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楼主: 空竹映雪

小学生科学前概念研究同盟

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发表于 2005-7-21 13:36:46 |显示全部楼层

小学生科学前概念研究同盟

   一、小学生的科学前概念
          调查以下这些科学前概念的方法主要是访谈法和提问法,另外在访谈中还用到绘图和实验操作等手段。研究的对象主要是8~12岁的小学生。
          1.对地球的认识
          访谈的对象是8~11岁的学生,他们对于地球的形状和引力问题的认识,大致可以归为以下五种。
         (1)我们生活的地球是平的,不是像球体一样圆的。
            当访谈者问这些学生地球是什么形状的时候,他们几乎都说地球是球形,而当访谈者进一步让学生解释地球是球形时,却发现他们并没有真正理解这一事实,他们思维的深处还是认为地球是平的。以下学生绘制的关于地球形状的解释图正说明了这一点。



      图片 (a)是一位8岁小学生画的。她认为地球是圆的,就地面上的路一样弯曲的。
      图片(b)是一位8岁小学生的解释画。他认为地球是圆,就山顶的形状一样。
      图片(c)也是一位8岁小学生的解释画。他认为存在两个地球,一个在天上,一个是我们生活的地球。天上的地球是圆的,而我们生活的地球是扁平的。
      图片(d)是一位11岁学生的解释图。他认为地球是圆形的,但是地面是平的,地面的周围是海洋。他还画了一个哥伦布环球航行的路线图。
       图片(e)是一位10小学生的解释图。他也认为地球是圆形的,但是地面是平的,地面的周围是海洋。还认为只有通过宇宙飞船才能发现地球是圆的。
         (2)地球是圆的,但它上部是空气,下部是地面和水;
         在 8~11岁的学生中很多人持有这种观点。他们认为地球是球形的,但是它是由两个半球合成的球体。上半个球体充满了空气,下半球体是地面和水。当访谈者让学生进一步解释地球上的日出日落的时候,他们绘出下面的右图(b),他们认为太阳围绕着地球东升西落,周而复始。



                                                 (a)                                                               (b)
         (3)地球是球形的,但是他们不明白地球引力的方向。
          对于那些知道地球是一个实体的球的学生, 访谈者让他们画出装有水的瓶子放在地球的不同位置会出现的情况。右图是学生绘制的图。图上有两个瓶子其中一个塞有盖子,另一个是敞口的。放在地球上方的瓶子里的水位于底部,而放在地球下方的瓶子的里水会往下流,敞口的瓶子里的水将全部溢出。有相当多学生持有这种观点。这说明有些学生对于地心引力还不了解,还没有真正理解地球是球体的实质。
        如果再让学生画在地球上朝同一个开口、不同方向的隧道扔物体的情况,学生会绘制出下图中的错误图。当访谈者问学生的原由时,他们的回答是图(a)中K路线朝下一些,所以物体会落入到K隧道中。 而图(b)更直一些,所以物体会朝着N路线落下。


                                                   
                                          (a)                                                            (b)
        
         
(4)地球是球型的,知道地球引力指向球心,但是不明白地球引力的作用情况。



      
         对于那些已经知道地球引力指向的学生,访谈者让他们解释物体穿越地心隧道的情形。以上学生所画的解释图都认为物体能够穿过隧道。这说明了学生不明白地球引力的作用情况。
         
  
     (5)这种观点与科学的观点一致。



                     (a)                                    (b)                                             (c)
         只有极少数的学生画出了以上正确的解释图,但是其中的绝大部分只是一种巧合。所以从总体上说小学生还无法解释有关地球引力的一些现象。
         2.力与运动
         对于力与运动,8~11岁的学生普遍存在以下五种观点:
         (1)力与活着的物体的有关,只有具有生命的物体才有力;
         (2)物体运动的时候一定有力的作用;
        (3)物体运动得速度越快,它所受到的力也就越大;
        (4)如果物体不运动了,它就不受力了;
        (5)假如一个物体在运动着,那么作用在它上面力的方向与物体的运动方向一致。
  
     



   
            
        持观点(1)的多是一些年龄相对较小的学生。其他四种观点在这些学生中间极其普遍。如上图所示,学生认为物体在下落的过程中会受到向下的力作用,物体下落得越快受到的力就越大;当物体往上运动时会受到向上的力的作用,当物体上升到最高点时它就不受力了。
       3.有关人的消化道
      当访谈者问:学生食物从口进入以后,它们在人体内所经过的路径如何?学生的回答大致归为下图三类: 一个入口,一个出口,如下图(a)所示;两个入口,一个出口, 如下 图 (b)所示;   两个入口,没有出口,如下图(c)所示。
  

     




                            (a)                                           (b)                                             (c)
     
         4.有关简单电路
        访谈者首先让8~11岁的学生用一节电池、两根导线来点亮一个小灯泡。当灯泡亮了以后,让他们解释电路的电流情况。学生一般有以下三种解释:第一种观点如图 (a)所示,学生认为电流从电池的正极出发然后到达灯泡,于是灯泡就亮了;第二种观点如图 (b)所示,学生认为电流从电池两端出发到达灯泡;第三种观点 如图(c)所示,电流从正极出发,然后经过小灯泡,最后流回负极。其中第三种观点是科学的。



                                     (a)                                    (b)                                                        (c)                          
        访谈者给出正确解释后,让学生进一步用串联的方法点亮两个功率不同的小灯泡,然后再问他们在这个串联电路中的电流情况。结果有两种情况:第一种解释是,学生认为更亮的灯泡流过的电流更多,电流从正极出发的时候电流量较大,当它回到负极的时候电流就变少了;第二种解释是,流过两个灯泡的电流一样多,但是电流从正极出发的时候电流量较大,当它回到负极的时候电流就变小了。

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发表于 2005-7-21 13:38:41 |显示全部楼层

小学生科学前概念研究同盟

图片和文字一起传就不行,其实有些图我做不上去

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发表于 2005-7-24 22:43:03 |显示全部楼层

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陈英杰    北京市第二小学
            电话:69043689
             qq:183962825
         邮箱:chy260@126.com


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发表于 2005-8-4 15:06:01 |显示全部楼层

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报名!!!!
网名:等候千年
姓名:许仙平
单位:浙江省泰顺县罗阳镇二小
QQ:331565687
邮箱:XXP33@tom.com

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发表于 2005-8-23 19:35:57 |显示全部楼层

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姓名:邓国民(网名:源头活水来)
地址:江西省崇仁县第二小学
邮编:344200
电话:13879425885
email dengguomin2003@yahoo.com.cn
QQ:348220384
同样愿意为小学科学前概念库的建设出一点力!

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发表于 2005-8-24 08:17:12 |显示全部楼层

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新学期开始了,希望我们的研究也开始起来。

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发表于 2005-8-27 16:56:18 |显示全部楼层

小学生科学前概念研究同盟

你好,空版主。新学期马上开始了,我准备定本学期的个人计划了,我想把小学生前概念研究纳入我的个人计划当中去,我今年教五、六年级九个班的科学课,有比较丰富的学生资源,但是我不知道如何开始,还忘多多在方法上给予指导,不甚感激!

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发表于 2005-8-28 15:56:13 |显示全部楼层

小学生科学前概念研究同盟

汗,最近忙着工作调动,,ID密码都忘了。。重新注册了个,刚看道这个帖子。。不知道晚不晚了啊?。。
报到
姓名:常青 (网名:踏雪寻香)
单位:山东平阴教育局教研室
邮箱:changqing20041@163.com
qq:252072082
邮编:250400

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发表于 2005-8-28 17:09:29 |显示全部楼层

