课堂探究学习活动中概念教学策略研究，本文主要内容关键词为：课堂论文,概念论文,教学策略论文,活动中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、课堂探究学习活动观察工具设计
本课题基于概念转变的生态模型理论，将概念生态构成分为三种维度要素，即概念本身、内在概念生态和环境概念生态，根据这些维度设计观察工具，并将定量观察与定性观察、量化处理与质性分析结合起来，考察课堂探究学习活动中概念教学存在的问题。
（一）维度一：概念本体
概念本体对学生概念转变的影响主要在于以下三个方面：概念本体类别、呈现概念的方式和竞争概念。由此出发，我们重点观察教师是否将科学概念与竞争概念进行对比，教师利用什么方式呈现概念以及如何利用这些方式呈现概念。
（二）维度二：内在概念生态
内在概念生态作为影响学生概念转变的核心，由前概念体系、哲学体系、认知方式体系和情意体系等要素构成。本课题尝试在四个体系中选择几个重要的观察点进行观察，包括教师如何探测和利用学生的前概念，从提问的认知水平要求考察学生的认知投入水平，利用学生主动提问和主动回答考察学生的探究动机和情感。观察记录表如表1所示：
表1 提问的认知水水要求观察记录表
在课堂探究学习活动中，内在概念生态中的情意体系决定了学习者探究和概念学习的主动性。情意体系包括动机和情感，由于对学习者动机和情感的直接观察同样在一定程度上受到观察者的主观影响，因此，本课题借助反映学生动机和情感的显性行为研究学生的动机和情感，显性行为包括学生主动提问和主动回答。
（三）维度三：环境概念生态
环境概念生态通过与内在概念生态产生交互作用而间接影响学习者概念转变。本研究选择了课堂探究时间结构、教师教学行为作为观察点。由于采用编码体系能够把课堂时间较为严密地分割开来，并非常客观地呈现事实，因此，本课题将师生课堂教学行为分为以下行为类目，编码体系与记录表格如表2、表3所示：
表2 课堂教学行为编码体系
表3 课堂教学行为观察记录表
二、课堂探究学习活动观察结果与典型问题分析
课堂探究素材来自初中二年级科学《电流、电压》教学案例。笔者借助课堂观察工具收集相关课堂观察资料，结合课堂全息录像，经统计、分析得到的观察结果如下：
（一）“概念本身”维度观察结果与典型问题分析
观察结果显示，教师在组织学生探究电流的形成、电流的方向、电流强度时，使用了不同的呈现概念的方式：“电流的形成”使用了科学逻辑陈述和动画模型；“电流的方向”使用了科学逻辑陈述和图像；“电流强度”使用了实验现象.科学逻辑陈述、科学史、符号。虽然教师呈现概念的方式多样，但在使用这些方式时出现了不少问题。出现的典型问题如下：
1.教师忽视单位、科学术语等相关概念
在探究“电流强度”概念时，学生答题明显表现出对电流单位识记不清，将电流单位说成“安格”。然而，教师在评价学生的回答时却没有及时纠正学生的错误概念。无独有偶，在要求学生进行电流表读数时，教师一味地关注读数是否正确，电流单位也没有得到应有的重视。在探究电流表的使用时，学生两次将“试触”说成“触试”，由于教师没有及时指出，学生可能会继续使用错误的科学术语。典型问题1表明，教师在教学过程中往往侧重于科学概念的某些较难理解或掌握的侧面而忽略另一些简单而重要的侧面。
2.没有充分利用类比，竞争概念模糊
在探究电流使灯泡发光时，教师将电流使小灯泡发光类比成水流使水车转动，类比素材非常贴切、动画演示也相当形象深刻，但没有充分利用类比素材与科学概念的联系解释相关科学概念或竞争概念，如电、电源和电流的区分和联系。典型问题2表明，对于竞争概念、相关概念与科学概念的区别和联系，教师确实不够重视，教学过程缺乏生成性，就“电流”而教“电流”易于使学生形成孤立的科学概念。教师在课堂探究活动中的概念教学上忽视了科学概念的立体性、联结性、完整性，以及概念呈现方式的有效性。如何发挥教学方法的功能、充分利用概念呈现方式使学生形成完整、正确的科学概念是科学教师必须解决的问题。
（二）“内在概念生态”维度观察结果与典型问题分析
内在概念生态是影响学生概念转变的主导因素。在内在概念生态的四个体系（前概念体系、哲学体系、认知体系、情意体系）中，本课题分别选取了如下四个重要因素进行观察：前概念、认识论信念、认知投入水平、动机和情感因素。
1.教师对学生前概念的探测和利用存在欠缺
