1。科学概念的内涵：科学概念是指在教学过程中通过揭示概念的内涵而形成的概念，是自然科学知识构成的最基本的要素。科学知识的推衍、规则的建立都离不开科学概念。

　　2。科学概念在科学学科中的重要：学生的日常生活经验对事物的认识往往是粗浅的，有些甚至是错误的，由此而产生的概念的内涵受狭隘知识范围的限制，或者没有把对象的主要特征包括进去，或者没有同不重要的东西清楚地分开。维果斯基把这种没经过专门的教学，而在日常生活中通过辨别学习、积累经验而掌握的概念叫做日常概念，又称前科学概念。比如，蜜蜂是鸟，鸭不是鸟，树不是活的，月亮是活的。如果他们在探索世界的过程中没有被科学地加以引导，那么他们形成的那些观念，就有可能是非科学的，并且可能妨碍到孩子们以后的学习。

　　3。科学概念在科学教学中存在的问题：

　　一、呈现错误概念，引发认知冲突

　　学生进入课堂的时候不是带着空白的头脑，而是带着对这个世界懵懂的认识，这些认识有正确的也有错误的。正确的前科学概念对学生的学习有促进作用，错误的前科学概念对学生的学习有阻碍作用，它使学生难以运用科学的眼光看问题，不能用科学的思维研究问题。因此教师要充分暴露学生的前科学概念，觉察学生的思维困境，教学时要以活动为载体，以学生的亲身实践、亲身体验为主线，让学生在亲身探究过程中去体会、去领悟。

　　1、引出问题，呈现错误概念。

　　了解或诊断学生的前科学概念的最有效的方法是进行个别访谈。教师可以在课堂或课下专门地设计一些问题让学生去回答以论及自己的思想，以此获得学生的前科学概念。比如《食盐在水里溶解了》一课，可以让学生观察食盐和水，沙和水混合后的变化，很多学生都会说：“食盐在水里溶解了。”“你看到了什么认为食盐在水里溶解了呢？”学生认为变小了，消失了就是溶解的表现。这样教师就可以根据学生的前概念设计过滤分离、观察高锰酸钾的溶解过程等环节纠正学生的错误认识。

　　2、引发学生的认知冲突，打破顽固的前科学概念。

　　所谓认知冲突，就是学生原有认知结构与新现象之间无法包容的矛盾。学生在学习新知识的时候，总是试图用原有认知结构来同化对新内容的理解。教师应该允许学生为自己的前科学概念辩护，使学生间或师生间充分交换对同一事物与概念的不同看法。当学生发现他人的观念比自己更合理，能更好地解决自己悬而未决的问题时，他们往往会对自己先前所持有的观念提出怀疑和自我反省。当遇到不能解释的现象时，就会引发认知冲突。一旦引发认知冲突，就会激起学生的求知欲望和好奇心，从而更易于接受新的、正确的科学概念。还是《食盐在水里溶解了》一课，当学生认为自己对于“溶解”的解释是正确的时候，教师呈现面粉和水的混合物，让学生观察面粉在水中是否溶解了。此时，教室里就出现了不同的声音，有的认为面粉看不见了，是溶解了；有的认为面粉的颗粒没有消失，没有溶解；还有的认为面粉一部分溶解了一部分没有溶解……这时学生就对自己对“溶解”的解释产生一丝疑惑，一丝怀疑，正是这种怀疑，为“溶解”概念的学习注入强大的动力。

　　3．要充分地尊重学生前概念

　　对于学生的前概念教师要予以充分地尊重，要把它们作为一种尝试性的解释加以处理，不能武断地否定掉一些“不科学”的前概念。教师要提供尽量多的机会，让学生亲自发现自己前概念中的错误之处。所以在这种情况下，教学情境所引出的问题就不能太分散，否则学生无法对自己的已有认识进行验证和澄清。

　　二、促进构建活动，形成科学概念

　　按照皮亚杰的观点，学生改变原有认知结构的主要机制是顺应。所谓顺应，是指对原有认知结构的调整和改变，以便更好地理解和接纳新现象。也就是说，当新知识和原有认知有较大的差异和矛盾时，必须将原有知识进行结构调整和改变，通过顺应学习才能接纳新知识，解决认知矛盾，实现由原有的前概念向新的科学概念的转变。