小学生科学前概念研究同盟

前概念的特征及物理教学对策  
作者 佚名

    儿童第一次睁开眼睛,呈现在他面前的便是一个五彩缤纷、奇妙无比的陌生世界。由于多种物理现象对儿童感官的刺激,随着年龄的增长,儿童大脑便逐渐形成了对各种事物的感知。因此,在学习物理之前,对多种物理现象便已有了自己的认识,并形成了一些与科学知识相悖或不尽一致的观念和规则,这就是前概念。例如:如果没有力,物体一定不动;必须有力,物体才能运动等等。由于儿童大脑中已形成了这种前概念,因此在物理教学中,教师对此必须有明确的认识,清楚其特征,注意其影响,采取有效的教学策略,以帮助学生完成心理转变过程,实现有意义的学习。
一、对前概念的认识
    如何看待学生头脑中业已形成的前概念呢?从人类认识的发展角度来看,前概念的产生是正常的、必然的,因为在科学发展史上这种前概念也屡见不鲜。前概念的产生正体现了人类认识发展的一般规律,我们应该把它作为物理含义可被转换的认知结构接受下来,这才是我们应该持有的指导思想。
二、前概念的特征
1.广泛性
    由于儿童在初二学习物理之前已有了十多年的生活经验,接触了许多形形色色的物理现象,因而他们头脑中自发形成的前概念所涉及的范围也是相当广泛的。当然,这种广泛性是相对的,他们对能看得见、摸得着、日常生活经常接触到的事物形成了较多的前概念,而对那些比较抽象的物理知识,则很少有前概念。如学生对力学、热学和几何光学均有着较多的前概念,而对电学则很少有前概念。
2.自发性
    儿童大脑中的前概念,缘起于儿童长期、大量的对日常生活的观察与感知,这些经验在其大脑中逐渐深化发展,经过感觉、知觉、表象阶段最终形成概念。儿童在其大脑里构建前概念时,完全是自发性的,没有人教他这个问题应该是这样、那个问题应该是那样,他完全是站在自己的立场上,凭自己的感性经验进行构建。因此,前概念是儿童自己的精神财富,而且这种精神财富是他们在现实生活中认识事物的一个有价值的工具。
3.顽固性
    由于前概念是儿童大脑中业已形成的模式,且在长期的生活经验累积中又强化了这些观念,加之儿童的思维又具有自我中心性,因此儿童头脑中的前概念是极其顽固的。一些研究表明,一旦学生对某些物理现象形成了前概念,要想加以转变是相当困难的。如有位教师在讲清惯性概念之后,让学生回答并解释这样一个问题:一个人站在作匀速直线运动的火车里,如果面向前竖直跳起,是落回车厢原处,还是落到原处的后面?全班学生皆回答落到原处后面。原因在于学生的生活经验中已有了“力是维持运动原因”的前概念,由此可见学生头脑中的前概念是多么顽固。
4.隐蔽性
    学生头脑中的前概念还具有隐蔽性。由于学生大脑中的前概念是潜移默化形成的,因此它以潜在形式存在,平时并不表现出来。然而在物理教学中讲授科学的物理概念时,儿童马上就会联想到他们头脑中的前概念。当让学生用物理概念去解释问题时,前概念就会马上表现出来。
三、前概念对物理教学的影响
    前概念和科学的物理概念同是来源于人的实践活动,他们都是由认识主体的认识活动所产生。根据其是否易于转换成科学的物理概念,可将其分成两类,一类是虽然与科学的物理概念不一致,但在提供给学生一定的预备知识之后,再辅之以有关的实验引导,便不难使学生形成正确的物理概念,例如从不同物质轻重的概念转换成密度的概念。从结构上来说,这类概念在学生头脑里的形成并不涉及认知结构的转变,是属于认知同化过程。然而另一类前概念则与此大不一样,在学生的原有经验中,这些前概念在儿童的头脑中已经有了相当长的发展时间,且已形成了系统的却并非科学的概念。比如,学生在日常生活中经常看到铁块沉于水中的现象,于是就在头脑中形成了铁块可以沉没于任何液体中的前概念。当讲授阿基米德原理、演示铁块漂浮于水银面上时,许多学生根本不相信,认为这是教师在玩魔术。这就是前概念对物理概念教学的影响。在这种情况下,教师必须努力促使学生原有认知结构的解体和新认知结构的建立,以实现认知上的顺应。
四、针对前概念的教学策略
    学生带着先入为主的前概念进入物理课堂,这是物理教学中的正常情况。基于前概念的特征和影响,关键是我们先要了解学生大脑中存在着哪些前科学概念,并努力把它们转换成科学的物理概念,从而也就能更成功地避免错误概念的产生。为此,教师在开始教有关的物理内容之前,应通过一定的方式,如提问、问卷调查、试题测试等等,去深入了解学生大脑中前概念的存在情况。
    知道了学生头脑中存在着哪些前概念,那么如何使这些前概念转换成科学的概念呢?首先,应有针对性地选择事例或现象,让学生用自己的前概念去对事例或现象进行解释,使他们产生认识上的冲突,即大脑中的原有概念与当前面临的现实产生无法调和的矛盾,从而感觉到有改变认知结构的需要。接着通过实验事例把科学的物理概念告诉学生,并把科学的物理概念应用到更为广泛更为深刻的现象中去,当学生在新的思维结构下有更多成功的时候,他们就会接受科学的物理概念。具体到实践中,可这样来进行教学:
(1)将小车轮子朝上放在桌上,问:“怎样才能使小车运动?”把小车推动,问:“持续推动小车,小车将会处于什么状态?”让学生提出看法:你认为物体运动的原因是什么?
(2)将小车正放在桌上,用手推动小车达到较大速度时,使手与小车脱离接触,问:“小车为什么仍然运动?”使学生产生认识上的矛盾。
(3)让小车从斜面上同一位置滑下并进入水平面,分别在水平面上垫粗毛巾、细棉布和玻璃板,观察现象,问:“假定小车与支撑面间没有任何阻力,小车将会处于什么状态?你又能得出什么结论?”
(4)引导学生分析足球运动员踢足球,球由静止变运动;守门员接球,球由运动变静止;足球运动员顶球,改变球运动的方向,问:“这能说明些什么?”由于前概念的根深蒂固性,我们不要期望通过粉笔和说教的简单方式就可使学生把前概念转换成科学概念,也不要抱有经过一两次纠正就可以使前概念销声匿迹的幻想。前概念向物理概念的转变是思维结构的转变,是在学生头脑中引发的一场革命,需要改变原有的认知结构,建立新的认知结构,需要克服旧模式的惯性,因而是一个充满艰辛的过程。

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发表于 2005-8-28 17:20:21 |显示全部楼层

