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对“24个核心概念”的探讨

对“24个核心概念”的探讨

对“24个核心概念”的探讨

    在小学科学标准修订草案中,列出了24个核心概念,我想有必要对这24个核心概念作一点探讨。
   理由:
    1.核心概念应该来说是课程标准的核心部分,是课程标准的心脏。一个人的心脏决定着一个人的健康,一个课标的“心脏”决定着课标的质量。
    2.24个核心概念统领着142个具体概念,能否取统领的作用?统领的程度如何?是课标的一个关键。
    3.对核心概念描述方法的不同,阅读者对其的理解也会有很大的差异,理解的差异会影响课程标准的实施平。

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  我想,首先对“核心概念”作个定位,按照加拿大安大略省颁布的《1-8年级科学与技术课程标准(2007修订版)》的描述,“核心概念”(加拿大称之“重要概念”)是指超越于零散的事实和技能而集中在概念、原理和过程上;是学生忘掉一些学过的具体事物之后,仍然能长期保留的广泛而重要的理解。
  对照这样的定位,这24个核心概念是我们成人为孩子们预设的,是将来能在孩子心中留下的概念(确切地说是观念)。那么,这24个核心概念是否达到这样的要求呢?
  我们不妨拿几个出来作一探讨:
  如:在“生命科学领域”中的第6条:动植物之间的依存关系
  这样的描述我觉得不太恰当,通过科学教育,我们希望孩子们的头脑中留下什么?留下“动植物之间的依存关系”语句不通。倒不如改成:“动物与植物之间是相互依存的。”或“动物离不开植物,植物也离不开动物。”或“动物与植物之间是相互依存的,动物离不开植物,植物离不开动物。”这才是一种观念。
  再如:“物质科学领域”第6条:声音是能量的一种形式。
  这样的描述,也有问题,首先从语法上来讲,按主谓宾的缩写“声音是形式。”不恰当,倒不如说“声音是能量。”其次,从孩子的角度,“声音是能量的一种形式”这样的概念可能不会留在孩子的心中,它不是一种观念的表达。是否采用这样的描述“声音也是一种能量,它的产生、传播有一定的特点。”我看这样的表述有利于孩子的理解。其它的几个“什么是能量的一种形式。”表述也要作探讨。

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再如:“物质科学领域”第2条:水是一种特殊的物质。
这样的表述非常模糊,特殊在何处呢?照这样的推理“声音是一种特殊的能量。”“光是一种特殊的能量。”“电是一种特殊的能量。”“空气是一种特殊的气体。”“地球是一颗特殊的星球。”等我们是否都可冠以“特殊”两字呢?其实“水”在我们成人的头脑中留下什么样的概念?就是“普普通通的水”,水就是水。水能喝、能养鱼、能洗衣服、能结成冰、能变成水蒸气、能溶解东西。
再看:“生命科学领域”的第7条:地球上存在着不同的植物和动物——生物的多样性
这个核心概念的描述非常特殊,带了一个破折号,是24个核心概念中唯一的一个。这样的描述我觉得也有一点问题,一是概念的主体部分“地球上存在着不同的植物和动物。”的描述过于朴素,与孩子的生活观念没有多大区别,在孩子的头脑中本来就有“世界上有多种动物和植物”的观念。能否改成“地球上的动物和植物是多种多样的,不同的动物和植物有不同的特征。”二是概念的说明部分“生物的多样性”有画蛇添足之感,有事实性描述的味道,孩子们对“多样性”这个抽象的、专业的词语很很难给他们留下印象。