　　1、积累感性认识，初建科学概念

　　由于学生的前科学概念有着极强的顽固性，如果只是通过知识传递的方式，很难让学生形成科学概念。科学教学中一般可以通过探究性实验积累感性认识，实现认知顺应。感性认识是进行思维加工以形成科学概念的基本材料，是激发学生学习动机和兴趣的有效武器。感性认识不足，是学习科学概念的主要障碍。因此，要使学生更好地掌握科学概念，必须创造一个适应教学要求，借以引导启发学生挖掘问题、思考问题、探索事物的共同特征和本质属性的学习环境，使学生获得必要的、充分的感性认识。

　　实验是获得感性认识的重要途径。运用实验来展示有关的科学现象的过程，可以使学生获得更典型、更生动、更深刻、更能反映事物的本质属性和共同特征的感性认识。

　　比如《热胀冷缩》一课，在让学生建立液体受热体积会膨胀，受冷会收缩的概念时，通过让学生做对比实验观察水、果汁、酱油、酒精等液体受冷受热时的变化获取事实。并让学生把实验结果记录在表格中。又如《食盐在水里溶解了》通过让学生观察食盐在水中的变化，高锰酸钾在水中的溶解过程，以及过滤食盐水等实验，引导学生逐步建立起更深入的“溶解”概念。

　　2、提供具体类比，完善科学概念

　　当学生通过观察等一系列活动对于概念有了新的认识时，在这一过程的教学中教师应提供具体的类比，把要学习的新观念与学习者先前熟悉的观念或事物进行类比，促进学生对新概念的理解。在《食盐在水里溶解了》一课中，有一个活动是观察高锰酸钾的溶解过程。食盐在水中溶解过程是怎样的，溶解后在水中是如何分布的无法看见。怎么办？最好找一种溶解过程是可视的，溶解后分布情况是可视的物质作类比。学生观察高锰酸钾溶解的过程中，形象地观察到了高锰酸钾从可见到不可见的过程，水从无色到紫色的过程，水由浓变淡，扩散后均匀分布的过程。从而学生顺应地理解了食盐、白糖一类物质的溶解过程和溶解后在水中的分布情况。这时，学生头脑中溶解的概念又丰富了一层：物质在水中溶解的过程是慢慢扩散的，溶解后是均匀分布在水中的。

　　3、整理加工事实，形成科学概念。

　　科学概念是对自然界的现象、过程等感性材料进行科学抽象的产物。在科学概念的教学中，如果只是向学生提供形成科学概念的感性材料，而不让学生参与思维加工活动，掌握建立科学概念的思维方法，会使学生的感性认识和理性认识，生活经验和科学概念仍处于“分离状态”，对科学概念的认识只能是肤浅的片面的。因此，在学生获得感性认识的基础上，要引导他们运用分析、综合、概括等思维方法，对感性认识进行加工。

　　4。促进学生科学概念形成的教学策略：

　　一、找准概念生长基点，引导学生感知科学概念

　　科学是一个在动手操作中的思考，不断修正和完善科学概念并做出解释的过程。学生的科学学习过程即概念改变过程。学生在真正学习新的科学概念之前，已经有了对一些概念的朴素的理解，而不是空着脑袋的，这种理解可以称为初始想法，或称之为前科学概念、错误概念等，它包含原有的经验和假设，但往往与概念的科学含义不一致。科学教学过程就是改变学生原有的朴素理解甚至是错误的观念，通过深入的探究活动，让学生直面错误概念，引发认知冲突，然后进行各种建构活动，寻找证据，创建新模型，并能与自己的初始想法做比较，在新的情境中运用新模型进行解释。在奥苏贝尔看来，学习的心理机制是同化，即学习者新旧知识之间相互作用产生联系，原有认知结构中的知识吸收并固定新知识的过程。这一理论给我们的启示之一是科学课上帮助学生建立的概念，要和学生原有的真实想法相互作用建立起联系。

　　1、学生获得必要的感性认识，消除错误的前概念。

　　心理学表明：小学生的思维是由具体形象思维逐步向抽象逻辑思维过渡的。因此，教学中应充分了解学生的实际情况，通过具体科学实验消除错误的概念。如：在教学《种子发芽实验》时，我先后用《设计种子发芽的实验》、《种子发芽的实验》和《从实验中获得信息》这三节课帮助学生掌握种子发芽必不可少的条件。根据学生已有的前概念，他们认为种子发芽需要有水分、空气、阳光、土壤（肥料）和温度。之后通过一系列的实验，证实了种子发芽时只需要适宜的温度、水分和充足的空气，只有当植物生长时才需要水分、空气、阳光、土壤（肥料）和温度。

