循序漸進(jìn)地建構(gòu)主要概念

《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》在課程設(shè)計(jì)思路部分指出，本標(biāo)準(zhǔn)在物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域選擇了6個(gè)主要概念，生命科學(xué)領(lǐng)域選擇了6個(gè)主要概念，地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域選擇了3個(gè)主要概念，技術(shù)與工程領(lǐng)域選擇了3個(gè)主要概念……四大領(lǐng)域的18個(gè)主要概念被分解成75個(gè)學(xué)習(xí)內(nèi)容，分布在三個(gè)學(xué)段的課程內(nèi)容中。什么是主要概念？怎樣圍繞主要概念組織教學(xué)？怎樣從低年級(jí)開始引導(dǎo)學(xué)生循序漸進(jìn)地建構(gòu)主要概念？下面就這些問題進(jìn)行討論。

什么是主要概念

什么是主要概念呢？北京師范大學(xué)劉恩山教授認(rèn)為，主要概念是基于整個(gè)課標(biāo)某個(gè)主題的知識(shí)框架中概括總結(jié)出來的，強(qiáng)調(diào)概念之間的關(guān)聯(lián)與概念體系的結(jié)構(gòu)。他查閱各國(guó)教育文件后發(fā)現(xiàn)，少有直接給出概念名詞及其定義，大多是將概念放在一定的背景中，用完整句子、小段落的形式表述出來。這樣的表述方式更易于學(xué)生理解和掌握概念的內(nèi)容及意義。

例如，物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域的6個(gè)主要概念：

1.物體具有一定的特征，材料具有一定的性能。

2.水是一種常見而重要的單一物質(zhì)。

3.空氣是一種常見而重要的混合物質(zhì)。

4.物體的運(yùn)動(dòng)可以用位置、快慢和方向來描述。

5.力作用于物體，可以改變物體的形狀和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

6.機(jī)械能、聲、光、熱、電、磁是能量的不同表現(xiàn)形式。

分析主要概念的描述可以看出，主要概念的教學(xué)不是一節(jié)課就可以完成的，即便是一個(gè)最簡(jiǎn)單的主要概念，通常也需要幾節(jié)課甚至更長(zhǎng)時(shí)間的、多角度的學(xué)習(xí)才可以形成。例如，水是一種常見而重要的單一物質(zhì)，在這個(gè)主要概念之下包括兩個(gè)學(xué)習(xí)內(nèi)容：

1. 水在自然狀態(tài)下有三種存在狀態(tài)。

2. 有些物質(zhì)在水里能夠溶解，而有些物質(zhì)在水里很難溶解。

這兩個(gè)學(xué)習(xí)內(nèi)容在低、中、高三個(gè)學(xué)段都有涉及，是學(xué)生需要通過六年的學(xué)習(xí)來逐步認(rèn)識(shí)和理解的。

怎樣圍繞主要概念展開教學(xué)

主要概念的教學(xué)遵循從“學(xué)生的具體經(jīng)驗(yàn)—一般性科學(xué)概念的獲得—主要概念建構(gòu)”的過程，這是一個(gè)從特殊現(xiàn)象推導(dǎo)出一般的、本質(zhì)的、上位的知識(shí)的過程，屬于知識(shí)的總結(jié)與歸納（如圖1）。而從“對(duì)主要概念的理解”到“為學(xué)生未來課程的學(xué)習(xí)作鋪墊”，則是強(qiáng)調(diào)學(xué)以致用，屬于知識(shí)的演繹與遷移。

例如，“機(jī)械能、聲、光、熱、電、磁是能量的不同表現(xiàn)形式”這一主要概念指向（如圖2）。

從圖2可以看出，主要概念需要很長(zhǎng)的時(shí)間逐步建構(gòu)，教師要心中有數(shù)。在一個(gè)單元或一節(jié)課的教學(xué)安排中，通常需要圍繞分解概念展開（如圖3、圖4）。

低年段教學(xué)要為建構(gòu)主要概念打好基礎(chǔ)。低年段學(xué)生直接掌握主要概念會(huì)有一定困難，教師要根據(jù)他們的認(rèn)知特點(diǎn)，從他們的具體經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，指導(dǎo)他們?yōu)橹饕拍畹男纬煞e累豐富的科學(xué)事實(shí)，為在中、高年段時(shí)形成主要概念并運(yùn)用主要概念去解釋相關(guān)的事件打好基礎(chǔ)。

