基于科學思維素養的初中科學概念構建的教學策略

陳峻

摘 要： 科學概念構建的課堂教學不僅是讓學生掌握科學知識，更是指向學生的科學思維素養發展，在科學概念構建的教學中的策略是：基于科學思維素養，突出概念構建的體驗過程;基于科學思維素養，注重概念構建的合作過程;基于科學思維素養，設計概念構建的探究過程.促進科學課堂教學的進一步深化，提高學生的核心素養能力.

關鍵詞： 核心素養;科學思維素養;概念構建;教學策略

學科核心素養為初中科學教師“培養什么人，怎樣培養人”指明了方向，成為教師課堂教學變革的熱點話題.核心素養屬于一種跨學科素養，強調在各學科都可以發展的、對學生最有用的東西，為自己的終身學習打下良好的基礎[1].我國著名心理學家林崇德教授為首的專家組將核心素養劃分為社會參與、自主發展和文化修養三個領域、十項核心素養指標.具體到科學學科，核心素養體現為學科素養（包括科學基本知識與技能、科學思想與方法、科學問題解決能力、科學情感、態度與價值觀、科學精神等）、科學語言素養、科學信息素養、科學能力素養、科學思維素養等[2].此中科學思維素養是科學學科核心素養的重要組成部分.什么是科學思維素養：“是形成并應用于科學認識活動、對感性認識材料進行加工處理的方式與途徑的理論體系;它是科學知識在認識的統一過程中，有機整合了各種科學的思維方法，它是人類實踐活動的產物[3] ”.科學概念是科學知識的基本元素，是科學知識結構的基礎，構建科學概念是深刻認識自然現象本質特征的標志，也是領會自然規律的基礎[4].科學概念構建的課堂教學不僅要讓學生掌握書本知識，更重要的是要基于科學思維素養，引導學生掌握科學的學習方法，掌握如何應用所學知識的科學思維去解決實際問題，培養學生分析、評價等高階思維能力.以下談談基于科學思維素養的初中科學概念構建的教學三個策略，為提升科學課堂教學改革的進一步深化提出點滴思考.

1 基于科學思維素養，突出概念構建的體驗過程

前蘇聯教育家維果斯基指出，“科學概念的直接教授是不可能的，而且也是沒有效果的.一位試圖如此做的教師，除了空洞的言辭和兒童鸚鵡似的背誦外，一無所成;雖然模仿了相應的知識，但實際上是一片空白[5]” .教師教學時，不要把概念和規律直接告訴學生，教師的教學理念要由過去的“重結論”向現在的“重過程和方法”轉變，向學生的科學思想、思維動態生成轉變.教師首要的是教給學生學習的方法，讓孩子從學會科學知識到會學科學知識.怎樣提高學生的學習知識的效能呢？教育學家經研究發現，單從聽而來的學習效能是10%，單從看而來的學習效能是15%，從與人討論而來的學習效能是40%，從親自體驗中而來的學習效能是80%.由此說明，最理想的學習效能來自學生親身體驗，教學中教師應盡量做到讓學生通過自己的所見、所聞、所感去體會和感悟知識，以主動而有質量的參與為有效學習，以利于促進學生對所學知識的主動建構.課堂教學要強調學生的直接體驗，讓學生“身臨其境”學習，比如用手觸摸，用眼辨別，用耳傾聽，用鼻嗅聞，用腦思考，這樣學生才能體驗知識的生成，體驗科學教學的思維與方法.

案例1 ?密度

師：已知如圖1所示物品由兩種物質組成5個正方體中，V1最小，且4V1=2V2=2V3=V4=V5

?師：你能否想辦法將5個物品分成兩類？

學生用手觸摸金屬塊，掂量金屬塊的質量.

生1：5個正方體金屬塊中，我們組實驗時，把金屬塊2和3對比，2輕3重;把金屬塊4和5對比，4輕5重，金屬塊1無法比較.

生2：已知物品由兩種物質組成，我感覺3和5一組較重，2和4一組較輕，金屬塊1也是無法比較.

師：同學們思考、討論一下，金屬塊3和5或2和4是否同一類物質，它們的體積關系怎樣？質量關系又是如何呢？

師追問：它們質量和體積是成正比增大還是不成正比增大？

學生體驗正方體物品并實驗 歸納得出.

生1：2和4質量與體積之比是成正比增大，應該是同一種物質，3和5質量與體積之比也是成正比增大，應該是同一類物質;所以同一種物質它的質量與體積的比值是一個定值的.

生2：補充一下，在相同條件下，同一種物質質量與體積比值是一個定值，但是1還是不好比較？

師：1正方體金屬塊不好比較，我們是否可以測量它的質量和體積？

生3：我們小組測量：1正方體金屬塊質量是5正方體金屬塊1/4， 已知體積也是1/4，1和5質量與體積比值是相同.

學生思考討論，歸納得出：物質的質量與單位體積的比值，科學上把這個比值稱為物質的“密度”.

上述教學過程當中，運用科學思維與方法，在分類的過程中，學生應用已有的經驗可以解決一些問題，如學生對同體積的2和3或4和5進行比較時，僅利用輕重經驗就可以解決，但解決另一些問題時卻碰到了困難，如對金屬塊1卻無法歸類.意識到新問題與原有看法的不一致時，原有觀念遇到了挑戰.從而使他們產生學習的心理需求，激起學生的學習念頭，引發學生的求知欲.于是學生開始意識到自己經驗的不足，意識到有尋找新知識的必要，體驗不僅是理解知識的需要，更是激發學生思維活力、促進學生思維成長的需要，運用科學思維的方法構建概念.學生在學習科學概念構建時，從科學知識認知發展的水平來看，都離不開體驗的支撐.教師并沒有帶領學生直奔密度的概念，而是讓學生進行一個直觀的物品分類體驗活動，同時給予學生足夠的思考和活動體驗的機會，讓他們經歷成功和困惑，培養學生分析問題能力和思維能力.可以說，此時密度概念引入就水到渠成，學生建構起來的密度概念是生動、深刻的.

2 基于科學思維素養，注重概念構建的合作過程

在科學概念建構中，有時單個學生能力有限，活動可以通過多位同學合作進行，學生間以各種不同方式進行小組合作學習，迸發科學思維的碰撞，產生解決問題的新方法.這不僅幫助學困生改進學習，也會使學優生進一步得到鍛煉，提高學生科學利用科學思維問題解決能力，有利于營造和諧的科學課堂構建概念.