　　当学生转变了认识以后，我又问学生如果在屋前和屋后同时播下一粒相同的种子，哪一粒会先发芽呢？学生们异口同声地回答是屋前，因为他们的前概念都认为屋前阳光充足。可是，等实验结束后，所有学生都发现自己错了。因为屋前的种子在太阳光强烈的照射下，水分挥发得很快，因为没有了充足的水分，它发芽的速度比屋后的慢了许多。

　　所以，抓住小学生的思维特点，充分利用科学实验，学生获得了必要的感性认识，积极消除学生错误的前概念，对科学概念的渗透是很重要的。

　　2、学生经历认知冲突，消除错误的前概念

　　改变学生错误的前概念是一件非常困难的事，有的前概念非常顽固，需要经过较长的时间才能得到转变。美国学者纳斯伯姆和诺威克曾提出过“矛盾事件”的方法，具体的做法是：⑴通过一定的方法暴露学生的前概念。⑵使学生明确意识到他们和别的学生想法不同。⑶让学生尝试解释一个矛盾事件，引起概念冲突。⑷鼓励和引导进行认知调整，建立与科学概念相一致的新的概念模型。

　　例如在路培琦老师所上的《连通气球》一课中，教师提出将大小气球连通后会发生怎样的变化。学生们说出了自己的五种猜测，这是他们基于自己以前的概念作出的猜测，其中普遍认为大小气球连通后是会一样大的。可是在做实验时却发现大小气球不是这样变化的，而是大的更大，小的更小。这与学生原有的前概念发生了冲突，从而引发学生思考为什么会气球大的更大，小的更小？后又通过实验证明这是大气压力有关。可是又有新的问题产生了：小气球为什么没有全瘪？经过进一步的认知冲突，最后得出了正确的科学概念。这样的例子在我们的科学教学中屡见不鲜，比如塞在杯底的纸团浸入水中后不湿等现象都是属于就一类别。

　　3、提供符合客观事实的事物，发展学生不完整的前概念。

　　在小学科学的教学内容中有一块是关于生物的。对于小学生而言，生物在日常生活中经常会接触到的，也就是说有一定的认识。然而这种认识大多是片面的，不完整的，这是因为小学生对生物体没有一个全面观注和了解过程而造成的。对于这种情况我们说可以把生物体引入课堂或让学生自己亲自饲养，为学生创造一个近距离接触生物体的机会，从而达到形成正确科学概念的目的。

　　例如在教学三年级上册第一单元植物单元的时候，从学生的已有前概念从发，他们对一些植物是有一定认识的，这包括认识一些不同种类的植物，对植物各部分也有一定的了解，对其生长所需要的条件等方面。在这个单元的教学中，我先让学生观察了校园的树木，从这个活动中我了解了学生已有的对植物概念。很明显是片面的，琐碎的。于是我在第三课时就改变了教学方法，原本按排学生去校园里观察狗尾草，可这不利于学生对植物整体的了解。因此，我从校园里拔了些狗尾草，组织学生在课堂上同桌共同观察，并对观察方法进行了一定的指导。果然，学生不但画出了比较完整的狗尾草图，而且发现了许多特点。在交流中，说出了狗尾草的根、茎、叶、果实、种子，以及各部分的特点。第四节课上，我为孩子们带来了水生花，他们已经可以从植物的各部分去观察了。通过对植株整体的观察，学生在脑海中会逐渐形成对植物的一个本质上的认识，从而完善了前概念，达到形成正确科学概念的目的。

　　二、借助完整的探究过程，帮助学生形成科学概念

　　学生科学概念的发展过程要遵循概念发展的顺序和学生个体科学概念发展的实际水平，要一步一步地发展。实践证明，只有学生在科学的认识下，借助完整的科学探究过程，通过亲身的探究和实践，科学知识在其心中才能真正获得新生，才能获得“深层理解”并形成科学概念。

　　1。创设情境、激发思维、引入概念

　　在科学课中如何将概念引入，直接关系到学生对概念的理解、接受。小学生学习概念一般以感知具体事物，获得感性认知开始的。因此，教师的课堂中重视科学问题情境的创设，激发学生的思维，使学生产生积极主动的学习新知识的欲望，这种欲望是学生建构科学概念的前提。