小学生科学前概念研究同盟

西方科学教学中概念转变学习理论的形成与发展
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作者:袁维新  
作者简介:袁维新(1954- ),男,江苏淮阴人,淮阴师范学院生物系教授  
摘要:概念转变学习是一种建构主义科学教学理论。本文从历史的角度回顾了概念转变学习理论的形成与发展的过程,着重分析了概念转变模型与概念生态等问题。
关键词:科学教学;概念转变;概念转变模型;概念生态
一、概念转变学习理论产生的背景
  概念转变学习理论的产生源于西方科学教育工作者关于前概念的研究。何谓前概念?一般认为,学生在接受正规的科学教育之前所形成的概念可称之为前科学概念(pre-science conception)或前概念(preconception)。对于前概念,自20世纪70年代以来,西方一些从事科学教学研究的学者经过大量的研究后发现,学生形成的前科学概念由来已久、根深蒂固,这些前概念中有些是对客观世界的朴素观念(naïve concept),有的则完全与科学概念相悖,后者也叫错误概念(misconception)。
  杜伊特(Duit, R. ,1994)认为前概念与错误概念的来源是不同的。[1]前概念有多种来源:1.来源于语言。如“太阳升起来”;2.同家庭成员、朋友、其他成人和同伴群体之间的交互作用;3.大众媒介;4.感觉经验。而错误概念的来源有:1.教师的以讹传讹;2.大众科普传媒的误导。例如,在德国某科学博物馆的一个展览中,提供的牛顿三定律的完全错误的说明长达数年;3.学生的错误理解。学生基于原有的错误概念,以完全不同于教师所设想的方式理解教师所呈示的内容。
  霍华德(Howard, 1987)从图式角度分析了出现错误概念的原因。[2]1.概念须长时间形成,学生的各种图式均在形成过程中;2.学生认为用已有图式已足够应付日常生活,因而将学校里所学的都存入已有图式中,看不出有改变已有图式的必要性;3.有些课程在短时间内介绍了许多概念,使学生不能深入思考达到全部理解。因而他们往往求助于机械学习。而现行的考试也往往鼓励学生进行机械学习而不是理解;4.有些新图式与学生的已有图式发生严重冲突,学生往往拒绝接受新图式。
  错误概念往往不单是由于理解偏差或遗忘而造成的错误,它常常与日常直觉经验相联系,植根于一个与科学理论不相容的概念体系,有时,它恰巧是科学界以前所主张的观点,如“太阳围着地球转”,“重的物体会更快地落地J等。研究发现,[3]错误概念不仅在儿童中出现,甚至在大学生身上也会出现,它们出现的频率在各年龄阶段变化不大。以往的教学只是关注于新知识的传授,但正确概念的传授并不能自动地校正学生原有的错误概念,在教学之后,儿童往往仍然信奉原来的观点,所以,为了帮助学生实现由错误概念向科学概念的转变,必须寻找促进错误概念发生转变的机制、条件、途径,而这正是概念转变学习成为当代科学教学研究热点问题的现实原因。
二、概念转变学习理论的形成
  (一)概念转变的方式、途径
  泰森等(Tyson et al., 1997)在考察同时代人研究成果的基础上,提出了按概念转变水平不同进行分类的两分法模式,该模式首先按已有认知结构的改变方式将概念转变分为二种:充实和重建。最一般的概念转变类型称之为“充实”(enrichment)。指在现存的概念结构中概念的增加或删除。人们在生活中获得的大量知识充实着他们原有的知识。充实的另一种形式包括对现存概念结构的区分、合并以及增加层级组织。总之,这一途径涉及到原有概念结构的量的扩展(enlargement);另一种是重建。“重建”(restructuring)意味着创造新结构,这种新结构的建构或者为了解释旧的信息,或者为了说明新信息。心理学家对不同的重建类型作了区分。其一是区分弱势(weak)与强势(radical)重建,弱的重建就是在某一概念或一整套概念的内部结构中进行重组。强的重建就是考虑理论中的变化,类似于科学史中理论的改变。强的重建发生在个人获得一种新理论之时,这种新理论不同于其原有结构中的老理论。弱与强的重建形式均涉及某一种特殊领域理论的重建,亦可称之为“特殊领域的重建D。另一类的重建是全局性的重建(global type of restructurings)。其最典型的表现是皮亚杰描述的儿童认知发展过程中知识结构的变化。皮亚杰认为,儿童认知的发展最显著的特征就是被称作“阶段”的全局性重建类型。这种重建要求的是结构中的变化,而这种结构则决定着儿童可以利用的表征方式的性质。根据这个观点,儿童的认知发展经历了四个主要阶段,即感觉运算阶段、前运算阶段、具体运算阶段和形式运算阶段。这种类型的重构影响着儿童在所有领域中获取知识的能力,因此这是一种全局性的重建。[4]
  杜伊特根据建构主义思想,将概念转变学习分为两种途径,即连续途径和不连续途径。[5]连续途径试图避开在不连续途径中的基本的重建的需要,其概念转变开始于同科学概念一致的学生原有概念结构或是对已有概念的重新解释。在第一种情况中,其要点是概念的变更和目标概念的协调是逐步发展起来的。在涉及科学概念和原理的解释时,并不是任何情况下都必需从学生建构的概念开始的。它也可能开始于与某些问题领域中部分知识的类比,这一问题领域中的科学内容的结构与性质已被阐明。在第二种情况中,“重新解释”策略稍有不同。与之类似的是虽然它也是从学生的前科学概念开始,但对它已用新的方式作出了解释。在有关物理学学生前概念研究中,一个重要发现是,任何年龄的学生都倾向于认为,任何时候某一物体运动的方向就是此时力作用的方向,物体由推动而运动即说明了这一点(MeDermott,1984)。这种观点按牛顿的经典力学是不正确的。按照重新解释策略,就不要告诉学生他们的概念框架是错误的,而是逐步引出学生头脑中已有的东西,并从物理学的观点建构其正确的意义。事实上,确有一种物理量总是指向该物体运动的方向。但这个量是动量而不是力(Jung,1986)。另一个关于重新解释策略的实例是关于电流概念的学习。在简单的电路中涉及电流,学生通常认为,当电流在电路中流动时,电流被消耗,即一些电流被电灯利用,所以留下较少的电流流回电池。这里也不要告诉学生他们的概念是错误的。相反,教师应鼓励学生按自己的思维方式思考并找出某些完全正确的想法。事实上,电流流动时被“利用”,即能量转换成热并散失。总而言之,连续途径不需要重建科学概念结构,它只是在原有概念基础上的扩展或重新解释。不连续途径的显著特点是学生已有的概念与科学概念是完全不同的。在不连续途径中,认知冲突(cognitive conflict)策略起关键作用。认知冲突主要有以下三种:首先,认知冲突产生于学生的预测同其经验结果相反时;其次,认知冲突产生于学生的观点与教师不一致时;再次,认知冲突产生于学生之间的不同观念的碰撞中。认知冲突策略来自皮亚杰的思想,即认知冲突引起认知的不平衡,后者决定了同化与顺应之间的相互作用,直至新的平衡的恢复。总之,认知冲突就是在学生的认知心理上造成差异与不平衡。一旦引发这种认知冲突,就会引起学生认知结构上的不平衡,就能激起学生的求知欲和探索心向,促使学生进行认知结构的同化与顺应。所以,引发认知冲突是激励学生概念转变学习的契机与条件。
  (二)概念转变模型
  发生在学生头脑中的概念转变的机制是什么呢?这一过程如同库恩(Kuhn,1970)指出的科学发展中的范式转换(paradigm shift)那样,更类似于皮亚杰(Piaget,1985)的同化与顺应机制。波斯纳等人(Posener el al,1982)在1982年提出了概念转变模型(Conceptual Change Model, CCM),[6]J 0 K这个理论是在皮亚杰的认知建构主义理论基础上,参照库恩的科学史与科学哲学对知识的“范式更替”的观点提出来的。这一理论提出了概念转变的条件(Conditions),即为了促使学生进行概念转变,必须提供以下四个条件:/% 学习者对当前的概念产生不满(dissatisfied)。只有感到自己的某个概念失去了作用,他才可能改变原概念,甚至即使他看到了原来的概念的不足,也会尽力作小的调整。个体面对原来的概念所无法解释的事实(反例),从而引发认知冲突,这可以有效地导致对原有概念的不满;2.新概念的可理解性(intelligibility)。学习者需懂得新概念的真正含义,而不仅仅是字面的理解,他需要把各片段联系起来,建立整体一致的表征;3.新概念的合理性(plausibility)。个体需要看到新概念是合理的,而这需要新概念与个体所接受的其他概念、信念相互一致,而不是相互冲突,它们可以一起被重新整合。这种一致包括:与自己的认识论信念的一致;与自己其他理论知识或知识的一致;与自己的经验一致;与自己的直觉一致等。个体看到了新概念的合理性,意味着他相信新概念是真实的;4.新概念的有效性(fruitfulness)。个体应看到新概念对自己的价值,它能解决其他途径所难以解决的问题,并且能向个体展示出新的可能和方向,具有启发意义。有效性意味着个体把它看作是解释某问题的更好的途径。概念的可理解性、合理性、有效性之间密切相关,其严格程度逐级上升,人对概念有一定的理解是看到概念的合理性的前提,而看到概念的合理性又是意识到其有效性的前提。亨森(Hewson)把概念的可理解性、合理性和有效性称为概念的状态(conceptual status), 即可理解的(intelligible)、可相信的(plausible)及可广泛应用的(fruitful)等三个状态。[7]K学习者对于概念所处的状态愈高,其发生概念转变的可能性也就愈高;也就是说,概念转变是发生在学习者能够充分理解与应用新概念时。他还提出,不仅新概念的状态,原有概念的状态也会对概念转变产生影响,两者之间存在交互作用。这里应注意,概念的上述三种状态不是概念实际上如何,而只是个体所看到、所意识到的可理解性、合理性和有效性,是个体对新、旧信息整合过程的元认知监控。根据波斯纳的观点,如果满足了上述概念转变学习的四个条件,学生所持有的错误概念就会被科学概念所替代或改变。
  由此可见,所谓概念转变就是学习,就是学生原有概念改变、发展和重建的过程,就是学习者由前科学概念向科学概念的转变过程。为了促进学生实现概念转变,就要进行概念转变教学。为此,教师必须充分了解学生相关学科的原有知识经验背景,了解学生有哪些错误概念,并充分运用学生的原有概念创设教学中的认知冲突(情境),以此作为引发学生进行概念转变学习的契机。因为要转变学生的错误概念,仅仅告诉学生“正确”的概念是无效的。只有在激励性的情境中,在学生的前概念与科学概念的激烈碰撞中,才能解决前概念与科学概念之间的矛盾冲突,实现由前概念向科学概念的转变。
三、概念转变学习理论的发展
  波斯纳等人在提出概念转变模型时,认为当学生在学习新概念的时候,若能满足概念转变的条件, 也就是不满足(Dissatisfied)、更合理(Intelligible)、更可信(Plausible)、更丰富(Fruitful)四个条件时,新概念的相对状态(Status)就会升高,学生自然而然的就愿意接受新的概念,放弃原有的概念。然而事实上,这样的理论并不如预期中的顺利,例如,许多的科学知识在用于解释现象时,比前概念还要不能令人满意或难以理解,学生自然没有理由要去进行概念转变。此外,学生也都缺乏对新概念的元认知(Metacognition),所以学生常会继续持有他们的错误概念,而将科学概念置之不理(Wandersee, Mintzes and Novak,1994)。[8]这样的结果促使研究者再次重新审视学生概念转变的困难,认为影响学生概念学习的因素不单单只需要满足概念转变模式中的四个条件,还应该有更多因素参与概念转变的过程,影响学生接受新的概念的意愿。
  (一)概念转变的多维解释框架
  针对概念转变模型仅局限于认知方面的不足,平特里克(Pintrich,1993)及其合作者提出了一种新观点,探讨学生的目标、价值观以及情感因素在概念转变过程中的作用。齐等人(Chi et al.,1994)的研究依据本体论观点,将概念转变看作是具有非科学观念的学生必须改变其看待概念的方式的过程。本体论范畴将概念归于学生的心理,认为概念转变必须从非科学类别转变为科学类别。
  为了建构一个更加整体化的模型,泰森等综合波斯纳等人(1982), 的概念转变模型、弗斯莱特(Vosniadou,1994)架构理论及心智模型观点、齐等人(1994)的本体论观点以及平特里克(1993)的情绪观点,提出概念转变的多维解释框架(multidimensional interpretive framework),藉此解释学习者的概念转变。这个架构主要是从认识论(epistemology)、本体论(ontology)与社会/情意(social/affective)三个维度来解释学习者的概念转变。其中,本体论探讨的是学习者对于自然现象的认识与概念的本质。以密度概念的本质为例,物质内部的微观观点将是本体论探讨的重点。认识论探讨的是学习者对于所学知识的理解情形,也就是学习者如何看待知识。以密度概念为例,学习者是否能够以密度概念作为判断物体浮沉问题,将是认识论探讨的重点。社会J 情意观点探讨的重点是学习者学习时的态度与情感,例如参与程度,喜好程度等因素。当然,概念生态组成因子可能不只这些,例如问题解决的策略(problem-solving strategies)、文化、语言及历史等,都可能对不同的学习者的概念转变学习产生影响。
  (二)概念生态
  面对批评者的质疑,波斯纳等人开始重视影响学生学习的更复杂的其他背景因素,他们把影响概念发展的个体的经验背景称为“概念生态”(Conceptual ecology)。波斯纳认为,概念生态为学生提供了一个概念转变的环境,在该环境中的各个因素都影响着学生概念转变的进行。近年来,许多研究者指出,在学生的概念转变学习中,构成概念生态的要素对学生学习的过程产生着非常重要的影响(Hullasnd &Munby,1994;Demastes,Good,&Peebles,1995;hewson,1989,1999:Jones,Carter,&Rua,2000),而且概念生态中的要素也有相当多的交互作用,它们是影响学生建构新概念的原因。那么,构成概念生态的因素有哪些呢?综合关于概念生态的研究,一般认为概念生态包含以下七个组成因子:
  1.认识论信念(epistemological commitments)。认识论信念与个体对概念的理解、相信以及应用的程度有关(Posner,et al.,1982;Strike & Posner,1985,1982),也就是说,个体具有的认识论信念会影响其对概念所处的状态。亨森(1985)和波斯纳等人(1982)的研究指出,通过深入了解学生的概念,研究者可以找出他们对知识的认识论信念的类型。同时,亨森等人(1985)也指出,通过对学生有关认识论信念的了解可以帮助教师决定学习者所处的概念状态(Beeth 1993; Hewson, 1981,1985; Hewson&Hewson,1991)。
  2.原有概念(prior knowledge)。学习者的原有概念通常来自于过去的经验。鲍勃(Pope)和吉尔伯特(Gilbert)(1983)指出,个人的过去经验与知识的建构息息相关;也就是说,知识的学习必须与学习者本身的经验有所关联。[9]有研究者(Blum,1986:brody和Koch,1989:Ostman和Parker,1987)将某些科学概念与学习者非正式教育所得的经验加以连结进行研究,结果显示,非正式教育环境所接触的课程、阅读、媒体、朋友及亲人,都是学生概念与知识获取的来源,特别是参与课外的科技活动,对于学生科学概念的发展有重大的帮助。
  3.学习的本质(the nature of learning)。指学生如何获取知识,例如,记忆的方式或理解的方式。以密度概念的学习为例,知识的本质探讨的是“什么是密度,它与物体浮沉有何关连性”的问题,学习的本质探讨的是“学生如何学习密度概念”的问题。
 4.概念的本质(the nature of conceptions)。概念的本质探讨的是学习者如何呈现知识。例如,学习者可能用反例(anomalies)、模拟(analogies)、隐喻(metaphors)、范例(exemplars)或图像(images)等方式来解释密度/浮沉的概念,这些呈现方式都是概念本质的一部份。这些概念的本质会影响学习者直觉地判断自然现象的合理性(Beeth,1993;Posner,et. Al., Strike & Posner,1985,1990)。例如,当学生被教师问及重物是否比较容易下沉时,学生可能会以轮船或大树干也很重的实例,来解释重物不一定就会下沉的现象。以下是一些常被学生用来解释概念的方式:
  (1)反例(anomalies)。当某事例与原有的概念发生某种冲突时,学习者会将它视为反例。这种冲突对于概念生态的发展有相当重要的影响(Beeth,1993;Lemberger, 1995;Posner, et.  al.,1982; Strike & Posner,1985)。
  (2)模拟(analogies)与隐喻(metaphors)。有研究者(Stavy和Tirosh,1994)针对概念生态如何影响问题解决的研究中指出,“模拟”在科学概念的发展上,扮演一个极其重要的角色。[10]当人们在解决一个不熟悉的问题时,通常会用自己熟悉的类似的事物来诠释。此外,他们在研究学生将某一问题模拟到其他问题的方法时,发现学生模拟问题的方式大多着重于外在的因素,如视觉或数字等。此外,隐喻在真实世界与文化的经验中是很常见的。亨森等(1984) 指出,隐喻可以让个体利用某类事物来理解或检验另一类事物。[11]隐喻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,因此,它可以促使新概念得以被理解(Posner, et. al., 1982)。例如,密度这个抽象概念可以用具体的视觉模型(如以点状多少代替质量大小,正方形大小代替物体的体积)来诠释物体质量分布的情形,进而理解密度的概念。
  3.范例(exemplars)或图像(images)。范例与图像也会让学习者对事物合理性的直觉产生冲突(Strike & Posner,1985)。当学生有某些错误概念时,以范例的方式进行概念的诠释有时无法有效地增进学习。例如,直接以轮船为范例,告诉学生重物不一定会沉。其结果可能让学生认为只要是船都不会沉。因此,虽然范例可以帮助学生理解新的概念,但是教师在使用范例时必须注意,除了范例本身对学生而言必须是可理解或可接受的之外,教师必须适时澄清范例所要传达的概念,以免误导。
  4.问题解决的策略(problem-solving strategies)。当学习者解决问题时,其概念生态潜在地影响学习者形成假设、澄清假说,进而解决问题的过程。帕克(Park, 1995)指出,看待问题的方式会随概念生态的改变而改变。对于某一特定问题,并不是所有概念生态的组成因子都会有影响,而这样的限制会随问题的不同而有所不同。此外,概念生态组成因子间也不是独立的,在许多情况下,组成因子间的界线是相当模糊的或是相互关联的。虽然学习者在问题解决的过程中,不会呈现出所有的概念生态组成因子,但是问题解决的策略还是被视为探讨概念生态的重要依据。
  5.情意领域(affection field)。情意领域对于学生的学习有相当大的影响。例如,学习态度不佳或学习情绪低落都是学生学习的障碍。研究发现(Dreyfus, Jungwirth, Eliovitch, 1990),学校教授的知识大部分都不是直接易懂的,因此,很容易让学生对所学的知识产生不信任或厌恶的感觉,导致学习意愿低落,无法进行有效的概念学习,最后学生的概念还是停留在一些他们认为亲切且实用的概念上。[12]再者,学生对于教师的授课或传授的知识所持的态度,也会影响学生主动参与学习的程度与自我建构学习的能力。因此,教师不能不重视学生在情意领域方面的表现。
  6.科学的本质(the nature of science)。学生对“科学本质”的看法也影响学生对知识本质与学习本质的认识。例如,假如学生认为科学的本质是科学概念和理论,学生就会坚持客观主义的知识观,把在学校所学的科学知识作为客观事实和绝对的真理,那么学生的学习可能会着重于事实的记忆。假若学生认为科学的本质并不是科学理论和法则,而是这些理论与法则的建立中隐含着的科学探索精神和科学方法,学生就会坚持建构主义的知识观,认为这些科学原理是会变化的,并且认为科学知识一定是通过科学方法获得的。综上所述,有关概念转变学习理论大多来自建构主义思想。应该说国外对概念转变学习的研究已经取得了丰硕的成果,但是,仍有很多问题有待研究。诸如如何引发学生对原有概念的不满(产生认知冲突)?学习者是如何对新概念的状态(可理解性、合理性和有效性)进行自我监控的?概念生态的组成因子是如何对具体的概念转变产生影响的?这些因子之间是如何整合的等等,都需要深入研究。另外,当前加强概念转变学习的本土化研究显得尤为迫切与必要。

