。实验中若不向氢氧化钠溶液中滴人酚酞试液,反应时看不到任何现象,学生难以感知,若事先向氢氧化钠溶液中滴入酚酞试液,使溶液变红色,然后再逐渐加入盐酸。直至红色刚好消失为止,现象非常鲜明。
同样反映物质特性的化学概念,由于提供实验不同,会得到不同效果。例如,氨气易溶于水的特性实验,用一支大试管盛满氨气后倒置水中,水会在试管内上升,反映出氨易溶于水的强溶解性。可是换成“喷泉”实验,就更加形象、生动,效果明显。由此观之,只有生动、鲜明、真实的化学实验去刺激学生大脑兴奋中心,才能有助于学生形成深刻的化学概念,使具有物质特性的化学概念在学生大脑中深深打上烙印。
二、提供典型、系列的实验,培养学生形成各类反应的化学概念。
化学反应中有许多类似反应遵循着一定的反应规律。为了帮助学生掌握各类反应的概念,我们要安排、设计好一系列化学反应的实验,培养学生归纳、概括这些反应的规律。例如,在化学基本反应类型的教学中,我们借助木炭、硫粉、铁丝、红磷等物质在氧气中燃烧的实验,其中有非金属与金属的典型代表物质,通过这些典型、系列的化学反应,指导、培养学生基本上形成抽象的化合反应概念。此外,分解反应、置换反应和复分解反应的化学反应概念,也都是通过典型、系列的化学实验后,归纳、总结而形成的。
指导、培养学生形成各类反应的化学概念时。还必须安排、设计正确反映概念内涵的感性实验,让学生在观察的基础上,通过分析、推理、综合、归纳、总结,直至思维加工,把获得的感性知识进行深化。即把零碎的、片面的感性知识,进行科学的概括总结。例如,当学生做了木炭燃烧的生成二氧化碳和蜡烛燃烧生成水和二氧化碳的实验,教师必须引导学生分析前者燃烧生成一种物质,而后者燃烧生成两种物质的本质区别,从而培养学生正确形成化合反应的概念,否则学生容易产生凡是与氧气燃烧的反应就是化合反应的错误概念。为此,教材安排了证明蜡烛燃烧生成二氧化碳和水的实验,使学生清晰看到蜡烛燃烧生成二氧化碳和水这两种物质的反应。这样的实验对学生正确形成化合反应概念内涵提供了典型的、必要的认识。
三、提供具有说服力的实验,培养学生形成化学基本理论的有关概念。
化学基本理论的有关概念比较抽象,学生较难理解。通过实验教学,提供具有说服力的实验,使学生获得一定的、有说服力的感性知识,对理解抽象的化学基本理论概念较为有利。例如:“电离”的概念,是比较抽象的,因为学生不能通过感官,直接感觉到物质电离后自由离子移动的过程,学生难以接收这样的化学结论。
【关键词】建构物理概念学习方式
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2017)02A-0113-01
一些学生能流利地背诵物理概念和定理,但是做相关的物理题目时却无从下手。造成这种情况的一个重要原因是学生对物理概念还只停留在简单记忆的层面,导致在理解和应用物理概念时存在困难。根据建构主义理论,只有学生主动建构物理概念,形成自己对物理概念的理解,实现概念知识的内化,才能真正掌握物理概念。本文以“密度”这个物理概念为例,简单谈谈如何在建构主义理论的指导下学习物理概念。
一、以生活问题引入概念,激发主动建构的积极性
影响学生物理概念学习的一个重要原因是学生不感兴趣,相对来说,学生对生活中熟悉的事物容易产生兴趣。教师应为学生设计一些现实中常见的问题,诱发学生的好奇心,吸引学生的注意力,让学生深入地思考和综合分析,主动地从生活现象中去发现知识本质,积极建构物理概念。