学生对某一科学概念所持的前概念是科学概念学习的重要先决条件，教师是否有意识地探测学生的前概念并充分利用前概念进行教学，决定了学生能否将科学概念与自身经验联结、并在经验体系中找到科学概念得以形成的立足点。观察结果显示，当学生对灯泡为何发光有异议时，教师试图将电与电流分别和水与水流作类比，利用水流冲击水车转动来说明电流使小灯泡发光的问题。虽然类比教学调动了学生的经验知识，为建构新概念铺设了桥梁，但教师的主要目的是通过类比引导学生说出自己的预设答案，而不是利用学生的前概念，让学生真正明白电流如何使灯泡发光以及“电源”、“电流”的关系。由此可见，教师并没有充分利用学生的前概念，并立足前概念进一步发展学生对科学概念的理解。
2.教师不恰当的反馈评价影响了学生的认识论信念
学生的认识论信念是影响其探究学习活动过程和概念获得的重要因素。学生认识论信念的形成以学习和日常教学经验为基础，教师自身认识论信念的言传身教、反馈评价是影响学生认识论信念形成的重要因素。试看如下课堂实录：
师：想一想，电流的大小科学上是怎么规定的？怎么描述电流大小？哪位同学想到了？
生1：电流量。
师：电流量，有没有其他不同的答案？
生2：电流强度。
师：电流强度，好，坐下。还有没有？再给这个名称下一个定义，还是刚才那位同学，电流量怎么定义？
生1：每分钟通过电流的大小。
师：每分钟通过电流的大小。再来回忆下，电流是怎么形成的？是不是电荷的定向移动，那么电流量怎么定义？每分钟通过的？
师：电荷。好，坐下。刚才这位同学，如果给它取名电流强度，你给它怎么定义？
生2：单位时间内导线通过任意横截面的电量叫做电流强度。
师：刚才两位同学的回答都很有道理。第二位同学在预习过的情况下回答出来，第一位同学取的名字也非常好，但缺乏一点科学性。科学上用电流强度来表示电流大小，它的概念正如刚才同学说的，每分钟也好，每秒钟也好，都是单位时间，单位时间内通过导体横截面的电量，这个电量其实就是什么啊？
师：其实就是电荷的多少。电流强度简称电流。
教师对于学生2的评价无疑肯定了预习的重要性，但同时也强化了机械记忆科学知识的学习方式。由于机械记忆教材上的现成结论比独立探究更容易得到正确答案，而且教师的赞扬使学生获得了相应的自我效能感，从而使学生认为学习就是记忆科学知识、获得与教材一致的标准答案，探究只是一种验证答案和辅助记忆的过程，不利于培养质疑精神以及发现问题的敏锐性。
3.教师提问问题缺乏挑战性，导致学生认知投入水平低、思维层次浅
通过分析提问问题对学生的认知水平要求，可以间接考察学生的认知投入水平。统计结果表明，本堂课教师提问达81次之多，但从提问问题的认知水平要求看，大量提问是低认知水平要求的，其中记忆性、观察描述性和简单推理性问题分别占总提问频次的17.28%、38.27%和29.63%，共占总提问频次的85.18%。由于教师提问问题的低认知水平要求，导致学生在大部分时间内皆处于认知投入水平低、思维层次浅的状态，不仅难以真正理解与内化科学概念，实现概念转变，而且不利于激发学生学习兴趣，锻炼高层次思维能力。
4.缺乏主动探究氛围与机会，导致学生探究动机不强、情感投入水平低
本课题以学生提问、回答的积极性、课堂气氛为观察视点，考查学生在探究学习活动中动机和情感状态。课堂观察表明：学生主动提问的次数几乎没有；学生主动回答次数虽有10次，但举手似乎永远是几个学生的专利，而且回答总是小心翼翼地指向教师的预设答案；整体课堂气氛较为沉闷，学生表现不够活跃。由此可见，课堂探究活动中学生情感投入水平低下，探究动机不强。这种现象与教师没有营造良好的课堂探究交流氛围、没有为学生创设主动提问机会密切相关，且与教师只关注认知领域目标而忽视情感态度领域目标密切相关。
（三）“环境概念生态”维度观察结果与典型问题分析
环境概念生态因素会因学习者、教师、教学方式和环境等因素的不同而不同。本课题主要通过对师生课堂教学活动行为的分析来研究影响学生概念转变的外在环境问题。
1.误解与误用师生互动目的与意义，教师自身概念生态堪忧
