建构基于探究的概念转变教学模式初探——由两种突破“力臂”教学难点的教学方法引发的思考

钱燕娜

（宁波市东恩中学，浙江 宁波 315000）

2012年11月份，笔者上了一节“杠杆”的公开课，其中力臂概念的建构不仅是教学的重点，也是教学的难点.但由于力臂这个概念比较抽象，加之学生在形成正确概念之前已从生活经验中形成了前概念，即力臂是从支点到力作用点的距离，这样对新概念的建构带来一定的困难.演绎推理是我国科学教学的主要方法，因此有一些教师采用先提出力臂的概念，然后通过练习来巩固这个概念的方法来教学.但这种把学习简单看成是知识由外到内的输入过程的方法，是不利于力臂这个概念被学生同化和顺应，因此笔者查阅一些科学家探究的故事以及借鉴其他教师的教学设计，并结合了一些教学理论，尽力去突破这个教学难点.在试教和公开课时，笔者采用了两种教学方法，经过对比有了一定感悟，具体如图1.

图1

课后反思：本次教学采用了探究教学方法，实现了从演绎推理到归纳推理的转变.但教学中明显存在不足.虽然在活动中学生的情感、态度得到了陶冶，培养了学生科学探究技能，但是探究的时间不充足，学生的思维不足.而且由于本人比较机械地理解和实践了科学探究，使探究活动过于程序化，使探究流于形式，而科学探究的更重要的任务建构知识层面缺失，只停留在感性认识的基础上，对后续的学习存在很大的隐患.

为了进一步突破教学难点，笔者又学习了教育理论，试图改善教学.

根据皮亚杰的理论，为了促进学生进行概念转变学习，必须让学生自主发现自己原有经验与新发现的现象或事实之间的不一致或矛盾冲突，从而反思或修改自己的原有经验和认识，提出或接受（重建）科学的观念（新解释、新假设、新概念）.这是学习者自主建构的过程，是“同化”与“顺应”的统一的过程.在这一过程中，学生才能自主建构新观念（新解释、新假设、新概念），才能形成科学的认知结构.毫无疑问，绝大多数科学概念和原理的学习，都需要经历这一原有概念向新的科学概念的转变和重建的过程.

在西方国家的科学教学中，人们对科学教学的理解基本上按两条线路进行：一条是探究教学线路.科学探究教学不强调引发和暴露学生的前概念，不关注学生的前概念中与科学概念不一致的错误，强调按照科学研究的一般过程，依据书本上正确的理论展开探究，验证书本上的已有的正确的知识，学生虽然表面上获得科学知识，但并没有转变自己原有的前概念，不利于学生理解科学的本质.

另一条是强调概念转变教学.概念转变教学是建立在建构主义关于认知冲突理论基础上的.它强调创设一定的情境，使学生对一些现象所持的原有概念明朗化，然后直接对其提出挑战，从而引发认知冲突.认知冲突的引发为后继学习提供了前提，伴随着冲突的解决，从而实现由前概念向科学概念的转变.这种模式学生能深层次建构并认同新的科学概念，但又忽视了科学探究的一般过程.

鉴于上述的两条路线的各自优缺点，有必要将两种方法整合，建构基于探究的概念转变教学模式，以促进学生概念转变.因此，笔者在公开课上对这种教学模式进行了尝试.按照维果斯基的学习理论，我们在教学中要正视学习者已有的知识经验，学生的学习从属于他的发展水平.只有当教学的知识符合学生的最近发展区的知识才是有效的.于是笔者先从初二学生的生活经验出发，建立第一个假设：提起杠杆上相同位置的钩码，使杠杆在水平位置上静止，所用力的大小可能与支点到力作用点的距离有关.明显这次教学尊重学生的前概念，不再刻意引导学生做出其他假设，避免了科学探究教学的程序化.接着以一道判断题引起学生的深层次的思考.然后通过实验2，相同的力作用点、不同方向的力所需力的大小不同引发学生认知冲突，引导学生进一步做出新的假设：所用力的大小与支点到力作用线的垂直距离有关，自然地完成从特殊到一般的过渡.最后通过数学方法，利用相同的等腰直角三角形上的高相等的数学基础，验证并得出了力的作用点和力的方向共同决定了支点到力作用线的距离，该距离决定了力的作用效果的结论，引出力臂的概念.具体流程如图2.

图2

本人认为第2种的教学设计体现了更多的科学方法：归纳、数学、抽象等，既培养了学生科学探究的能力和使用科学方法的能力，又更好地促进了学生的概念转变.良好的学习情境和高水平的思维，激发了学生学习的积极性和主动性.一天后，笔者又对所授课的班级问卷调查了两个问题，如表1.

表1

全班共49人，选（A）29人，（B）2人，（C）18人.对于科学探究的体会，有学生这样写到，科学就是一项权威，但这权威不是用来看的，是用来不断被刷新和挑战的，在科学的世界中，所有的问题都是问号，而不是感叹号；也有学生写到，科学探究是用已学的科学知识或数学知识或查阅书籍，来证明自己的看法.这节课的学习让我对小学得到的杠杆知识更加深刻了.科学探究的方法让我更容易理解，让我加强了对知识的吸收性和对这个概念的深刻理解；也有学生写到，科学探究是探究客观事实及事理的过程，严谨性是其核心思想，尊重事实，不随意下定论；更有学生写到，科学探究是一个反复推究的过程，需要从多方面求证得到精确的结论，也许得出一个结论的过程是需要许多时间的磨合的过程，总而言之是一个不断完善的过程.学生们的言语符合了我们现代科学观，不存在永恒不变的科学真理，“变化”才是科学本身具有的唯一不变的特性.因为，从结果看，科学是一种相对不变的理论知识体系，从过程看，科学是一个用无止境的探究活动.

以上是笔者以力臂教学难点突破为例，进行的基于探究的概念转变教学模式的尝试，它不尽完美.其实我们的教学本身也象是一个永不停息的探究活动，需要我们去不断地尝试、去研究、去寻找我们心中“完美”的教学！