　　例如，在研究空气的一节课中。一上课，教师就请每组学生按要求完成“浸不湿的纸团”这一实验，所有学生都观察放在玻璃杯底部的纸团没有被水浸湿，教师不失时机地提出问题：“在日常生活中纸浸入水后是一定会湿的，但放在杯底，杯子倒扣入水后，为什么没有湿呢？到底是谁在起作用呢？”学生们作出自己推测。这样不仅引入了概念，激发了学生的探究欲望，产生了解决问题的需要，还为后面的实验验证奠定了基础。

　　2．直观操作、深化思维、理解概念

　　学生对概念的理解是形成科学概念的中心环节，概念的获得是学生经过分析、综合、比较、抽象、概括的结果。只有在概念引入之后，引导学生自己主动探索，激发、深化学生思维，才能理解概念。

　　比如“动物的卵”，首先学生应该由外而内的观察动物的卵。在儿童概念重组中，当日常概念与科学概念产生冲突后，应该选择一种最为适当、明确的方法，来揭示事物的本质特征，帮助儿童建立起科学概念。在对动物的卵的观察活动中我们应该让学生明白只有选择解剖的方法，才能揭示动物卵的特征，使他们形成繁殖的科学概念。明确这一点后，每组学生用多种解剖方法探究生熟鸡蛋的内部结构。接着面对观察活动中获取的信息，学生只有通过整理，通过思维的进一步推进，才会形成“动物的卵有新生命发育生长的条件”的概念。这也正是我们期望学生形成的观念性的概念。

　　3．分析归纳、强化思维、形成概念

　　由于小学生的年龄特点和认知水平，概念的抽象、概括、形成不是一次完成的，要经过一系列反复的过程。经过多层次的比较、分析、综合，才能真正发展学生的思维结构，让学生真正地理解概念。

　　《声音》的教学重点和难点就是让学生建立起“振动”的概念。“振动”这个概念很少会出现在学生头脑中，虽然他们也观察到了一些振动的现象，但他们却认为振动就是拍打、摩擦、敲击等许多方式中的一种。

　　部分老师在讲解声音产生的原因时，会让学生讨论或者直接告诉学生，这样的结果可想而知，学生不可能建立起“声音是由于物体的振动而产生的。”的概念。那如何让学生科学地建立起“振动”的概念呢？

　　教师可以先给学生提供多种乐器，让学生进行演奏。经过一一演示，学生发现这些物体发声的方式不是唯一的。接着，教师再让学生进行总结：这些不同的发声现象和发声的方式有什么共同之处吗？这个问题是学生比较能力、概括能力的一次提升。在解决这个问题的过程中，学生的思维逐渐向“振动”的概念靠拢。

　　在“振动”概念的提升过程中，学生进行了多层次的比较、分析、综合等活动，由表面的理解进入到概念的提升。

　　三、让学生应用科学概念解决实际问题，促进学生深化科学概念

　　设置具体的问题情境，运用已形成的科学概念解决问题，是学习科学概念的目的，也是检验学生对科学概念掌握的情况，更是加深学生对科学概念的理解，深化科学概念的重要环节。因为，只有通过运用，才能暴露学生对科学概念理解上的缺陷，以便进一步地深化学生对科学概念的理解。

　　如在《绝缘体与导体》这节课上，学生经过亲身的探究已经抽象出了绝缘体与导体的概念。我突然又抛出了一个问题：同学们，你们用来记录实验现象的铅笔是绝缘体还是导体？一部分同学认为是导体（因为笔芯是导体），一部分同学认为是绝缘体（因为笔杆是绝缘体）。经过综合以后，同学们都达成了一致的意见：铅笔的笔芯是导体，笔杆是绝缘体。一个小小的问题，使学生巩固了已形成的科学概念，更重要的是学生学会了用形成的科学概念辨证地分析问题、解决问题。

　　学生的科学学习过程在某种意义上说是改变学生原始知识、经验的过程，即概念改变的过程。只有通过消除错误的前概念，借助完整的探究过程，设置具体的问题情境才能从实际意义上引导学生接触科学概念，帮助学生形成科学概念，促进学生深化科学概念，从而掌握科学概念。