自然科学概要篇1
自然科学概念是自然科学现象、过程的概括化和抽象化的思维形式，是自然科学学习和自然科学思维的基本单位，是自然科学知识最重要的内容。那么如何在自然科学教学中形成自然科学概念呢？
建构主义认为：学习不是简单地把知识传递给学生，而是学生自己建构知识的过程，学生不是简单被动地接受信息，而是主动地建构知识的过程。因此，正如一个学习过程，一个完整的自然科学概念的形成也要这样一个过程。在这个过程中，学生通过观察，运用比较、分析、综合、判断、推理、想象等科学思维方法，排除各种非本质的干扰，掌握自然科学现象和过程的本质特征，并在此过程中，经历基本的科学探究过程，受到科学态度和科学精神的熏陶。
建构主义学习理论的创始人皮亚杰认为：概念不是按照感觉知觉表象概念而建立起来的，而是根据下图中的结构（2）产生的。
因此，自然科学概念并不是由自然科学知觉、自然科学表象产生的，而是由学生的观察活动建构起来的认识图式产生的。一般情况下要经历以下三个阶段：
1、认知经历阶段
这个阶段的活动是让学生初步形成概念，其次，要求学生明确这些知识的物理含义，知道它们的来龙去脉，例如，理解自然科学术语的含义，了解自然科学概念的引入、原因和方式。再次，还要求学生能运用所学知识解决一些实际问题。这一阶段，通常由以下几个环节构成：
1.1动机激发：学习动机是推动学生学习的心理动因，激发动机是通过教师创造的情境，激发学生的求知欲，让学生的意向心理处于活跃状态。如在教学《声音的发生和传播》时，可以这样安排，分别播放小溪的流淌声、鸟儿的叫声、风吹过树梢的声音，大家听到了什么声音？那么，大家能否借助手头现有的一些物品发出声音吗？于是学生异常踊跃，纷纷借助物品发出声音。通过学生听声音、动手发出声音，然后引入，大家想知道声音是怎样发生和传播的吗？把学生的积极思维意向领入新课的探索之中。
1.2全面感知：既然感性认识是形成概念的基础，在学生学习概念时，就要让他们全面感知，做好从感性认识到理性认识过渡的充分准备。又以《声音的发生和传播》为例，可以这样安排，每桌同学中，一位拉长橡皮筋，一位试着让橡皮筋发出声音，并观察橡皮筋发声时有什么特点？让学生初步了解音叉发声时的特点。在通过乒乓球靠近发声的音叉和不发生的音叉的情况的比较，来验证音叉发生时在振动。又如在教学《电磁感应》时，为了有利于学生形成正确的观念，以便为建立正确的概念作准备，在这个实验中，通过闭合电路的一部分导体在磁场中的多种方向的运动是否会产生电流的比较，突出了“切割磁感线”才会产生电流的本质。
1.3科学思维：输入大脑的信息要想储存下来，必须经过登记、分类，必须将旧信息加以调整，组成新的认知结构，以便进行检索，因此，要在学生已有正确观念的基础上，引导他们进行科学的思维，即运用比较、分析、综合、判断、推理、想象等方法，抓住事物的本质特征，排除那些非本质的东西。又如教学《声音的发生和传播》为例，可以通过靠在发声音叉和不发声音叉旁的乒乓球运动情况的观察，推测如果音叉是静止的，乒乓球会弹起来吗？那么发生音叉旁的乒乓球弹了起来，说明了什么问题？
2、巩固完善阶段
学生一般只重视概念的定义，但定义往往是仅从某个主要方面来揭示概念的内涵和外延的，除此之外，概念还有其他侧面的表现。所以只有掌握了概念的各个侧面，对概念的认识才比较完善，才可能对概念灵活运用，而这个完善过程必须在应用概念去解决具体问题的实践中去完成。
用来完善和巩固对概念认识的自然科学问题，要典型和灵活。
2.1典型：所谓典型就是要抓住概念的本质特征进行考察。如在教学了种群的概念后，可以引入以下题目。下列属于一个种群的是（）
a、在一起饲养的马、骡和驴
B、一块水稻田里的全部青蛙和蝌蚪
C、生活在一个池塘里的鱼
D、人体内的全部细菌
如果学生掌握了“同种生物个体的总和为一个种群”这个概念的本质，那么该问题就迎刃而解了。如在学习了相对原子质量的概念后，可引入下题：某一种相对原子质量为12的碳原子的实际质量为m克，则实际质量为n克的另一种原子的相对原子质量为
。学生如果知道计算某种原子相对原子量时，标准为某种碳原子的1/12，其它原子的质量与这个标准的比值，就是这个原子的相对原子质量。这个题目就很容易了。
2.2灵活：所谓灵活，就是从概念的各个侧面提出问题进行考察。例如对于沸腾的概念的教学，可以创设这样的情境：一只杯子放在开水锅中，使杯底不触及锅底，当锅中的水继续用火加热时，问杯子里的水能否沸腾。学生由于对沸腾概念没有完全掌握，往往错误的认为只要不断用火烧，杯子中的水肯定是要沸腾的。这样的回答就暴露了学生对沸腾概念还掌握得不确切、不完善。又如在学习功的概念时，引导学生分析这种或那种力有没有做功的情况下，通过讨论，学生对功的概念就掌握得更全面，更巩固。
3、深化扩展阶段
自然科学概要篇2
关键词：义务教育；化学课程标准；“化学”概念；定义表述；研读心得
中图分类号：G633.8文献标识码：a文章编号：1009-010X（2013）02-0015-03
《义务教育化学课程标准（2011年版）》（以下简称新课标）正文首句为：“化学是在原子、分子水平上研究的物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学，其特征是研究物质和创造物质。”这是“化学”概念定义的一种新表述。它与2001年版《全日制义务教育化学课程标准（实验稿）》（以下简称原课标）的表述――“化学是自然科学的重要组成部分，它侧重研究物质的组成、结构和性能的关系，以及物质转化的规律和调控手段”相比较，已有了较多的变化与差异；然而，它与2003年版《普通高中化学课程标准（实验）》的表述――“化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学，其特征是研究分子和创造分子”相比较，则基本一致。围绕新课标定义“化学”概念的新表述，有许多值得我们深入探究、认知的问题。这是完整解读、深刻领悟新课标的应有之义。
一、“化学”概念定义的教育价值与教育实际
纵观我国中学化学课程历来的教学大纲、课程标准及教材、教科书，都有重视“化学”概念定义教育的传统。新课标也反映了化学课程的这种历史惯性。这是因为通过定义“化学”概念，不仅可以揭示化学的研究对象、研究基础、研究价值及学科地位等本质特征，以阐明化学课程的基本方向和基本任务；还可以揭示化学与物理学、生物学等其他基础的自然科学的本质区别，以探求适合化学特点的思维模式和学习方法。
然而，在初中化学课程实施中，“化学”概念定义无论在教材还是在教学中都处于课程学习的起始阶段，学生此时对于化学的感性和理性认识还近乎于空白，教师很难给学生解说清楚“化学”的概念，学生很难真正明白“什么是化学”或“化学是什么”。这是“化学”概念定义的教育价值预期与教学实际长久纠结、矛盾且至今尚无法解决的问题。久而久之，很多教师对于“化学”概念定义的教学大多是浮光掠影，行色匆匆，故而对“化学”概念定义及其教学问题皆缺乏深入探讨、研究的兴趣和动力，对其中的许多问题都不甚了了。因此，当发现新课标的“化学”概念定义采用新表述时，顿感困惑与不解：“化学”概念定义难道能变来变去吗？新课标为何要采用“化学”概念定义的新表述？它比原课标的表述好在哪里？其实，这些问题也是我们在解读新课标中应该解决的。
二、“化学”概念定义表述的多样性
概念是人们在感性认知的基础上形成的意识，是反映事物本质特征的一种思维形式，是构成判断和推理的要素。因此，概念既是人们认知事物的总结，又是认知事物的工具。为了使人们能够正确地运用概念，必须对概念的内涵和外延加以规约，即运用简明的词语对概念的本质特征进行表述，从而形成概念定义。显然，概念所反映事物的本质特征是固有的、客观存在的，但是，概念定义表述所选用的词语及其所表达的、倾向的思维、意识却无法超越人们主观因素的影响。因此对于同一概念往往据其运用的环境条件、预期目标、价值取向等的差异，而采用不尽相同的词语进行表述。由此，产生了概念定义表述多样性的现象。
概念定义表述多样性现象在基础教育各门课程中都普遍地存在着。对于学生来说，许多概念的学习认识与理解运用不是毕其功于一役，而要随着课程的进展不断发展、不断深化，在更高水平、更复杂情景中理解、运用概念。此谓概念学习的发展性与阶段性，是基础教育课程中概念教学的重要特征之一。像初中化学课程中的酸、碱、氧化、还原等一些基本概念，在课程进展的不同阶段会有不尽相同的概念定义，且一般是从感性定义（发生定义）向理性定义逐步发展、不断深化的。其目的是使认知概念的学习更加符合学生认知的发展规律，以促进学生更加有效地学习概念、理解概念和运用概念。否则，拔苗助长，欲速而不达。
在初中化学课程中，“化学”概念定义的表述问题不至于对学生学习课程产生直接影响，也没有发展性的设计。但是，这并不排除根据课程的基本理念、认知视野、价值追求的新变化和化学科学的新进展，以及经济、社会发展的新需求，而对“化学”概念定义给予新表述。其实“化学”概念定义表述的多样性早已是不争的事实，只是有些教师对此缺乏了解，未曾思索，故而对“化学”概念定义的新表述颇感突兀、困惑。为了更加确证“化学”概念定义表述的多样性，现将我国中学化学课程指导性文件、教材和大学无机化学教材中若干有代表性的“化学”定义列于表1，作为佐证。
