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1、初中科学核心概念的教学思考 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望一、初中科学一、初中科学课程必程必须重重视核心核心概念的教学概念的教学 发达国家的教育改革高度关注核心概达国家的教育改革高度关注核心概念的教学念的教学 （张颖之、刘恩山:核心概念在理科教学中的地位和作用从记忆事实向理解概念的转变.教育学报，2010.1)：赫德(Hurd)：组成科学课程中的概念和原理应该能够展现当代学科的概貌,是学科结构的主干部分,它们被称为核心概念(key concepts
2、 or representative ideas)；戴伊戴伊(Day)：核心概念是某个知识领域的中心,虽然不是所有人都接受了这些知识,但它们却获得了广泛的应用,而且这些知识还能经得起时间的检验；费德恩德恩(Feden)：核心概念是一种教师希望学生理解并能在忘记其非本质信息或周边信息之后,仍然能应用的概念性知识,并且他们认为核心概念必须清楚地呈现给学生；埃里克森埃里克森(Erickson)：核心概念是指居于学科中心,具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值的关键性概念、原理或方法。这些核心概念具有广阔的解释空间,源于学科中的各种概念、理论、原理和解释体系,为领域的发展提供了深入的视角,还为学科之间提
3、供了联系。埃里克森：基于概念的基于概念的课程程与教学与教学超越事实的教学 我国理科新我国理科新课程的深化将程的深化将高度关注核心概念的教学高度关注核心概念的教学 高中生物课程标准已明确提出核心概念的教学目标，义务教育科学课程标准也明确提出概念是重要的知识目标，很可能还要进一步提出核心概念的教学要求。初中初中 数学、物理、化学、生物、英语、地理、科学等各门学科小学小学 数学、科学等学科核心概念教学核心概念教学研究与研究与论文涉文涉及各个学科及各个学科二、什么是核心概念 事事实性性知知识 概念性概念性知知识 程序性程序性知知识 A CB科学知科学知识1.事事实性知性知识观察察事事实 实验事事实 感
4、感觉知知觉 直直觉表象表象 以以观察察记录为基基础，在一定的科，在一定的科学概念框架中学概念框架中对观察察现象的解象的解释 描述描述科学事科学事实 果皮有三果皮有三层动脉血脉血红色，静脉血紫色色，静脉血紫色反映客反映客观对象的本象的本质属性属性的思的思维形式：如光合作用形式：如光合作用 概念概念2.概念性知概念性知识外延外延内涵内涵概念概念对象本象本质属性属性总和和 适合概念的适合概念的对象范象范围 重要的科学概念重要的科学概念重要的科学原理重要的科学原理重要的科学理重要的科学理论重要的科学模型重要的科学模型 学科的核心概念：构成学科的学科的核心概念：构成学科的最基本的、最主要的、最重要的概念
5、最基本的、最主要的、最重要的概念核心概念核心概念核心概念核心概念3.程序性知程序性知识促促进学生的学学生的学习理解理解1三、三、为什么要关注核心概念的教学什么要关注核心概念的教学 记住概念名称或定住概念名称或定义深度的、高深度的、高层次的学次的学习知道或知道或认识事事实肤浅的、低肤浅的、低层次的学次的学习 概念理解性学概念理解性学习 美国高中数学与科学先修学美国高中数学与科学先修学习项目委目委员会的会的专家杰瑞家杰瑞P戈勒博等人在学戈勒博等人在学习与与理解（教育科学出版社，理解（教育科学出版社，2008.6）中用）中用较大篇幅大篇幅阐述了述了人人类学学习的七个原的七个原则原原则1“原理性概念知
