浅谈初中《科学》定义式教学策略

浅谈初中《科学》定义式教学策略

顾美丽

顾美丽浙江省宁波市第十九中学315040

摘要前概念是学生在接受正式教育之前对事物的非本质认识。在初中《科学》定义式教学中，学生常以数学关系来理解物理概念，这一知识的负迁移给定义式教学设置了障碍。通过生活情境的创设、探究实验的开展，达到前概念与科学概念的认知同化，借助情境进阶，实现定性分析到定量计算的转变，使学生在逐步解决实际问题的过程中，体会概念建立的必要性，从而加深对“表征物质本身特性”的认识，达成教学目标并实现能力的提升。

关键词前概念定义式教学生活情境实验探究

物理公式是具有物理意义的数学表达式，用以定义概念或反映各物理量之间的相互关系。其中，用来表征物质物理性质的公式，我们称之为定义式。在初中科学教学内容中，速度（匀速直线运动）、密度、电阻等表示物质本身特性的科学概念均由定义式给出，而这些概念恰恰支撑着整个教材中物理部分的知识体系，因此对上述若干物理概念的理解就显得尤为重要。例如，在密度教学过程中，常会有这样一道选择题来检验学生对密度定义式的理解：

下列对密度定义式的几种理解中，正确的是（）：A.密度与物体的质量成正比；B.密度与物体的体积成反比；C.密度与物体的体积成正比；D.密度是物质本身的一种特性，与物体质量和体积无关。

学生在初次见到这道题目时，他们的脑海中会迅速呈现出密度公式,进而思维迁移至小学数学中“商的变化规律”，初步判定A、B选项都正确，进而对问题答案产生疑惑，直到看到D选项才唤起对“密度是物质本身的一种特性”这一关键知识的记忆。这样的问题在密度、速度（匀速直线运动）、电阻等概念教学中经常出现，教师在课堂上也是反复讲解强调，但还是会有学生答错，而且历届都会出现这样的情况，因此对此类定义式教学的研究就显得尤为必要。

我们知道，数学知识是学习和研究物理学的重要工具。然而在平时教学过程中，我们发现，学生已有的数学基础，使其能较为容易地接纳这类概念，但由于数学知识的“先入为主”，再加上物理学本身的特性，在无形之中也为科学概念重新构建设置了障碍。那么，如何丰富科学概念的教学过程，以突破学生固有的数学基础在科学概念建构过程中所产生的“前概念”效应就显得尤为关键。

一、前概念

（一）前概念的定义

美国当代著名认知心理学家奥苏伯尔在《教育心理学：一种认知观》一书中提到，“如果我不得不把全部教育心理学简约为一条原理，我将会说，影响学习的最重要的因素是学生已经知道了什么，并据此进行相应的教学。”各项研究表明，学生在没有接受正式的科学概念教育之前，依托日常生活经验或借助相关学科的基础知识，已经形成了对事物的非本质认识，这种原有的认知结构和认知模式我们称之为前概念。

（二）前概念的形成

1．依托日常的生活经验

建构主义学习理论指出，“学生不是空着脑袋走进教室的”。依托日常生活经验，学生对某些事物逐步构建起一定的自我认知，这些认识在头脑中得到积淀，逐渐发展形成系统却非科学的认知模式。日常生活中物质和现象的存在是客观的，然而在内化为经验的过程中则存在着正误，有些难免与我们所要确立的正确的科学概念有所抵触。

2．借助相关学科的知识基础

教育是一个开放、统一的整体，各学科在教学内容上互为基础，在思维方式上相互渗透。在知识传授过程中，学生借助已有的相关学科的知识基础，对其作出推断或判断，在潜意识中企图于新旧知识间找到联系。这一过程中，基于已有知识所做的推断在已知和未知间架起了桥梁，也成为学生学习新知识时潜在的“前概念”，然而这种推断存在一定的模糊性和片面性，有些甚至是错误的。

（三）“前概念”对教学的影响

1．认知同化，促进知识构建

正确的“前概念”为物理学习降低了难度，它的正迁移作用成为科学概念学习的资源和新的增长点。在具有一定预备知识基础之上，对学生加以引导，便不难使其形成正确的概念，这类概念的形成并不涉及认知结构的转变，属于认知同化，恰能促进学生知识构建的过程。

2．片面肤浅，阻碍概念形成

苏霍姆林斯基认为，“在学生的意识中，不明确的、模糊的、肤浅的表象越少，压在他肩上的学业落后的负担就越轻。”错误的生活经验或基于已有知识的片面推断，对后续科学概念的形成起负影响，这一知识的负迁移成为学生学习物理的障碍。

二、定义式教学中的“前概念”