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二、关于“核心概念”的统领
既然是核心概念,那它一定具有统领具体概念的作用,因为具体概念接近于或等于事实性概念,而核心概念则是超越于事实性概念的观念。我通过对核心概念与142个具体概念的对照,发现有几个核心概念统领作用不够。
如:“物质科学领域”第3条:空气是一种由不同气体混合成的物质。
这个核心概念留给孩子的印象“空气由不同气体组成”,但在具体概念中讲了空气的重量、压力、体积、流动性及成分。空气的成分只是具体概念中的一个概念。所以,这个核心概念不能统领大部分的具体概念。
再如:“生命科学领域”第4条:人类有一个高级功能的脑。
这个核心概念之下有三个具体概念:1.人是进化的产物。2.人脑能够指挥人的行动,产生思想、复杂情感、决策。3.脑和其他器官一样需要保护。这三个具体概念是不是核心概念的统领呢?就拿第1点来说,“人是进化的产物”与“人类有一个高级功能的脑”什么关系?是“产物”包含“大脑”还“大脑”包含“产物”?从第2点来说,这个高级功能的大脑是从生理角度还是从社会角度?我们怎样以科学的角度来说明其高级?而不是“能指挥人的行动”就是高级,动物的大脑同样指挥其行动。“能决策”就算高级,动物不是同样有决策行为?“复杂的情感”怎样用科学去验证?所以,我觉得“核心概念”与“具体概念”之间有不匹配的现象。

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三、核心概念之间的重叠与交叉
本人认为:核心概念之间不应该有重叠和交叉,因为一是造成孩子建构的混乱,弄得孩子糊里糊涂;二是从分类学的角度,有勃于分类原则。
在这24个核心概念中有重叠与交叉的现象,如:“技术领域”中第1条“人们设计不同的仪器和工具来满足各种用途。”与第2条“人们设计不同的工具来移动物体。”就有重叠与交叉。“人们设计工具来移动物体”与“人们设计工具满足用途”存在着包含关系,“移动物体”是设计工具的“用途”之一。如果照这样的推理,我们是否可以再加一个核心概念“人们设计不同的工具来观察物体”呢?放大镜、显微镜、望远镜就是诸如此类的工具。

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四、“24个核心概念”之外的核心概念
   微观世界方面的科学概念在“24个核心概念”中似乎没有了找到,在生命科学领域除了动物、植物之外,理应还有微生物。同时在孩子们的生活观念中已有“细菌”“霉菌”的概念,对微观世界有了一点初步的了解,我们不应排除在小学科学教育之外。
    以上仅是个人观点,欢迎同行参与探讨。

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对几个核心概念描述的建议

1、物质(材料)具有不同的特征和特性。
建议改成:
    不同的物体具有不同的特征,不同的物质(材料)具有不同的特性。
我的理由:
    物体和物质是两个不同的概念。物体指由物质构成的、占有一定空间的个体。物质指独立存在于人的意识之外的客观实在(《现代汉语词典》)。一般而言,物体与特征相对应,物质与特性相对应。例如:铁,是一种物质,我们常说铁具有导电、传热、硬度较大、易生锈的性质,这就是铁的特性,我们不能把它说成这是铁的特征。同样,用铁加工成的刀具,是一种物体,刀的特征是有刀刃和刀柄。这是刀的特征,不能说成这是刀的特性。特征是可以作为事物特点的征象、标志。而特性则是指某人或某事物所特有的性质。因此,把这两者分开有利于对此概念的理解和掌握。