比较表1所列“化学”概念定义的不同表述，至少可以获得以下的重要信息：（1）在反映化学本质特征的前提下，“化学”概念定义可根据主观的价值追求与判断（甚至包括政治情势的影响）进行不尽相同的表述；（2）“研究物质的组成、结构、性质……”（这里使用“性质”比“性能”似更准确，因“性能”的释义为“性质和功能”，而“功能”更准确地应归于“应用”范畴），是“化学”本质特征的核心，是“化学”概念定义各种表述中都不可或缺的、几乎恒定的词语；（3）新课标采用与2003年版高中课标“化学”概念定义趋于基本一致的表述，有助于消除二者过大的差异，为初、高中化学课程的顺畅衔接提供便利，更重要的是新课标的表述更有助于揭示化学科学的本质，更有助于学生理解“化学”概念。
三、“化学”概念定义新表述的解读
新课标对“化学”概念定义采用了有别于原课标的新表述（详见表1）。在学习、研究新课标中，我们很有必要探求“化学”概念定义舍弃原表述而采用新表述的缘由，解读新表述所蕴涵的新意。
（一）新表述对化学的学科归属定位更加精准
新表述将化学归属于“基础自然科学”，有别于原表述的归属于“自然科学”。尽管二者的概念内涵相同，但概念外延有异。基础自然科学（简称基础科学）是“研究自然现象和物质运动基本规律的科学”[11]，它只包含数学、物理学、化学、生物学、地理学和天文学等六大一级学科；而自然科学则是“研究自然界各种物质和现象的科学”[12]，它包括基础科学的一级学科及其二级、三级学科等（如，化学――物理化学――化学热力学，化学――有机化学――有机高分子化学，就是化学的一、二、三级学科）其概念外延更加宽泛。因此，将化学归属于“基础自然科学”而非“自然科学”不仅是用词上更加精准，更为重要的是突出了化学在自然科学中的基础性地位。
（二）新表述对化学研究物质的层次更加明确
新表述中“化学是在原子、分子水平上研究物质的……”明确地表明了化学所研究物质的层次，而原课标的表述并未涉及化学研究物质的层次问题。在“化学”概念定义中明确化学研究物质的层次，能更清晰地体现化学的本质特征、反映化学问题发展现状与趋势。研读表1资料还不难发现：从本世纪初开始，“化学”概念定义尽管仍有不尽相同的表述，但都不约而同地明确了化学研究物质的层次。这反映了化学科学自20世纪后期开始从宏观向微观研究发展的重要趋势（同时还有从定性向定量研究、从静态向动态研究的发展趋势）。当今，化学现象的解析、化学理论的创立、化学问题的解决、化学物质的创造等大都是在原子、分子水平上进行的。这是现代化学区别于传统化学的重要标志。
（三）新表述对化学研究对象、目标的描述更加简明
新表述对化学研究对象、目标的描述为“化学是……研究物质的组成、结构、性质及其应用，其特征是研究物质和创造物质”，而原课标的表述则为“它（指化学）侧重研究物质的组成、结构和性能的关系，以及物质转化的规律和调控手段”。显而易见，新表述的科学性、概括性和逻辑性都更胜一筹。其中，新表述中隐蔽了“规律”一词，这是因为化学作为一门科学，其研究“规律”已不言而喻地含蕴其中，毋庸赘言；新表述中使用“应用”一词的含义非常丰富，既包含物质的组成、结构、性质之间的相互关系，执果索因、依因导果都是“应用”，更包含从物质的组成、结构、性质去研究物质转化的规律和调控手段；新表述中强调“其（指化学）特征是研究物质和创造物质”，是对化学科学、化学研究本质特征的鲜明突显，是对化学课程实施素质教育、培养学生创新精神、科学素养的明确引导，是对化学课程核心价值观的精辟概括。
新课标的“其特征是研究物质和创造物质”与高中课标的“其特征是研究分子和创造分子”都是对化学本质特征及研究目标极为精炼的表述。二者虽有视角上的宏观、微观之别，但无实质性差异。因为，由原子组成的“分子”（应作广义理解）是组成化学物质并能保持该物质全部化学性质的微观基本单元（或称微粒）。因此，研究和创造“物质”的实质就是研究和创造“分子”。值得注意的是，“物质”是一个内涵非常宽泛的概念，其在“化学”概念定义中是指化学物质（不含场物质），包括自然界存在的和人工合成的天然物质（分子），还包括通过人工合成而创造的自然界不存在的物质（分子）。依据学生的知识基础和认知水平，新课标表述化学特征采用“物质”要比“分子”更易被初中生所接受。这是新课标对“化学”概念定义表述的创新。
结语
新课标采用“化学”概念定义的新表述，反映了对化学（现代化学）的新认识，对化学课程教育的新要求，体现了初中化学课程标准与时俱进、不断创新的新追求。对于“化学”概念定义的教学应切实从学生实际出发，将其贯穿、渗透于初中化学教学的全过程之中，充分发挥其提升教师教育水平、促进学生学好化学与提高科学素养的作用。新课标中还有许多新表述、新提法、新措施、新思想，需要我们深入地研究、领会并创造性地实践，以更加高效地实现化学课程目标与价值。
参考文献：
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自然科学概要篇3
小学科学课程是义务教育中儿童接触自然科学的开端，对儿童科学素养的形成尤为关键。任何一门课程都至少有两个核心问题，一是“学什么”，二是“怎么学”，对“小学科学课程到底应围绕什么”的讨论即帮助读者理解科学课程应“学什么”的问题。
无论是我国的小学科学课程标准，还是各国现行的科学教育标准，都在科学课程的目标上保持着一致，在国际科学院联盟(iap)2010年出版的《科学教育的原则和大概念》一书中，更是把科学教育的目标作为十项基本原则之一，明确提出：
科学教育具有多方面的目标，应该致力于
・理解一些科学上有关的大概念，包括科学概念以及关于科学本身和科学在社会中所起作用的概念
・收集和运用实证的科学能力
・科学态度
该书的编者强调这些多方面的目标并不是相互孤立的。在学习过程中它们之间的相互促进很重要，真正的理解需要依靠能力。
但教学中仍然存在的问题是，这些目标中是否应有一条目标更为核心，而成为课程的主要线索?那么是应以知识为主线，还是以能力为主线呢?注重过程还是注重结果呢?这正是新教改中反复争论的焦点。本文作者试图从各方面的分析中寻求答案。
学习科学的研究揭示了儿童的学习能力
上世纪中后期开始，人们越来越清楚地认识到人类学习以及生存环境的复杂性，从而导致了一个新的领域――学习科学的诞生。学习科学从多学科的视角研究学习，涉及到人类学、社会学、哲学、心理学、计算机科学、神经系统科学等多种学科。
近三十年学习科学的实证研究表明，人生而具有强大的学习能力。婴儿从出生开始就具有十分巨大的能力来学习和系统地接受信息，开始建构他们一生知识的基础。他们开始对颜色产生反应，辨认物体和物理世界的特性。不到一年他们就能理解语言了，一些能力如辨认物体、面部识别，甚至是基本数字的识别可能是生而具有的，是世界上最奇特的事。
研究表明(pascalisetal，2002)，即使是婴儿也会使用概念。当他们向人的面孔微笑时，指向家里圈养的宠物，并呼喊它的名字时，或是急急地向装有果酱的一满勺果酱招手时，都表现了他对概念的使用。婴儿在6个月到10个月时母语的辨别能力增强，非母语的辨别能力减弱。说明人天生就会形成概念，这些概念不一定都科学，而且绝大部分不是科学的。patriciaKuhl的研究也表明在正确的时间，以正确的方式，提供正确的信息，婴儿的学习能力是惊人的。
在2007年由国家研究理事会(美国，nRC)出版的《takingSciencetoSchool：LearningandteachingScienceinGradesK－8》中，以实证研究为基础对儿童的学习能力作出详尽分析，得出如下结论：
幼儿的思维令人惊讶地成熟，而并非传统观过时观点所认为的具体和简单。儿童学习科学所需的重要“建筑块”(建筑块指儿童学习科学所需要的基础知识和能力)在进入学校之前就已经具备了。
儿童在进入学校的时候已经对自然世界有了充分的认识，在这基础上可以发展他们对科学概念的理解。某些领域的知识提供的基础更加牢固，因为这些知识出现得很早，并且在世界跨文化范围内具有某些普适的特征。
在学前阶段结束时，儿童的推理能力已经处于科学推理能力发展的起点上。然而，他们的推理能力受到他们概念知识、任务本质以及对自己思维意识等的限制。
这些结论打破了人们对儿童学习能力的固有观点，那些认为儿童只具有具体思维，没有抽象思维；儿童主要根据对事物及其联系进行排序和分类来理解世界，而不是根据解释性理解建构理论；以及儿童不能采用实验来发展他们的想法的观点在目前看来已经过时了。
显然幼儿对自然的好奇心，驱使他们主动地探究周围的世界。儿童缺乏的是知识和经验，但并不缺乏推理能力。儿童在进入学校时已经形成了有关世界的一些概念，有着潜在而强大的学习能力。如果小学的科学教育不能帮助儿童有效认识世界，建构正确的科学概念，则儿童在长达六年的学习中将形成更多的错误理解，这些错误的理解无疑会对其后续的学习造成阻碍和影响。
为什么概念学习对儿童很重要?