6、原理性概念知识”原原则：当新知当新知识和和现有知有知识围绕着学科的主着学科的主要概念和原要概念和原则被被组织的的时候，会促候，会促进理解理解性学性学习。认识洋葱表皮洋葱表皮细胞胞 认识口腔上皮口腔上皮细胞胞 理解理解细胞是生物体胞是生物体结构与功能的基本构与功能的基本单位位 例例 如如事实学习概念学习抽象思抽象思维两种学两种学习认知知过程比程比较概念学概念学习 事事实学学习 分析分析综合、合、归纳演演绎、抽象概括、抽象概括、判断推理判断推理需要比需要比较深刻的深刻的理解理解 回回忆、描述、列、描述、列出、出、举例、例、释义、区分区分 不需要太多的理不需要太多的理解解 如美国学者如美国学者认为指
7、出植物体主要指出植物体主要组成成部分的名称属于事部分的名称属于事实学学习；而了解每一部；而了解每一部分由于其分由于其结构不同而起到了不同的作用，构不同而起到了不同的作用，发挥不同的功能不同的功能则是概念学是概念学习的核心部分。的核心部分。（转引自引自张颖之之,刘恩山：教育学刘恩山：教育学报2010.1）学生在生活和学习中有许多直接的感受，学生在生活和学习中有许多直接的感受，这些感受在学生的心灵上打下了深深的烙印，这些感受在学生的心灵上打下了深深的烙印，成为学生极为重要的生活经验，并为他们解成为学生极为重要的生活经验，并为他们解释有关现象提供了释有关现象提供了“可信赖可信赖”的依据。的依据。四、
8、学生的核心概念受哪些因素影响四、学生的核心概念受哪些因素影响（一）直接的感受（一）直接的感受案例案例1：重力大小的相关因素：重力大小的相关因素提出问题：重力的大小跟哪些因素有关？提出问题：重力的大小跟哪些因素有关？建立假说：建立假说：可能跟物体的质量有关，质量越大，重力越大；可能跟物体的质量有关，质量越大，重力越大；可能跟物体的体积有关，体积越大，重力越大；可能跟物体的体积有关，体积越大，重力越大；可能跟物体的高度有关，高度越大，重力越大；可能跟物体的高度有关，高度越大，重力越大；可能跟物体的高度有关，高度越小，重力越大。可能跟物体的高度有关，高度越小，重力越大。案例案例 2：惯性的认识：惯性
9、的认识将惯性现象的成因看成是力的作用将惯性现象的成因看成是力的作用认为运动的物体具有惯性认为运动的物体具有惯性认为运动状态变化时才有惯性认为运动状态变化时才有惯性认为速度越大，物体的惯性越大认为速度越大，物体的惯性越大案例案例3：力相互作用：力相互作用胜者感受自己的胜者感受自己的力比对方的大；力比对方的大；负者感受自己的负者感受自己的力比对方的小。力比对方的小。案例案例 4:摩擦力与接触面积的关系摩擦力与接触面积的关系有的学生认为：接触面积越大，摩擦力越大。有的学生认为：接触面积越大，摩擦力越大。理由：骑自行车时，如果自行车车胎瘪了，人就理由：骑自行车时，如果自行车车胎瘪了，人就越费劲。这是因
10、为轮胎瘪气后，车轮与地面的越费劲。这是因为轮胎瘪气后，车轮与地面的接触面积增大了。可见，接触面积越大，摩擦接触面积增大了。可见，接触面积越大，摩擦力就越大。力就越大。滚动摩擦的本质滚动摩擦的本质（二）（二）片面的经验片面的经验 经验是建构概念的基础，但片面的经验经验是建构概念的基础，但片面的经验容易使学生以偏概全，建立起事物之间非本容易使学生以偏概全，建立起事物之间非本质的联系，从而形成错误的前概念。质的联系，从而形成错误的前概念。案例案例 5：浮力的大小随深度的增加而增大；：浮力的大小随深度的增加而增大；案例案例 6：灯泡不亮是因为没有电流通过灯泡。：灯泡不亮是因为没有电流通过灯泡。四、学生
