科学文化视角下的大概念科学教育——论科技馆场域中的展教活动

构建科技馆的科学文化生态,旨在丰富受众的科学知识、深化科学思想、培养科学精神、提高科学认知。大概念科学教育可以促使学生进行连续的、整体的科学探究活动,进而增强判断能力和创新意识。事实上,实现大概念科学教育和构建科学文化生态具有目标一致性。鉴于大概念科学教育与科学文化生态的内在联系,试图在科技馆的实践场域中,依据大概念的理论来建构科学文化的内容,以此来反观科技馆中展教活动的必要性和现实困境,带来关于设计与研发工作的全新启示和要求。

学科本体视域下中学地理教科书科学概念的多重理解与结构化教学

学科本体是关于学科知识及其思维方式和方法的本质追问和系统认知。中学地理教科书承担着精准言说地理学科本体的核心功能,当中的科学概念大多是以契合学科内在规定性的方式而出现的。学科本体导引着教材的使用者从本原性、联结性和实践性三方面对中学地理教科书中的科学概念进行多重理解,并通过筑牢科学概念的内部联结、外部联结和系统联结来实现针对教科书科学概念的结构化教学。

GIS的科学概念转化:从Map-based GIS到Space-oriented GIS

从20世纪60年代至今,GIS已有60余年的发展历程,其内涵经历了地理信息系统(GISystem)到地理信息科学(GIScience),再到地理信息服务(GIService)的转变。这一时期的GIS研究主要基于地图学的二维抽象表达逻辑(Map-based GIS),实现对现实世界的抽象分析与表达。然而,随着实景三维、数字孪生、城市信息模型等新技术及新需求的不断涌现,GIS原有的二维抽象逻辑面临多源异构时空大数据汇聚、处理、融合,复杂时空动态过程表征,以及潜在时空规律挖掘等的挑战。如何调整GIS的科学定位,以适应数字社会对空间对象表达与分析的多类型、多层次、多角色需求,成为当前GIS发展亟须考虑的重要问题。本文针对当前GIS发展面临的问题和转变,从方法论角度,深入分析Map-based GIS在空间表征、空间分析及综合应用上的瓶颈,进而立足于新时代GIS的发展需求,在融合Map-based GIS的逻辑思维基础上,从理论基础、管理模式、可视化形式、功能定位等视角,提出新时代从Map-based GIS到Space-oriented GIS的科学概念转化模型,创新GIS科学概念转化下的新型应用。本文期待能为新时期GIS的发展提供参考思路。

具象图式:消解儿童科学概念学习中“三化”现象的有效教学工具

科学概念是科学学科的基本结构,儿童对科学概念的深层掌握有助于提高他们的科学素养。但是目前儿童科学概念学习中存在浅表化、离散化和抽象化的现象,这与儿童的认知特点存在一定的矛盾,而利用具象图式可以帮助儿童有效地建构科学概念。

小学科学跨学科概念建构的教学策略

科学课程标准要求,教师在组织学生学习13个学科核心概念时,还要指导他们理解4个跨学科概念。跨学科概念是科学概念,更是科学的思维方式和工具。从知识层面看,跨学科概念是科学学科普遍运用的主要概念,是学科间共通的上位概念性知识;从思维层面看,它是一种反映科学学科自身规律的上位思维方式或工具。

科学教学中促使学生前概念转化为科学概念的策略

科学概念是组成科学知识的基本要素之一,是科学知识结构的基础。学生在学习科学概念之前,已经通过日常生活中的观察和实践,获得了一些经验性的概念,这些概念有时与科学概念存在冲突,有时不够准确。通过转化前概念,可以帮助学生摆脱错误的想法,建立正确的科学观念,提高他们的科学素养。教学中,教师可以从创设科学情境,建立概念联系;引发认知冲突,促进概念转化;注重生活体验,生成科学概念;鼓励科学阅读,拓展科学概念这四个方面,探索促进学生前概念转化的教学策略,为学生构建准确的科学概念提供可靠的保障。

从前概念到科学概念:学科素养形成的路径

科学概念对学生核心素养的发展至关重要。但在科学课堂中,学生建构科学概念时,模糊不清或错误的前概念会影响正确的科学概念的形成。对此,本文提出通过“情境触发—暴露思维—引导思辨—探究实践—应用内化”五个步骤,达成“唤醒—导出—修正—建构—夯实”的概念优学路径,帮助学生完成从前概念到科学概念的转化,从而发展学生核心素养。

基于模型建构的小学科学概念教学——以《点亮小灯泡》为例

模型建构是科学核心素养中科学思维的重要组成部分,培养学生模型建构能力是科学课程的目标之一。有关研究指出,科学学习就是科学建模的过程,科学学习过程中的观察、描述、解释、预测、推理微观和宏观自然事物、自然现象的实质就是建构和应用科学模型的过程。[1]建构模型需要抓住事物的主要特征,舍弃一些次要的因素,将复杂问题简化为更易于理解的形式,起到化繁为简的作用。教师要引导学生观察、描述科学现象,提炼共性元素,将其简化建构模型并应用模型解决问题,从而促进学生对科学概念的深入理解。

访谈:探明儿童科学概念的另一蹊径

为了更好地设计适合儿童的教学,教师需要从儿童那里得到信息。在实际教学中,如果能较为准确地找到儿童对某个科学概念先前的理解,那么对于后续的教学设计和课堂实施将具有重要意义,而访谈在了解儿童科学前概念方面就有着独特的价值。一、何为访谈访谈是某人为了了解另一个人关于某个特定的主题而发起的谈话。