来自神经科学的启示
从神经科学的视角来说，教与学是儿童大脑和心理发展的重要部分。大脑和心理发展与儿童和外部环境的不断互动有关。在神经系统中与学习经验相连的活动促使神经细胞创造出新的突触。本质上，一个人接触信息的质量和习得信息的数量反应其大脑的终生结构。在学习过程中，大脑所发生的变化似乎使神经细胞变得更加有效或有力。大脑皮层总体结构因接触学习机会和在社会情境中学习而改变。
那么大脑的变化是由实际学习或各种神经活动的总体变化引起的吗?仅靠激活而没有主体实际学习参与是否能使大脑产生变化等问题成为科学家的研究重点。动物实验表明(Blacketal.，1990)，学习能增加突触而练习则不能。神经细胞活动的生物电学记录证实学习赋予大脑新的组织模式(BeaulieuandCynader，1990)。仅靠激活是不够的，还需要学习者的主动参与。
可见，学习改变着大脑的物质结构，而这些结构的变化改变了大脑的功能组织。变化不是一朝一夕的，改变也不是一蹴而就的。所以，人的错误想法一旦建立就很难改变，因而及早帮助儿童建立对自然现象的正确认识，将有助于其一生的发展。
来自认知科学的启示
对专家和新手差异的研究
认知科学家们对专家和新手的差异的研究显示：专家推理和解决问题的能力取决于良好组织起来的知识，这些知识网络影响他们所关注的事物和问题再现的方式。专家比新手更有可能识别有意义的信息模式；专家首先需求提高对问题的理解力，这常常涉及到核心概念或大观点的思维方式同时，专家的知识是“条件化的”，它包括对有用的情景的具体要求，他们知道知识运用的条件和方法。故此，强调知识广度的课程会妨碍知识的有效组织，因为人们没有足够的时间把每样事情都学得很深。那种能使学生了解专家组织和解决问题模式的教学也许会更有用。
专家的知识是围绕重要观点或概念来组织的，这意味着课程亦应按概念理解的方式组织。许多课程设计的方法使得学生难以进行有意义的知识组织，通常在转入下一主题前，只是能触及到一些表面性的事实知识，而没有时间形
成重要的、组织起来的知识。从这点来看，没有概念为载体的学习显然不利于学生了解知识的组织模式。对于小学生而言，没有概念为载体的学习将不利于其对知识的理解和组织，也不利于后续的科学学习。
对学生概念转变的研究
认知科学家们从20世纪70年代开始关注学生教学前概念的研究，包括学生的错误概念(misconception)、朴素概念(naiveconcept)、直觉概念(intuitiveconcept)、相异性概念(alternativeconcept)等。
Chi和Roscoe的研究显示学生建构知识有两个典型的特点，一是凭直觉或是凭当时的感觉得出不正确或是不完整的概念；二是已经具有的不正确的概念会妨碍建立新的正确的概念。Chi和Roscoe把学生这种原有的概念分成两类，一类是前概念(preconception)，这一类概念通过教学是比较容易改变的，而另一类称为错误概念(misconception，也有译为“迷思概念”)，这类错误概念比较牢固，很难改变，即使是面对观察到的事实，也常常会不易改变。比如落体的概念、四季的概念、月相的概念都不容易建立，如果学习之前就存有错误的理解，这些错误再纠正起来就会较为困难。
最初研究者以皮亚杰的认知建构主义和库恩的“理论转换”观点为基础，探讨科学概念的转变问题，提出了各种概念转变的模型和方法，如著名的posner的概念转变模式等。进入上世纪80年代和90年代早期后，研究者开始关注影响概念转变的因素，尤其是学习者在概念转变中的重要性。
虽然到目前为止，在对科学概念转变的界定、过程、作用机制等仍在争论中。但儿童在学习过程中存在一定的前概念，学习需要基于学生原有基础的教育理论已得到公认。对学生科学概念的关注实际反映了对学生科学学习的重新认识以及对学生主体的重视，促进以学生为中心开展科学教育，支持学生通过主动学习实现科学概念的转变。
美国国家研究理事会(nRC)早在1997年的文献中就指出错误概念是学生科学学习的障碍，并对教学给出明确的指导，包括了解学生错误概念的方法。有研究者(古丁、梅兹，2008)给出了帮助学生认识到自身错误概念的策略，包括要求学生给出说明，要求学生给出证据，要求学生给出评价等等。这些策略本身就指向学生探究能力的培养，可见当教学围绕学生的错误概念展开时，教师不得不采用观察、实验、讨论、甚至辩论等教学策略，而学生的探究能力也将在这些策略中得到发展。
对学生科学学习进展的研究
对学生科学学习进展(Learningprogression)的研究是本世纪初以来科学教育研究的热点问题。
学习进展是基于教学经验和研究而形成的对学生学习进步方向的预设，是可测试的，内容包括学生对主要的科学概念的理解和解释，以及科学实践能力的发展程度。这些预设说明学生在掌握主要科学概念的进程中的普遍规律和路径，是建立在对学生真实学习过程进行的实证研究基础上的。
学生对科学概念的理解，从其朴素理论开始，最终发展为科学理论，是学生在该领域学习中的相关体验、科学知识和技能逐渐增多并结构化的结果，学习进展的研究揭示出学生获得学业成就的一般过程，在一定程度上说明了学生科学学习的认知发展。
美国(naep)的评测框架和2010年公布的科学课程框架草案中都将学习进展作为新一轮科学课程改革的有效依据。提出学习进展的研究对课程、标准、评价和教学都有着重要的意义。
国内学者在分析naep的科学评价框架时提出：构建评价内容最为关键的是要与学生认知发展相匹配。要构建清晰有效的评价内容，就要摸清学生科学概念的认知发展，明确某一核心概念在某年仅可以评价什么。唯有遵循学生认知发展的评价内容体系，评价反馈的结果才能有效促进科学课程与教学的概念，达成科学素养培养目标的落实。
此外，在学习科学的第二本专著《剑桥学习科学手册》中明确提出了目前学习科学家们对学习的基本事实已达成共识，包括更深刻的理解概念的重要性；注重教，也注重学；创设学习环境；建立在学习者已有知识上的重要性；反思的重要性。
围绕概念教学与能力培养矛盾吗?