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发表于 2005-8-29 08:21:24 |显示全部楼层

小学生科学前概念研究同盟

不错,很好的文章。学习了。

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发表于 2005-9-1 08:59:07 |显示全部楼层

小学生科学前概念研究同盟


  1.多样的生物
  (1)多样的生物之一:常见的植物
具体内容标准 活动建议
1.1 能说出周围常见植物的名称, 并能对常见植物进行简单分类。  ·在校园内为树木挂标牌。
·认识当地典型的植物,说出它们的一些典型
·特征(包括形状、颜色、气味等)。
·在校园和社区中观察常见的树木。

1.2 了解当地的植物资源,能意识到植物与人类生活的密切关系。 ·调查当地主要的经济作物、观赏植物、珍稀植物。
·调查当地近年来新出现的食用植物品种

1.3 了解更多的植物种类,感受植物世界的多姿多彩。  ·参观植物园,观看图片、多媒体资料。
·在教室里布置生物角。进行插花评比。

1.4 养成爱护花草树木的习惯。   
  (2)多样的生物之二:常见的动物
具体内容标准 活动建议
2.1 知道生活中常见动物的名称。能用不同标准对动物进行分类。 ·参观动物园,观看各种媒体资料,利用动物图片进行分类。
2.2 归纳某一类动物的共同特征。   
2.3 认识常见动物的几种类型,如昆虫、鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类。
   