在教学“密度”这一物理概念时,为了让学生认识到“密度”是能够反映物质的某种特性的一种物理量,引发学生建构“密度”的概念,教师先取出一些物质,包括一杯白醋,一杯清水和一杯溶解了很多盐的盐水以及两块体积同样大的铁和木头,让学生简单地判断杯子中分别装的是什么物质。学生对于这些与生活密切相关的问题很感兴趣,也积累了一些生活经验,他们通过闻气味、尝味道,很容易就区别出了三个杯子中的物质。还有学生通过掂量物体轻重的方法来区分铁块和木块。教师对学生的做法进行了点评:“同学们能根据不同物质的颜色、气味和质量不同顺利地鉴别出了这些物质。那么,相同体积下不同物质的质量不一样,这一点也和物质的颜色、味道一样,成为物质的一种特性,可以用来区别于其他物质,这种特性就是物质的密度。”通过这样的教学,进一步渗透了“密度”的概念。
二、以物理实验探究概念,感受自主建构的过程
物理概念作为学习的核心内容,充分反映了一些物理现象的本质,具有独特的内涵和外延。学生只有准确地把握这些关键点,才算掌握了物理概念。教师可以结合具体的物理概念,设计有针对性的物理实验,让学生通过亲身参与、相互配合,感知物理概念的形成过程,抓住概念的要点,深入、全面地理解物理概念。
在引导学生探究“密度”这个概念的形成过程时,教师和学生一起设计了一个物理实验:通过托盘天平直接测量物体的质量,利用量筒测量物质的体积,然后求出不同物质的质量与体积的比值。在这个实验中,我们选择了不同体积的石块和铁块,分别进行三次质量和体积的测量,计算出比值,发现三次测量后计算得到的石块与铁块的质量与体积之比非常相近,而石块与铁块的质量与体积之比却不相同,从而证明了“密度”(即质量与体积的比值)是一个定值,而且不同物质的密度存在着差异。通过设计这样的物理实验,让学生亲身参与实验操作,进行数据的测量与计算,这样,学生对密度这个概念的内涵和外延形成了比较具体、清晰的认识,理解了密度这个概念所表达的物理意义,还掌握了计算密度的方法和影响因素等相关知识。
三、以课堂讨论促成概念,增强合作建构的体验
生生之间、师生之间的讨论是帮助学生深入理解知识,快速生成知识的有效手段。在初中物理概念学习中,为了帮助学生准确地构建“密度”这个物理概念,教师可以创设一些有针对性的问题,引导学生在课堂上展开交流讨论,促进概念的生成,增强合作构建的体验。
为了帮助学生构建物理概念,教师引导学生围绕“密度”的概念设计课堂问题,进行课堂讨论。“物质的密度与物质的体积和质量有关系吗?根据密度测量的实验,你能给密度下一个什么样的定义呢?同种物质的密度随着外界环境的改变会发生变化吗?”教师提出问题,让学生以小组合作的形式进行讨论。学生按照教师的要求,对这几个问题进行了深入思考,并在组内积极发言,最后通过学生之间思维的碰撞,得到了讨论的结果:“密度是物质的质量与体积的比值。按照实验得到的结论,密度可以理解为‘某种物质的单位体积的质量,或者说密度的大小直接表F出了物体的物质排列的疏密程度’。由于物质会出现热胀冷缩、三态变化,所以不同物质的密度随着外界条件的改变也会发生变化。”学生们在讨论中完成了密度概念的重构。
生物概念反映的是事物的本质属性,是人们对事物本质属性的反映。生物学概念是生物学现象、生理过程和生命规律的高度概括。正确理解概念是掌握生物基本知识和基本技能的基石,概念教学是中学生物教学的主要内容。下面介绍几种生物学概念教学的有效方法。
1利用多媒体技术,使概念教学形象化、生动化
初中学生虽然具备一定的思考能力,但对于一些日常生活中没有接触过的或比较抽象的概念知识,还是不易理解和掌握,因此教师教授这些概念时要注意形象、直观和生动,学生才容易掌握。生理和认知规律告诉人们:视、听觉等直观感觉容易引起人的注意和帮助人们记忆和理解。初中生物中许多概念是无法通过实验进行重现,而这些概念的理解却又需要呈现其反映的现象和过程。这时教师可以利用多媒体技术,使概念教学形象化、生动化,有效帮助学生理解和掌握。例如初中生物的血循环中“体循环”和“肺循环”的概念,如果教师光凭口头讲授,学生是不容易理解的。此时教师可利用多媒体Flas技术,制作“体循环”和“肺循环”的Flas,就能形象而生动地展现这两个循环过程,使学生一目了然,很快就弄懂和基本掌握这两个概念。
