科学概念对小学科学教学的应用论文

2021-06-14 论文

　　【摘要】对于小学科学概念学习来说，明确科学概念的定义方式，依据小学生科学认识的特点（形象性和直观性），寻找出有针对性的习得科学概念的方法，可以帮助小学生更好地理解科学概念，为学生概念的迁移和灵活应用打下坚实的基础。本文针对小学科学发生定义概念，讨论其在教学中的体现、应用以及教学中应注意的问题。

　　【关键词】小学科学；科学概念；发生定义

　　中图分类号：G622.3 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2016）01-0036-02

　　科学概念是构建科学理论的基本单元，科学概念也是科学思维的基本单位。小学生在科学学习中获得科学认识、展开科学思考，也依赖于科学概念的建立。科学事物的发生方式和其来源是小学生容易感知和理解的，小学科学课程中的很多科学概念是以发生定义的方式获得的。

　　一、发生定义的内涵

　　发生定义属于概念的内涵定义。内涵定义：一个概念的内涵，则是该概念所代表、指称的对象的特有属性或区别性特征，通过这些属性或特征，能够把这类（或这个）对象与其他的对象区别开来。内涵定义的主要构成是属加种差定义。属加种差定义是先找出被定义概念的属词项，然后找出它与同一个属下的其他物种之间的区别，简称“种差”，并以“被定义项”的形式给出定义。

　　二、典型归纳中发生定义的应用

　　典型归纳推理的前提是选择具有典型意义的代表性个体。这样的个体通常是根据一类事物的定义属性来选择的，这种定义属性，可以看作这类事物质的内在决定性。这也是科学研究中常用的方法，也被称为科学归纳法。首师大版科学教材第六册《勺柄是怎样变热的》一课，对“热传导”这一科学概念是这样描述的：温度不同的两个物体接触时，温度高的物体会向温度低的物体传递热；同一个物体，也会从温度较高的部分向温度较低的部分传递热。这个概念是从热传递的发生条件（接触）和发生过程（传递）进行定义的，属于概念的发生定义。而在教学中，采用如图1所示的实验装置，即用一根金属棒作为典型代表，根据其热的传递所得到的传递规律将推广到所有固体。这种概念获得的逻辑方式，是典型归纳。也就是应用典型归纳法，寻找固体热传递的特点，从而作出发生定义。实验现象：蜡烛烧铜棒一端，直立的火柴（用凡士林将其粘在铜棒上）先后掉落。引发问题：为什么火柴会掉落下来？火柴掉下来的先后顺序说明了什么？引导学生分析，火柴掉落，是被烧铜棒变热，使凡士林熔化。这里运用了转化的方法，把无法观察的热（安全考虑，不能触摸），通过粘火柴棍的凡士林的熔化反映出来。火柴掉下来的先后顺序，说明火焰把热量先传给接触火焰的金属棒、距离火焰近的金属棒又把热量传给距离火焰远的金属棒。得到判断：火焰可以说是一个物体，金属棒可以说是另一个物体，两个不同的物体相互接触时，热从高温传向低温；同一个物体，比如铜棒，它的热量是从高温处传向低温处。同时需明确：火焰与铜棒的接触，铜棒内部各部分间的接触，构成这种热传递的条件。展示热传递过程的实验和对这个过程所呈现信息的分析，使学生对“热传导”过程达到明显感知和理解。这时，学生可以顺畅获得发生定义的“热传导”概念。