2.4 了解更多的动物种类,感受动物世界的纷繁复杂。  ·举办动物种类图片展,观看多媒体资料。  
2.5 认识动物运动方式的多样性。   
2.6 了解保护动物特别是保护濒危动物的重要性。 ·讨论动物与人类的关系,开展保护动物的宣传活动。
  (3)多样的生物之三:常见的其他生物
具体内容标准  活动建议  
1.1 通过栽培植物的过程了解植物生长的过程。  ·交流栽培植物和饲养小动物的经验和体会,展示观察记录。
1.2 经历饲养小动物的过程,描述动物生长的大致过程。  ·通过观察图片资料来认识动物的一生。
1.3 了解不同生物的生命过程是不一样的,感受不同生物生命过程的复杂多样。  ·查阅多种生物生命周期的资料。
·自制展示典型生物生命过程的标本。

  2.生命的共同特征
  (1)生命的共同特征之一:动植物的一生
具体内容标准 活动建议
1.1 通过栽培植物的过程了解植物生长的过程。  ·交流栽培植物和饲养小动物的经验和体会,展示观察记录。
1.2 经历饲养小动物的过程,描述动物生长的大致过程。  ·通过观察图片资料来认识动物的一生。  
1.3 了解不同生物的生命过程是不一样的,感受不同生物生命过程的复杂多样。  ·查阅多种生物生命周期的资料。
·自制展示典型生物生命过程的标本。

  (2)生命的共同特征之二:生物的繁殖
具体内容标准 活动建议  
2.1 知道繁殖是生命的共同特征。  ·广泛查找各种生物不同生殖方式的资料来验证生物具有繁殖的特性。
2.2 列举常见的几类动物的不同生殖方式。  ·可以利用多媒体资料来学习这部分内容。
2.3 关注与生物繁殖有关的生物技术问题。  ·收集有关人工授粉、杂交水稻、无籽西瓜、克隆等资料。
·讨论克隆技术对人类的影响,充分表达各自的观点。  
  (3)生命的共同特征之三: 生物的基本结构和功能
具体内容标准 活动建议
3.1 能指认植物的六大器官,知道各种器官的作用。  ·观察完整的绿色开花植物。  
3.2 探究根、茎的作用。   
3.3观察哺乳动物实物或标本,或观看多媒体软件,指认一些主要器官。   
3.4 知道细胞是生命体的基本单位。  ·用显微镜观察洋葱表皮细胞。
·观察各种动植物细胞图谱。  
  (4)生命的共同特征之四:生物的基本需求
具体内容标准  活动建议  
4.1 认识到生物维持生命都要从外界吸收水分和营养。  ·做根毛吸收水分、茎运输水分的实验。
4.2设计实验研究水、阳光、空气、温度、肥料等对植物生长的影响。  ·让学生自己设计实验来研究种子萌发的条件。
4.3知道不同的动物吃不同的食物,动物要维持生命就要消耗这些食物作为能量。  ·进行一些探究活动,研究具体动物的食性。
·讨论动物和人从食物中获取的能量用于干什么  
4?4 了解绿色植物能在阳光下制造淀粉和氧气,同时吸收二氧化碳。  ·讨论绿色植物在地球上存在的意义。  
  (5)生命的共同特征之五:遗传现象
具体内容标准 活动建议
5.1 知道生物的很多特性是遗传的。   
5.2 了解遗传和变异也是生物的特性之一。 ·举例说明一些生物的遗传现象。
  3.生物与环境
  (1)生物与环境之一:生物对环境的适应
具体内容标准  活动建议  
1.1 观察植物的外形,并将观察结果和它们的生活环境建立联系。   
1.2 能仔细观察动物的外形,同时能将观察结果和它的习性联系起来。  ·尝试画出所观察动物的显著外形特征。·通过观察动物的形态,猜测它的生活习性。
1.3 列举同类生物在形态方面适应环境的具体事例。   
1.4 了解植物适应环境的几个特性,如向光性、向水性、向地性。  ·通过实验和观察来探究植物的向光性、向水性、向地性。
1.5 列举一些动物适应环境的事实,如冬眠、保护色、拟态等。  ·做蚯蚓找栖息环境的实验。

1.6 知道环境对生物生长、生活习性等多方面有影响。  ·搜集这方面的具体事例,例如鱼的洄游、鸟类的迁徙等。
·调查植物、动物是如何过冬的,从具体事实中认识生物对环境的适应。  
1.7 懂得食物链的含义。  ·用生态瓶实验探究如何维持一个小的生态系统内的平衡。
1.8 能认识到人类是自然的一部分,既依赖于环境,又影响环境,影响其他生物 的生存。  ·能以一种动物为观察对象,探究它是如何寻找合适的栖息地的。讨论人类保护自 然环境、维持生态平衡的重要性。
·讨论人如何与自然和谐相处,保持可持续发展。  
  (2)生物与环境之二:进化现象
具体内容标准  活动建议  
2.1 能解释适者生存、自然选择的含义。  ·阅读介绍达尔文的书籍,讨论达尔文的科学精神对自己的影响。
2.2 能以某类生物为例,阐释生物进化的过程。   
2.3 关注一些和进化有关的有趣问题。  ·通过多种途径获取资料,探讨生命起源、恐龙灭绝、鸟类起源、人类进化等有关 进化的问题。
  4.健康生活
  (1)健康生活之一:生理与健康
具体内容标准 活动建议
1.1 了解人类需要哪些营养及其来源,懂得营养全面合理的重要性。  ·会从分析营养成分出发,设计一份营养全面合理的一周午餐食谱。  
1.2 了解人体的消化过程,养成良好的饮食卫生习惯。   
1.3 了解人体呼吸的过程,知道常见呼吸系统疾病的产生和预防。  ·从计量分析全班同学的肺活量开始,讨论呼吸系统保健、呼吸系统传染病、抽烟 、一氧化碳中毒、大气污染等与呼吸有关的问题。
1.4 了解心脏和血管的作用及保健。   
1.5 探究心跳的快慢与哪些因素有关。   
1.6 了解感觉器官的作用,知道人体的各种感觉是对外界的反应。   
1.7 知道大脑在人的语言、思维、情感方面的作用,是人体生命活动的“总指挥部 ”。   
  (2)健康生活之二:生长发育
具体内容标准 活动建议
2.1 了解人的一生生长的大致过程。  ·可以联系植物、动物方面的情况,作出比较。
2.2 了解青少年身体发育的特点。 ·测量统计全班同学身高、体重数据,并作分析。  
2.3 了解青春期的主要身心发展特点。  ·分男女同学讨论对青春期的认识和注意事项。  
  (3)健康生活之三:良好生活习惯
具体内容标准  活动建议  
3.1 了解影响健康的各种因素。  ·从用药、环境、不良生活习惯等方面讨论人们如何克服这些影响。
3.2 能认识到养成良好生活习惯的重要性。  ·制定自己的作息计划。
3.3意识到个人对自身健康负有责任,能积极参加锻炼,注重个人保健。  ·从健康的角度评价家庭生活质量(可以从饮食、家居环境、生活习惯等方面评价) 。  
  四、物质世界
  一个无生命的物质世界与生命世界同样五光十色,精彩纷呈,充满了形形色色的令人惊奇、迷惘、感叹的现象和过程。"物质世界"这部分的学习将带领小学生走进这块神奇的土地,开始探索其中的奥秘。
  "物体与物质"部分经过对物体--材料--物质这三个层次的观察与探讨,了解物质一些基本的性质与变化过程,使学生的认识逐渐由具体向抽象过渡。
  "运动与力"部分使学生了解位置与运动的概念,知道力与运动变化的关系,了解常见的简单机械。
  "能量的表现形式"部分讨论了声、热、光、电、磁这些物理现象,并使学生知道它们都是能量的不同表现形式,能量可以转换。
  物质世界这部分所涉及的许多知识与技能都是现代科学和现代技术的基础,在这一部分应该充分体现出其与技术的关系。
  (一)物质世界内容标准框图