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建议将jsqdghp纳入课标修订组,看起来他/她是经过认真思考和推敲的,所指出的问题很有道理,类似问题在草案中还有很多很多。总体看来,草案内容随意性较大。随便举两个例子:
1。在领域和主要概念那个表中,在生命科学一栏,提到了微生物。在“人类”一栏也提到关注卫生和健康。而在后面的具体概念部分,微生物的内容却没有了。
2。地球科学部分:提到了大气圈、生物圈、水圈和土壤圈、岩石圈。在后面的具体概念部分却没有水圈什么事。我的理解岩石圈应该和土壤圈的联系更紧密些,不知道为什么把水圈和土壤圈放一起?而且小学生建立如此大范围的大广度的圈概念是很困难的,是否有必要?
3。还是在地球部分:后面的具体概念很大篇幅详细谈到岩石层,是否必要?而没有和学生更密切相关得气候和土壤的内容。我查了一下修改组成员的资料,发现其中一位是研究地震的,难怪对岩石如此钟爱。又了解到一位成员对脑科学研究多多,也就难怪把一个光秃秃的头放在生命科学中,而没有其他部分。作为院士,毫无疑问,他们可以说出一百个脑和岩石有多重要的理由,但是对于小学科学教育来说,是否是必要的内容,或者说应该牺牲其它内容。
4。在地球部分列入了生态系统和生态平衡,而在后面的具体概念部分却没有。当地球科学作为一个独立学科介绍时经常会涉及到生态平衡的问题,而且多数时候是对应于环境问题的。而在一个综合性的“科学”中,这里又有生命科学部分,似乎放在生物里面更合适。
最后还要说的是,很可能又要引来一串“炮弹”,前面谁好像说修订组成员多是业余时间从事此项工作,这种精神当然值得敬佩,但是,没有足够的时间投入,没有有关的专业知识,没有对学生、教师、学校和教育的了解,还是专心于科学研究本行为好。科学教育的标准是要为几千万甚至上亿学生和教师服务的,作为修订组专家是来不得半点“业余”的,需要字字句句斟酌的(我们这些网上“乱说的人”除外,到现在为止网上好像还是“乱说的人”多,只有两个专家成员)

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  jiangweitian所说的,有一定的道理。我看问题的关键是我们这帮人(指我们这些成人,主要指课标修订的成员)以怎样的视角为孩子们设计未来的蓝图?我暂且把这一话题放一放,先对核心概念的描述建议说完。
  2、地球上存在着不同的植物和动物--生物的多样性
建议改成:
  地球上的动物和植物是多种多样的,这些形形色色的动物和植物构成了地球上的生物系统。
我的理由:
  从这个核心概念的表述可以看出,列出这个核心概念主要目的:帮助孩子形成生物多样性的概念。但生物的多样性并不是用“存在着不同的植物和动物”来解释。从某种意义上说,“多样性”不在于“同与不同”而在于“多种多样”,因此,“不同的植物和动物”与“多种多样的动物和植物”所表达的意义是不一样的。其二,动物与植物位置的对调,出于孩子语言习惯的考虑。其三,物种之间不是孤立存在的,也就是说:“并不是多种多样的动物和植物,就是生物的多样性”它们之间存在着有机的联系,是构成一定生物系统的。

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  3、水是一种特殊的物质。
建议改成:
  水是地球上的一种重要物质,在特定的温度下会变成气体和固体,能与一些物质进行混合和溶解。
我的理由:
  水是生物维持生命的必要条件,没有水地球上就没有生命,地球就没有生机,所以“水”不在于其“特殊性”而于其“重要性”,因此,说成“重要物质”比“特殊物质”更贴切些。其二,水的物理变化和化学变化是水的重要性质,也与孩子的生活经验有密切的联系,作为核心概念我觉得是理所当然的。其三,具体概念是核心概念的分解,这样的表述能囊括其所属的9个具体概念。
  
  4、空气是一种由不同气体混合成的物质。
建议改成:
  空气是由多种气体组成,它具有一定的特性。
我的理由:
    “不同气体的混合”可以是二种气体的混合,也可以是三种、四种气体的混合。而实际上空气的组成成分,目前已知的就有18种之多,所以,用“多种气体”比“不同气体”更为合理一些。第二,这个核心概念的重点帮助孩子建立对空气的认识和理解,空气的组成成分只是空气的一个方面,在7个具体概念中只占1个,对其它特性的认识与理解,也应纳入到到核心概念之中,故加上“它具有一定的特性。”

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非常感谢jsqdghp老师。在此需要说明,这是一个国家标准,这一标准不是给学生看的,主要是写给教学有关人员的(包括:教材编写者、教师、家长以及关心科学教育的人)。学生需要在老师引导下逐步建立起科学概念和模型,在获得知识的过程中学习探究技能、科学思维和态度,因此专业性的词语也是需要在教学过程中不断渗透,使学生理解的。