11、的核心概念受哪些因素影响四、学生的核心概念受哪些因素影响（三）旧概念的泛化（三）旧概念的泛化 任何一个科学概念的正确性都有其条件性，任何一个科学概念的正确性都有其条件性，即都有其适用的范围和成立的条件。学生容易即都有其适用的范围和成立的条件。学生容易把某个科学概念适用的范围不恰当地扩大，从把某个科学概念适用的范围不恰当地扩大，从而形成而形成“相异构想相异构想”。案例案例 7：灯泡亮暗与电流大小：灯泡亮暗与电流大小 物体吸放热与温度的改变物体吸放热与温度的改变 对电动机，对电动机，U、I、R的关系的关系四、学生的核心概念受哪些因素影响四、学生的核心概念受哪些因素影响 2.4 知识的负迁移知识的负
12、迁移 迁移是指先前学习对后继学习的影响，它迁移是指先前学习对后继学习的影响，它是人在学习中最常见、最重要的心理现象。任是人在学习中最常见、最重要的心理现象。任何有意义的学习，都无不存在着迁移现象。迁何有意义的学习，都无不存在着迁移现象。迁移有正迁移与负迁移，负迁移是学生产生错误移有正迁移与负迁移，负迁移是学生产生错误前概念的主要原因。前概念的主要原因。四、学生的核心概念受哪些因素影响四、学生的核心概念受哪些因素影响 数学知识的负迁移数学知识的负迁移 数学是表达科学规律和解决科学问题的重要工具，数学是表达科学规律和解决科学问题的重要工具，数学公式反映的是抽象的数量关系，而科学公式反映数学公式反映
13、的是抽象的数量关系，而科学公式反映的则是具体的量与量的关系。当抽象的概念和关系直的则是具体的量与量的关系。当抽象的概念和关系直接套用在具体的情景时，往往会产生一些偏差。接套用在具体的情景时，往往会产生一些偏差。案例案例 8：密度和电阻定义式：密度和电阻定义式数学知识的负迁移数学知识的负迁移机械的类比机械的类比 人在学习新知时，常常会从以往的经验知识中找人在学习新知时，常常会从以往的经验知识中找到一个相似的知识，或者构造一个熟悉的模型，作为到一个相似的知识，或者构造一个熟悉的模型，作为建构新知的支撑，并将旧知或熟悉的模型与新知建立建构新知的支撑，并将旧知或熟悉的模型与新知建立起对应关系，从而促进
14、旧知向新知的迁移。起对应关系，从而促进旧知向新知的迁移。单极型单极型撞击型撞击型电流就像水流一样，点亮灯泡就像水电流就像水流一样，点亮灯泡就像水池里的水通过水管，注到桶里一样。池里的水通过水管，注到桶里一样。石块撞击会撞出火花，两条电线中的石块撞击会撞出火花，两条电线中的电流相撞击时，也会撞出火花，从而电流相撞击时，也会撞出火花，从而使灯泡发光。使灯泡发光。案例案例 9：电流模型：电流模型亮亮 暗暗电流小电流小电流大电流大爬坡模型爬坡模型电流大电流大一样亮一样亮电流小电流小分配模型分配模型电流流动就像爬坡，越爬力气越小，所以，电流流动就像爬坡，越爬力气越小，所以，电流越来越小。电流越来越小。电
15、流从电池中出来，分配给电流从电池中出来，分配给 2 只灯泡。这只灯泡。这样，在线路中流过的电流会越来越小，样，在线路中流过的电流会越来越小，2 只只灯泡灯泡一样亮，是因为它们分得的电流灯泡灯泡一样亮，是因为它们分得的电流一样多。一样多。案例案例10：串联电路各处电流的关：串联电路各处电流的关系系当当R1(或或R2)增大时，灯泡亮度如何增大时，灯泡亮度如何变化？变化？R1R2顺序模型：电流是按顺序受到电路各元件的影响的顺序模型：电流是按顺序受到电路各元件的影响的案例案例11：电流受电路元件的影响：电流受电路元件的影响光的微粒说；光的微粒说；热质说；热质说；白布可以染成各种颜色白布可以染成各种颜色