  (二)物质世界的具体内容标准
  1.物体与物质
  (1)物体与物质之一:物体的特征
具体内容标准 活动建议
1.1 能用感官判断物体的特征,如大小、轻重、形状、颜色、冷热、沉浮等,并 加以描述。  ·搜集、观察各种物体,描述这些物体的特征,并加以比较、讨论。如哪个重? 哪些是透明的?
1.2 能根据特征对物体进行简单分类或排序。  ·让学生介绍自己对物体所作的分类或排序,说明分类依据。
1.3 会使用简单仪器(如尺、天平、温度计)测量物体的常见特征(长度、重量、 温度), 能设计简单的二维记录表格,做简单的定量记录,并能使用适当的单位。在此经验基础上,对其他物体进行估量。意识到多次测量能够提高测量的准确性。   
1.4 了解通过加热或冷却可使物体的形状或大小发生变化,列举常见的热胀冷缩现象。   
  (2)物体与物质之二:材料的性质与用途
具体内容标准 活动建议
2.1 能判断物体是由不同材料组成的,如木头、金属、塑料、纸等,并能按材料对 物体进行分类。   
2.2 认识某些材料的性质(如是否导电,是否溶解,是否传热,沉浮性等),根据 这些性质对材料进行分类。能将材料的特性与它的用途相联系。  ·画一幢房子,说出各个部分应该用什么材料,根据是什么?
2.3 能区分常见的天然材料和人造材料。意识到人类为了满足自身的需求,不断在 发明新的材料。增强对新事物的敏感性,激发创新意识。  ·调查有关新材料发明、性能和用途方面的信息。
  (3)物体与物质之三:物质的变化
具体内容标准 活动建议
3.1 了解物质有三种常见的状态:固态、液态和气态。温度的改变可使物质的状态 发生变化。知道水的冰点与沸点。   
3.2 知道物质的变化有两大类,一类仅仅是形态的变化,另一类会产生新的物质。  ·讨论生活中常见的一些变化应属于哪种变化(如糖溶于水,铁生锈等)。
·观察蜡烛燃烧前后的物质变化情况。  
3.3了解物质的变化有的可逆,有的不可逆。认识这些变化对人类生活的影响。  ·讨论铁生锈的原因、过程和防止办法。
·讨论水泥与水产生不可逆变化的利弊。
·讨论水的污染与净化。  
  (4)物体与物质之四:物质的利用
具体内容标准 活动建议
4.1 知道物质有可再生的和不可再生的,认识保护资源的重要性。  ·讨论如何保护当地的资源。
4.2意识到物质的利用对人具有有利和有害的方面以及正确使用物质的重要性。注意安全与健康,知道一些常用的防范、安全和健康措施。  ·利用自身经验和所搜集的各方面资料,讨论各种物质(如酒精)的利用对人有利 的方面(如治病)和有害的方面(如酗酒)。
·组织学生搜集有关材料(包括实物、图片、录像带、学生自己的小文章、漫画等),举办一次小展览。  
4.3意识到物质的利用会给环境带来正面和负面的影响,人对环境负有责任。  ·调查白色污染,讨论防治方法。
·调查当地主要污染源。
·写一份给地方政府的建议书。  
  2.运动与力
  (1) 运动与力之一:位置与运动
具体内容标准  活动建议  
1.1 能定性地描述一个物体的位置(前后、左右、远近等),理解物体的位置需要相对于另一个物体的位置来确定。  ·游戏:我在哪里?(根据相对于不同物体或人的情况描述自己的位置,并画出示意图。)  
1.2 能测量并记录一个沿直线运动的物体在不同时刻的位置,并能用简单的图表或 图形来表示距离与时间的关系。  ·分组进行合作测量,如测量一个玩具汽车的运动。
1.3 知道描述物体的运动需要位置、方向和快慢。  ·描述一个玩具汽车不同时刻的位置、运动方向和快慢。  
  (2)运动与力之二:常见的力
具体内容标准 活动建议
2.1 知道推和拉可以使物体的运动发生变化,推和拉都是力。力有大小和方向。   
2.2 知道一些生活中常见的力,如风力、水力、重力、弹力、浮力、摩擦力等。   
  (3)运动与力之三:简单机械
具体内容标准 活动建议
3.1 探究怎样才能让天平和杠杆保持平衡。   
3.2 知道利用机械可以提高工作效率,了解一些简单机械的使用,如斜面、杠杆、 齿轮、滑轮等。   
  3.能量的表现形式
  (1)能量的表现形式之一:声音的产生与传播
具体内容标准  活动建议
1.1 知道声音是由物体的振动产生的,能区分声音的大小与高低。  ·解释各种常见乐器的发声方法。  
1.2 知道声音要通过物质传播到达人的耳朵。  ·制作土电话,或做实验,了解声音在不同物质中的传播情况。
·判断在月球上能不能听到声音。  
1.3 能区分乐音和噪音,了解噪音的危害和防治方法。  ·提出在公共场所防止噪音污染的各种建议。讨论对各种声音的感受以及减小噪音和保护听力的方法。如轻声关门,不要大声喧哗,在吵闹场所捂耳朵等。
  (2)能量的表现形式之二:热现象
具体内容标准 活动建议
2.1 知道热能从一个物体传到另一个物体。  ·举例说明热传递在日常生活中的应用。
2.2 知道温度是表示物体冷热程度的,知道温度的单位,会使用温度计。   
2.3 了解热总是从高温物体传向低温物体,直到物体温度相等为止。了解常用的传热和隔热方法。  ·解释棉被为什么既能保暖又能防止冰糕融化。
·调查材料的导热性能。  
  (2)能量的表现形式之三:光的传播
具体内容标准 活动建议
3.1 了解光的直线传播现象。   
3.2 了解平面镜或放大镜可以改变光的传播路线。   
3.3知道光是有颜色的,了解日光的色散现象。 ·做彩虹实验
  (4)能量的表现形式之四:简单电路
具体内容标准 活动建议
4.1 认识电是生活和工作中常用的能量来源。了解安全用电常识。  ·调查家用电器,说明各种家用电器的用途。
4.2知道常用电器的工作需要一个完整的回路;知道开关的功能;能用一些基本组 件连接一个简单电路。  ·分组实验,用干电池、开关、灯泡和导线连接电路,并能演示开关的作用。
4.3知道有的材料容易导电,有的材料不容易导电。   
  (5)能量的表现形式之五:磁现象
具体内容标准 活动建议
5.1 探究磁铁的方向特性,磁铁的两极,以及磁铁间同极相斥、异极相吸的规律。  ·制作指南针
5.2 知道电能产生磁,探究影响电磁铁磁性大小的因素,了解电磁铁的应用。  ·做改变电磁铁磁力大小的实验。
  (6)能量的表现形式之六:能量的转换
具体内容标准 活动建议
6.1 知道任何物体工作时都需要能量,电、光、热、声、磁等都是能量的不同表现 形式。  ·列举能量的各种表现形式,包括生命世界以及地球与宇宙中所涉及的能量。
·说出一些常见物体工作时需要什么形式的能量,输出什么形式的能量。  
6.2 认识不同形式的能量可以相互转化。 ·讨论各种能量转化的例子,如电灯、电热器、电磁铁、电话、电动机、电池等。
  五、地球与宇宙
  在低幼年段,儿童就从各种媒体接触到"地球"这个名词,科学课程有责任使小学生获得有关地球的更完整的印象,这包括了解地球的概貌和组成物质以及因地球的运动而引起的各种变化。让小学生用探究的方法研究地球物质的性质,不仅可以使他们获得有关的知识,了解科学探究的过程和方法,体验到探究的乐趣,还可以使他们对习以为常的地球物质"刮目相看",意识到地球物质的价值和保护它们的重要性。
  地球与宇宙还包括天空中的星体,这部分内容为小学生撩起了星空的神秘面纱。他们通过观察、记录太阳和月球的运动变化,探究它们的运动模式,锻炼自己的毅力;他们通过了解人类对宇宙奥秘的探索,认识科学的进步和人类智慧的潜力。这部分内容的教学重点是点燃小学生的求知欲,这远比告诉他们太阳的直径、温度更重要!
  (一)地球与宇宙内容标准框图