又如在讲述“肺泡与血液的气体交换”时,教师也是无法只用文字叙述就能讲清楚的,而且这个概念也无法通过实验呈现,所以教师也可以应用多媒体Flas技术,制作出“肺泡与血液的气体交换”的动画,较好地解决了这个概念的教授难题。
再如,讲授“肾小球的对血液滤过作用”概念时,当然教师是无法再现实际情形,也难以进行实验,那么教师可以制作并运用“肾小球的对血液滤过作用”Flas,生动形象地讲授该概念,学生也能清晰地理解并掌握该知识。
多媒体技术在运用于很多难以通过实验和纯粹文字讲授的概念时是比较有效的方法,课堂上可以多加以应用。
2利用演示实验和探究性实验,使概念教学直观化和真实化
2.1探究性实验
初中的概念有相当一部分是对现象和客观规律的描述和再现。要让学生理解和掌握这些概念,最好的办法就是重复实验过程、现象,从而使学生弄懂和掌握概念。一个人如果亲自做过或看过的东西,通常记忆牢固,容易理解并掌握。教师可以利用演示实验和探究性实验,使概念教学直观化。例如:在初中讲授“食物的消化”一节时,教师会安排“馒头在口腔中的变化”这个实验。通过学生亲自实验,让学生知道淀粉在口腔内能被初步消化为麦芽糖,并记住“淀粉遇碘变蓝”这个现象。如果只是教师口头的讲述,学生不会有深刻的印象,多数停留在对知识的死记硬背上。
又如:在初中讲述“种子萌发的条件”一节时,如果教师照本宣科,知识的传授只是文字的表述,学生不理解也记不牢。所以教师都会安排学生在家里预先进行探究实验,教师指导学生按照课文的实验要求,分别对种子提供不同的外界条件,探究种子萌发的外部条件。最终教师引导学生通过分析实验结果,得出种子萌发所需要的“适合的温度”、“足够的水分”和“一定的空气”三个条件。由于是亲自动手进行实验探究,因此学生对这部分知识容易理解并记得牢,教学效果明显。
2.2演示性实验
如果学生不易操作或需要耗费一定时间的实验,可以用演示实验进行教学。例如在讲述“人类对细菌和真菌的利用”一节中“发酵现象”时,因为该实验需要一定的时间,不可能在堂上完成,所以教师需要预先做好实验装置,在上课前按实验要求完成实验,并拍摄下来,上课时把实验过程播放出来,相当于演示实验。同时在课堂上,教师可设计一套实验装置,把发酵时产生的气体通入石灰水中,通过观察石灰水是否变混浊来判断发酵产生的气体是不是二氧化碳(图1)。
教师运用探究性实验和演示性实验进行概念教学,可使学生主动参与和乐于探究,既有利于学生掌握生物学概念,又有利于倡导培养学生的探究学习能力,可谓一举两得。
3巧用比喻和诗词,使概念教学鲜明化、生动化
“比喻”是指用某些有类似点的事物来描写或说明另一事物,以便表达更加生动鲜明。在教学中,教师借助比喻进行生物学概念会有很好的作用。例如在初中讲述“细胞是生物体结构和功能的基本单位”这一概念时,为使学生能理解这句话,可以做这样一个比喻:如果把生物体比喻为一座房子,那么,细胞就好比是建造这所房子的砖。这样一个比喻,就把细胞与生物体的关系和细胞的作用描述出来,使学生马上理解了细胞在生物体的作用。
又如在讲“眼球的结构和功能”的知识时,如果光是口头讲述其结构和作用,学生会提不起兴趣,教师也不容易把知识概念讲清楚。这时,教师可以先提问照相机的一些知识。由于学生一般都用过照相机,对照相机都有一定的了解,能回答一些关于照相机结构的知识。然后,教师对学生说:其实,眼球就相当于一部照相机,眼球的晶状体相当于照相机的镜头,眼球的脉络膜相当于照相机的暗室,眼球的视网膜相当于照相机的底片。这样的比喻使学生很容易就理解和掌握了眼球的结构和功能的概念。