16、白光是最简单的色光；白光是最简单的色光；黑色是用黑颜料画成的黑色是用黑颜料画成的黑色是由黑光形成的。黑色是由黑光形成的。数学知识的负迁移数学知识的负迁移机械的类比机械的类比相近概念的干扰相近概念的干扰 有许多表面看上去十分相似的概念却存在着许有许多表面看上去十分相似的概念却存在着许多差异。这样，先前学习某个概念时形成的观念就多差异。这样，先前学习某个概念时形成的观念就会极为容易地带到后继相似概念的学习中，从而为会极为容易地带到后继相似概念的学习中，从而为新概念的学习造成不良的影响。新概念的学习造成不良的影响。案例案例 12：平均速度：平均速度平均分计算：平均分计算：平均速度计算：平均速度计算：
17、（五）语词的影响（五）语词的影响 概念是用语词来表达的，不少情况下，语词含义概念是用语词来表达的，不少情况下，语词含义的丰富性，以及生活用语意义的模糊性，会对学生建的丰富性，以及生活用语意义的模糊性，会对学生建构具有特定含义的科学概念造成干扰，由此形成了对构具有特定含义的科学概念造成干扰，由此形成了对科学概念的相异构想。科学概念的相异构想。案例案例13：温度与热量：温度与热量案例案例14：透镜的会聚作用与发散作用：透镜的会聚作用与发散作用四、学生的核心概念受哪些因素影响四、学生的核心概念受哪些因素影响 火车的冲力；火车的冲力；惯性好大啊！惯性好大啊！目光炯炯目光炯炯滑轮组的机械效率滑轮组的机械
18、效率他的力气好大！他的力气好大！凭直觉，而不是严格的推理和确定无疑的事凭直觉，而不是严格的推理和确定无疑的事实进行判断，是思维惰性的表现。实进行判断，是思维惰性的表现。（六）非科学的推理（六）非科学的推理 对称的透镜两个焦距相等，不对称的透镜两个焦距不相等。对称的透镜两个焦距相等，不对称的透镜两个焦距不相等。1 1 牛重的液体不可能产生牛重的液体不可能产生 2 2 牛的浮力。因为浮力等于被牛的浮力。因为浮力等于被物体排开的液体受到的重力。物体排开的液体受到的重力。1 1 牛的液体全部排掉，也只有牛的液体全部排掉，也只有 1 1 牛啊！牛啊！物体在平面镜内所成像的大小与平面镜的大小有关，平面物体
19、在平面镜内所成像的大小与平面镜的大小有关，平面镜越小，所成的像也越小。镜越小，所成的像也越小。四、学生的核心概念受哪些因素影响四、学生的核心概念受哪些因素影响 1围绕核心概念核心概念组织概念活概念活动通通过概念活概念活动来加深学生来加深学生对核心概核心概念的理解，而不是念的理解，而不是仅仅记住事住事实性知性知识或一般概念的名称或一般概念的名称 五、怎五、怎样进行核心概念的教学行核心概念的教学 归纳归纳式教学式教学演演绎绎式教学式教学1.教教师师呈呈现现可以推可以推导导出普遍性出普遍性原理的具体材料原理的具体材料2.给给每位学生独立的每位学生独立的时间观时间观察察有关普遍性原理的有关普遍性原理的
