以学习进阶统整科学概念教学——以“导体和绝缘体”一课的教学为例

文∣王继伟

学习进阶又叫“学习进程”，是指在教师指导下，学生对概念的理解一步步发展、完善的过程。目前，已引起普遍关注的概念进阶包含两种类型：同一阶段不同概念之间的进阶；不同阶段相同概念的进阶。这两种类型都是从课程论的角度研究学习进阶对概念教学的意义。此外，还可以从教学论的角度研究学习进阶，也就是用学习进阶理论指导课堂教学，使学生概念学习呈现一个由浅入深、层次递进的过程。下面，以“导体和绝缘体”一课为例，分析学习进阶对科学概念教学的意义，并探讨以学习进阶指导科学概念教学的路径。

一、基于问题分析，探讨以学习进阶统整概念教学的意义

(一)问题：学生的概念表达“走样”了

“导体和绝缘体”是苏教版小学科学五年级上册“电和磁”单元的第2课。本课教学的重点是认识常见物体的导电性能，建立关于导体和绝缘体的概念。教材给导体和绝缘体的定义是“容易导电的物体是导体，不容易导电的物体是绝缘体”。我们发现，许多学生学了本课后，会这样来表达他们对导体和绝缘体的认识：“会导电的物体是导体，不会导电的物体是绝缘体。”看起来只是换了一个词语，但含义却有了明显的不同。“会”和“不会”表达的是导体和绝缘体在导电性能上的不可变性，而“容易”和“不容易”则包含了变数的存在。毫无疑问，教材的定义相对科学，这是因为在导体和绝缘体之间，的确没有绝对的界线，在一定条件下，绝缘体是可以变成导体的。例如，玻璃在通常情况下是绝缘体，但如果将玻璃加热到红炽状态，它就变成了导体。学生“走样”的概念表达，需要我们反思。

(二)分析：概念教学存在什么问题

张红霞在《科学究竟是什么》一书中指出：“科学学习与其他学科的学习不一样，它以直接经验为基础。”要使学生更好地掌握科学概念，必须创造一个适应概念学习要求，能启发学生探索事物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。为什么学生的概念表达会“走样”？通过课例研究发现，这是因为学生在课堂学习中没有获得必要的、充分的感性认识。

教师通常会采用三个实验组织本课教学：实验1是利用小灯泡、电线和电池，组合成一个检验器，检验连接在两条导线中的物品是否能使电流通过，由此引出导体和绝缘体的概念——像钢尺、铁钉这些容易导电的物体，叫作导体；像木头、塑料、橡皮这些不容易导电的物体，叫作绝缘体。实验2是用同一装置检验不同液体(自来水、纯净水、盐水)的导电性能；实验3是用验电球做人体的导电实验。通过这三个实验，学生能获得的感性经验是：钢尺、铁钉、自来水、盐水、人体等接入检验器后小灯泡或验电球亮了；木头、塑料、橡皮、纯净水接入检验器后小灯泡或验电球没亮。这些经验能够帮助他们理解“导体会导电，绝缘体不会导电”，但不能帮助他们理解“导体容易导电，绝缘体不容易导电”。这样的概念教学，因为没有帮助学生获得理解概念所必需的感性认识，不能够支持学生深刻理解概念，所以导致学生概念表达“走样”。

(三)选择：以学习进阶统整概念教学

有效的概念教学，需要从学生的认知需求出发，选择对学生理解概念内涵有帮助的学习活动。而学习进阶强调概念教学要呈现一个连续且有层级的发展路径，帮助学生逐步形成对概念的完整认识。它不但强调了学习活动要能帮助学生理解概念，而且强调了概念学习是一个渐进的过程，学生对概念的理解是随着学习活动的推进逐步发展的。因此，以学习进阶统整概念教学，是一个比较好的选择。

以学习进阶统整概念教学，突出了概念理解在教学中的中心地位。这有利于解决“活动有余，思维不足”的问题，促使学生科学思维的发展，并构筑有效的知识结构。

以学习进阶统整概念教学，加强了教学过程与教学目标的一致性。这有利于解决“目标缺失，过程无魂”的问题，促使了教学过程实效的提升，更好地达成教学目标。

以学习进阶统整概念教学，强调了概念学习的连续性、层次性。这有利于解决“设计随意，流程无序”的问题，促使课堂不同环节间相互联系，由浅入深，纵向发展，始终围绕概念目标展开。

二、基于教学实践，探讨以学习进阶统整概念教学的路径

以学习进阶统整概念教学，也就是使教学呈现一个渐进的过程，学生能通过连续且有层级的学习活动逐步形成对概念的完整认识。它要求教师在认真分析概念内涵和学情的基础上，设置合适的概念教学目标，然后把目标划分为若干个理解层次，接着寻找支撑每个层次学习的相关事实、概念等信息，最后依托课程资源选择恰当的教学方式。一般来说，教师可分四个阶段完成教学设计。

(一)分析教材，理解概念，确定概念学习的目标

这一阶段，教师的主要任务是深入钻研教材，切实理解相关概念的内涵与教学要求，把握好课程标准与教材预设的概念教学目标。分析“导体和绝缘体”一课教材，可从三个层面引导学生认识导体和绝缘体。

1.哪些物体是导体和绝缘体

教材列举的导体有钢尺、铁钉、自来水、盐水、人体，绝缘体有木头、塑料、橡皮、纯净水。这些材料的选择具有很强的结构性：有金属，也有非金属；有固体，也有液体；有非生物，也有生物——人；有能够导电的水，也有不能导电的水。这些有结构的材料有利于学生认识导体和绝缘体的多样性。

