論小學(xué)生關(guān)于“消化”的科學(xué)前概念及其轉(zhuǎn)變策略

摘要小學(xué)生對科學(xué)并不是一無所知，他們對事物有自己的理解方式，有時候這種理解是相當(dāng)穩(wěn)定的，難以改變。因此，了解學(xué)生原有的認(rèn)知水平——即學(xué)生的科學(xué)前概念是十分重要的，它直接關(guān)系到科學(xué)教育的設(shè)計、質(zhì)量與效果。本文首先就一個核心卻難以突破的概念——“消化”進行前概念調(diào)查，并以此為基礎(chǔ)提出對于“消化”內(nèi)容的教學(xué)策略，進而明確這些前概念以及它們是如何轉(zhuǎn)變的。

關(guān)鍵詞小學(xué)科學(xué)教育消化科學(xué)前概念轉(zhuǎn)變策略

中圖分類號:G424文獻標(biāo)識碼:A

學(xué)生在受到正式的小學(xué)科學(xué)教育前已對部分科學(xué)概念有了自己的理解。這種認(rèn)知或許來自于非正式的學(xué)前科學(xué)教育，亦或許來自學(xué)生自發(fā)對周圍事物的觀察。無論怎樣，學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體都不是一張白紙。但是，我們也不得不承認(rèn)，學(xué)生的原有認(rèn)知，即學(xué)生的科學(xué)前概念，在很大程度上與相對嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)概念間存在著一些異同。因此，作為科學(xué)教師，我們應(yīng)充分考慮到學(xué)生的科學(xué)前概念，這樣才能真正達到讓學(xué)生自己來更好地學(xué)習(xí)科學(xué)。本文就以小學(xué)科學(xué)中出現(xiàn)的一個重要且不易突破的核心概念“消化”為例，來探討一下當(dāng)前小學(xué)生的科學(xué)前概念及其轉(zhuǎn)變策略。

1 小學(xué)生關(guān)于“消化”的前概念

“消化”是令許多科學(xué)教師頭疼的核心概念之一。似乎學(xué)生在學(xué)習(xí)了“消化”內(nèi)容之后，也仍然沒有拋棄掉一些原有的錯誤認(rèn)識。那么，我們先來看一下學(xué)生在沒有正式接觸“消化”的內(nèi)容前是怎樣理解它的。

根據(jù)“蘇教版”小學(xué)科學(xué)教材編寫者之一的馮夢月老師介紹，學(xué)生對消化系統(tǒng)是有自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的，而且這種認(rèn)知結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，常常抗拒改變。比如許多學(xué)生都認(rèn)為食物進入口腔之后，在體內(nèi)會馬上進入兩條甚至多條管道旅行。學(xué)生對此的解釋是“固體食物走一條路，從‘后面’排出”、“液體食物走一條路，從‘前面’排出”。

在筆者看來，學(xué)生根據(jù)日常生活中的一些觀察，顯然已對食物在體內(nèi)旅行的路線有了一個較為粗糙的理解。對于學(xué)生，這足以解釋一些現(xiàn)象，因此也就不會有主動探索的欲望。為了一探究竟，筆者對所在學(xué)校四年級學(xué)生進行了關(guān)于“消化”內(nèi)容的前概念調(diào)查，采用了面談、筆試、畫圖等多種測查方法。果不其然，有一部分學(xué)生在畫圖時同時畫出了多條食物在體內(nèi)旅行的線路。在之后的面談中，這部分學(xué)生都認(rèn)為固體食物和液體食物在體內(nèi)會有不同的旅行路線，相應(yīng)的也有不同的出口。

當(dāng)然，筆者也有一些其他的發(fā)現(xiàn)。比如，在學(xué)生畫出“食物在體內(nèi)旅行路線圖”以及筆試時，有的認(rèn)為會經(jīng)過食道、胃、腸子等器官，有的認(rèn)為要經(jīng)過心臟、肺、腎、肝等器官，也有一部分認(rèn)為會通過食道、胃、小腸、大腸等。從這些暴露出的問題，我們可以明顯地看出，學(xué)生雖然有自己對“旅行路線”的理解，但“路線”要經(jīng)過哪些器官卻各不相同。

再比如，學(xué)生們對各個器官的名稱和位置也存在著很大的爭議。學(xué)生們除了常見器官外，也沒有特別區(qū)分一些靠得很近卻有很大差異的器官，比如有的學(xué)生沒有區(qū)分小腸與大腸，一概稱為“腸子”等;學(xué)生們畫出來的各個器官的位置都不盡相同，有的胃畫得靠上，有的胃畫得偏右，有的大腸與小腸的位置畫反了等。