再如在初中讲述“从种到界”一节中6个常用生物分类单位时,教师可让学生们先制作一个介绍自己国籍、住址的个人名片,名片中包括国家、省、市、区、道路(街道)、家庭门牌号。然后告诉学生6个常用生物分类单位就好比学生制作的个人住址名片中所用到的国家、省、市、区、道路(街道)等单位一样,每个人的住址门牌只有一个,相当于最小的单位――“种”;道路(街道)相当于上一级单位――“属”;如此类推。这样运用一个比喻,较好地解决了学生们不易理解的分类问题。
此外,很多诗词蕴涵着生物学概念,若教师能适当运用,可加深学生对概念的理解。如诗句“落红不是无情物,化作春泥更护花”比喻生态系统中的物质循环;诗词“螳螂捕蝉,黄雀在后”比喻隐含的食物链;“野火烧不尽,春风吹又生”比喻草原生态系统较强的自我调节能力。
正是借助了类似的事物来比喻,使原本陌生难懂的概念鲜明化、生动化,学习的效果也就不言而喻了。
4利用实物、标本、模型,让概念教学直观化、具体化
“模型”是人们用物质形式或图形形式再现原型客体的某种本质特征,如结构(整体的或部分的)、功能、属性、关系、过程等。通过构建模型和直接认知模型来把握生物学概念,是当前课堂中的常用教学方法。
4.1应用仿真模型
教师应用仿真模型教学,一方面能刺激学生感性认识,另一方面让抽象变得具体,让概念教学一目了然。
如在学习“细胞结构”的概念时,由于学生没有见过细胞,教师不能凭空讲述概念。所以让学生先认识细胞的立体结构是非常必要的。这时,教师可使用细胞结构的仿真模型实施教学,让学生能从直观的立体模型中感受一个动物细胞和一个植物细胞的三维结构图,理解细胞是立体的,防止学生从课文的平面图获取细胞的结构信息时误以为细胞是二维结构。然后再让学生根据书本的图片把动植物细胞的主要结构一个一个从模型中找出来,并要求学生明确了各细胞结构的形态、名称及其功能。借助“细胞结构”的立体模型,学生兴趣提高了,也更易理解掌握概念。
又如对于染色体和DNA的结构概念时,学生也是从来没有接触过和可见过,而这两个概念又比较抽象,学生不容易理解。此时,教师应运用模型,对学生进行视觉刺激,强化感性认识,帮助学生了解和弄懂染色体和DNA的结构。运用直观性模型能达到明确生物学概念的目的。
再如在讲授“呼吸运动”原理以及“胸廓”的概念时,学生都觉得很抽象,很不容易理解,教师就必须利用模型进行讲授。教师可以展示胸廓的模型和能模拟胸廓运动的模型(图2),显浅和直观地展示呼吸运动和胸廓的概念。否则,教师光凭文字和口头讲授,无法达到较好的教学效果,学生也很难理解教师教授的内容。
4.2利用数学模型
“数学模型”主要表现形式有数理逻辑的图表(曲线图、集合图示等)等。通过“数学化构造数学模型”的过程来认识生物学概念的方法,称为数学模型方法。
例如在讲述“细胞核、染色体、DNA、基因”的关系概念时,如果教师光是口头上的文字讲述,很难让学生理解它们之间的关系。但如果运用数学模型图,则简单易行。教师可作出如图3所示的关系数学模型图,这样问题就可以迎刃而解。
另外,概念教学还可采用有“语言分析法”、“类比法”、“概念图法”、“情景创设法”、“肢体演示法”等。总之,教无定法。任何方法都有利弊,教师只有灵活应用,才能体现方法的科学性和教学的有效性。只有根据各自的具体教学实际、具体的教学问题,采用适宜的方法,才能真正提高生物概念教学的效率。
李政道教授说过:“学习中一定要把基本的概念搞清、记牢,最重要的东西往往是最简单的”。一句话说出了教师进行概念教学的重要性。总之,在概念教学过程中,教师针对不同的概念,有不同的教学方法;而同一类概念,也可结合多种方法进行教学。
参考文献:
[1]教育部基础教育司编写.生物新课程标准解读[M].北京:北师大出版社,2002.
