科學(xué)概念對小學(xué)科學(xué)教學(xué)的應用論文
【摘要】對于小學(xué)科學(xué)概念學(xué)習來(lái)說(shuō)，明確科學(xué)概念的定義方式，依據小學(xué)生科學(xué)認識的特點(diǎn)（形象性和直觀(guān)性），尋找出有針對性的習得科學(xué)概念的方法，可以幫助小學(xué)生更好地理解科學(xué)概念，為學(xué)生概念的遷移和靈活應用打下堅實(shí)的基礎。本文針對小學(xué)科學(xué)發(fā)生定義概念，討論其在教學(xué)中的體現、應用以及教學(xué)中應注意的問(wèn)題。
【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué)；科學(xué)概念；發(fā)生定義
中圖分類(lèi)號：G622.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2016）01-0036-02
科學(xué)概念是構建科學(xué)理論的基本單元，科學(xué)概念也是科學(xué)思維的基本單位。小學(xué)生在科學(xué)學(xué)習中獲得科學(xué)認識、展開(kāi)科學(xué)思考，也依賴(lài)于科學(xué)概念的建立�？茖W(xué)事物的發(fā)生方式和其來(lái)源是小學(xué)生容易感知和理解的，小學(xué)科學(xué)課程中的很多科學(xué)概念是以發(fā)生定義的方式獲得的。
一、發(fā)生定義的內涵
發(fā)生定義屬于概念的內涵定義。內涵定義：一個(gè)概念的內涵，則是該概念所代表、指稱(chēng)的對象的特有屬性或區別性特征，通過(guò)這些屬性或特征，能夠把這類(lèi)（或這個(gè)）對象與其他的對象區別開(kāi)來(lái)。內涵定義的主要構成是屬加種差定義。屬加種差定義是先找出被定義概念的屬詞項，然后找出它與同一個(gè)屬下的其他物種之間的區別，簡(jiǎn)稱(chēng)“種差”，并以“被定義項”的形式給出定義。
二、典型歸納中發(fā)生定義的應用
典型歸納推理的前提是選擇具有典型意義的代表性個(gè)體。這樣的個(gè)體通常是根據一類(lèi)事物的定義屬性來(lái)選擇的，這種定義屬性，可以看作這類(lèi)事物質(zhì)的內在決定性。這也是科學(xué)研究中常用的方法，也被稱(chēng)為科學(xué)歸納法。首師大版科學(xué)教材第六冊《勺柄是怎樣變熱的》一課，對“熱傳導”這一科學(xué)概念是這樣描述的：溫度不同的兩個(gè)物體接觸時(shí)，溫度高的物體會(huì )向溫度低的物體傳遞熱；同一個(gè)物體，也會(huì )從溫度較高的部分向溫度較低的部分傳遞熱。這個(gè)概念是從熱傳遞的發(fā)生條件（接觸）和發(fā)生過(guò)程（傳遞）進(jìn)行定義的，屬于概念的發(fā)生定義。而在教學(xué)中，采用如圖1所示的實(shí)驗裝置，即用一根金屬棒作為典型代表，根據其熱的傳遞所得到的傳遞規律將推廣到所有固體。這種概念獲得的邏輯方式，是典型歸納。也就是應用典型歸納法，尋找固體熱傳遞的特點(diǎn)，從而作出發(fā)生定義。實(shí)驗現象：蠟燭燒銅棒一端，直立的火柴（用凡士林將其粘在銅棒上）先后掉落。引發(fā)問(wèn)題：為什么火柴會(huì )掉落下來(lái)？火柴掉下來(lái)的先后順序說(shuō)明了什么？引導學(xué)生分析，火柴掉落，是被燒銅棒變熱，使凡士林熔化。這里運用了轉化的方法，把無(wú)法觀(guān)察的熱（安全考慮，不能觸摸），通過(guò)粘火柴棍的凡士林的熔化反映出來(lái)�；鸩竦粝聛�(lái)的先后順序，說(shuō)明火焰把熱量先傳給接觸火焰的金屬棒、距離火焰近的金屬棒又把熱量傳給距離火焰遠的金屬棒。得到判斷：火焰可以說(shuō)是一個(gè)物體，金屬棒可以說(shuō)是另一個(gè)物體，兩個(gè)不同的物體相互接觸時(shí)，熱從高溫傳向低溫；同一個(gè)物體，比如銅棒，它的熱量是從高溫處傳向低溫處。同時(shí)需明確：火焰與銅棒的接觸，銅棒內部各部分間的接觸，構成這種熱傳遞的條件。展示熱傳遞過(guò)程的實(shí)驗和對這個(gè)過(guò)程所呈現信息的分析，使學(xué)生對“熱傳導”過(guò)程達到明顯感知和理解。這時(shí)，學(xué)生可以順暢獲得發(fā)生定義的“熱傳導”概念。
三、求同歸納中發(fā)生定義的應用