围绕概念教学是单纯地从概念到概念，一味地讲授而忽略探究吗?围绕概念的教学和学生探究能力、实验技能和学习能力的培养矛盾吗?回答显示都是否定的。
国际科学院联盟(iap)的科学教育小组2006年在《探究式科学教育的评估报告》中给出了探究式科学教育的区别性特点，如下表：
探究式科学教育的区别性特点
学生通过对已收集到的证据进行思考和逻辑推理来生成概念，使自己能够理解周围世界的科学方面，他们将：
亲自处理物体与材料及观察事件；
运用从包括专家在内的一系列信息源中收集到的第二手证据；
提出调查问题，进行预测，计划和进行调查研究，解决问题，验证观点，对新证据进行反思并形成新的假设；
与他人合作，分享观点，计划和结论；通过对话提出自己的见解。
教师引导学生通过自身的活动和推理培养探究技能和发展对科学概念的理解。这需要教师推行分组作业、讨论、对话和辩论，以及为直接调查和实验提供材料和信息来源。
从中不难看出通过探究的方法教科学时学生需要通过亲自实验或收集证据，经过思考和逻辑推理来建构对科学概念的理解。这个过程中学生的问题意识、动手能力、科学思维都能够得到发展。而教师则要更多地实施实验、观察、讨论、对话和辩论。可见，围绕概念进行的探究式教学与学生的能力培养不但不矛盾，反而是一个相互促进的过程。
Harlen(2010)指出，在小学里，科学活动一般是从周围的物体和事件开始的，教师力图使内容引起儿童的兴趣。小学阶段的问题不在于缺乏能使学生感知的内容，而在于难以选择适当的学习内容，使这些内容不仅对学生在中学的学习有用，而且对他们一生都有用。因此，在构思科学教育的目标时，在知识方面不是用一堆事实和理论，而是用趋向于核心概念的一个进展过程。这些核心概念及进展过程可以帮助学生理解与他们在校以及离开学校以后的生活有关的一些事件和现象。
结语
儿童的科学学习是一个连贯的过程，在义务教育的所有年级，学校都应该设置科学教育项目，以系统地发展和保持学习者对周围世界和好奇心，对科学活动的热爱，以及对如何阐明自然现象的理解。
自然科学概要篇4
关键词：初中生物教学科学概念前概念有效转变
由于学科处于尴尬地位（如因为未纳入中考而被有意无意地忽视），初中生物教师在教学中要花很多精力培养学生学习生物科的兴趣，又要降低学生学习的难度，不少生物教师便淡化了科学概念等抽象内容的教学。事实上，在科学知识的学习中有大量的科学概念，它们是构成科学知识的基本单元，这些概念互相链接，才形成了自然科学的基本框架。要掌握好这个框架，最基础的是要掌握科学概念。因此，重视初中学生生物学科学概念的学习显得尤为重要。故而，生物教师在教学中要善于利用前概念教育资源作有效转变，引导学生将生物学前概念提升为生物科学概念。
生物学前科学概念(以下简称前概念)指的是个体所拥有的概念的内涵、外延及其例证与科学概念不尽一致的生物学概念。狭义的“前概念”指教学前概念，广义的“前概念”指前科学概念。前概念具有隐蔽性、顽固性和不连贯性；但它并不都是错误的概念，它是学生的精神财富，学习者拥有的前科学概念也可把学习引导到当前的科学概念上来，它是个体认知的必然产物，也是值得教育者注意和利用的教育资源。如何有效引导学生将生物学前概念提升为生物科学概念，是值得我们关注与研究的课题。
一、熟悉学生前科学概念的由来，刺激学生内因，做好适时同化或顺应
学生前概念的由来依内外部的维度来分，包括学生个体及其相关的外部因素，学生个体是前科学概念形成的内因，是最根本的来源。外部因素包括与其相关的初中生物学教师、初中生物学教学资料、同学、朋友等。学生个体在接受正式的生物教育之前，同时通过小学自然科学关于生命世界的学习，对日常生活中有关生物现象的大量问题，如能看得见、摸得着的生物如花、鸟、虫、树、草及人等形成了较多的前概念，都有了自己特定的理解，因此学生头脑中的生物学前概念涉及的生物学内容相当广泛。
posner等人结合皮亚杰的“认知建构主义”理论以及库恩的“范式更替”理论，提出了著名的“概念转变学习理论”。该理论将科学学习过程看作是学生原有概念的发展、修正或转变的过程，这就离不开个体通过“同化”与“顺应”过程逐步建构自己的认知结构。个体把外界刺激所提供的信息整合到自己原有认知结构内的过程即同化，如在“动物体的结构层次”中，知道细胞群如何形成不同组织后，能更好地理解器官、系统等结构层次的形成。这个同化过程中，前概念到科学概念的迁移是积极的；而原有认知结构无法同化新环境提供的信息时所引起的个体认知结构发生重组与改做的过程被称为顺应，这需要教师创设学习情境、引发学生们的认知冲突并想办法解决，也可利用插图、模型、实验，加深前概念的直观化，使新概念由抽象转变为具体。
二、建立有效的生物学前科学概念转变教学模式，重演概念的发展进程
为了促使学生实现概念转变，就是要进行概念转变教学，生物教师应当探索有效的生物学前科学概念转变教学模式，重演概念的发展进程，从而利于学生理解科学概念。仅仅告诉学生“正确”的科学概念是不够的。概念转变理论认为，学生学习科学的过程是一个概念转变的过程，而不是新信息的点滴积累，并提出了“概念转变”的条件。我们根据条件不同，可摸索出不同的教学模式。下面略举两例。
情形一：学生前概念中存在不合理信息，我们可以通过类比，引发认知冲突，重新解释、修正新概念并应用。类比是在解释难以理解的抽象概念时，使用的一种重要的概念性工具，它可以促使新概念得以被理解。生物学教师应该将教学视为帮助学生逐步获得较为复杂的科学现象的有关理论的过程。如在“生态系统”概念的学习中，不少同学认为生态系统就是指生物们形成的整体。
情形二：前科学概念和其他领域(目标)知识之间的原理有相似性，可以在已知知识领域和未知知识领域中间尝试搭桥模式。如学习了动物体的结构层次，通过“细胞-组织-器官-系统-动物体”这一流线图类比分析植物体，从而概括植物体的结构层次。再如宏观的生态世界―肉眼可见的生物世界―微观的生物世界（如细胞、器官、系统、个体、生态系统、生物圈等概念）都可以用到这种搭桥模式去学习。
法无定法，贵在得法，有效的生物学前科学概念转变教学方式也是多样化的，这就需要我们不懈探索。
三、在生物实验教学中，引导学生主动地探究，在探究中重建科学概念
科学来自实验，概念源于实践。实验是生物学科的基本特征，又是学生学习生物知识、探究科学方法和解决问题的重要途径。如要纠正“是一朵花”这样的错误概念，最好的办法就是让学生观察，主动探究解剖的结构，自己得出“是一个花序而不是一朵花”的科学结论。事实对于学生来说是最有说服力的，亲身体验各种各样的探究活动是转变错误前概念，建构科学概念的有效办法。
引导学生主动地探究，因为科学本身就是一个不断发生、发展的过程，以科学历史作为支撑，引导学生沿着前人探索生物世界的足迹，一方面，可以学习科学家献身科学的精神；另一方面，可以使学生理解科学的本质、掌握科学研究的方法。在这过程里，通过研究活动，借助或校正学生已有的前概念教育资源，让学生更容易理解、掌握科学概念。例如，关于“光合作用”概念教学，我们安排了在光照下金鱼藻释放了使快熄灭的卫生香复燃的气体，学生推理是光合作用产生了氧气，然后展示普利斯特利的三个小实验，学生发现植物可以更新动物呼吸的气体，但不确定是利用二氧化碳作为原料，这时可以演示在氢氧化钠和清水两种环境下绿叶植物的光合作用状况来证明。最后在“绿叶在光下制造有机物”实验中，学生发现未遮光的部分脱色后遇碘变蓝，结合萨克斯的实验让学生领悟光合作用曲折与艰辛、继承与创新的历程，让学生在实验和历史的背景与氛围中体会“光合作用”概念的丰富和完善，并在探究中重建“光合作用”概念。
总之，应充分利用前概念这一教育资源，重视生物前概念的由来和转变，启发学生建立正确的科学概念，利用实验和生活实际问题来促进学生思考，探索概念转变教学模式，重演概念的发展进程，帮助学生最终系统地建立科学的生物学概念。
参考文献：
[1]李高峰.初中生生物学前科学概念的研究.2007.