20、资资料料3.给给学生学生显显示含有普遍性原理示含有普遍性原理的正例、反例的正例、反例4.使学生先关注关使学生先关注关键键属性，然属性，然后注意非关后注意非关键键属性属性5.学生学生归纳归纳出要学出要学习习的普遍原的普遍原理理6.运用普遍性原理来区运用普遍性原理来区别别正例、正例、反例反例1.教教师师介介绍绍将要学将要学习习掌握的普掌握的普遍性原理遍性原理2.教教师师回回顾顾与任与任务务相关的事相关的事实实、规则规则和和动动作程序，它作程序，它们们是形是形成普遍性原理所需要的成普遍性原理所需要的3.学生提出一个学生提出一个问题问题，设计设计一一个假个假说说，或作出涵盖普遍性，或作出涵盖普遍性原理
21、的原理的预测预测性想法性想法4.收集和考察收集和考察资资料、事件、材料、事件、材料或物品，以料或物品，以验证预验证预言言5.对验证对验证的的结结果果进进行分析，得行分析，得出出结论结论，即是否支持所，即是否支持所观观察察的的资资料料6.根据考察情况，重新定根据考察情况，重新定义义和和修改最初介修改最初介绍绍的普遍性原理的普遍性原理（自加里（自加里D鲍里奇著，易里奇著，易东平平译：有效教学方法，江：有效教学方法，江苏教育出教育出版社，版社，2002，12，p.193，略有修改，略有修改）1围绕核心概念核心概念组织概念活概念活动及及时地以恰当方式地以恰当方式给核心概念下定核心概念下定义，并在概念运
22、用中，并在概念运用中强化化对定定义的理的理解（包括内涵与外延两个方面）。解（包括内涵与外延两个方面）。四、怎四、怎样进行核心概念的教学行核心概念的教学 氧气能够燃烧氧气能够燃烧燃烧需要点燃燃烧需要点燃铁生锈是铁与水作用的结果铁生锈是铁与水作用的结果锅是用金属制成的，所以金属不会燃烧锅是用金属制成的，所以金属不会燃烧火和水都是物质，灭火就是把火这种物质去掉火和水都是物质，灭火就是把火这种物质去掉有眼、嘴、头，会游泳的动物是鱼，因此鲸鱼是鱼有眼、嘴、头，会游泳的动物是鱼，因此鲸鱼是鱼 会在空中飞的动物叫做鸟，翩蝠是鸟，鸡不是鸟会在空中飞的动物叫做鸟，翩蝠是鸟，鸡不是鸟层级1层级2层级3层级4诺瓦克
23、的概念瓦克的概念图模型模型2恰当恰当选择概念概念获得的形式来得的形式来设计教学教学 五、怎五、怎样进行核心概念的教学行核心概念的教学 以感以感觉、知、知觉和表象和表象为基基础，通，通过分析分析综合、抽象概括等思合、抽象概括等思维活活动，从个，从个别到一般到一般,从具体到抽象，从具体到抽象，逐步把握一逐步把握一类事物的本事物的本质的的过程。程。以定以定义形式直接向学形式直接向学习者揭示新者揭示新概念的共同关概念的共同关键特征，学特征，学习者利者利用原有用原有认知知结构中的适当构中的适当观念，念，理解新概念，并理解新概念，并纳入原有的入原有的认知知结构，从而构，从而获得新概念的意得新概念的意义。概
24、念形成概念形成概念同化概念同化 美国著名教育心理学家奥美国著名教育心理学家奥苏贝尔提出学生提出学生获得概念主要有两种形式：得概念主要有两种形式：学生大部分概念的学生大部分概念的获得方式得方式案例案例16:动态电路的分析（动态电路的分析（R增大）增大）1.R增大时，总电流增大时，总电流I1不变，不变，L1亮度亮度不变；不变；IR减小，电流减小，电流I2增大，增大，L2变亮。变亮。L1L2RI1I2IR2.R增大时，增大时，IR减小，电流减小，电流I2增大，增大，L2变亮。电路总电阻增大，变亮。电路总电阻增大，I1变小，变小，L1变暗。变暗。3.R增大时，增大时，电路总电流减小，电路总电流减小，通
