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学生对科学知识的学习始于他们在生活实践中对自然界的认识,而不是单纯对书本知识的记忆和接受。因此,必须关注学生原有生活经验对科学学习的影响,并借助各种教育手段,引导学生认识原有生活经验的局限性,主动建构科学知识,学习科学方法,发展科学探究能力,培养科学态度、情感与价值观,了解科学、技术与社会的关系。
一、学生原有认知的特点
科学要研究各种自然现象,并寻找它们相应的答案。每个小小的疑问都有可能引发科学的发现。初中学生在学习科学之前,已经有十多年的生活经验,接触了许多形形色色的自然现象,在他们头脑中已经有了许多与自然现象相关的经验。这样的经验起源于学生长期、大量的对日常生活的观察与感知。学生在自发状态下形成的这些经验,可能是对某些自然现象的正确理解,也有可能是对某些自然现象的错误理解。他们对看得见、摸得着和日常生活经常接触到的事物形成较多的认识,而对那些比较抽象的知识认识很少。
这些认知在学生大脑中逐渐深化发展并构建成概念的过程中,可能完全是自发的,仅凭自己的感性经验进行构建,所以学生各个层次上的认知是分裂的,没有严密的体系;由于学生的已有认知是学生在大脑中已形成的模式,且在长期的生活经验累积中又被强化了,加上学生自发状态下的思维简单粗糙,因此学生头脑中的这些认知是极其稳定的;学生的已有认知还具有隐蔽性,由于学生已有认知是潜移默化形成的,因此它以潜在形式存在,平时并不表现出来。当遇到科学的概念时,学生马上会联想到他们头脑中已有的认知,或用科学知识去解释问题时,这些认知也会表现出来。
学生各个层次上的已有认知都是学生自己的精神财富,这些财富是他们生活中更进一步认识事物的基础,更是学习科学和进行思维活动的基础材料。
二、学生的原有认知对科学教学的影响
学生有着自己对自然、社会和他人的感性认识,在学校所学的新知识需要借助学生原有的生活经验,才容易被学生接受,变成学生自己的知识。学生原有的认知是学习的基础,知识或信息的获得是学生通过新旧知识经验间反复的、双向的相互作用过程而建构成的,不是简单由外部信息决定的。外部信息的输入如果没有主体已有的经验作为基础,这种信息对于学习主体来讲,是毫无意义的。
学生的原有认知可分成两种情况。一种是学生的原有认知基本正确,但未形成科学的概念。对此,教师可在为学生提供相关的知识之后,再用相关的实验引导。比如学生对密度概念的形成过程,学生的原有认知是对不同的物质有轻重的概念,这样的认知还需要完善,教师可引导学生并组织学生进行实验,使原有认知完善为“物体的质量跟它的体积有关;物体的质量跟物体的种类有关”。然后创设情境,分析讨论,归纳实验结论,引出密度概念。这样,学生不仅能理解密度概念的形成过程,还体验了密度概念的形成过程。另一种是学生的原有认知在学生的头脑中已经有了相当长的发展时间,而且形成了系统的却并不科学的概念。比如学生在日常生活中经常看到铁块在水中会下沉的现象,于是就在头脑中形成了铁块在任何液体中都会下沉的认识。当学习阿基米德原理时,遇到铁块会漂浮于水银面上时,许多学生不相信,认为这是个骗局。在这种情况下,教师必须努力促使学生原有的认知结构部分解体,建立新的科学认知结构。这种情况下虽然学生已有的认知与科学的认知产生了矛盾,但也可以引起学生的学习兴趣,激发学生的学习积极性和主动性。
三、合理应用学生的原有认知
面对学生已有的认知体系,在科学教学中,教师要充分利用学生原有的认知,积极进行教学活动,使课堂达到和谐。
(一)从已有正确、分裂的认知到科学认知
初中学生已有十多年的生活经验,自己对自然现象、社会现象、他人和自己已有感性认识。其中有正确的认识也有片面的或是错误的认识,但绝大部分是没有严密的体系,是分裂的,而且还具有隐蔽性,当遇到相应的情境时它会显现出来。教师要使学生的原有认知提高到形成科学认知体系,首先要为学生创设相应的学习情境使学生原有的认知表现出来,再利用各种教学手段引导学生对已有的认知加深并且重新认识,把原本分裂的认知联系起来。
例如“走向成熟”一节的教学,教学的主要内容是了解青春期发育的特点和青春期的身心健康,通过体验学生自身的生理变化来了解青春期人体的外表变化、生殖器官的发育和成熟以及内脏器官功能日渐健全,正确认识月经和遗精。初中学生正处于青春期发育阶段,所以可以充分利用学生的生活经验和原有认知,由学生从自己和同学的身上感受和观察到某些变化(身体变化、心理变化),引导学生总结青春期发育的特点,讨论处于青春期的青少年怎样才能保证身体健康和心理健康。这样既能激发学生的学习兴趣,又能加深他们对青春期心理变化的了解。
(二)从片面的甚至错误的认知到科学认知
学生带着生活经验进入科学课堂,这是正常的。关键是教师要了解学生大脑中存在着哪些生活经验,并努力把它们转换成科学的认知,从而能成功地避免错误认知的产生。因此,教师在开始教学之前要通过一定的方式,如提问、问卷调查和试题测试等,去深入了解学生已有的认知情况,然后策划细致的方案使片面的和错误的认知转换成科学认知。
首先,要有针对性地选择具体的事例或现象,让学生用自己已有的认知去对这些具体的事例或现象进行解释,使他们产生认识上的冲突,也就是已有的认知与当前面临的问题产生矛盾,从而使学生意识到有改变自己原有认知的需要。其次,要通过教师的引导或实验的演示,让学生自己对已有认知进行加工,从而形成科学的认知,并把科学的认知应用到其他具体的事例或现象中去。当学生利用新的科学认知解释得到许多成功经验后,他们便会更正原有的片面或错误的认知,形成科学的认知。
例如在“牛顿第一定律”一节的教学中,学生对运动和力之间的关系有种错误的认识,即认为力是维持物体运动的原因。为改变学生的这种认知可这样进行教学:
将小车轮子朝上放在桌上。
问题1:“怎样才能使小车运动?”