指向科学概念建构的模型教学——以《温度不同的物体相互接触》一课为例

科学概念的建构是一个由简单到复杂的螺旋式上升过程。在以往的科学概念教学中,有的教师并未关注概念建构的进阶性,忽视了学习过程实质是一个意义建构的过程,从而影响学生对科学本质的理解,不利于他们的发展。模型建构是指以经验事实为基础,对客观事物进行抽象和概括,进而建构模型;运用模型分析、解释现象和数据,描述系统的结构、关系及变化过程。

大单元教学下科学概念层次模型与评估——以三年级“水”单元教学为例

大单元教学是我国科学教育关注的热点问题之一。科学课程标准提到,要探索大单元教学,积极开展主题化、项目式学习等综合性教学活动,促进学生举一反三、融会贯通,加强知识间的内在关联,促进知识结构化。教科版教材注重采用大单元的组织形式,让学生形成连贯的思维以及整体认识。在三年级“水”单元教学中,我们尝试运用科学概念驱动大单元教学,并对比传统单课教学评估其有效性。

引导学生自主建构科学概念

基于核心概念的小学1~2年级科学教学活动,应根据学生的年龄和学情特点,以科学概念的学习为进阶主线,以科学探究活动为辅,采取多样化的教学模式,关注学生的前认知,不断转变和建构新的科学概念。

科技构建科学概念促成学生思维发展研究

小学科学是整个小学课程体系中的重要构成,其主要目的即为对学生的科学素养进行培养,激发其思维活性,建构科学概念,为其未来发展提供助力与支撑。需指出的是,小学科学在培养学生的核心素养中,发挥着举足轻重的作用,而学生优质的科学素养通常是在逐渐激发思维、逐步建构科学概念的过程中而养成的,所以,怎样激发学生的科学思维,帮助其建构科学概念,已经成为当前科学教学研究的重心所在。本文结合当前小学科学教学实况,分析了以科技手段助学生思维发展的意义以及遇到的问题,并提出了相应的教学路径。

帮助学生构建科学概念

小学科学是一门综合性学科,涉及的知识非常广泛,如生物、地理、物理、化学等各个学科的知识。小学科学不仅有对理论知识的学习,还有很多实践操作的机会,与日常生活联系紧密。在小学科学教学中,教师应当帮助学生构建科学概念,这也是当前教学中的一个重要方向。教师要认识到构建科学概念的重要性,不断优化教学效果,为学生营造一个积极、多元、趣味的科学课堂。根据新课标的相关要求,教师要将科学知识进行整合总结,按照概念逻辑进行系统性分析,通过多种途径进行调查,解释生活中的自然现象,鼓励学生摸索科学知识中的规律。在小学科学教学中建构科学概念,优化课堂教学,从整体高度、多角度看待问题,对知识灵活运用,可以有效提升学生思维、理解、探究等各方面的能力,促进学生全面发展。

基于模型建构促进科学概念发展——以《生物的栖息地》一课为例

模型建构作为科学学习中必备的、关键的科学思维能力之一,在小学科学课程中有大量的体现。科学课程标准指出,科学思维主要包括模型建构、推理论证、创新思维等。其中,模型建构体现在:以经验事实为基础,对客观事物进行抽象和概括,进而建构模型;运用模型分析、解释现象和数据,描述系统的结构、关系及变化过程。

基于科学大概念编写科普进阶读物——以“燃烧”主题为例

以“能量”大概念统领,依托“燃烧”主题,融合跨学科知识,把不同阶段科学知识的学习过程与人类发展历史情境相联系,尝试编写设计了小学、初中、高中三阶段的进阶科普读物,以此提高学生科学素养,也为其他大概念或其他主题的编写提供思考与借鉴。

将科学概念融入科普研学活动的设计与开发——以青岛科技馆“海洋偷师记”研学活动为例

近年来,为了更好地实施素质教育,全国各地纷纷采取措施,加强对青少年研学活动的支持,但目前科技馆仍对科普研学活动缺乏清晰认知,科普研学活动侧重于动手益智的教育活动,体验性与探索性不强,“低幼化”现象严重[1]。本文以青岛科技馆“海洋偷师记”科普研学活动设计为例,探讨将科学概念融入科普研学活动的重要性,以及如何将科学概念更好地融入科普研学活动设计中。

跨学科概念视角下科学概念学习的教学策略——第六届小学科学特级教师及名师论坛随想

创新是一个国家、一个民族发展进步的不竭动力,而知识的融合和交叉已经成为一种趋势。特别是在科学领域,跨学科概念的涌现对科学概念的学习提出了新的挑战。本文结合第六届小学科学特级教师及名师论坛中的9节小学科学课,探讨跨学科概念视角下科学概念学习的教学策略,认识其在教育中的重要性和价值。

基于概念转变理论的科学概念教学:现实困境与破解路径

科学概念教学作为科学教育的重点和难点,尚存学情认识不足,分析过程僵化;教学情境固化,迁移应用匮乏;强化概念识记,应试倾向凸显等实践困境。产生困境的根源是学生学习起点认识的偏差、传统概念转变理论的局限和缺少科学的评价体系引导教学。为实现科学概念教学的育人价值,应当从审视概念转向聚焦前概念,面向人文主义重新定义教学,构建评价体系科学引导教学等路径予以突破。

基于大概念的“一体两翼”科学概念体系模型

帮助学生建构结构良好的科学概念体系不仅是科学教育的重要目标之一,也是改进科学教育的要求.基于大概念、学习进阶、物理学认识路径等相关研究界定了科学概念体系,并建构了基于大概念的“一体两翼”科学概念体系模型.模型具有开放性、系统性、动态性、条件性、方法性等特点.以“运动的描述”单元为例讨论建构“一体两翼”科学概念体系的思路和策略.