25、过各段通过各段电路的电流也变小，故电路的电流也变小，故L1和和L2都变暗。都变暗。4.因为因为R增大前，增大前，I2已与已与IR分开了，故分开了，故电流电流I2不受不受R变化的变化的影响，影响，L2亮度不变；亮度不变；IR 变小使变小使I1变小，故变小，故L1变暗。变暗。3高度重高度重视前科学概念与前科学概念与错误概念概念对概念掌握的影响，促成学生的概念概念掌握的影响，促成学生的概念转变 五、怎五、怎样进行核心概念的教学行核心概念的教学 概念概念转变是指：是指：学生原有概念改学生原有概念改变、发展和重建的展和重建的过程，即学程，即学习者由前科学概念向者由前科学概念向科学概念，由科学概念，由误解
26、概念向正确概念解概念向正确概念转变的的过程。程。指个体原有的某种知指个体原有的某种知识经验由于受到与由于受到与它不一致的新它不一致的新经验的影响而的影响而发生的重大改生的重大改变。例如有些学生例如有些学生误认为“动脉血脉血”就是在就是在动脉里流脉里流动的血，的血，经过学学习发生概念生概念转变，懂，懂得得动脉血是脉血是经过肺部气体交肺部气体交换以后含氧量比以后含氧量比较高的血液。高的血液。鄱斯鄱斯纳（Posner，1982）学生的学生的错误概念常常是概念常常是难以改以改变的的,教育的目的是要改教育的目的是要改变错误概念，要回概念，要回答两个答两个问题：原有的概念及其原有的概念及其结构构（又叫（又
27、叫“概念生概念生态”）中什么特征妨碍）中什么特征妨碍学生学生对新概念的新概念的选择；一个核心概一个核心概念在什么念在什么样的条件下被另一个概念所的条件下被另一个概念所取代。取代。学学习是一是一项理性活理性活动，是理解和接受，是理解和接受概念的概念的过程，是一种探究。学生必程，是一种探究。学生必须依据依据证据据对学学习的的对象象进行判断。教行判断。教师应是是“科学思科学思维的模范的模范”；强调实验室的作用室的作用 泰森指出了概念泰森指出了概念转变的途径是：的途径是：概念的丰富（概念的丰富（扩展）：展）：新知新知识的的纳入入补充了充了现有知有知识，通，通过积累的方式使累的方式使这些知些知识发生生变
28、化。化。如生物学中如生物学中鸟类的概念，小学以前没有包的概念，小学以前没有包括家禽，初中括家禽，初中鸟类概念便要增加家禽；概念便要增加家禽；一般一般说概念的丰富（概念的丰富（扩展）展）较容易容易实现。概念的重建（修概念的重建（修订）：）：新新获得的信息得的信息与与现有的信念、假定或有关理解之有的信念、假定或有关理解之间存在着冲存在着冲突，因而要突，因而要对对立的理解作出立的理解作出调整。整。原有概念原有概念丰富丰富扩展展新概念新概念类比比新概念新概念重新解重新解释新概念新概念原有概念原有概念认知冲突知冲突(预测-经验)认知冲突知冲突(师生生观点点)认知冲突知冲突(学生不同学生不同观念念)新概念
29、新概念新概念新概念新概念新概念概念教学模式概念教学模式举例例 NN三步教学模式三步教学模式揭示学生揭示学生误解概念解概念引入相冲引入相冲突的科学突的科学概念概念鼓励学生鼓励学生评价新价新观念念 学生概念学生概念转变5段教学模式段教学模式确定探确定探讨方向方向 引出学生引出学生想法想法 学生想法学生想法重重组 应用新的用新的想法想法 回回顾想法想法的改的改变 空气空气空气水水水甲乙丙例例17：光的折射的教学：光的折射的教学案例案例18：学生对放大镜的前概念：学生对放大镜的前概念问题：放大镜为什么能把一些东西点燃？问题：放大镜为什么能把一些东西点燃？解释解释 1 1：放大镜能使东西放大，所以它也能