问题2:“持续推动小车,小车将会处于什么状态?”
问题3:“你认为小车运动的原因是什么?”
此时,大部分学生根据生活经验会得出:小车运动必须要有力来维持。
将小车正放在桌上,用手推动小车达到较大的速度时,手离开小车。
问题4:“此时手对小车有力的作用吗?”
问题5:“小车为什么仍然运动?”
此时,学生会产生认识上的矛盾,并会进行积极的思考。继续实验,让小车从斜面上同一位置滑下进入水平面,分别在水平面上垫毛巾、纸板和玻璃,观察现象。
问题6:“假设水平面再光滑些,重复实验,小车的运动情况会如何?”
问题7:“水平面如果绝对光滑,小车将会处于什么状态?”
问题8:“根据实验和假设,你能得出什么结论?”
最后列举常见的现象:如足球运动员踢足球,球由静止变为运动;守门员接球,球由运动变为静止;足球运动员用头顶球,改变了足球的运动方向。引导学生分析。
问题9:“这些现象能说明什么?”
学生对物体的运动和力之间的关系已经有生活经验,在这节课之前他们对此深信不疑。如果教师采用直接介绍或讲授运动和力之间的关系,使学生改变原有对运动和力的认识,那么教学效果可能不会很好。
一、学生原有认知的特点
科学要研究各种自然现象,并寻找它们相应的答案。每个小小的疑问都有可能引发科学的发现。初中学生在学习科学之前,已经有十多年的生活经验,接触了许多形形色色的自然现象,在他们头脑中已经有了许多与自然现象相关的经验。这样的经验起源于学生长期、大量的对日常生活的观察与感知。学生在自发状态下形成的这些经验,可能是对某些自然现象的正确理解,也有可能是对某些自然现象的错误理解。他们对看得见、摸得着和日常生活经常接触到的事物形成较多的认识,而对那些比较抽象的知识认识很少。
这些认知在学生大脑中逐渐深化发展并构建成概念的过程中,可能完全是自发的,仅凭自己的感性经验进行构建,所以学生各个层次上的认知是分裂的,没有严密的体系;由于学生的已有认知是学生在大脑中已形成的模式,且在长期的生活经验累积中又被强化了,加上学生自发状态下的思维简单粗糙,因此学生头脑中的这些认知是极其稳定的;学生的已有认知还具有隐蔽性,由于学生已有认知是潜移默化形成的,因此它以潜在形式存在,平时并不表现出来。当遇到科学的概念时,学生马上会联想到他们头脑中已有的认知,或用科学知识去解释问题时,这些认知也会表现出来。
学生各个层次上的已有认知都是学生自己的精神财富,这些财富是他们生活中更进一步认识事物的基础,更是学习科学和进行思维活动的基础材料。
二、学生的原有认知对科学教学的影响
学生有着自己对自然、社会和他人的感性认识,在学校所学的新知识需要借助学生原有的生活经验,才容易被学生接受,变成学生自己的知识。学生原有的认知是学习的基础,知识或信息的获得是学生通过新旧知识经验间反复的、双向的相互作用过程而建构成的,不是简单由外部信息决定的。外部信息的输入如果没有主体已有的经验作为基础,这种信息对于学习主体来讲,是毫无意义的。
学生的原有认知可分成两种情况。一种是学生的原有认知基本正确,但未形成科学的概念。对此,教师可在为学生提供相关的知识之后,再用相关的实验引导。比如学生对密度概念的形成过程,学生的原有认知是对不同的物质有轻重的概念,这样的认知还需要完善,教师可引导学生并组织学生进行实验,使原有认知完善为“物体的质量跟它的体积有关;物体的质量跟物体的种类有关”。然后创设情境,分析讨论,归纳实验结论,引出密度概念。这样,学生不仅能理解密度概念的形成过程,还体验了密度概念的形成过程。另一种是学生的原有认知在学生的头脑中已经有了相当长的发展时间,而且形成了系统的却并不科学的概念。比如学生在日常生活中经常看到铁块在水中会下沉的现象,于是就在头脑中形成了铁块在任何液体中都会下沉的认识。当学习阿基米德原理时,遇到铁块会漂浮于水银面上时,许多学生不相信,认为这是个骗局。在这种情况下,教师必须努力促使学生原有的认知结构部分解体,建立新的科学认知结构。这种情况下虽然学生已有的认知与科学的认知产生了矛盾,但也可以引起学生的学习兴趣,激发学生的学习积极性和主动性。