例如，“機(jī)械能、聲、光、熱、電、磁是能量的不同表現(xiàn)形式”這個(gè)主要概念被分解成6個(gè)學(xué)習(xí)內(nèi)容，分布在三個(gè)學(xué)段的課程內(nèi)容中。其中，在一、二年級(jí)只有關(guān)于磁（磁鐵）的內(nèi)容安排。所以，在小學(xué)階段關(guān)于能量的內(nèi)容，低年段涉及較少，主要集中在中、高年段。低年段主要對(duì)磁（磁鐵）進(jìn)行研究，知道磁鐵能對(duì)一些物體產(chǎn)生力的作用，這種作用表現(xiàn)在兩個(gè)方面，即相吸和相斥。中年段主要對(duì)聲能、光能、熱能、電能進(jìn)行具體研究，光能和熱能的部分內(nèi)容還會(huì)延續(xù)到高年級(jí)。高年段需要繼續(xù)研究光的傳播和熱的傳遞，對(duì)各種形式的能量加以區(qū)分，初步了解能量之間的相互轉(zhuǎn)化。到初、高中時(shí)，會(huì)進(jìn)一步研究?jī)?nèi)能、機(jī)械能、電磁能等，以及深入認(rèn)識(shí)能量之間的轉(zhuǎn)化和守恒關(guān)系。

低年段學(xué)生的感覺、知覺尚處于初步發(fā)展水平，他們對(duì)事物的空間、時(shí)間和運(yùn)動(dòng)特征的感知有很大的局限性。有關(guān)能量的教學(xué)，聲、光、熱、電等能量形式大多是關(guān)于能量的傳遞以及傳遞規(guī)律的探索，不利于低年段學(xué)生感知和分析。低年段學(xué)生在觀察的精確性方面，往往只關(guān)注事物的大致輪廓與整體特征，不能進(jìn)行精細(xì)的分析和細(xì)節(jié)的把握，比較適合對(duì)磁鐵的形狀以及磁鐵的吸引和排斥作用進(jìn)行觀察感知。

低年段學(xué)生以形象思維為主，他們還很難掌握抽象的概念，教師在教學(xué)中要有意識(shí)地引導(dǎo)他們進(jìn)行事物間的比較、分類和判斷，逐步發(fā)展他們的思維。低年段學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，也決定了關(guān)于科學(xué)主要概念的建立需要有一個(gè)循序漸進(jìn)的過程。低年段科學(xué)課教學(xué)要著力于引導(dǎo)學(xué)生積累事實(shí)、感受體驗(yàn)，為主要概念的形成進(jìn)行量的積累。

比如，對(duì)能量的認(rèn)識(shí)，需要在一定數(shù)量的事實(shí)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，提升學(xué)生對(duì)能量這一主要概念的理解。磁能的學(xué)習(xí)內(nèi)容安排在一、二年級(jí)。教材首先通過一年級(jí)《磁鐵“魔法”城堡》單元對(duì)磁鐵隔著一定距離吸引鐵、鎳等材料，磁鐵的形狀以及磁鐵在生活中的應(yīng)用進(jìn)行了探究，使得學(xué)生對(duì)磁鐵的基本性能有了初步的認(rèn)知，對(duì)磁鐵的吸引力有了初步體驗(yàn)。一年級(jí)學(xué)生通過體驗(yàn)，能夠?qū)Υ盆F的一些基本特點(diǎn)形成較好的感知。隨著年齡的增長(zhǎng)，學(xué)生在二年級(jí)學(xué)習(xí)《磁針與南北》一課，探究磁鐵的磁極、磁極間的相互作用，以及磁鐵作為指南工具的廣泛應(yīng)用，學(xué)生的思維有所發(fā)展，能更有效地進(jìn)行比較和歸納，對(duì)磁的吸引和排斥作用能明確區(qū)分，初步體會(huì)磁的能量表現(xiàn)。這些都為后面聲、光、熱、電等能量的學(xué)習(xí)做好了鋪墊，屬于主要概念建構(gòu)的初級(jí)階段。由此可以看到，學(xué)生的學(xué)習(xí)是一個(gè)逐步加深的過程，但最終都會(huì)指向主要概念的建構(gòu)，并且延續(xù)到初、高中。

通過以上討論，我們認(rèn)為，圍繞課程標(biāo)準(zhǔn)確定的主要概念展開教學(xué)應(yīng)該成為每一位科學(xué)教師課堂實(shí)施的準(zhǔn)則。尤其是低年段教學(xué)，應(yīng)當(dāng)遵循循序漸進(jìn)的原則，重在引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)、感受和積累事實(shí)，直至形成主要概念乃至跨學(xué)科的大概念，為他們的終身學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。