关键词:初中生物学教学重要概念教学方法
概念是对事物的抽象或概括。生物学概念是生物学课程内容的基本组成。生物学重要概念处于学科中心位置,包括对生命基本现象、规律、理论等的理解和解释,对学生学习生物学及相关科学具有重要的支撑作用。在课堂教学中,教师可以使用术语传递生物学的概念,如“光合作用”;也可以用描述概念内涵的方式传递生物学概念,如“绿色植物能利用太阳能(光能),把二氧化碳和水合成贮存了能量的有机物,同时释放氧气”。用描述概念内涵的方式传递概念可以更好地针对学生的年龄特点和认知能力确定概念教学的深度和广度,以期达到预期的教学效果,并为后续学习打好基础,实现重要概念的螺旋式发展。在初中生物概念教学中,既要揭示概念的实质,又要符合学生的接受能力。那么如何搞好这方面的教学呢?参照《义务教育生物学课程标准(2011年版)》的要求及查看有关资料,在课堂教学实践中,我作了如下探讨。
1.建立重要概念教学意识,明晰初中生物教学中的“重要概念”。
围绕生物学重要概念组织并开展教学活动,能有效地提高教学率,有助于学生对知识的深入理解和迁移应用。教师在设计和组织教学活动时,应注意围绕重要概念展开,精选恰当的教学活动内容,其教学方式可以是讲授、演示、实验、资料分析、讨论等,促进学生对重要概念的建立、理解和应用。教师必须明确什么是“重要概念”,才能帮助学生理解重要概念。
例如教学中可让学生明确一下重要概念。如在“生物体的结构层次”这一主题中,列举的重要概念有:
细胞是生物体结构和功能的基本单位。
动物细胞、植物细胞都具有细胞膜、细胞质、细胞核和线粒体等结构,以进行生命活动。
相比于动物细胞,植物细胞具有特殊的细胞结构,例如叶绿体和细胞壁。
细胞能进行分裂、分化,以生成更多的不同种类的细胞用于生物体的生长、发育和生殖。
一些生物由单细胞构成,一些生物由多细胞构成。
多细胞生物体具有一定的结构层次,包括细胞、组织、器官(系统)和生物个体。
2.利用概念图等方法梳理知识点,强化重要概念的理解及掌握。
在设计教学时,教师需对其中的知识点进行梳理,在明晰其中的重要概念、概念间的层次关系和逻辑关系上,概念图有很大的优势,能帮助教师准确地把握这节课的知识框架。
如在讲述科学探究的有关知识时,对涉及的相关概念可借助这样的概念图加以理解(如图示)
3.运用对比的策略,引导学生区分易混淆的概念。
初中生物学教材中,有不少概念,它们要么在字面表述上、内涵上,要么在过程上有些相似,学生在学习的时候由于没有正确地对其区别把握,往往容易混淆。例如动物细胞和植物细胞的基本结构、植物的光合作用和呼吸作用、细胞的分裂和分化、条件反射和非条件反射,等等。通过不同形式的对比,可以使概念更清晰,更能掌握概念的本质属性。
3.1通过列表对比
这种对比的方法多适用于归纳概念的相似性与相异性,例如光合作用和呼吸作用的对比:
3.2通过简单的图像对比
这种对比的方法比较适用于用文字较难简短描述、学生单纯从文字比较难以理解的概念。例如:细胞分裂与细胞分化,可用下图进行对比:
过程(一)表示细胞通过分裂使数目增多,故细胞分裂是“量变”的过程,刚分裂出的细胞在形态、结构和生理功能上都相似。过程(二)表示细胞分化的过程,是在分裂的基础上,细胞在形态、结构和生理功能上形成稳定性差异的过程。通过简单的图像,能够使概念直观化,从而易于区分。
4.运用探究实验,纠正学生的错误的前概念,生成科学概念。