還有學(xué)生對食物在各個器官內(nèi)的形態(tài)有很大的分歧。筆者通過進一步的談話后了解到，學(xué)生其實能夠意識到食物到達胃時的形態(tài)，因為他們?nèi)粘Ｉ钪杏袊I吐的經(jīng)驗。但是基本上所有的學(xué)生對食物在胃之后的器官中的形態(tài)基本存在于猜測和不確定的階段。

根據(jù)以上所述的一些測查結(jié)果，筆者認(rèn)為學(xué)生在沒有受過正式科學(xué)教育前，對“消化”的前概念可以概括為以下四項:

(1)固態(tài)和液態(tài)食物在體內(nèi)旅行路線的異同存在爭議;

(2)不確定食物在體內(nèi)旅行會經(jīng)過哪些器官;

(3)不明確身體內(nèi)部分器官的名稱與位置;

(4)不明確食物在各個器官的狀態(tài)。

2 基于小學(xué)生“消化”前概念的轉(zhuǎn)變策略

任何的轉(zhuǎn)變策略的基礎(chǔ)都是學(xué)生的原有科學(xué)認(rèn)知，即學(xué)生的前科學(xué)概念。畢竟學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體。偏離了學(xué)生的前科學(xué)概念進行教學(xué)無疑是變相地承認(rèn)學(xué)生是張“白紙”。因此，基于歸納出的學(xué)生關(guān)于“消化”前概念的特點，筆者提出一些關(guān)于教學(xué)“消化”內(nèi)容的一些轉(zhuǎn)變策略。

2.1創(chuàng)設(shè)情景，外顯學(xué)生前概念，并引發(fā)認(rèn)知沖突

使學(xué)生關(guān)于“消化”的前概念外顯是我們進行教學(xué)策略設(shè)計的一個重要前提和依據(jù)。前面已經(jīng)提到筆者課前進行的前概念調(diào)查，其實，在課堂上也可以進行，且更有現(xiàn)場生成的特點。比如在課堂開始，教師可采用一定的先行組織策略引出一種固體食物和一種液體食物，使學(xué)生有想表達自己關(guān)于食物在體內(nèi)旅行的看法。可以請幾位學(xué)生上講臺，教師當(dāng)模特，學(xué)生用手在教師身上指饅頭和水在教師體內(nèi)是怎樣旅行的，接著會有很多同學(xué)提出不同的看法。每位學(xué)生都有自己的科學(xué)前概念，而且也相當(dāng)?shù)姆€(wěn)固，不易改變。但是當(dāng)同一個問題擺在所有學(xué)生的面前時，認(rèn)知沖突便發(fā)生了。每位學(xué)生都想表達自己的觀點，而且都各不相同。到底誰的正確?這是一種基于社會建構(gòu)主義教學(xué)方法產(chǎn)生的認(rèn)知沖突，同時也引發(fā)了學(xué)生進一步往下探究的內(nèi)在需要。

2.2討論交流，提出可行的探究方法

對于探究體內(nèi)的方法，學(xué)生在日常生活中或多或少會接觸一些，比如他們會說出解剖、X光、CT、內(nèi)窺鏡等。這些都是不錯的方法，但是基于珍惜生命以及受研究條件的限制，課堂上無法完成學(xué)生們提出的設(shè)想。不過聽診器是既普遍又可以實現(xiàn)的工具，而且學(xué)生對它也非常熟悉，因此學(xué)生會在相互的討論中提到使用聽診器來聽聽食物在我們體內(nèi)旅行會是怎樣的路徑，同時也能明確，饅頭與水在進入口腔后會根據(jù)相同還是不同的路線旅行。

2.3討論交流，相互匯報，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題

在學(xué)生實驗用聽診器聽饅頭和水在體內(nèi)的旅行后，學(xué)生聽到無論是饅頭還是水，都會通過同一個管道到達胃里，這個管道就是食道。于是，在學(xué)生親身經(jīng)歷過實驗后，對于第一種前概念的疑惑也迎刃而解。通過實驗事實，即學(xué)生聽到得聲音是通過同一管道的，學(xué)生會調(diào)整原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)以形成新的圖示。但這并不意味著到達了最終的認(rèn)知平衡，因為很快就有學(xué)生發(fā)現(xiàn)食物進到胃后便聽不到聲音了。

“食物之后會去哪?”學(xué)生們非常關(guān)心這個問題。利用學(xué)生的好奇心，教師可順勢引導(dǎo)，并出示一張人體的解剖圖。我們雖然無法現(xiàn)場完成解剖，但是可以借助前人的經(jīng)驗——解剖圖來了解我們的身體內(nèi)部。科學(xué)探究必定會受到條件的制約。學(xué)生提出的探究方法中有解剖，但是課堂上是無法實現(xiàn)的。當(dāng)我們面對這個正確卻又難以完成的探究方法時，我們可以站在前人的肩膀上來探究問題。這是對學(xué)生的科學(xué)情感態(tài)度與價值觀的教育，同時也為今后學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成奠定堅實的全面的基礎(chǔ)。根據(jù)解剖圖，學(xué)生明確地了解到胃連著哪些器官，不僅強化了食物通過食道進入胃，同時也了解到了食物在通過胃之后還會通過小腸、大腸等器官。通過解剖圖的出示，學(xué)生也會對各個器官的名稱、位置有所了解。在教師有意識地引導(dǎo)學(xué)生在自己身上指出各個相應(yīng)器官后，學(xué)生對各個器官的位置和名稱也有了很好的了解。