自然科学概要篇5
一、什么是科学前概念
在日常生活和教学中，成人会发现儿童在学习科学概念之前已形成大量的有关周围世界的心理图式，拥有一些关于自然现象的概念。相对于科学概念，我们常把这些这些概念成为前概念的简称，建构主义认知心理学又形象地称之为日常概念，它是指个体在没有接受正式的科学概念教育之前，对日常生活中所感知的现象，通过长期的经验积累和辨别式学习而形成的对事物本质的认识。
二、小学生科学前概念的特点
1.小学生的前概念中感性的成分很多
学生的前概念往往来自于自己的生活经验，只是凭借感官对现象进行一些直观的解释，这些解释往往停留在感性认识的水平上，缺乏严格的推理和实验验证，有时他们借用表面类似的现象对事物进行解释。对于同一现象，不同的学生会出现一些不同的解释。这些不同主要源自于他们的生活经验和文化背景的差异。小孩子在和妈妈、长辈、兄弟姐妹、同龄人及其他成人的相互交往中，建立起了自己对世界的认识，其中有许多相异概念。例如学生对植物茎的认识，他们平时早已有了根的前概念（根一般都长在地下）在让他们认识长在地下的变态茎时，就会从根的前概念出发，认为长在地下的都是根。
2、小学生的前概念具有一定的稳定性
对于学生感性认识比较丰富的那些前概念，它们在学生的大脑中已经形成了一种固定的模式，而且这种模式不是孤立存在的，往往存在于一定的认知框架或体系中，因而具有一定的稳定性。前概念一旦形成，就会在人的思维中形成定势；在学生头脑中根深蒂固，印象深刻具有牢固性。这些概念用传统的教学方法给予更正，显得顽固不化。比如我们会发现学生对于“浮力”及“力是维持运动原因”的前概念就非常稳定，教师很难通过一两个实验来改变学生的错误认识。
3、小学生的前概念具有一定的情境性
对于学生感性认识不太充分的前概念，它们在学生的头脑中往往不太稳定。在访谈中我们发现，对于这类概念在不同的情境下同一个学生会出现不同的理解。因为这类前概念在学生的头脑中不太稳定，容易受到情境因素的干扰，因此这类前概念是比较容易改变的。
4、小学生的前概念具有一定的反复性
学生学习科学概念后，前概念还会对学生产生作用，使其产生糊涂的认识。前概念很难在一个有限的学习时间里彻底消除，即使在学习中被纠正过，也很容易形成反复，过一段时间或毕业后又会忘记科学概念，前概念继续潜伏在人的思维中。
5、小学生的科学前概念具有隐蔽性
由于学生大脑中的前概念是潜移默化形成的，因此它以潜在形式存在，平时并不一定表现出来。而在科学教学中讲授科学概念时，儿童马上就会联想到他们头脑中的前概念。在让学生用科学概念去解释问题时，前概念就会马上表现出来。
三、小学生科学前概念的应对策略
1、尊重小学生的前概念
前概念是学生学习新概念的基础，也是教学和教材的编写的内容始发点。在科学教学中存在“此岸”与“彼岸”一说。“此岸”即是学生已有的观念，“彼岸”是我们教学目标。要达到“彼岸”，必须要从“此岸”出发。所以教师在教学一定要从学生的前概念出发，在教学要从学生的身边的、感兴趣的和存疑的问题入手，遵循从具体到抽象、从简单到复杂、循序渐进、由易到难的教学规律。
对于学生的前概念，教师要予以充分地肯定，不能武断地否定掉一些错误的前概念。在实际教学中，学生所表现出来的科学前概念，由于这些概念在形成的过程中带有自发性，缺少正确的引导，往往错误的前概念会很多。教师作为学生前概念的聆听者之一，更是学生前概念的评判者之一，对于正确的前概念当然要给予表扬和鼓励，而对那些错误的前概念，教师更要重视，尝试着从学生的思维角度来解释那些不在预想中的前概念，也会发现很多闪耀着科学火花的思维亮点。
2、灵活应对学生的各种前概念
小学生的科学前概念往往具有广泛性、隐蔽性，差异性等，所以在课堂教学的过程中，学生会出现怎样的前概念，很难想出来。如果教师在平时的时候，做个有心人，多注意收集学生的各种前概念，对这些前概念进行梳理归类，再进一步进行推测学生可能具有的科学前概念，课堂上可能出现的前概念，那么在真正的课堂教学的过程中，教师就可以从容的应对学生的差异表现了。
3、创设情境，激起矛盾思考
改变学生的错误前概念是一件非常难的事，有的前概念非常顽固，需要经过较长的时间才能得到转变。如何克服呢？美国学者纳斯伯姆和诺威克曾提出过“矛盾事件”的方法：先暴露学生的前概念“树动形成风”；接着让学生尝试解释一个矛盾事件，引起概念冲突“自然界中谁来摇动树呢”；最后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“树会生长，但不足以自行摇动产生风”。只要我们教师在教学过程中为学生创设适宜的教学环境，让学生在矛盾是引发思维的冲突，去思考事情的前因后果，然后运用事实来纠正错误的前概念，形成正确的新概念。
4、为新概念的最终形成提供巩固和系统化的机会
自然科学概要篇6
（一）传统生产力概念的合理性
目前，哲学界对于传统生产力概念存在着许多方面的争论，普遍认为传统教科书中生产力概念存在片面性，已经不能全面反映“生产力”这一马克思主义基本概念的含义。但我们不能否认，传统教材中的生产力概念，是人们对马克思主义生产力理论的一种解读，长期以来，指导着人类的实践，对于深刻认识资本主义生产方式，揭示人类社会发展规律，推动社会向前发展起到了重要的推动作用，即传统生产力概念有其合理性。1.推动了工业文明的发展。自工业革命以来，西方资本主义世界进入了工业文明时代，工业文明从人类的创造力和人类自身的生存出发，把人类逐步从自然界的奴役下解放出来。人们征服自然、改造自然的力量空前加大，创造了前所未有的生产力。特别是随着科学的发展，人们通过科学技术征服和改造自然，获得了愈来愈多的前所未有的物质和消费品，促使经济不断地快速增长。2.生产力揭示社会发展的根本动力。生产力发展是“社会进步的最高标准”。[3]生产力作为社会总体运动的重要组成部分，它对与它相关联的生产关系的社会性质起决定性作用。生产力是构建整个社会历史大厦的核心要素，这一理论在社会主义世界和资本主义世界都得到广泛认同，在实践中，无论哪一个国家，都紧紧抓住生产力总体或部分要素，促进生产力，进而促进社会各方面的全面发展。从这个方面来说，传统生产力概念强调利用自然为人类发展所用，是抓住了生产力的核心的。3.强调人的主观能动性。人（人民群众）既是历史的“剧中人”，又是历史的“剧作者”。作为生产力基本要素之一的人，通过改变和发展生产力的实践活动，在遵循自然规律和社会规律的前提下，发挥人的主观能动性，按照自己的需要利用自然和社会条件，不断促进自身的解放。可以说，生产力的发起是人自身，生产力的最终目的也是人自身，从人的本质的角度来看，传统生产力概念把人作为生产力基本要素之一，把生产力的实践规定为人的实践，并强调在生产力中人的主观能动性的发挥，没有狭隘地将生产力仅仅看作是人类解决生计的一种手段，把人们在生产活动中主体素质发展作为生产力的发展是最深刻的基础。这对于几千年来“神创论”的观点，推进人的解放和全面发展，具有革命性的作用。
（二）传统生产力概念的局限性
社会在发展，生产力的发展也在变化，传统生产力概念提出是在人类亟需摆脱自然的限制，不断创造满足社会发展需要的物质和精神财富的时代，对于那个时代的发展，是有积极作用的。但是，过分强调生产力系统中的某些因素，导致了一系列关系到人、自然、社会发展存亡的大问题的出现，传统生产力概念存在局限性。
1.传统生产力概念以人为中心而忽视人与自然的和谐相处。可以从几个对传统生产力概念的经典表述中可以看出一个共同点：都有“征服和改造自然”的表述。强调单方面的人对自然的改造，从自然索取人类所需要的各种财富，强调“改造”和“征服”自然为我所用，把自然放在与人“对立”与“掠夺”的位置上，而不是马克思和恩格斯所认为的“沟通”和“协调”。没有看到人对自然的受动性、依赖性，忽略了人本身也是自然界的产物，不可能超越自然。在这种观念误导下，人凌驾于自然之上，把“改造”自然和“战胜”自然作为生产力发展的重要标志，并作为人的价值实现的体现。事实上，人与自然是辩证统一的，既有对立的一面，也有统一的一面。恩格斯指出“:我们连同我们的肉、血和头脑都是属于自然界，存在于自然界的”。目前出现的生态危机，其实质就是长期以来人们片面追求社会生产的发展和社会生产力的增长而无视自然生产的发展和自然生产力的补偿的恶果，是人类未能处理好自然生产与社会生产、自然生产力与社会生产力之间辩证关系的结果。