2.怎样的物体是导体和绝缘体

教材给出的定义是“容易导电的物体是导体，不容易导电的物体是绝缘体”。这个定义不仅指出了导体和绝缘体在导电性能上的不同，还用“容易”一词表达了另一层意思——导体和绝缘体没有绝对界线，当条件改变时，绝缘体也可能变成导体。

3.导体的导电能力也有差异

教材建议用小灯泡、电线和电池组合成一个检验器，检验钢尺、铁钉、自来水、盐水的导电性能，用验电球检验人体的导电性能，两种不同的检验方法，暗示了导体的导电性能也是不一样的。

基于以上分析，我们为本课制定了如下概念学习目标：(1)理解导体和绝缘体的概念；(2)了解导体在材料上的多样性；(3)了解不同的导体导电性能有差异；(4)了解物体导电性能的可变性。

(二)评估学情，分解目标，规划概念发展的路径

这一阶段，教师的主要任务是评估学生前概念现状和理解水平，并根据评估结果将概念目标分解成若干个子目标，然后根据这些子目标的难易程度和内在关联性将其分阶，从而规划出概念教学的路径。

在学习“导体和绝缘体”一课之前，学生对导体和绝缘体的认识大多停留在“金属能导电”这个水平，也有部分学生从“人会触电”这个现象意识到人体也导电，但他们并不能确定。基于学生前概念现状和理解水平，我们将概念目标分解成五个子目标，并根据这些子目标的难易程度和内在关联性，规划了概念教学的路径，如下表所示。

序列目标环节1创设问题情境,唤醒学生前概念,同时激发学生学习的动机。环节2实验检验常见物体,发现有些物体(包括部分非金属)能导电,有些物体不能导电,引出导体和绝缘体的概念,并认识导体的多样性。环节3实验比较一些导体的导电性能,发现导体的导电能力不同。环节4提供绝缘体变成导体的事实信息,认识物体导电性能的可变性,引导学生建立关于导体和绝缘体的概念。环节5应用概念解释生活,并形成安全用电的意识。

整个过程分五个环节，每个环节都有独立的教学目标，这些目标相互关联，由易到难。这样的学习过程就像爬楼梯，始于学生前概念的唤醒，随着学习活动的推进，学生对概念的认识逐渐深入。

(三)围绕目标，收集信息，寻找支撑教学的资源

这一阶段，教师的主要任务是围绕教学目标，收集信息，并通过对这些信息进行价值分析，寻找到支撑每个层次教学的课程资源。围绕“导体和绝缘体”一课的概念教学目标，我们选定了三类资源支撑教学。

一是故事资源。采用上甘岭战役中志愿军战士牛保才用自己的身体接通电话线这个故事创设问题情境，增加教学过程的生动性，同时渗透革命精神的传承教育。

二是实验器材。用绝缘体导体检测器模型和微型溶液导电实验器替代教材中的实验器材，帮助学生在实验中有更多发现。

三是视频资源。用“玻璃加热后从绝缘体转变为导体”实验的微视频中帮助学生了解绝缘体在某些条件下可以变成导体，认识物体导电性能的可变性，助力学生建立科学概念。

(四)依托资源，选择方法，形成概念教学的方案

这一阶段，教师的主要任务是围绕规划好的教学路径，依托选定的教学资源，为学生的进阶式学习提供多样化的学习机会，如探究的机会、综合运用知识解决真实情境问题的机会等，让学生在实践中体验和积累科学经验，构建科学概念，发展科学能力，培养科学态度。围绕规划好概念教学路径，依托找到的教学资源，我们选择在“导体和绝缘体”一课的教学中应用故事情境、矛盾事件、分组实验、苏格拉底式诘问等教学方法。具体教学如下。

教师讲述志愿军战士牛保才用自己的身体接通电话线这个故事的前半段，提问：“牛班长带的电线全部用完了，在这样的危急关头，他还可以用什么材料接通电话线呢？”围绕可用什么材料接通电话线，学生展开讨论，陈述自己的观点，大多数学生选择铜、铁、铝等金属，但也有部分学生认为人体也能导电。因为观念不同，引发了认知上的矛盾，激发了学生探究的动机。

在实验中，让学生用绝缘体导体检测器模型检测教师提供的材料，亲眼看见了铁钉、铝片、铜丝、铅芯、自来水、人体都可导电，从而认识导体的多样性，即导体不局限于金属。再用微型溶液导电实验器检测导体的导电能力，让学生发现不同的导体导电能力有差异。最后播放“玻璃加热后从绝缘体转变为导体”这一微视频，让学生发现玻璃在加热影响下会转化为导体。

教师可以采用苏格拉底式诘问，引导学生完善概念。在第一次实验后，学生建立的概念是能够导电的物体是导体，不能够导电的物体是绝缘体。在播放“玻璃加热后从绝缘体转变为导体”这一微视频后，教师采用苏格拉底式诘问：“现在，我们能说绝缘体就是不能导电的物体吗？谁能对导体和绝缘体下一个更科学的定义？”引导学生建立科学概念。

教师继续讲述导入环节未完的故事，让学生了解牛班长的英勇事迹——以身体为导体接通电话线，然后引发讨论：“在生活中，我们能不能也尝试用自己的身体做导体连通电路？”引导学生一方面向英雄致敬，另一方面培养安全用电的意识。

实践证明，以学习进阶统整概念教学，能促使教师更深入地分析教材和学情，更科学细致地制定教学目标，更有针对性地设计一系列由浅入深、层层推进的教学活动。因此，学生在学习过程中获得了更好的发展。