但是，新的問題又出現(xiàn)了，食物在體內(nèi)經(jīng)過這些器官時會發(fā)生怎樣的變化呢?以教室里的設(shè)備無法讓學(xué)生親眼看看食物在體內(nèi)發(fā)生變化這樣一個奇妙的過程，但是教師可以提前準(zhǔn)備并當(dāng)場展示一段含有X光照射的食物在體內(nèi)旅行的視頻資料。此處教師提供收集到的含有X光的視頻，充分利用了多媒體輔助教學(xué)手段，使原本難以觀察的消化過程變得可視化。多媒體的運用不僅豐富了教學(xué)手段，也使課堂的容量增加。視頻中對食物在體內(nèi)旅行的路線進行介紹，也對食物在各消化器官中的變化進行講解。學(xué)生在觀看視頻時，不僅鞏固了原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，即食物會經(jīng)過哪些消化器官，同時也吸收到關(guān)于各消化器官具體的知識，為后續(xù)的科學(xué)學(xué)習(xí)埋下伏筆。

2.4整合教學(xué)方法，評價、強化并鞏固科學(xué)概念

教學(xué)評價是課堂中不可缺少的環(huán)節(jié)，顯然它應(yīng)該貫穿于課程始終。但是在這里，筆者提出單獨設(shè)一塊游戲環(huán)節(jié)，既做到評價，又起到了讓學(xué)生應(yīng)用強化概念的作用。可以提供學(xué)生關(guān)于食道、胃、小腸、大腸的圖片，讓學(xué)生以小組為單位進行貼圖游戲。當(dāng)課程進行到評價階段，學(xué)生的學(xué)習(xí)動機已有所減退。通過游戲貼圖活動，學(xué)生再次投入合作探究中，相互交流，互相合作。在活動過程中，學(xué)生新生成的認(rèn)知結(jié)構(gòu)會進一步鞏固，并且從平面到立體完成一次知識的遷移。

總的來說，這樣的教學(xué)設(shè)計是基于學(xué)生關(guān)于“消化”的科學(xué)前概念的，也是符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展的。下面筆者就以表格的形式來總結(jié)學(xué)生關(guān)于“消化”的科學(xué)前概念與轉(zhuǎn)變策略的對應(yīng)關(guān)系:

3 一些思考

對于“消化”這個核心概念而言，科學(xué)概念也許只用幾句話就能概括，但教學(xué)只停留在這個層面又有什么意義呢?在這個信息豐富且多元化的時代，知識在不斷更新。人們對事物從不認(rèn)識到認(rèn)識經(jīng)歷了漫長的過程，有些知識被相對更科學(xué)的知識取代，那么這種知識的完善過程，即科學(xué)發(fā)展的歷史應(yīng)成為我們關(guān)注的焦點。從聽診器到解剖，到后來用X光等先進方法觀察人體內(nèi)部，人類了解食物在自己體內(nèi)的旅行走過了艱難而曲折的道路。學(xué)生們在課堂上也不自覺地經(jīng)歷了這樣的一個認(rèn)知過程，只不過是這漫長過程的濃縮。從這種角度看，短短的一頁課文、簡簡單單的幾個問題卻也包含著大量的教學(xué)內(nèi)容。

在科學(xué)課程的教學(xué)中，我們應(yīng)充分抓住學(xué)生學(xué)習(xí)的“生長點”進行展開，可以運用多種教學(xué)手段來幫助學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的“生長”并充分設(shè)計教學(xué)活動，例如畫畫、多媒體輔助教學(xué)等等，亦可加入適當(dāng)?shù)挠螒蜃寣W(xué)生在玩中學(xué)。然而無論引入哪種方式來豐富教學(xué)，教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變是最重要的。觀念不轉(zhuǎn)變，再豐富的教學(xué)活動都只會停留在表面，不會對學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用，最終使科學(xué)課變得沒有科學(xué)味。對于科學(xué)教師而言，我們更應(yīng)側(cè)重過程導(dǎo)向的科學(xué)教學(xué)，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究過程和情感態(tài)度時，結(jié)合自身優(yōu)勢和充分的資源來豐富教學(xué)，這樣的教學(xué)設(shè)計才會是合適的、恰當(dāng)?shù)摹?/p>