2.传统生产力概念强调社会生产力而忽视自然生产力。传统概念都认为生产力即社会生产力，而把自然生产力从生产力范畴中完全排除出去，这是生产力概念的共同特点。事实上，生产力概念既包括社会生产力，也包括自然生产力，是这两个方面的有机统一。自然生产支持并推动社会生产，社会生产力也依赖并推动自然生产力。二者始终是相互联系、互动发展的。“劳动的生产率是和自然条件联系在一起的”，“各种不费分文的自然力，也可以作为要素，以或大或小的效能并入生产过程”。“由于自然条件的生产率不同，同量劳动会体现为较多或较少的产品或使用价值”。因此，“自然界和劳动一样也是使用价值的源泉”。可见，自然生产与社会生产、自然生产力与社会生产力始终是相互作用、交织在一起的。
3.传统生产力概念缺乏可持续发展内涵。生产力概念是近代科学技术和工业现代化发展的产物，反映的是“财富至上”，即“经济发展是首要任务”的物化思维，把生产力物化，把生产力的主体人也物化，物质财富成为衡量一切的标准。当人类把所有创造财富的行动纳入到自己的日常行为中，科学主义和技术理性占主导，人类非理智、无节制地向自然界开战，片面追求经济增长，一味向自然索取，使生态问题全球化使人类面临着人与自然关系的生存危机和人与人关系的社会危机。
二、生产力概念的新界定与内涵探索
传统教材中的生产力概念带有工业文明的时代特色，以人为中心，过分强调了人类征服自然的方面，忽视了人类与自然和谐共处的必要性，以及保护自然的问题。传统的生产力概念既然存在以上局限性，根据理论创新和与时俱进的原则和要求，在人类进入生态文明形态时，需要生产力概念进行重新界定。生态文明是一种新型文明，是对前工业文明和工业文明的扬弃，是迄今人类对文明模式的最新追求，是指人类在改造自然、促进社会发展的过程中，实现人与自然、人与人、人与社会之间和谐共处的全部努力和成果。也是指人们在改造客观物质世界的同时，不断克服改造过程中的负面效应，积极改善和优化人与自然、人与人、人与社会的关系，建设人类社会整体的生态运行机制和良好的生态环境所取得的物质、精神、制度方面成果的总和。因此，综合时展对生产力的要求，我们可以对生产力界定为：生产力是人类和谐利用自然，充分利用科学技术，发挥人的主体性，实现社会可持续发展和人的自由全面发展的能力。对生产力的这一新界定，主要有以下几个方面的内涵：第一，人与自然是一种和谐相处的关系。人与自然的关系是在生产力概念中必不可少的核心内容，是生产力概念的基础。在新的生产力概念中，人对自然绝不能再是“征服和改造”的关系。自然界孕育了人类，没有自然就没有人类，也不可能有人类社会；无论人类发展到何种程度，都不能离开自然界而存在和发展。人虽然是自然界的一部分，但毕竟是最高级的动物，因此，人仍然要掌握大自然的规律，并学会利用这些规律为人类造福。人类活动必须符合自然规律，在尊重自然规律的基础上发挥主观能动性；人类既不是自然的主人，也不是自然的奴仆，人与自然互利共生；自然界是有机统一的整体，人作为整个生态系统的一部分，也深刻影响着其它系统。在对待自然的态度上，我们既要反对以自然为中心的纯粹保护主义理论，同时要反对一味追求财富的富裕论，在保护自然的基础上，合理、科学地开发利用自然，以求人与自然长期地和谐发展。新的生产力的概念必须从这个立足点出发。因此，人类利用自然的方式应当是和谐利用、友好利用，而不是“征服”，否则就会破坏大自然固有的平衡。第二，强调科学技术是第一生产力，注重生产力要素的有机结合。当今时代的最显著特点就是科学技术的发展。邓小平“科学技术是第一生产力”的观点已经得到了举世公认。但传统生产力概念并没有将科学技术单独列为生产力的要素，科学技促使各种生产要素的有机结合，渗透到现代生产的方方面面，是现代生产力必不可少的一环。因此，应当“确定无疑简单明晰、直截了当地将其界定为生产力,界定为生产力中一个同其他要素一样完全具有独立品格的要素。”在科技发展一日千里的今天，作为第一生产力，在生产力概念的表述中应有所反映，才能反映科学技术在生产力诸要素中所占的位置。生产力包括很多要素，尽管学界在划分标准和具体要素方面还有不同的观点，但对劳动力的主体地位是确定无疑的，“我们把劳动力或劳动能力理解为人的躯体即活的人体中存在的每当人生产某种使用价值时就运用的体力和智力的总和”。在传统生产力三要素中，人始终处于主体的地位，劳动者素质的全面提高是推动社会生产力发展的决定性的动力。在明确了劳动者主体地位和科学技术第一生产力的基础上，不能忽视其他要素，要重视各种要素的有机结合，发挥各种因素的最大作用，取得整体最优效果。第三，科学发展的方式和人的自由全面发展的最终目的。无论是知识经济和可持续发展的提出，还是社会主义本质理论和科学发展观的创新，都是对发展———根本上是对生产力理论的不断完善。在当前，既要坚定不移地坚持发展，又要统筹人与自然和谐相处。这种全面、协调、可持续的科学发展理念，既是解决现实问题的需要，也为未来人与自然和谐发展规定了方向。共产主义主张，不管什么样的发展，只有最终目的是实现人的自由全面的发展才是真正符合人的本性的发展，这需要我们在当前生产力尚未充分发展的阶段，坚持以人为本，坚持共产主义的最高理想，真正既符合生产力发展规律，又能不断实现人的解放的生产方式，在与自然的和谐沟通中不断解放人类自己。
三、生产力概念新界定的现实意义
“任何真正的哲学都是自己时代精神的精华”。我们不应该否定传统生产力概念在工业文明时代的合理性。今天，我们应当立足和反映生态文明的时代精神，给生产力概念作重新界定。新的生产力概念，具有新的现实意义。
（一）生产力概念新界定符合可持续发展
工业文明给人类带来的利益是显而易见的。但是，由于这种文明是建立在对自然的粗放性、功利性、掠夺性和征服性关系基础上的文明方式，对自然的无节制的开发活动严重导致了世界性人口膨胀、能源短缺、资源枯竭、环境污染、气候恶化等严重问题。工业文明条件下，人类对自然界的索取和破坏大大超过了自然界自身的再生能力和自我净化能力，其结果是导致了地球生态系统的退化。这不仅严重地制约了社会经济的进一步发展，而且还对人类的生存和延续构成了严重威胁。20世纪70年代以来，人类经过反思工业革命以来生产力无序发展而造成的“全球性问题”，选择了可持续发展的道路。可持续发展理论的核心内容是：实现人类社会与自然的协调发展，社会发展目标是为了满足人类的需求，发展不仅要满足当代人的需要，还应考虑后代人的需要，今天的人类不应以牺牲今后几代人的幸福满足自己的需要。由此出发探寻人类活动的理性规则，人与自然的协同进化，人类需求的自控能力、以及人类活动的整体效益准则和普遍认同的道德规范。通过平衡、自制、优化、协调，最终达到人与自然之间的协同、人与人之间的公正。可持续发展体现永久发展、全面发展、共同发展的原则。这是对经历了数百年的资本主义掠夺性占有的生产方式的颠覆，对传统生产力以人为中心、以当代人为中心，认为自然界是无限的观念是巨大的冲击。其提出的科学的观念无疑丰富了传统生产力概念的内涵。
（二）生产力概念新界定体现了科学发展观