前概念是存在于人们头脑中相对于新知识的已有认知,可能是正确的,也可能是片面的或错误的。前概念的成因,主要是日常生活中的经验及正确或错误认识的积累。正确的前概念是学习生物学科学概念的基础和铺垫,它的正迁移作用可成为生物学概念学习的资源和概念学习的新的增长点,可使学生尽快地掌握新知识和知识结构。片面或错误的前概念会成为生物学概念学习的障碍,这些错误的前概念如果得不到及时矫正,就会影响对生物学概念的同化和顺应,使学生形成错误的思维,阻碍生物学科学概念的建构。前概念的形成,往往经历了比较长的时间,在脑海中根深蒂固,仅仅靠教师的讲解,难以纠正,但如果学生通过自己设计实验并进行探究,亲自体验探究的过程,通过实验、观察而得出结论,得到的印象就会很深刻,有利于科学概念的生成。
例如:关于种子萌发的外部条件,很多同学误认为种子必须在有光的条件下才能萌发。为了矫正学生的这一错误概念,可以因势利导,启发学生:如果我们想进一步探究“光对种子萌发的影响”,在现有实验基础上可如何设计探究方案?实验的现象可能会怎样,最终的结论又是什么?经过探讨,学生充分运用对比法和控制变量法,提出增设一组对照实验,增加一个满足“充足的空气、适宜的温度和适量的水分”这一外界条件的实验装置,对它进行遮光处理,通过对实验现象的观察,最终得出相应的结论。在此过程中,实验实际上发挥了两个作用:一是通过实验观察,引发认知冲突,激发学习兴趣和欲望;二是通过实验设计和实验现象的观察,修改或改变学生头脑中原有的错误概念,加深对科学概念的记忆和理解。也就是说,实验促使学生通过认知顺应,实现了概念的转变,从而建构起新的科学概念。
总之,在教学中,教师一方面需要向学生提供各种丰富的、有代表性的事实为学生的概念形成提供支撑。另一方面,教学活动不应仅仅停留在让学生记住一些生物学事实,还要帮助学生通过对事实的抽象和概括,建立生物学重要概念,并以此建构合理的知识框架,进而为学生能够在新情景下解决相关问题奠定基础。在教学过程中,教师还必须注意到学生头脑中已有的概念,特别是那些与科学概念相抵触的错误概念,帮助学生消除错误概念,建立科学概念。
参考文献:
[1]生物课程标准(实验稿)北京师范大学出版社,2001.
关键词:高中物理;核心概念;教学
高中阶段的物理教学中,最重要和基础的内容是各种物理概念。物理概念是学生认知能力形成、物理规律掌握的前提基础。在实际课堂学习中,由于物理概念相对枯燥、抽象,不易于记忆,所以物理核心概念的教学一直是物理教学中的难点,无论是我们的讲授还是学生的学习难度都很大,需要我们在教学过程中采取针对性的教学方法,加深学生对概念的理解和掌握程度。
一、核心概念
想要加深学生对核心概念的理解,我们首先需要明确什么是核心概念。核心概念是西方教育界提出的概念,不同的学者对核心概念有着不同的称呼,如“关键概念”、“大概念”、“基本概念”等,至今学术界对核心概念的定义还没有达成共识。
1.大概念
大概念是一定范围内物体和现象的概念,是对一定范围内物体和现象的抽象化解释,用于特定观察和实验的概念则被称为小概念,如宇宙中全部物质都是微粒构成、生物体需要长时间进化才能形成特定条件下的特殊功能等,这些都属于大概念。中央教育科学研究所课程教学研究部研究员张志中将大概念解释为能带回家的信息,是具体经验和事实都忘记之后仍然能够保持的中心概念,具有对宽广经验事实的解释力。
2.关键概念
首都师范大学讲师黄星认为,关键概念是可以展示当代科学学科图景的概念原理,是学科的主干知识。国内一些学者将核心概念和国外的KeyConcept对应,如中国教育学会物理教学专业委员会理事刘占兰认为,学生学习科学时会在多种情境中应用相同的科学概念观点,在这些情景中将逐渐形成对科学核心概念的理解。张颖之等人则认为核心概念是学科中心概念知识,包括重要的概念、原理、理论以及一些基本解释。
3.核心概念
核心概念是我们希望学生记忆、理解且能够在忘记其周边信息之后仍然能够理解和应用的知识。但是张兰却指出,核心概念是某一学科的主要知识领域,虽然不是所有人都能够理解,但是仍然得到了广泛的应用,是能够经得起时间检验的学科中心知识。