  (二)地球与宇宙的具体内容标准
  1.地球的概貌与地球的物质
  (1)地球的概貌
具体内容标准 活动建议
1.1 知道地球的形状、大小。  ·观看从月球上拍摄的地球照片。
1.2 知道地球是由小部分陆地和大部分水域构成的。  ·观看地形地球仪或世界地形地图。
1.3 知道地球内部有炽热的岩浆。   
1.4 了解人类对地球形状认识的历史。   
1.5 了解地球仪、地图的主要标识和功用。   
  (2)地球的物质之一:岩石、沙、土壤
具体内容标准 活动建议
2.1 能用不同的分类标准对岩石进行分类。  ·将各种不同的石头混在一起,尝试用不同的标准对其分类(如颜色、形状、质地等)。  
2.2 知道主要的能源矿产、金属矿产及其提炼物的名称。  ·观看矿石及其提炼物的标本。
2.3 知道土壤的构成。   
2.4 能设计不同土壤对植物生长影响的实验。  ·种植豆类或洋葱,考察不同土壤对植物生长的影响;讨论实验中应注意的问题。
2.5 意识到人类生存与陆地物质的密切关系及保护陆地物质的重要性。  ·编一份尽可能多地描述岩石用处的手抄报。
·调查沙在建筑中的作用。
·观看滥采岩石、滥施化肥、乱砍树木、滥埋垃圾的录像资料。
·讨论保护岩石、沙、土壤的措施,并与人类已有的措施相对照。  
  (3)地球的物质之二:水
具体内容标准 活动建议
3.1 知道自然界水资源的分布。  ·观看地形地球仪。
·调查当地水资源状况。
·调查所生活的地区饮用水的来源情况。  
3.2 知道水能溶解一些物质。 ·做水的溶解性实验。
3.3意识到水与生物的密切关系。  ·讨论如果没有水,世界会是怎样的。
·观看干旱地区龟裂的土地及枯黄庄稼的照片。  
3.4欣赏自然界水体的美丽。  ·观赏江、河、湖、泊、溪流、瀑布等水域景观的影像图片。
3.5 知道水域污染的危害及主要原因。  ·观察生物生活在不同水质中的生存质量。
·实地调查当地水体的污染源(如废水、垃圾、清洁剂等)。  
  (4)地球的物质之三:空气
具体内容标准 活动建议
4.1 能用一定办法证明空气的存在。  ·自行设计证明空气存在的方法。
4.2了解人类对空气性质的利用。  ·收集资料,交流分享。
4.3 知道空气对生命的意义。 联系空气对植物的作用,体验大气层对地球生命的意义。  ·观看月球及其他行星上的环形山,猜测大气层对地球的保护作用。  
4.4 了解人类活动对大气层产生的不良影响,意识到保护大气层的重要性。  ·讨论保护大气层的措施,并与人类已有的措施进行对照。
  2.地球运动与所引起的变化
  (1)地球运动与所引起的变化之一:地球运动与天气变化
具体内容标准 活动建议
1.1 知道天气可以用一些可测量的量来描述(如温度、风向、风力、降水量、云量 等)。  ·讨论天气预报术语的含义;自制简单的风向仪、雨量器。  
1.2 会用温度计、简易风向仪、雨量器进行观测,搜集有关数据,并能分析数据得出某些结论。  ·定时观察、测量并记录一天、一周、一月的天气状况,绘制气温曲线图,交流有关发现。
1.3 探究雨或雪的成因。  ·观察水受热蒸发成水蒸气,水蒸气遇冷凝结成水滴的实验;
·讨论自然界雨或雪的成因。  
1.4 探究风的成因。 观察热空气上升产生风的实验;讨论自然界风的成因。   
1.5 体会到长期的测量和记录天气数据是非常有用的。  ·讨论某大型运动会的时间安排。
1.6 欣赏美丽的天气。  ·观察并绘制有关天气的图画;欣赏有关天气的美文;找和天气有关的谚语。
1.7 能列举天气变化对动物行为影响的实例。   
1.8 体验到天气对人类工作、生活的影响。  ·讨论最喜欢的天气;讨论谁最关心天气。
·观看灾害性天气的图片或影片录像。  
  (2)地球运动与所引起的变化之二:地球运动与昼夜变化
具体内容标准 活动建议
2.1 知道地球在不停地自转,自转一周为一天,需24小时。  ·讨论可以用什么方法证明地球在自转。
2.2 了解古人对昼夜成因的猜想与哥白尼的贡献。  ·搜集古人对昼夜成因的猜想和哥白尼的有关资料,与同学交流分享。
2.3 探究昼夜变化对动植物行为的影响。  ·观察花草、昆虫、家畜、家禽的昼夜行为变化。  
  (3)地球运动与所引起的变化之三:地球运动与地表变化
具体内容标准 活动建议
3.1 了解地球表面是在不断变化的。  ·展示对某些山地的科学考察的发现,猜测其以前可能的地形。
·观看非洲、拉丁美洲板块图,猜测两板块以前可能的情况。  
3.2 了解火山喷发现象。  ·模拟火山实验,如加热用厚土豆泥覆盖的番茄酱,直至番茄酱喷出。
3.3了解地震的现象。  ·观看溶洞、石蘑菇的图片,猜测其形成原因。
·讨论地震发生时该怎么办。
·模拟避震演习。

3.4 认识各种自然力量对地表改变的作用。  ·做模拟岩石风化的实验。
·观看鹅卵石、钟乳石图片,猜测其形成原因。
·用沙盘、喷壶模拟雨水冲刷、河流搬运对地表改变的作用。  
3.5 了解人类活动对地表改变的影响。  ·查阅有关资料或访问当地老人,了解居住地地表的人为变化。
  (4)地球运动与所引起的变化之四:地球运动与四季变化
具体内容标准 活动建议
4.1 认识四季变化对动植物的影响。  ·搜集受季节影响的动植物资料,用各种方式(如绘画、撰文、歌唱、图片剪贴)表达并交流
4.2了解四季变化与地球的公转有关。   
  3.天空中的星体
  (1)天空中的星体之一:太阳和月球
具体内容标准 活动建议
1.1 知道太阳是一个温度很高的大火球。  ·测量向阳处和背阴处的温度并加以比较。
1.2 了解人类对太阳能的利用。  ·查找有关太阳能的资料。
1.3 理解没有太阳,地球上就没有生命。   
1.4 知道太阳每天在天空中运动的模式。   
1.5 认识一天中温度和影子的变化与太阳的运动有关。   
1.6 能利用太阳辨认方向。   
1.7 知道月球是地球的卫星,知道月球每天、每月的运动模式。  ·查找各种资料,分专题向同学展示有关月球的各种知识。
1.8 从各种媒体上了解更多的有关月球的知识。  ·假想到月球旅行需带的物品和可能看到的现象。
  (2)天空中的星体之二:太阳系、银河系及宇宙空间
具体内容标准 活动建议
2.1 知道太阳系的组成及九大行星的排列顺序。  ·根据太阳系的示意图,用各色大小不一的橡皮泥排出行星的位置。
2.2 知道四季的代表星座。   
2.3 知道太阳系、银河系及宇宙的关系。  ·观看夏夜的银河系或有关银河系及宇宙的录像。
·设计向外星系介绍地球情况的信息卡。  
  (3)天空中的星体之三:探索宇宙的历史
具体内容标准 活动建议
3.1 了解人类对宇宙的探索历史。  ·搜集资料,交流讨论。
3.2 知道一些重要的探测宇宙的工具,意识到人类对太空的认识随技术的进步而深化和拓展。  ·搜集并交流探测宇宙奥秘的工具及其功能的有关信息。
3.3意识到人类为了探索宇宙奥秘付出的艰辛。  ·搜集有关宇航员的图片或邮票,与同学交流或分享。
·观看挑战者号升空爆炸的录像片。  
3.4 关注我国空间技术的最新发展。  ·为我国载人飞船设计太空实验项目。

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发表于 2005-9-1 09:08:18 |显示全部楼层

小学生科学前概念研究同盟

姓名:李震(网名:芜湖小李)
地址:安徽省芜湖市育红小学
邮编:214000
email:lizhen995@sina.com
QQ:446263236
自建研究群:15265429
同样愿意为小学科学前概念库的建设出一点力!

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发表于 2005-9-1 09:08:30 |显示全部楼层

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雨伞:方法其实很简单,设计一些问卷,采取访谈、提问、画图等进行。具体可以看我贴出来的一些内容,仔细阅读应该能够知道的。

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发表于 2005-9-1 10:31:02 |显示全部楼层

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看到上边的材料,我心里真激动,作为一个即将走向讲台的大学生,一个科学教育本科专业的大学生,我非常愿意加入!  我能做些什么呢?
我的qq56424838   

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发表于 2005-9-3 11:03:14 |显示全部楼层