对于其他细节问题将请课标组专家或专家志愿者进行研讨、给予解答。

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5、声是能量的一种形式。
建议改成:
    声音的大小、高低与物体的振动有关,声音的传播具有一定的特点。
我的理由:
    “声是能量的一种形式”对小学生来说,可能是不可及的概念,在他们的生活中,很少把“声音”与“能量”发生联系的,声音转化成能量的事例也不多,在具体概念的举例中列举了“话筒(麦克风)、杨声器(喇叭)、声控开关”,他们可能体会不到这是能量的转换,也不理解这是能量的转换,对“爆炸声振碎玻璃、掀翻汽车”这样的声能转换的情况很少见。反之,太阳能热水器、太阳能电池倒是他们非常熟悉的,电视广告、日常生活都有所接触和了解,“太阳光是一种能量”的概念他们是能够形成的。在声音方面,对声音的大小、高低这才是他们是最有感触的。从学科的角度看,应该把“声是能量的一种形式”作为核心概念,但从孩子的角度看,这样的核心概念即使通过探究也可能难以形成。所以我把这个核心概念降低了一个层级,到了中学之后,再在这个概念的基础上上升到“声具有能量”这个概念层级。

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刚发好上面第5点才看到NSSE的评论,关于课标的读者对象问题,这是没有什么异议的,但我想:核心概念最终会转嫁到学生身上,所以在描述上要作适当的考虑,当然,我们不必以孩子的口吻来叙述。

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我认为课标所列的24个核心概念本身就不能构成一个严密的逻辑体系。比如,物质世界领域,和物质与力并列的应该是能量,而声光磁电等则是能量的下属概念,隶属于能量概念的类型序列。
我们能不能建立一个相对统一的核心概念表述模式,比如,从特征、分类、变化、关系等角度来作为核心概念的具体化。比如,在物质世界领域,我们可以分解成物质、能量、力三大核心概念。
物质:本质描述:物质是构成自然世界的基本单位……
     特征方面:我们可以讨论到物质的形状、结构……;
     物质类型(或分类):就可以讨论到气体、液体、固体……,
     变化角度:我们可以讨论到物态变化和化学变化,物质的转化不灭、分离混合等等,
     关系角度:我们可以讨论到物质的利用、环境的保护等等
     列举角度:具体研究水、空气等物质来学习探索上述的科学概念
力:本质描述:力是物体之间的相互作用
    特征:力的大小、方向
    分类:压力、弹力、重力……
    变化:力使物体位置发生变化
    关系:运动和力
能量:本质描述:……
      特征:……
      类型:声光磁电……
      变化:能量的转化,能量守恒
      关系:节能、能源开发……

考虑尚不成熟,只想抛砖引玉,不当之处敬请批评指正!

[ 本帖最后由 flying 于 2008-7-11 07:43 编辑 ]

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看来对“核心概念”描述的讨论,其意义远不如对“核心概念”本身的讨论。据《科学究竟是什么》一书的介绍,美国《国家科学教育标准》中提出的统一的科学概念和过程体系,主要包含“四大概念体系”A.形式与功能(或结构与功能)。形式与功能是自然界和人类社会互为补充的两个侧面。一个物体或系统,其形式是与它的功能相一致的。B.变化与守恒。世界万物都处在永恒的运动和变化之中,运动带来变化,但在一个系统中,能量和质量的总和不变。C.演变与平衡。自然界不仅是处于不停的运动与变化之中,而且有些是逐渐发生的(如:生物进化),有些是突然发生的(如:地震)。平衡是演变达到相对稳定的状态,系统具有向平衡态发展的趋势。D.系统、结构与秩序。自然界和人类社会是复杂的巨大的系统,但它们不是变幻莫测的、不可知的。自然界和人类社会都具有普遍的规律和秩序。概念体系的难度是从A--B--C--D逐步加深的。
    我国科学教育概念体系的确立能否从中得到一点启发呢?

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