30、使光变大；：放大镜能使东西放大，所以它也能使光变大；解释解释 2 2：放大镜后面的光并没有比前面的光多些，但更集：放大镜后面的光并没有比前面的光多些，但更集中，所以更强烈。中，所以更强烈。当学生难以由当前情境建构科学概念时，可以当学生难以由当前情境建构科学概念时，可以在当前情境与科学概念之间进行一些铺垫，为在当前情境与科学概念之间进行一些铺垫，为学生前概念向科学概念转化架设桥梁。学生前概念向科学概念转化架设桥梁。案例案例19：物体的支持力：物体的支持力情景：自行车上下坡的情景（脚不踩）情景：自行车上下坡的情景（脚不踩）学生：自行车下坡时，运动越来越快；自行车上坡时，学生：自行车下坡时，运动越来
31、越快；自行车上坡时，运动越来越慢。（引出前概念）运动越来越慢。（引出前概念）架桥：请用动能和势能概念进行描述。架桥：请用动能和势能概念进行描述。学生：向下运动时，势能减小，动能增大；向上摆动时，学生：向下运动时，势能减小，动能增大；向上摆动时，势能增大，动能减小。势能增大，动能减小。为机械能守恒定律的建立奠为机械能守恒定律的建立奠定基础。定基础。案例案例20：动能与势能的转化：动能与势能的转化案例案例21:大气压的存在大气压的存在现象现象1：在杯口盖一张硬纸片，翻过来后纸片落下；：在杯口盖一张硬纸片，翻过来后纸片落下；现象现象2：杯内装满水，翻过来后纸片不会落下；：杯内装满水，翻过来后纸片不会
32、落下；思维冲突：水不落下，为什么？（需要新概念）思维冲突：水不落下，为什么？（需要新概念）学生：是不是水粘住纸片？（前概念层次的复杂性）学生：是不是水粘住纸片？（前概念层次的复杂性）现象现象3：放掉手指，纸片落下。：放掉手指，纸片落下。思维冲突：不是因为水粘住，是什么原因？（需要新概思维冲突：不是因为水粘住，是什么原因？（需要新概念）念）思考：第一次杯里有什么？装水之后，什么东西没有了思考：第一次杯里有什么？装水之后，什么东西没有了？科学概念：空气有压强，是空气的压强将纸片托住。科学概念：空气有压强，是空气的压强将纸片托住。案例案例22：力和运动：力和运动取一辆小车，让它翻过来停在桌面上。取一
33、辆小车，让它翻过来停在桌面上。不推它，会怎样？不推它，会怎样？静止。（没有力的作用，物体处于静止。（没有力的作用，物体处于静止状态）静止状态）怎样使它运动？怎样使它运动？推它。（有力的作用，物体才会运动）推它。（有力的作用，物体才会运动）要它运动得更快，怎么办？要它运动得更快，怎么办？加大推力。（力越大，物加大推力。（力越大，物体运动越快）体运动越快）观察：当手撤去后，物体并不立即停下来。（形成冲突）观察：当手撤去后，物体并不立即停下来。（形成冲突）将车翻回来，推力撤去后，将车翻回来，推力撤去后，运动更远。（强化冲突）运动更远。（强化冲突）推测：如果没有阻力推测：如果没有阻力车将一直运动下去。
34、车将一直运动下去。科学概念：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物科学概念：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。体运动状态的原因。220V 40W220V 100W案例案例23:灯的亮暗由什么因素决定灯的亮暗由什么因素决定?案例案例24：速度概念的建立：速度概念的建立情景：赛跑中如何比较快慢。情景：赛跑中如何比较快慢。（在终点看）相同路（在终点看）相同路程比时间。（前概念）程比时间。（前概念）情景：情景：（在途中）相同时间比路程。（前概念）在途中）相同时间比路程。（前概念）科学上：单位时间的路程相比。（构建科学概念）科学上：单位时间的路程相比。（构建科学概念）引发冲突：