科学发展观是马克思主义中国化的最新理论成果。科学发展观要求全面、协调、可持续地发展，要促进人与自然地和谐，实现经济发展和人口、资源、环境相协调，坚持走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，保证一代接一代地永续发展。要求经济增长不能以浪费资源、破坏环境和牺牲子孙后代利益为代价。在发展过程中不仅要尊重经济规律，还要尊重自然规律，充分考虑资源、环境的承载能力，加强对土地、水、森林、矿产等自然资源的合理开发利用，保护生态环境，促进人与自然相和谐。对“生产力”做过论述，一方面，“生产力的发展是人类社会发展的最终决定力量。”同时，要树立和落实科学发展观，正确处理增长的数量和质量、速度和效益的关系。“不重视人与自然的和谐……忽视资源环境保护，经济建设是难以搞上去的，即使一时搞上去了最终也可能要付出沉重的代价。”科学发展观的根本方法是统筹兼顾，重要的一环就是“统筹人与自然和谐发展”，实现人与自然的和谐发展，是解放和发展生产力的基础，也是目的。毋庸置疑，科学发展观在牢牢抓住根本任务的基础上，解放思想，与时俱进，紧密联系时代，用发展着的马克思主义解决发展中的问题，丰富和发展了马克思主义关于生产力的理论。
（三）生产力概念新界定有利于构建和谐社会
自然科学概要篇7
关键词：瓦托夫斯基；科学道德；规范
abstract:accordingtomarw.wartofskky，thephilosophyofscienceistheunderstandingoftheunderstandingofscience.thisartile，throughinterpretationandelaborationofconceptsandconcetualframesinvolved，andatheoreticalstudyoftheethicsofscience，attemptstoresearchintotheethicsofscienceaspartofthephilosophyofscience
Keywords:marxw.wartofsky;ethicsofscience;discipline
跨入21世纪，科学道德的议题愈来愈受人们关注。科学道德对社会生活的影响，其现实情况和意义，人们已有浓厚的感受和切身体会。这里，我们则是想从理论研究的角度上，作一番较为深入的讨论。
我们的讨论，想从瓦托夫斯基的科学哲学思想谈起。
m.w.瓦托夫斯基是当代著名的哲学家，在科学哲学领域造诣极深。他对18世纪的法国哲学、19世纪的德国哲学和当代的科学哲学，都有很深入的研究。他的关于知觉、美学和创造性艺术的哲学、医学方法与伦理的哲学、政治与道德哲学等研究成果，闻名于世。作为世界著名的科学哲学家，瓦托夫斯基是一位科学的实在论者，他不仅精通马克思、费尔巴哈和黑格尔的学说，也熟悉亨普尔、波普尔、拉卡托斯基等人的工作，他与著名哲学家R.S.科恩合编的、收集了当代著名科学哲学家重要论著的数十卷《波士顿科学哲学研究》文集，在国际哲学界有重大影响。他的《科学思想的概念基础——科学哲学导论》（伦敦），是科学哲学的重要名著。这部著作和他的论文集《模型——表象与科学的理解》（波士顿）充分阐述了他的科学哲学思想和观点。围绕我们这篇文章所讨论的议题，这里首先引录他的一段论述：
在《纯粹理性批判》的结尾处，康德总结道：“人类理性的法则……具有两个对象，即自然和自由，因此人类理性的法则不仅包括自然法则，而且包括道德法则。这两种法则最初表现为两个不同的体系，但最终却归结为一个哲学体系。自然哲学探讨的全是是什么的问题，而道德哲学则探讨应该怎样的问题。”关于科学知识与道德知识之间的关系的这种经典表述立即就显示出对事实和价值标准的区分，而使这两者统一起来的计划方案便构成了科学思想史的基础。[1]
在今天人们的心目中，“科学道德”本身就是一个概念——一个并不需要加以“解构”就可爽快地理解和接受的概念。但在这些哲学大师的笔下，却有很明显的“科学知识”和“道德知识”的不同提法；并且各有法则、体系；有两者的统一和最终归结。这并不是没有道理，而是有道理且十分重要。瓦托夫斯基将此看成是“经典表述”，他说，康德把它们当作两样是“实在”的或客观的世界而对立起来，并用他严格的理性主义的全部力量去分析这两种知识的状况以及可以把这两种知识结合起来的观念。为什么康德要把这两种知识“对立起来”又“结合起来”呢？这是值得人们深思的。实际上，这也是康德所要做的事，并且是用他严格的理性主义的全部力量去做的事。康德的这种哲学分析方法给后人留下了深刻的启迪，拿瓦托夫斯基本人来说，就上述之题他的展开论述也是先作区分后作统一，不过他把那两个概念转换为“事实”和“价值标准”了。他说：事实与价值标准这两个“世界”的分离提出了
诸如科学在道德方面的中立性、目的与手段的关系、对价值标准的科学研究的可能性这样一些问题；事实和价值这两者的综合则提出有关“是”和“应该”的关系以及我们所说的价值的确切含义等更尖锐的问题。
把科学思想的概念基础作为科学哲学导论进行阐述，可以清晰地表明瓦托夫斯基的哲学倾向。瓦托夫斯基把哲学看作是“表述和分析各种概念，对存在的原理及存在物的起源和结构进行批判性、系统性探究的事业”[2]，是“对科学的概念和概念框架进行系统研究的事业”。[3]我们知道，瓦托夫斯基的哲学思想，有个十分显著的特点，那就是特别注重概念和概念框架，他阐述自己的哲学思想和方法，基本上都是从最根本的概念谈起的，深入浅出，逐级展开，论证严密，其论述风格在哲学名著中是独树一格的。同样地，这位哲学家在阐述他的科学、科学哲学思想时，也是从概念和概念框架人手的，不过在这里他特别借助“理解”这个词。“理解”是现代西方哲学惯用的一个词，它可以用来说明许多东西；实际上中国很早也用此词，《宋史》四三三林光朝传曰：“未尝著书，惟口授学者，使之心通理解。”从道理上了解称理解。瓦托夫斯基说：“需要理解科学，这种需要就存在于我们希望有一种人道主义的文化，有一个自由和文明的社会的心愿之中。这对于科学家和非科学家都是一种同样重大的需要。”[4]并且，他还指出，理解科学有两种主要方式，一种是对科学本身的研究所达到的理解；另一种则是从科学与常识的联系中理解科学。瓦托夫斯基把这后一种理解当作科学哲学的对象，把科学哲学事业的任务规定为科学概念和科学的概念框架的系统研究。主张将概念和概念框架作为科学理解的工具，是科学家用以对他所探索的世界做出理解的方法，所以可以把科学哲学描绘成是一种“理解科学理解的事业”。这种从科学与常识的联系中理解科学的方式，导致了发现科学与人文学的共同根源，并且体验到科学哲学是科学和人文学之间的桥梁。这样的科学哲学思想，的确别出心裁，独具慧眼。
引述瓦托夫斯基科学哲学的基本思想，为的是要将本文开头时所提出的关于科学道德的议题深入展开。经验和事实告诉我们。在人们的知识活动中，总想把我们在此处获得的知识与彼处获得的知识结合起来，“可是没有理论思维，人们就是两件自然界的事实也不能联系起来，或者对二者之间所存在的联系都不能了解。”[5]存在一种“系统感和”对于我们思维的明晰性和统一性的要求，科学训练和实践加强了“系统感和”这一要求。于是，当科学家正视出现在科学概念框架中的哲学问题时，他便产生出为了概念的明晰性和体系的一致性而进行哲学分析的强烈愿望。那么，科学、道德，是两个概念，而作为一个概念的“科学道德”，人们怎样看待它呢？我们的回答是：存在着科学道德这样一种“系统感和”；人们的思维有这种统一性的要求，在“科学道德”中把“科学”、“道德”区分开来就会出现“不严密的裂缝”，这“在美学上和在智力上都是令人不愉快的”[6]；“科学道德”作为自身完整的一个概念也能体现思维的明晰性。在这里，我们的观点与瓦托夫斯基是一致的。为了进一步论述，有必要籍助于“价值标准”这个概念。前已说过，康德关于科学知识与道德知识之间的那种经典性表述显示出对事实和价值标准的区分，而关于事实和价值的各种不同主张是属于伦理学和美学这些哲学分析学科的研究内容。瓦托夫斯基认为，只有这种分析才能使关于一门价值科学的谈论变得有意义或无意义。这些都与科学哲学密切相关。事物就是事物，而事物在受到评价时，是要讲究标准的。哲学学科中最困难、最严谨的领域之一就是价值标准理论。