小学生科学前概念研究同盟

和孩子们一起看月亮
江苏省江阴市华士国际学校  曾宝俊
江苏省江阴市桐岐中心小学  季荣臻
实施前的设想:
最近,一直在思考:我们在设计一个主题探究活动前该做些什么?我们设计的科学探究活动是孩子们喜欢的吗?离孩子们原有知识经验有多远?建构主义教育理论提倡教师要关注学生的已有知识经验,而“小学生的前科学概念的研究”让我们更加意识到了解小学生前科学概念对于设计、组织学生的科学探究活动是十分重要和必要的。
“月相”这个内容安排在苏教版《科学》三年级下册《太阳和月亮的移动》单元中的《看月亮》一课,而原人教版《自然》是在十二册上的。根据原有教学经验,月亮对于小学生来说,充满着神秘和幻想,学生非常想了解有关月亮的秘密。然而我们也应该意识到:学生观察月亮的主观努力不够强烈;如果观察的时间很长,学生容易失去兴趣,他们大多不能坚持长期探究月相变化的规律。那么对于三年级学生又如何去组织他们探究月相变化的规律呢?
因此,在组织学生探究月相变化的规律之前,我们首先要了解“孩子们心中的月亮”,以便更好的设计、组织学生的探究活动,使学生保持对月亮充满兴趣,让孩子亲自去抓住研究的对象,发现问题,以及怀着自己解决问题的强烈愿望去观察月亮。
实施的过程:
为了了解“孩子们心中的月亮”,我们先对三年级学生进行了关于“月相”的前科学概念测试,结果发现孩子们对月相知之甚少。如:回答“什么时候的月亮是圆的?”时,大多学生回答是八月十五;在请学生分别画出五月十五、八月十五、十月十五的月亮时,大部分学生八月十五画的是圆月,而五月十五、十月十五却画成了半月或月牙形状;在回答:“月亮有多少种样子”时,答案就更多了,有答7种、15种、30种、365种,还有答无数种的;在判断:“如果每天都是晴天,我们每天晚上都能看到月亮。”时,百分之九十以上的学生判断这句话是正确的;大部分学生认为早晨看不见月亮……
针对学生的情况,我们把组织学生探究月相变化的规律这个活动定位在“看月亮”上,创造环境,激发学生的观察兴趣,帮助学生解决问题,和孩子们一起看月亮。
从“二十七号的月亮”开始观察
“二十七号的月亮”指农历二十七日的月亮,这是一弯细细的在黎明时和金星一同升起的月亮,两天后消失,数天后变成新月。
二十五日布置就观察任务:回家观察月亮,为上课做准备。大部分学生认为一到晚上就能看到月亮,然而到了晚上,天空中没有出现月亮。
于是第二天(二十六日)早上,月亮成了大家谈论的话题。
“昨晚你们看到的月亮了吗?”
“昨晚上我没有看到月亮。”
“没有?昨晚上是阴天吗?”
“不是,还有星星呢!”
“可是为什么没有看到月亮呢?有人看到月亮了吗?”
这时候,有个学生说:“今天早上,我看到了细细的月亮。”其他学生一起反应:“哦?当真?”
老师再次趁机要求:“明天早上大家一起来看一看吧!”“好!”
第三天早上,学生果然看到了月亮,只不过跟以往所见的不同,学生们对月亮感到特别亲切。
二十七日早上的课堂活动:
⑴、组织学生发言:说一说在什么时间、什么地点看的月亮,月亮是什么形状?
⑵、引导学生谈一谈:这次看到的月亮和以往看到的月亮有何不同?(学生就像初次看到月亮似的,对月亮充满了好奇。因为以往学生看到的月亮都是满月、半月、新月等,但从来没有在早晨这么仔细地看过这样淡淡的月亮。当然学生也没有想过各种月亮的后面存在着什么规律。)
⑶、让第一天就看到月亮的学生说一说:26日早晨的月亮和27日的有什么不同?(使学生关心今后月亮的形状如何变化。)
这就是对看月亮的导入。为什么从二十七日的月亮来入手呢?
1、要想让学生能长时间坚持观察一个物体,必须注意激发学生的观察兴趣。同样不能让学生感到困难,所以,我布置给学生的第一项任务只是看月亮,看某个事物,不存在能力问题,只有责任心,如何让学生想看月亮呢?得不到的东西是最珍贵的,当学生看不到月亮时,最想看月亮。
2、注意到伙伴的存在。当学生从伙伴那里得到情报,立即就想试一试,内心充满了情报共享的喜悦,产生一种生活在同一时间、同一空间里的伙伴意识,初步的社会存在意识就形成了。
3、让学生获得亲身的体验。在早晨起床看月亮这件事,潜藏者学生的个人现实世界。因为,各人观察月亮的时机不同,看到月亮的感想就不同,因此看月亮的过程就是学生自己体验现实世界的过程。实际上,获得早起床就能看到月亮的信息的学生,第二天早上几乎都看到了月亮。学生的确都动了起来。有的学生听说早晨能看到月亮,凌晨三点就起床了,一直等到月亮出来。只有在这种特殊的心情的驱使下,才能天还很黑就起来。
28日和29日,学生在伙伴的召唤下投入到新的观察中。
学生观察28日的月亮和29日的月亮的行为是学生自己学习的需要。通过几天的观察学生看到月亮渐渐变细,预测到月亮将会消失。
看到月亮落下的瞬间就给老师打电话
月亮消失后会怎样呢?
我是这样发动学生的: “下次谁发现了月亮就给老师家打电话。”
两天后,有学生打来电话,说太阳落山后,在西边的天空看到了淡淡的月亮。
次日,我让他把自己的发现告诉搬上其他同学,其他学生们听了,似乎不能相信:前两天在早上看到的月亮,现在怎么会只有在傍晚的那一瞬间才能看到。
放学的时候,我就发现有的学生一边走路一边抬头看天空。我知道学生们都在想:今晚我一定要看到月亮,给老师打个电话。针对学生的这种想法,我对学生的观察提出新的要求:今天不是仅仅看到月亮就打电话,而是看到月亮落下的瞬间的同学才往老师家打电话。
为什么要看月亮落下的一瞬间往老师家里打电话呢? 那是因为:
①要想看到落下的瞬间,必须需经过一段时间全神贯注的观察,否则,月亮落下的瞬间会和你擦肩而过。要达到这个目的,必须有意志努力的加入。如何让促成学生产生这种意志努力呢?往老师家打电话是最好的动力源。
②由于往老师家打电话是一件不平常的事,学生因而会紧张,有不知说什么才好的顾虑,因此,很多学生在打电话之前先想好说什么内容:月亮落下的时间、落下是的样子以及看了之后的感觉。
的确,那天晚上电话铃声不断。第一天有11个人打来了电话,全班一共42人。
第二天早上,在电话里和老师说的话的内容是学生们在教室里谈论的主要话题,而这些话题又促使那些没有打电话的学生今晚上看月亮。这几天,家里的电话铃声不断,这次的电话作业给学生们到来了,既感到不好意思,又感到紧张,还感到非常有趣等各种各样的心情。
通过几天的观察学生发现:
①月亮是平躺着落下的。
②月亮落下的速度很快。
③月亮落下的瞬间一天比一天晚。
④月亮在一天一天地变宽。
……
在月圆之夜给老师写封信
当学生观察到“月亮在不断地变宽”,很自然地就会产生这样的想法:什么时候月亮是半圆?什么时候月亮会变成满月呢?
在课堂上我们进行了推测:什么时候月亮是半圆?什么时候月亮会变成满月?
学生各自根据自己观察到的月亮变宽的情形,进行了预测。
为了保持学生的探索热情,给学生出了这样一个课题:看到半圆的月亮就画一幅月亮画;看到满月时,就在月圆之夜给老师写封信。凡是画画的和给老师写信的同学都将得到一份小礼物。
在接下来的这一段时间里,所有的学生都望眼欲穿地盼望着半圆的月亮和满月的到来。
有个学生在给我的信中这样说道:今天是19日,晚上7点50分的时候,我在东北方向看到了月亮,淡黄色的,圆圆得非常美丽,天气渐渐的有了凉意,但明天我会精神饱满地去上学的, 请老师也要多保重!
当看过满月以后,我又让孩子们说说下一次的半圆的月亮会什么时候出现,并且对照第一次看到的月牙,谈谈两个半圆的不同。
教学反思:
经过将近一个月的观察,学生收获了大量的有关月亮的信息资料,于是讨论月亮形状变化的原因顺理成章,到了二十五日,我们组织学生总结月相变化的规律。(几乎不需要什么引导,学生主宰了课堂,黑板上的月相变化规律标志着学生这一个月的收获,在月相盒的演示下,学生轻而易举地明白了月相的成因。)
以后,当稍稍变宽的新月能在放学的时候看到的时候,我们发现许多学生在放学的路上一边仰着头看月亮,一边谈月亮。月亮吸引住了学生的心,所有的学生都对月亮着了迷。他们了解了月相变化的规律,知道了每个月都有满月。我们觉得在这次探究活动中,学生最大的收获就是他们有生以来第一次和月亮能够这样近距离亲近,他们亲身体验了月亮的变化,这种经历是学生最为宝贵的财富。在这种状态下,科学课堂变成了一种交流的场所:学生在这里交换情报,收集信息,产生新的问题,同时也促成学生进行新的持续的探究。

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发表于 2005-9-4 06:48:16 |显示全部楼层

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姓名:邓国民网名:源头活水来)
地址:江西省崇仁县二小
email:dengguomintongzhi@163.com
qq:348220384

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发表于 2005-9-4 13:54:06 |显示全部楼层

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曾宝俊和小季老师做得很不错,表示感谢和致意!!!

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发表于 2005-9-5 10:23:47 |显示全部楼层

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什么是科学前概念?我认为首先应该给老师们一个明确的概念,包括他的内涵和外延,国内外的研究动态和成果、最新研究方向,我们打算研究的方向(草案)等等。这样我们下面的老师们就有一个明确的方向,不会糊里糊涂,避免了老师们走弯路,鲁迅说:浪费别人的时间等于谋财害命!您说呢?

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发表于 2005-9-5 11:08:33 |显示全部楼层

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科学前概念就是儿童对一些科学概念的已有的认识和经验,不同的科学前概念的内涵与外延也不同,不好说前概念的内涵与外延的情况。至于国外的研究情况,目前国外一些国家如美国、英国等都形成了自己的科学前概念资料库,但是由于不同国家儿童生活经验不同,前概念也不一样,我们国家目前还没有开展系统的研究。其实老师最有条件做这些调查的。只要你认真仔细地阅读以上有关的文章,可能会对这项研究有更深的了解。
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