三、合理应用学生的原有认知
面对学生已有的认知体系,在科学教学中,教师要充分利用学生原有的认知,积极进行教学活动,使课堂达到和谐。
(一)从已有正确、分裂的认知到科学认知
初中学生已有十多年的生活经验,自己对自然现象、社会现象、他人和自己已有感性认识。其中有正确的认识也有片面的或是错误的认识,但绝大部分是没有严密的体系,是分裂的,而且还具有隐蔽性,当遇到相应的情境时它会显现出来。教师要使学生的原有认知提高到形成科学认知体系,首先要为学生创设相应的学习情境使学生原有的认知表现出来,再利用各种教学手段引导学生对已有的认知加深并且重新认识,把原本分裂的认知联系起来。
例如“走向成熟”一节的教学,教学的主要内容是了解青春期发育的特点和青春期的身心健康,通过体验学生自身的生理变化来了解青春期人体的外表变化、生殖器官的发育和成熟以及内脏器官功能日渐健全,正确认识月经和遗精。初中学生正处于青春期发育阶段,所以可以充分利用学生的生活经验和原有认知,由学生从自己和同学的身上感受和观察到某些变化(身体变化、心理变化),引导学生总结青春期发育的特点,讨论处于青春期的青少年怎样才能保证身体健康和心理健康。这样既能激发学生的学习兴趣,又能加深他们对青春期心理变化的了解。
(二)从片面的甚至错误的认知到科学认知
学生带着生活经验进入科学课堂,这是正常的。关键是教师要了解学生大脑中存在着哪些生活经验,并努力把它们转换成科学的认知,从而能成功地避免错误认知的产生。因此,教师在开始教学之前要通过一定的方式,如提问、问卷调查和试题测试等,去深入了解学生已有的认知情况,然后策划细致的方案使片面的和错误的认知转换成科学认知。
首先,要有针对性地选择具体的事例或现象,让学生用自己已有的认知去对这些具体的事例或现象进行解释,使他们产生认识上的冲突,也就是已有的认知与当前面临的问题产生矛盾,从而使学生意识到有改变自己原有认知的需要。其次,要通过教师的引导或实验的演示,让学生自己对已有认知进行加工,从而形成科学的认知,并把科学的认知应用到其他具体的事例或现象中去。当学生利用新的科学认知解释得到许多成功经验后,他们便会更正原有的片面或错误的认知,形成科学的认知。
例如在“牛顿第一定律”一节的教学中,学生对运动和力之间的关系有种错误的认识,即认为力是维持物体运动的原因。为改变学生的这种认知可这样进行教学:
将小车轮子朝上放在桌上。
问题1:“怎样才能使小车运动?”
问题2:“持续推动小车,小车将会处于什么状态?”
问题3:“你认为小车运动的原因是什么?”
此时,大部分学生根据生活经验会得出:小车运动必须要有力来维持。
将小车正放在桌上,用手推动小车达到较大的速度时,手离开小车。
问题4:“此时手对小车有力的作用吗?”
问题5:“小车为什么仍然运动?”
此时,学生会产生认识上的矛盾,并会进行积极的思考。继续实验,让小车从斜面上同一位置滑下进入水平面,分别在水平面上垫毛巾、纸板和玻璃,观察现象。
问题6:“假设水平面再光滑些,重复实验,小车的运动情况会如何?”
问题7:“水平面如果绝对光滑,小车将会处于什么状态?”
问题8:“根据实验和假设,你能得出什么结论?”
最后列举常见的现象:如足球运动员踢足球,球由静止变为运动;守门员接球,球由运动变为静止;足球运动员用头顶球,改变了足球的运动方向。引导学生分析。
问题9:“这些现象能说明什么?”
学生对物体的运动和力之间的关系已经有生活经验,在这节课之前他们对此深信不疑。如果教师采用直接介绍或讲授运动和力之间的关系,使学生改变原有对运动和力的认识,那么教学效果可能不会很好。