师生课堂教学活动时间结构统计结果表明：师生互动时间占课堂总时间的40.20%，学生动手操作时间占22.86%，教师讲解时间占21.96%。然而，教师是通过“是否式”的简单问题、局限于少数学生的“师—生”问答对话来组织教学互动活动的，而小组内与小组间“生—生”交流讨论活动所占时间几乎为0。威廉姆斯(I.W.Williams)指出，“实践活动（如动手操作）本身并不导向理解，真正导向理解的是对实践活动的思考并且努力用语言表达思考的结果。教师可以通过组织适当活动，特别是通过提问适宜多样的问题来实现之一点。……在课堂探究学习活动中，讨论扮演着至关重要的角色，启发性的班级讨论可以引导学生深入思考并有所发现。”[1]然而，教师采用“是否式”的简单问题、对话空间狭窄的“师－生”问答对话来组织教学互动活动，并没有给予学生深入思考和相互交流的机会，无法引导学生深入反思原有概念、建构科学概念。这种状况体现了教师内在概念生态，即教师对探究学习活动中师生互动目的与意义的误解与误用。
2.以验证和传授知识技能为中心，课堂探究活动失去了“探究本质”
在电流表使用规则的探究活动中，课堂探究过程只是为了验证电流表使用方法的正确性和错误使用电流表的后果，而没有引发学生深入思考，如探讨为什么并联方式会伤害电流表、为什么要先试触较大的量程、为什么电流表直接连接电源两端会烧坏等等。显然课堂探究学习依然以验证和传授知识技能为中心，失去了其探究本质。
三、课堂探究学习活动中的概念教学策略建议
把体验探究学习过程与掌握真正意义上的科学概念和谐地统一起来，是新世纪基础教育课程改革对课堂教学改革的质量要求。基于当前课堂探究学习中概念教学存在的问题，并依据国内外关于概念生态理论的研究成果，本课题对课堂探究学习活动中的概念教学提出如下策略建议：
（一）分析新概念本体，优化概念教学策略
1.选择适于新概念本体类别的教学策略
概念自身所属的本体类别从根本上决定了某个具体概念所适用的教学方式。因此，要优化概念教学策略，首先必须对概念的本体类别进行分析与界定，[2]确定某概念是否适合采用探究教学方式。例如，一些属于规定性、定义性的工具概念类别，直接讲授会更有利于学生对该概念的理解。一些属于描述性、事实性的事物本体概念类别，通过实验、观察、搜集资料等一系列探究学习活动，能够使学生对这些概念达到理解水平，改变原有概念。但是，一些属于推论性、抽象性的反映事物变化过程与内在机制的过程类别概念，如牛顿第一定律、物理变化与化学变化等，在条件允许的情况下，应使学生亲身体验完整探究过程，才能真正形成对概念的理解。
2.采取多样化方式呈现和应用新概念，强化概念理解水平
概念具有不同侧面，并立体地存在于学习者的认知结构中。要使学习者全面地理解和内化概念，并转变原有概念，概念呈现方式必须多样化，如采取逻辑陈述、符号、类比、模型、图像、现象、演变过程等多种呈现方式。另外，这些方式均与具体情境相联系，因此要在各种相应情境中使用概念的呈现方式，从而增进概念的可理解性、清晰性与有效性。
3.对比竞争概念，增进学生对新概念本质的清晰理解
概念是互相联结的，不同概念之间的清晰区别与联系是学生学习掌握与内化概念的前提。因此，与竞争概念的比较，有利于清晰地鉴别和揭示科学概念的本质，从而促进概念的理解与原有概念的转变。在课堂探究学习活动中，原有知识结构中的竞争概念，通过影响学生对现象的理解潜在地发挥作用。因此，教师不但要有意识地探测和提出竞争概念，更要与学生一道探讨竞争概念与科学概念的区别与联系，增进学生对科学概念本质的清晰理解，内化科学概念并完善认知结构。
（二）探测学生内在概念生态，优化概念教学策略
1.自觉地探测和利用学生的前概念
奥苏伯尔指出，“影响学习的唯一最重要的因素，就是学习者已经知道了什么。要探明这一点，并应据此进行教学。”[3]鉴于前概念对学生学习和教学策略选择的重要性，探测学生认知结构中存在的前概念就显得尤为重要，比较常用的方法有概念图法、访谈法、二段式测验法、观察法等。另外，学生头脑中的前概念并不是孤立存在的，它往往与其他相关概念联结，所以对前概念的探测也要联系相关概念。例如，在对七年级学生进行密度的前概念探测中，除了探测学生对密度的朴素认识，同样需要关注学生对质量、体积等基础性概念的理解。此外，在学生进行猜想和假设时可以适时地组织讨论，也可以暴露学生的前概念。因此，教师要鼓励学生说出自己的想法，激发学生发言的积极性，给予学生提问、解释和应用的机会，使学生对于自己前概念进行充分思考，比较前概念与科学概念的合理性与有效性。另外，教师针对学生错误、模糊观点以及不合理思维方式，可以进行有针对性的讲解。[4]
2.使学生形成正确的认识论信念