35、时间、路程都不同引发冲突：时间、路程都不同甲车在甲车在2020秒内行驶秒内行驶300300米，米，乙在乙在3030秒内行驶秒内行驶500500米，怎样比较两车行驶的快慢？米，怎样比较两车行驶的快慢？解决方法：取单位时间的路程相比。（构建科学概念）解决方法：取单位时间的路程相比。（构建科学概念）4高度重高度重视探究、探究、实验、表象在概、表象在概念学念学习中的作用中的作用 五、怎五、怎样进行核心概念的教学行核心概念的教学（一）通过实验给学生经历概念的产生过程（一）通过实验给学生经历概念的产生过程 基于核心概念下的实验，十分关注学生概念形成的过基于核心概念下的实验，十分关注学生概念形成的过程。不仅
36、希望学生参与，更希望学生对概念的形成是在自程。不仅希望学生参与，更希望学生对概念的形成是在自己体验基础上。例如，美国国家科学教育标准指出，己体验基础上。例如，美国国家科学教育标准指出，要要“以从个人和社会视角所见的科学及科学的历史和本质以从个人和社会视角所见的科学及科学的历史和本质等为背景，学习科学等为背景，学习科学”。从学生们的认知发展与科学史的。从学生们的认知发展与科学史的发展关系来看，重演历史上科学理论的产生过程，应该是发展关系来看，重演历史上科学理论的产生过程，应该是进行进行“建构建构”式科学探究的有效途径之一。当然这里的式科学探究的有效途径之一。当然这里的“重演重演”不是机械的重复，
37、而是能反映某科学发现的意义和不是机械的重复，而是能反映某科学发现的意义和认识过程的一种教学设计。这种设计，我的理解如同教育认识过程的一种教学设计。这种设计，我的理解如同教育家波利亚曾说过：学习知识的最佳途径是自己去发现知识，家波利亚曾说过：学习知识的最佳途径是自己去发现知识，这种发现学生理解最深刻，也最容易掌握其概念内在规律这种发现学生理解最深刻，也最容易掌握其概念内在规律的联系。的联系。案例案例25：如检验大气压的存在：如检验大气压的存在马德堡半球实验是非常好的情境 教师通过将历史上的马德堡半球实验在现场演示，让两个学生拉小的马德堡半球，拉吸盘贴在玻璃上等演示实验 这样学生对大气压存在的概念
38、容易理解且知道大气压是很大的，生活中处处存在大气压。案例案例26：牛顿第一定律实验：牛顿第一定律实验 实验一：“吹书”实验二：杯底抽纸实验 实验三：“水杯中气泡运动情况”（二）通过实验给学生搭建探究（二）通过实验给学生搭建探究的思维平台的思维平台1在教师引导下完成实验设计在教师引导下完成实验设计案例案例27.探究力和探究力和 运动的关系运动的关系（二）通过实验给学生搭建探究（二）通过实验给学生搭建探究的思维平台的思维平台2设计不同的实验方案，让学生设计不同的实验方案，让学生进行选择进行选择案例案例28.碘的升华的教学碘的升华的教学（三）通过实验传给学生科学探（三）通过实验传给学生科学探究的方法究的方法 案例案例29.质量守恒定律教学质量守恒定律教学（四）通过实验带给学生（四）通过实验带给学生“学以学以致用致用”的思想的思想 案例案例30.计算并测定烧一壶水的时间和所用电计算并测定烧一壶水的时间和所用电能能结束语：结束语：基于核心概念下的教学，学生经历的科学探究过程更多的关注了概念背后的本质内涵，更多地有自己的体验，因此他们对一些事实性知识以及一般科学概念，会一步一步地发展并获得“深层理解”，最终形成科学核心概念。而教师在探究活动中能站在高处去指导细微的教学，通过实验给学生搭建探究的思维平台，通过实验传给学生科学探究的思想方法，才能真正提高科学核心概念的教学效果。