求同歸納是指在不同環(huán)境中，都有一個(gè)因素總是存在，都出現了一個(gè)同樣的現象，則這個(gè)因素與這個(gè)現象存在因果關(guān)系。同樣是“首師大版”科學(xué)教材第六冊《勺柄是怎樣變熱的》一課，課件提供了直鐵絲、“S”形鐵絲、“弓”字形鐵絲、“米”字形鐵絲，如圖2。也是利用凡士林將火柴粘在不同形狀的鐵絲上面，引發(fā)學(xué)生猜想：用蠟燭燒這些鐵絲的一端，其上粘的火柴棍會(huì )怎樣？實(shí)驗現象是：無(wú)論酒精燈給什么形狀的'鐵絲加熱，酒精燈火焰的熱量都是先傳給接觸火焰的鐵絲，接觸火焰的鐵絲再將熱量逐漸傳給沒(méi)有接觸火焰的鐵絲�？梢钥吹�，在所提供的四種不同情景中，都有一個(gè)因素存在，即火焰加熱；都產(chǎn)生了相同的現象，即熱由高溫傳到低溫。這是思維方法———求同歸納法的使用。概括得出認識結論：當溫度不同的物體接觸時(shí)，溫度高的物體會(huì )向溫度低的物體傳遞熱；同一個(gè)物體，也會(huì )從溫度較高的部分向溫度較低的部分傳遞熱，此時(shí)也要引導學(xué)生注意熱傳遞過(guò)程的接觸性。對每一個(gè)實(shí)驗而言都是充分感知熱傳遞的發(fā)生過(guò)程，通過(guò)發(fā)生定義的方式獲得“熱傳導”概念。這就是在求同歸納中發(fā)生定義方式獲得科學(xué)概念的應用。若作為拓展或概念應用練習，可以進(jìn)行追問(wèn)：如果把“米”字形鐵絲無(wú)限加密，會(huì )變成什么形狀？（圓形），教師此時(shí)呈現圓形的平底鍋，并繼續提問(wèn)：如果給平底鍋進(jìn)行加熱，熱會(huì )怎樣傳遞？這樣的問(wèn)題設計體現了科學(xué)概念的解釋和預測功能，同時(shí)通過(guò)這樣的問(wèn)題設計來(lái)拓展、加深學(xué)生對傳導的認識。
四、小學(xué)科學(xué)教學(xué)中應用發(fā)生定義要注意的問(wèn)題
1.把握科學(xué)事物發(fā)生的過(guò)程和來(lái)源，是建立發(fā)生定義
概念的基礎上面兩個(gè)教學(xué)案例，都關(guān)注讓學(xué)生自己通過(guò)實(shí)驗去體驗、感知傳導發(fā)生的過(guò)程，并在體驗、感知的基礎上讓學(xué)生將觀(guān)察到的實(shí)驗現象進(jìn)行描述，之后指導學(xué)生對描述的內容進(jìn)行本質(zhì)判斷，即抽象，然后再進(jìn)行概括，即將實(shí)驗中使用的具體材料一般化和普遍化，這樣學(xué)生就明白了傳導概念發(fā)生的過(guò)程和來(lái)源。
2.觀(guān)察實(shí)驗的設計要能夠呈現科學(xué)概念的發(fā)生過(guò)程和來(lái)源
無(wú)論是指導學(xué)生通過(guò)對一個(gè)實(shí)驗現象的分析來(lái)建立科學(xué)概念，還是指導學(xué)生通過(guò)多個(gè)實(shí)驗現象的分析來(lái)建立科學(xué)概念；無(wú)論是指導學(xué)生運用典型歸納法、求同歸納法等哪種思維方法來(lái)建立科學(xué)概念；無(wú)論是運用了轉化法、放大法等哪種實(shí)驗方法來(lái)提高學(xué)生的感覺(jué)和直覺(jué)，其最終的目的都是要讓學(xué)生在實(shí)驗中親眼目睹、親身經(jīng)歷概念發(fā)生的過(guò)程，基于此教師的觀(guān)察實(shí)驗設計要體現直觀(guān)性、典型性的特點(diǎn)。同時(shí)考慮到小學(xué)生的動(dòng)手操作特點(diǎn)，觀(guān)察實(shí)驗還要做到操作簡(jiǎn)單。上面所述實(shí)驗設計，揭示傳導發(fā)生過(guò)程就做到了直觀(guān)、典型、操作簡(jiǎn)單，它為學(xué)生建立傳導概念提供了豐富的感性經(jīng)驗。
3.關(guān)注概念發(fā)生的條件
首師大版科學(xué)教材第六冊明確要求教師要指導建立三種熱傳遞方式：傳導、對流、輻射（傳導、對流、輻射的定義方式都是發(fā)生定義）的概念。同時(shí)教師還知道，建立這三個(gè)概念不是最終的目的，最終的目的是學(xué)生能夠對生活中的這些現象進(jìn)行準確判斷并能夠利用這三種熱傳遞的方式解決生活中的實(shí)際問(wèn)題，為此教材還單獨設計了《保溫和散熱》一課來(lái)考查學(xué)生對這些概念的理解和應用情況。這就提醒教師不但要指導學(xué)生認識發(fā)生定義的發(fā)生過(guò)程，同時(shí)也要指導學(xué)生認識發(fā)生的條件�？傊�，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，要區別出哪些科學(xué)概念的定義是用發(fā)生定義的定義方式進(jìn)行定義的。針對這樣的概念，教師要注意指導學(xué)生通過(guò)典型、直觀(guān)的實(shí)驗，讓學(xué)生親眼目睹、親自體驗到概念的發(fā)生過(guò)程和來(lái)源、條件，同時(shí)指導學(xué)生運用科學(xué)的思維方法對觀(guān)察實(shí)驗中所獲得的感性材料進(jìn)行加工、形成科學(xué)概念，為學(xué)生科學(xué)概念的遷移和靈活應用打下基礎，進(jìn)而使我們的課堂教學(xué)更高效。
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