认识论信念包括知识观、学习观、科学观、课堂探究观乃至对自我的认识和态度。认识论信念会作用于信息的提取与解释、学习策略的选择、动机与目标的定向等过程从而影响学习结果。[5]在课堂探究学习过程中，教师要主动采取措施转变学生不正确的认识论信念，主要包括：恰当地引导与评价学生，使学生增强自我效能感，从而激发探究动机，提高学生在探究活动中的认知投入水平。纠正不良的探究态度，使学生树立正确的课堂探究观与学习观。教师应适时地向学生阐明科学知识发展性、相对性的观点，改变学生迷信权威的态度，鼓励学生利用科学思维探索科学概念，改变机械记忆科学概念的习惯，将学习看成是对知识经验的积极建构过程，而不是消极接受的过程。适时进行科学家人格品质教育，学习科学家执著追求真理的精神，善于交流和沟通，能够虚心听取他人的意见。
3.确保提问质量，并为学生提供实施探究、主动质疑、交流观点的机会
4.激发探究兴趣，增强探究动机，让学生获得从事探究活动的积极体验
在课堂探究过程中，学生的动机、兴趣、情感体验等情意因素始终与认知因素互相交织、互相制约，既是永远伴随并维系探究活动的内在动力性因素，也是影响概念转变与科学概念建构的内在概念生态要素。研究表明，教师采取以下策略可有效激发学生的探究兴趣，增强探究动机：创设难度适中的问题情境，引发学生的认知冲突；在设计问题情境与探究课题时，可以适当引入课外资料，但提供的课外资源不宜过多、过杂、过难；[6]让学生明确具体的探究目标，并把探究目标与生活实际联系起来，使学生认识到科学知识对社会、对自己的作用与意义；为学生创造主动提问、参与讨论、表达交流、自我论证的机会，并鼓励学生发现错误、讨论错误原因并纠正错误。另外，教师应做好探究活动的组织者、咨询师与参与者，善于营造宽容、民主的探究与交流氛围，精心组织小组合作与讨论环节，帮助学生在交流论证的过程中建构真正意义上的科学概念。教师应鼓励学生积极参与探究课题与活动设计，鼓励学生大胆探索、主动提问、主动交流，全身心地投入探究活动。对于学生的创新举动、有个性的见解，教师要给予恰当的评价，同时应当宽容对待探究过程中的失败情况，正确引导学生反思失败原因、形成严谨的探究态度，避免由于失败经验造成消极情感体验。
（三）关注环境概念生态，优化概念教学策略
环境概念生态是通过作用于学生的内在概念生态间接地影响概念转变过程，同样不可小觑。这里主要是从构建适宜的概念转变环境的角度，提出优化概念教学策略的建议。
1.合理调控课堂活动时间结构，为深入思考与切磋交流提供充足时间
在课堂探究学习活动中，对探究活动结果进行深入思考并努力用语言表达思考的结果，特别是通过相互讨论交流、观点澄清、切磋合作而进行的“互惠学习”，即“积极接受他人的多样意见和认识，并毫无保留地告知自己想法的相互学习”[7]——扮演着至关重要的角色。这种相互启发、相互促进、互惠互利的班级讨论可以有效促进原有概念的转变与科学概念的形成。因此，必须合理调控不同课堂活动类型的时间结构，为学生深入思考与切磋交流提供充足的时间。
2.适时适度引导与指导探究过程，确保概念建构的正确方向
在课堂探究学习活动中，学生对探究事实、数据或结果进行解释，往往过分依赖日常经验而偏离判断、思考的正确方向。教师要及时发现，并适时适度地进行引导。这对于课堂探究中原有概念的转变与科学概念的建构是非常重要的。例如，经过交流讨论，学生已明白科学原理，却无法用准确的科学语言概括时，教师就可适时地运用科学思维和语言进行概括性总结与提升，帮助学生建构科学解释进而加深对科学概念的理解。当然，引导并非强行拉回学生的思路，而是要给转变思路留有充足的思考空间，让学生经历一系列的提出质疑、找出证据、解释交流、再质疑、再论证的过程。此外，教师应特别关注对学生所犯的错误，并与学生一道探讨错误发生的原因并给予指导。
3.精心准备探究材料与探究条件，为学生提供概念转变与建构的媒介对象
对课堂探究活动而言，探究材料与探究条件既是确保探究活动顺利进行的环境条件，也是观察、调查、实验、交流、体验等具体探究活动实施的具体媒介物，因而也是学生获取感性认识与反思经验的具体媒介物。因此，探究材料与探究条件不仅蕴含着探究活动目的，而且蕴含着对探究活动资质水平（如认知投入水平、思维能力层次）的要求，是影响学生概念转变的重要环境生态因素。因此，要促进学生形成真正意义上的科学概念或对事物及其变化过程的本质性认识，必须根据概念特点及其对探究活动类型、水平的要求，对探究材料与探究条件做出精心选择与准备。