“用比值定义物理量”是物理学习的重要方法之一。在初中《科学》教学内容中，速度、密度、电阻等表示物质本身特性的科学概念由定义式给出，均以比值的形式呈现。商的变化规律在小学数学中占有很重要的地位，它是进行除法简便运算的依据。这一数学关系的强化给初中科学定义式的教学提出了更高的要求。然而，实际教学过程往往由于科学概念刻板化单一化的固定讲授模式，没能帮助学生转变这一“数学思维”，纵容学生片面地关注商随除数（被除数）变化的规律，将三个物理量割裂开来而忽视了定义式的物理意义，即定义式表征物质本身的一种性质。因此我们在平日的教学中，既要充分利用“前概念”的作用，又要认真处理这种“前概念”所产生的“副作用”，通过巧设教学环节，让学生理解物理概念的本质特性。

三、定义式教学中“前概念”的处理策略

1.创设生活情境，激发“前概念”

定义式的教学过程缺少贴近生活且具有物理探究价值的生活情境的创设，这使得学生往往将其转化为数学问题来解决，对于概念建立的必要性缺乏系统性认识。根据学生的心理特征及其学习习惯，创设生活化且具有探究性的生活情境，能很好地引起学生对这一具体问题的思考，在这一宽松的学习环境中，激发学生潜在的“前概念”并使其得到充分暴露，为知识的重新构建搜集相关的生活经验和已有的知识片段。

2.小组合作探究，整合“前概念”

在“前概念”的驱动下，以小组合作的方式进行实验探究，通过方案设计、合作实验、演绎归纳，来明确判定标准。而在这过程中，教师引导质疑、组织讨论、协调启发，学生则成为课堂的主体。例如，在“速度”教学中设置生活情境——比较两辆小车A、B的运动快慢。在日常生活中，学生很容易对两个运动的物体做出快慢上的判断，然而如何把感性的认识上升至理性的判定标准则是教学中的关键。我们通过合作实验的方式，使学生在探究过程中将存在于脑海中模糊的、不明确的经验和相关学科知识进行重新整合，逐步构建起清晰的判断标准。

3.生活情境再现，促成“前概念”与科学概念的认知同化

创设生活情境，使学生在实验探究的过程中对“前概念”进行重新整合，逐步构建起清晰的判定标准。同时，以情境再现的方式，列举生活中的其他事例以加强学生对这一判定标准的认同，并在应用中实现知识的巩固。例如，在“速度”教学中，学生通过方案设计、合作实验，获得判定物体运动快慢的标准，即比较通过相同距离所需的时间或在相同时间内通过的距离。学生内心尚存在着这样一个疑问：这一判定标准是否具有通用性。此时，创设新情境，引导学生思考在校运会百米决赛的赛场上自己如何判断运动员的快慢，在知识的应用过程中达到“前概念”与科学概念的认知同化。

4．依托进阶情境，实现定性分析到定量计算的转变

生活情境下激发的“前概念”在学生的小组合作探究中得到自然的整合，由此明确判断标准，实现了从感性认识到理性判断的提升。然而定义式教学中所要达成的目标不仅于此。我们依托同一背景下的情境进阶，为学生提供一个相似却又递进的生活场景。例如，在引出速度公式前，不妨引导学生思考比较800米冠军和1000米冠军间快慢的方法，进而引导学生在解决实际问题的过程中，逐步从定性分析向定量计算转变，为后续概念的定义、公式及单位教学奠定基础，使学生在把这一概念内化为自己认知结构一部分的同时，实现知识和能力的双向提升。

5.“生活情境式”定义式教学框架：

根据以往的教学经验，我们知道以讲授和练习为主的传统定义式教学即便教会了学生怎样解题，但是学生不一定把定义式内化为自己认知结构的一部分，一旦遇到新的题目或情境，学生就不会进行思维发散，也不会对所学的知识进行灵活应用。要解决这类问题，必须丰富科学概念的教学过程。“生活情境式”定义式教学，通过创设贴近生活且具有一定物理探究价值的情境，激发“前概念”并使学生相关的生活经验和已有的知识片段得到充分暴露，进而在小组合作探究的过程中，通过实际问题的解决对“前概念”进行重新整合，以情境再现的方式，促成“前概念”与科学概念的认知同化。同时，设置同一背景下的进阶性情境实现定性分析到定量计算的转变。在这一过程中，教师成为探究活动的引导者、组织者，学生则以主人翁的姿态自主地参与到教学过程，体会定义式建立的过程及其必要性，加深对“表征物质本身特性”这一关键知识点的认识，在生活情境和合作探究中实现教学目标的达成和综合能力的提升。