小学科学教师培训课件：如何通过科学教学帮助儿童有效建构科学概念

美国兰· 本达——“过河理论”
“过河理论”——从“此岸”到
“彼岸” 彼岸（科学概念）
有结构
的活动
此岸（原有经验）
“有结构的材料”到“有结构的 活动”
• 有结构的材料
• • • • 典型性 层次性 结构性 指向性
• 有结构的活动
• • • • 针对性 简约型 控制性 层次性
结构体现出概念形成的过程和层次
• 科学课借助科学概念帮助孩子理解科学
• 侧重于科学知识的传授， • 侧重于过程技能的获得， • 侧重于情感态度价值观的厘清……
「科学素养」人们经由科学的学习，所
能获得的知识、能力、态度等各方面智能的增进。
若是我们把科学知识当成是片渔网，那么一个 个结组成的目就是一个个科学概念。 科学的学习是要学生利用实验或搜证的方法来 发现、证实或推论这一个个概念的存在。
有结构的活动促使“声音”概念的 形成？
• 声音是由物体受力振动而产 2 1 3 生的
通过一个实例来理解概念的形成和 发展
• 概念是包括主要属性（attribution）或 特征（features）的同类事物之总称。
• 例如，椅子有许多种类与造型，有四只脚的 椅子、三只脚的椅子、有靠背的椅子、没靠 背的椅子……等，但是它们有共同的特征， 有一个朝上的平面，可以让人们坐着休息， 这就是“椅子”的概念。
椅子的概念已经有了什么样的发展？
有一天，又出现了一把椅子
不久，又出现了两把椅子
不久，又出现了两把椅子
还有这样的椅子
后来更多的椅子出现啦……
椅子的概念在学生头脑中前 后发生了怎样的变化呢？ 概念
归纳 演绎
现象
新现象
帕拉图认为抽象的概念才是世界的真实，概念是永恒的。反过来， 具体的事物是不真实的的东西，瞬间便会消失，例如“圆形”是抽象的 概念，但是一个圆形的车轮却易于毁坏解体，即使世界上所有圆形的东 西都消失，圆形的概念依然存在。
• 概念之所以形成，是由于我们能够对外界的事 物进行归类。 • 借着概念的形成，我们将讯息按概念分类处理， 不须每一事物给一个名称，可节省许多字汇及 记忆上的负担。 • 因此可据以进行推理、决策或问题解决等思考 活动，概念是思考的基础。
学生借助概念理解这个世界
• 世界是一个整体，人类将它们分割成一个 个独立的概念，概念与概念形成一个相互 关联的体系，这就是我们头脑中的科学世 界……
哇，这么多椅子……
通常情况下，一提到椅子，人们的 头脑中出现的椅子是这样的……
为什么？
最典型的椅子！
这些也是椅子！
标准椅子的特征
椅背
两边扶手
凳面 四条腿
表示“椅子”的模型——
这些仍然是椅子，但概念的外延已 经有了拓展？
可是有一天，出现了这样一把椅子， 你对椅子的概念怎么修订……
Hale Waihona Puke Baidu
这几把呢？
人类会自动转译外来的事件成为内在的 模式，并藉由操弄这些符号表征来进行推理， 人们可以经由这些符号产生行动，或觉察到 这些符号和外在世界的一致性。 这些符号就是所谓的“概念”。
农场里有哪些概念？
概念改变着人类对这个世界的认识
概念是思考的基础
• 一个概念就是一个象征的建构,它用来代表外界 事物或事件的共同性。
冥王星是不是行星？
——轨道绕太阳转，有一定的体积……可是有一天， 谷神星出现了，于是围绕行星的定义展开一番讨论！
概念建立的一个共同特点就是：在浩 瀚的事实中探求意义，探寻一个概括性的 体系，把一个物质所有可能的特征包括进 去。
——兰本达（美国） 《小学科学“探究—研讨”教学法》
概念建立的过程
概念建立的过程就是抽象的过程，而抽象的过 程的实质就是已有经验与新现象的互动、联接 与印证。人类认识这个世界依据的是自己的经 验，经验和现象互动就是认知的过程。
迷思概念
——科学概念学习的前 提 • 教学是「教」与「学」的活动，不是「灌输」 与「记忆」。 • 记忆科学名词、事实、知识和概念，能写出 反应过程或方程式，并不代表就了解其真正 的意义。 • 学生的概念架构与科学家的想法和教科书上 所陈述的科学知识往往不尽相同，学者们称 为另有概念、另有架构、迷思概念或学童的 科学等。
概念发展的结果——抽象能力得到 发展
• 相符：内涵更加确 定 • 外延更加丰 富 • 不相符：内涵更加 确定 • 外延更加 丰富
外延
内涵
外延
再来看看“哺乳动物”的概念
身体表面有毛，一般分 头、颈、躯干、四肢和尾五 个部分； 用肺呼吸； 体温恒 定，是恒温动物； 脑较大而 发达； 哺乳；胎生。 哺乳和胎生是哺乳动 物最显著的特征。胚胎在母 体里发育，母兽直接产出胎 儿。母兽都有乳腺，能分泌 乳汁哺育仔兽。
关于前概念，先请大家看一幅图
你会不会把这个花 瓶放在你孩子的房间里？ 为什么？
再仔细看看，你看 到了七条玩闹嬉戏的小 海豚了吗？
例如：“地球”的迷思概念
Analogs to Fish is Fish 鱼的认识离不开鱼的世界
• Young children and shape of Earth • 孩子认识世界离不开他所生 活的地球 • Beliefs about students’ abilities • 孩子认识世界有他自己的看 法 • Beliefs about how to think about improving
儿童科学概念的学习
——如何通过科学教学帮助儿童有效建构科学概念
科学课堂应该做，而且只能做两件事— —
打开人的经验 发展抽象能力
“学习”的实质是“改变”
探究能力的增加、知识体系的扩展，情感的丰盈，价值 观的厘清和确立等，而这其中，学生初始想法的改变，即 科学概念的确立，无疑是一个核心。
人类智识的成长与累积， 形成现代的文明与社会。
有一天，“鸭嘴兽”出现了……
哺乳动物的概念内涵在发展……
• 1843年，恩格斯在英国看到一只鸭嘴兽的蛋， 人们告诉他，这是生活在澳大利亚的一种哺乳 动物。恩格斯听后哈哈大笑：哺乳动物都是胎 生的，鸭嘴兽是卵生的，因此肯定不是哺乳动 物。
• 鸭嘴兽是从鸟类到哺乳类之间的过渡型动物， 鸭嘴兽既不同于哺乳类，又不同于爬行类、鸟 类。它生殖、繁衍后代的方式非常奇特，既下 蛋又哺乳；后来，事实使恩格斯“不得不请求 鸭嘴兽原谅自己的傲慢与无知。”