通过对以上三个概念的分析,我们认为大概念和核心概念之间存在差别,彼此之间没有绝对的从属关系,对于某一学科来讲,如万有引力这样的大概念并非学科中心概念,因此认为核心概念,是经过了检验的,位于学科和科学中心的科学概念,是具有广泛自然事物解释力的知识,是对学科内概念结构的最高抽象和概括。
二、高中物理核心概念的学习进阶
学习进阶是对学生在同一主题学习的不同阶段,尤其是概念理解阶段所遵循的连贯的思维路径和学习路径的描述,可以是学生学习预期的参考,也可以是经过科学论证的研究结论,物理概念的学习进阶有着自身的特殊性,更加依赖其他相关概念的学习成果,更需要借助概念的内涵和外延来界定核心。
1.加强物理概念和生活实际的联系
根据上一节的研究,可知物理核心概念是对客观事物共同属性和本质特征的抽象化描述,是对客观规律的高度总结,但是高中生正处在成长的关键阶段,无论是人生经历、生活体验的缺乏还是生理与心理不成熟,都表现为对抽象事物的理解困难,因此我们在进行物理概念教学时一定要注意将核心概念和生活实际联系起来,通过精心准备,帮助学生建立鲜明的教学情境,提供能够为学生带来生动感性认识的学习材料,从感性认识入手,逐渐加深理解,并最终上升到感性层次。
2.重视教学实验
每一个物理核心概念都是艰辛的思考和实验中得来的,如果可以帮助学生重现物理核心概念被发现的过程,让学生走上物理学家们曾经的探究之路,亲自去探索知识,了解知识产生和发展的过程,对加深学生对核心概念的理解大有裨益。学生在探索过程中能够形成更深刻的感性认知,便于概念的形成和对学生物理学习思路方法的纠正,学生不仅能够更清晰地理解物理概念,对事物的理解思维和学习能力也得到了提高。
如鲁科版高中新课标物理选修1-1第三章《打开电磁学的大门》,我们就可以让学生模拟安培的思考过程,让学生亲自做实验,首先研究电流的磁效应,让学生沿着通电导线的方向寻找磁效应,学生将不能发现电的磁效应,之后我们可以为学生讲述奥斯特灵光一现,将磁针和导线平行放置,发现磁针终于有了反应的故事,并让学生亲自体验。我们可以告诉学生们,电的磁效应极大地改变了我们的生活方式,小到手机、电话、电脑,大到火车、航天器,其内部都有着各种各样的电磁体在工作着,我们今天丰富多彩的生活都是从1820年4月的一天晚上,小磁针一次小小的摆动开始的。之后再告诉学生们,奥斯特的这个发现撼动了安培信奉的库伦“电磁不相干”观点,安培对电磁效应进行了无数次实验,最终发现了安培定律,可以让学生们亲自检验安培定律的正确性,最后让学生们了解安培的分子电流假说,告诉学生们,现代科学研究已经证明,安培的假说是正确的。
这样结合物理发展脉络的实验设计,能够让学生充分感受到物理学知识逐渐形成的过程,能够在实验探究中不断加深核心概念的认知。
3.控制知识形成过程
高中物理新课标对知识形成的过程和方法提出了新的要求,物理核心概念教学不能仅仅满足于学生对概念内涵的理解,还应该了解物理概念的产生、发展、完善的整个过程和对概念的延伸。因此教学过程中,导入概念应该充分考虑学生原有知识结构,保证新知识和旧知识之间能够有效衔接,例如在鲁科版高中物理选修1-1第四章《揭开电和磁关系的奥秘》这一章,我们在讲解电磁感应定律时应该带领学生回顾第三章电磁感应现象和安培定律的内容,将其和电磁感应定律相对比,学生能够清晰认识到两个定律之间的相同和不同,在巩固旧知识的同时也方便学生理解新知识。
三、结语
高中物理核心概念的教学工作要重视核心概念和生活实际之间的联系,给学生提供用于理解抽象核心概念的感性素材,通过基于物理核心概念形成发展过程的物理实验和概念学习过程控制,关注知识接受和形成的过程,通过建立师生之间平等、高效的交流,这样才能帮助学生形成对核心概念的纵向理解,完成学习进阶。
参考文献:
[1]樊文娟.思维导图在高中物理实践性教学中的应用[J].赤子(上中旬).2016(19).