　　三、求同归纳中发生定义的应用

　　求同归纳是指在不同环境中，都有一个因素总是存在，都出现了一个同样的现象，则这个因素与这个现象存在因果关系。同样是“首师大版”科学教材第六册《勺柄是怎样变热的》一课，课件提供了直铁丝、“S”形铁丝、“弓”字形铁丝、“米”字形铁丝，如图2。也是利用凡士林将火柴粘在不同形状的铁丝上面，引发学生猜想：用蜡烛烧这些铁丝的一端，其上粘的火柴棍会怎样？实验现象是：无论酒精灯给什么形状的铁丝加热，酒精灯火焰的热量都是先传给接触火焰的铁丝，接触火焰的.铁丝再将热量逐渐传给没有接触火焰的铁丝。可以看到，在所提供的四种不同情景中，都有一个因素存在，即火焰加热；都产生了相同的现象，即热由高温传到低温。这是思维方法———求同归纳法的使用。概括得出认识结论：当温度不同的物体接触时，温度高的物体会向温度低的物体传递热；同一个物体，也会从温度较高的部分向温度较低的部分传递热，此时也要引导学生注意热传递过程的接触性。对每一个实验而言都是充分感知热传递的发生过程，通过发生定义的方式获得“热传导”概念。这就是在求同归纳中发生定义方式获得科学概念的应用。若作为拓展或概念应用练习，可以进行追问：如果把“米”字形铁丝无限加密，会变成什么形状？（圆形），教师此时呈现圆形的平底锅，并继续提问：如果给平底锅进行加热，热会怎样传递？这样的问题设计体现了科学概念的解释和预测功能，同时通过这样的问题设计来拓展、加深学生对传导的认识。

　　四、小学科学教学中应用发生定义要注意的问题

　　1.把握科学事物发生的过程和来源，是建立发生定义

　　概念的基础上面两个教学案例，都关注让学生自己通过实验去体验、感知传导发生的过程，并在体验、感知的基础上让学生将观察到的实验现象进行描述，之后指导学生对描述的内容进行本质判断，即抽象，然后再进行概括，即将实验中使用的具体材料一般化和普遍化，这样学生就明白了传导概念发生的过程和来源。

　　2.观察实验的设计要能够呈现科学概念的发生过程和来源

　　无论是指导学生通过对一个实验现象的分析来建立科学概念，还是指导学生通过多个实验现象的分析来建立科学概念；无论是指导学生运用典型归纳法、求同归纳法等哪种思维方法来建立科学概念；无论是运用了转化法、放大法等哪种实验方法来提高学生的感觉和直觉，其最终的目的都是要让学生在实验中亲眼目睹、亲身经历概念发生的过程，基于此教师的观察实验设计要体现直观性、典型性的特点。同时考虑到小学生的动手操作特点，观察实验还要做到操作简单。上面所述实验设计，揭示传导发生过程就做到了直观、典型、操作简单，它为学生建立传导概念提供了丰富的感性经验。

　　3.关注概念发生的条件

　　首师大版科学教材第六册明确要求教师要指导建立三种热传递方式：传导、对流、辐射（传导、对流、辐射的定义方式都是发生定义）的概念。同时教师还知道，建立这三个概念不是最终的目的，最终的目的是学生能够对生活中的这些现象进行准确判断并能够利用这三种热传递的方式解决生活中的实际问题，为此教材还单独设计了《保温和散热》一课来考查学生对这些概念的理解和应用情况。这就提醒教师不但要指导学生认识发生定义的发生过程，同时也要指导学生认识发生的条件。总之，在小学科学教学中，要区别出哪些科学概念的定义是用发生定义的定义方式进行定义的。针对这样的概念，教师要注意指导学生通过典型、直观的实验，让学生亲眼目睹、亲自体验到概念的发生过程和来源、条件，同时指导学生运用科学的思维方法对观察实验中所获得的感性材料进行加工、形成科学概念，为学生科学概念的迁移和灵活应用打下基础，进而使我们的课堂教学更高效。

　　参考文献：

　　[1]陈波.逻辑学十五讲[M].北京:北京大学出版社,2008:82

　　[2]普通逻辑编写组.普通逻辑第五版[M].上海:上海人民出版社,2010:293.

　　[3]叶宝生.小学科学教学观察实验设计的依据和方法[J].课程教材教法,2013,12:69-72.

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