1、NN 教學模式在小學科學概念轉變教學中的運用以聲音是怎樣產生的為例福建省泉州市泉港區第三實驗小學 連仲月學生在進入學習之前, 對自然界的一些現象早就已經存在許多迷 思概念。 為了改變學生的這些迷思概念, 進行有效的概念轉變教學是 必要的。 所謂的概念轉變是學習過程中新、 舊經驗相互作用的集中體 現,是新經驗對已有經驗的改造。當前,努力幫助學生實現必要的概 念轉變即應被看成科學教學的一項主要任務。美國密歇根大學的納斯鮑姆、 諾維克提出了概念轉變的三步教學 模式 (簡稱 NN 三步教學模式 :1. 揭示和弄清學生已有的前科學概 念。 主要通過談話法、 實驗法來發現學生的前科學概念或了解他們已 有的

2、觀念。 2. 引進與前科學概念相沖突的新概念。可以通過合作學習 中的討論、對話,利用特殊文本等來產生認知沖突。 3. 鼓勵學生對新 觀念進行評論,并形成對有關問題的新的觀念圖示。本文以 聲音是怎樣產生的 一課為例來談談 NN 三步教學模式 在小學科學概念轉變教學中的運用。 聲音是怎樣產生的是教科版 科學四年級聲音單元的第二課,學生在前一課的學習中,已 經認識到我們周圍充滿著各種不同的聲音, 我們也可以利用物體來制 造出不同的聲音。那么,聲音到底是怎么發出來的,可能是學生最為 關注的一個問題。 本課的教學重點就是引導學生探究聲音是怎樣產生 的,并能對原因進行解釋。一、 探測認知結構,了解已有概念

3、在“聽聽聲音”一課中,學生已經建立了“物體會發出聲音”的 Nussbaum,J.& Novick,N.Alternative frameworks,conceptual Conflict,and accommodation:Toward a principled teaching strategy.J.Instructional Science,1982,11(3:183-200概念。在本課開始時,教師可以和學生們一起回憶這個概念。接著教 師提出活動的任務:我們可以用什么方法使鼓、鋼尺和皮筋發出聲 音?學生嘗試著讓這些物體發出聲音。 學生進行短暫的活動后, 交流 他們使上面三種物體發出聲音的方

4、法。 接著教師提出本課要探究的核 心問題:“聲音是怎樣產生的” 。 這時學生的回答還是在他們已有經驗 基礎上作出的,有的說是由于敲打產生的,有的說是摩擦產生的,有 的說是彈撥產生的等等,通過歸納,學生們認為“聲音是物體受到力 的作用產生的”和“聲音是由于物體運動產生的。 ”此段教學中,教 師通過談話充分地了解了學生的前科學概念。 當然, 這樣的解釋并沒 有探究到聲音產生的本質。二、引發認知沖突,解構迷思概念學生們認為“聲音是物體受到力的作用產生的”和“聲音是由于 物體運動產生的。 ”這樣的說法似乎能解釋產生聲音的原因。這時, 教師當場演示用力按壓鼓、彎曲鋼尺、拉伸皮筋,學生并沒有聽到聲 音,教

5、師提出:“用力按壓鼓、彎曲鋼尺、拉伸皮筋,物體同樣也受 了力,也會產生運動,卻并沒有發出聲音。你們還認為聲音是物體 受到力的作用產生的和聲音是由于物體運動產生的嗎?”先前 學生形成的認識就不能解釋聲音產生的原因了, 學生們的頭腦中產生 強烈的認知沖突。 所謂的認知沖突指的是當個體意識到個人認知結構 與環境或是個人認知結構內部不同成分之間的不一致所形成的狀態。 波斯納等人提出的概念轉變模型認為, 對已有概念的不滿是概念轉變 的條件。這樣的認知沖突否定了學生們之前對聲音產生原因的解釋, 進一步激發了學生們的探究興趣。三、解決認知沖突,建構科學概念一旦學生產生了認知沖突, 認識到他們的解釋是有瑕疵的

6、, 下一 步就應該進行各種建構活動, 創建新的概念。 在這一過程的教學中教 師應促進學生進行各種建構活動, 提供具體的研究方案, 幫助他們建立正確的新概念。學生的建構活動有提問、回答問題、實驗、觀察、 推論(其中包括自我解釋 、交流、解釋、總結等等,這些建構活動 將有助于概念改變。 把握了學生的認知沖突, 就可以提出這樣的問題 “到底聲音是怎么產生的, 我們該怎么去研究呢?” 學生們各抒己見, 老師要注意引導學生除了關注發聲物體的受力方式外, 更應該注意觀 察物體發聲時的狀態。等學生充分討論后,整理探究步驟,出示: 然后,學生利用老師提供的材料進行研究,想辦法使鼓、皮筋、 鑼、鋼尺等發出聲音,

7、仔細觀察它們發出聲音時的狀態,鼓面發出聲 音時的狀態不易察覺,可借助其他物體(如:米粒來觀察。通過實 驗,學生發現物體發聲的時候都在不停地動,有的是上下運動,有的 是來回運動,這時老師就可以告訴學生“一個物體在力的作用下,不 斷重復地做往返運動,這種運動稱為振動” 。學生們發現發聲的鼓在 振動,發聲的皮筋在振動,發聲的鋼尺也在振動,就歸納出“發聲的 物體在振動。 ”并進一步對聲音產生的原因進行假設性解釋“聲音是 由物體振動產生的” ,學生由此初步建構了“聲音是由物體振動產生 的”這一科學概念。雖然新的概念已經建立起來, 但整個的建構過程還沒有結束, 如 果要使新的概念真正地成為知識體系中的一部

8、分, 還要知道如何運用 新的概念,并在此基礎上做出解釋、推論和預測,這樣才算完成整個 的概念改變過程。于是學生要在新的情境中運用新模型來解釋和預測。當學生為找到聲音產生的原因而高興時,老師發問:“發聲的物 體都在振動嗎?” 然后安排學生設計實驗來證明發聲的音叉和鑼在振 動。 有的學生用教科書提供的方法來證明, 用擊打過的音叉輕觸水面, 觀察水面變化。 通過討論水面產生波動的原因, 學生們認識到正是由 于音叉的振動才引起了水面的波動。有的學生在鑼面掛一個乒乓球, 擊打一下鑼, 乒乓球就會跳個不停, 學生認識到是鑼面的振動引起乒 乓球的跳動。這兩個活動,學生會發現物體在發聲時是振動的,從而 加深對“聲音是由物體振動而產生的”概念的理解。在形成了聲音是由物體振動產生的認識后,教師可以進一步追 問:“物體停止振動后,還會發出聲音嗎?”請學生再來設計實驗, 證明自己的結論。 此時, 學生發現, 物體振動, 聲音產生; 振動停止, 聲音消失。 這一活動從反面進一步論證了 “聲音是物體振動產生的” 。 至此, “聲音是物體振動產生的”這一概念學生就能建立起來了。