我们再回到科学上来。科学中表现出什么样的价值标准呢？为了说明问题，有必要阐述一下罗伯特.K.默顿关于科学的“精神气质”的经典表述。默顿写道，“科学的精神气质就是那种据认为对科学家具有的约束力的价值标准和规范的不自然地调整的结合。规范是以规定、禁止、偏好和非可的形式来表达的。它们被制度的价值标准所合法化。这些强制性规定靠格言和榜样来传达且被法令所加强，并不同程度地被科学家内在化了，因而构成了科学家的科学良心，或如果人们偏爱后来的术语，那就是科学家的超我。虽然科学的精神气质至今尚未被编纂成典，但都是可以从科学家的表现在应用和习惯中、在无数的论述科学精神的著述中和在直接针对违反这种精神气质所表现出的道德义愤中的道德一致推导出来的。”[7]可以发觉，瓦托夫斯基引用默顿的这段话，是十分巧妙地想用规范和价值标准来对科学道德作理论阐述的。显然，这样做是贴切而又合情合理的。规范即标准、法式。瓦托夫斯基指出，诸如真理、一致性和证实这些科学规范本身也许就是深刻的人类职责的高度凝炼的反映。这是一个十分有见地的思想。这种思想借助规范这个杠杆，将问题的研究往“深刻”、“高度”上推进。提供的论据是这类规范具有普遍性这种特性，是放之四海而皆准的。科学本身所体现出的科学的过程和科学的理性。就具有科学的价值。科学的价值在于求真，在于它的真理性，而规范与真理性是密切相关的。真理与真理的表述本身就需要规范，因而规范在科学内是起作用的。那么，这样会不会出现悖论呢？一方面，科学是无止境的前沿，科学没有终极的真理，它是认识真理和获取知识的探索过程，不为传统观念和已有的知识所束缚；而另一方面，它又需要规范，并且会产生出新的规范。我们知道，任何规范一旦产生，它在一定程度上就具有约束力，对自由度就有所限制（而这种约束力、限制又是必要的），这与科学活动的解放思想、自由探索会不会产生矛盾？我们认为，勿可置疑，科学成果的获得，有由规范所致的，也有由非规范所致的。规范之所以成为规范，在于它有效力。对于科学来说，科学活动本身向来就存在着有序与无序、正常与反常、偶然与必然、遵循逻辑规则与另辟新径等等不同的进行方式，但只要科学活动向更深入的程度进行，它就会有运转的轨迹，这道理如同有存在就会有存在的方式一样，于是本身就有适应自身存在和运转的规范的要求。这种规范的出现和遵循有关的规范是件好事，它的效力是保障和促使科学活动的健康发展，打破模式创立模式，增强整合、调节、转换的功能，规范所具有的活力得到激发，更有利于解放思想，开拓创新。因此，科学需要规范；规范也是科学活动深入进行的产物。科学伦理学和科学美学就是要考虑科学活动是怎样产生出行为规范和价值规范的。科学活动的行为规范的形成是与科学实践的本质相联系的，而它又成为科学实践能得到健康发展的保证，随着科学的发展，科学活动的行为规范也不断发展和完善。作为理性活动的指导，科学与伦理学具有共同的渊源和共同的利益。科学本身的发展和伦理学的追求，殊途同归地引出了科学道德。科学作为一项人类活动倡导科学道德，实际上就是科学的最高成就之一。对科学道德的这种理解，就是达到对科学的人文理解，也是对科学的哲学理解。
综上所述，瓦托夫斯基用科学、事实、价值、价值标准、系统感和、规范、理解等一系列概念和概念框架，系统深刻地将科学知识和道德知识统一起来，科学道德成了科学思想的重要概念，并且也是科学哲学的一种概念基础。这样，我们把科学道德作为科学哲学的一个重要内容来研究和讨论，而科学哲学本身和概念基础则为科学道德作了顺理成章的人文学阐述。科学哲学中有许许多多的思想和概念可阐述科学道德，但在本文中我们是紧紧抓住规范这个概念来展开论述的。规范概念一旦介入科学领域，必然导致科学道德概念的出现，科学道德是科学规范的应有之义。再从社会效益来看，倡导科学道德，不仅“在提高全世界科学家的社会良心方面”[8]，而且在运用科学为人类创造财富、谋利益方面，都十分重要。科学在社会中存在，科学在社会中发展，科学又要应用于社会，科学与社会关系密切。倡导科学道德可净化科学环境，使科学得到健康地发展，从这个意义上说，科学道德亦是科学本身发展的必须。此外，如果把科学作为文化的一个重要组成部分来看的话，我们知道，文化的核心是思想道德和价值观念，在文化中，科学（包括科学道德）的含量愈高，文化的先进性就愈显著，所以，在我国，沿着先进文化前进方向迈进也应大力倡导科学道德。
科学道德既是科学价值的美学追求，又是与人的社会活动密切相联。人生活在社会中，人的科学活动也是在社会中进行的，因而科学道德的理论探讨与科学道德在社会中的实施，相辅相成，高度统一。举个例子。今年4月，福建科技界人士在福州召开“科学道德学术研讨会”，会后发出一份倡议书，向科技界提出倡议[9]：1、用诚实的劳动去创造世界，开拓未来。人类曾经用汗水和机器创造了新文明；今天又用信息和创意使文明再上一个新台阶。这里面都需要劳动，并且我们提倡的是诚实的劳动。不管是体力劳动或脑力劳动，诚实的劳动才是光荣的。我们坚决反对弄虚作假，反对胡编乱造，反对瞒天过海，反对剽窃抄袭。学问高低各不一，品行端正是真人。2、用敬业奉献的精神，辛勤地耕耘华夏文化这块肥田沃土。作为21世纪的中国科技界学人，我们愿为继承和发扬这种敬业的精神而感到骄傲并作出努力。自强不息，厚德载物，这是我们中华民族屹立于世界文化之林的坚强脊梁，在这根脊梁中，有着敬业奉献的健康精髓，它是民族精神不朽的底气。今天，立志于向科学进军的中华学人要修炼出这种底气，这也是我们的志气。3、遵纪和守信。跨入21世纪，特别是中国加入了wto，我们必须遵照国际制定的游戏规则办事。爱国主义精神和国际主义精神在科技界学人身上，是统一的。任何的学术失正、科学上的不道德，其所带来的祸害绝不单单是个人的名利得失，而是关系到科学共同体的存亡。我们要以高尚的学术风范和行为，维护我们学术共同体的声誉，促进科技事业的健康发展。4、用真功夫，做真学问，摈弃浮躁，匡正学风，脚踏实地搞事业。齐心协力营造和珍惜学术自由的氛围，加强学术批评，反对污篾谩骂。坚定学术界自己独有的价值取向和坚持科学道德标准，深化体制改革，极大地繁荣中国的学术事业。5、求真务实，严于律己，宽于待人。科学的本质这于求真，科学以探求真理为目的，以探求真理为己任，科学工作者最重要的品格就是实事求是的精神。科学的本性在于创新。我们倡导用宽广、宽容的胸怀，努力培养和提携青年一代，鼓励、支持和勇于进行创新，将求真、务实、创新、协作的职业道德，将严格、严密、严肃的作风发扬光大。
虽是短短的5条，但仔细地琢磨它，人们显然会体会到：科学道德是科学活动本身最高成就的一种，它的产生和存在是科学活动的必然；在一个需要规范的世界里，科学同样需要科学规范；倡导科学道德是社会进步的一种表现，它的科学自身的结构美和人的心灵美高度统一，成为推动人类社会进步的力量；具有价值的东西往往是由于它受到评价，有些东西是只要它存在就有价值，有些东西只有它受到评价时才显现出价值，科学道德是到了它只要存在、或它存在了又受到评价，都有价值的时候了，人们的确要万分珍惜它。
参考文献
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自然科学概要篇8
目前国内外文献中有关核心概念定义的表述众多，地理学相关文献中有“Keyconcepts”、“Centralconcepts”、“关键概念”、“主要概念”等[2][3][4][5]，虽然表述存在一定的差别，但其代表的意义相近。本文认为核心概念是指位于学科中心的概念性知识，包括重要概念、原理、理论等基本理解和解释。核心概念构成学科的骨架，呈现学科发展的图景，对学科核心内容具有统摄作用[6]。因此，凡具有此种功能的概念性知识，无论其表述为关键概念或主要概念等，皆等同于本文所探讨的核心概念。
核心概念对于地理教育的意义，早在《地理教育国际》中就被提及过。《地理教育国际》是指引全球地理教育工作者开展工作的重要纲领性文件，明确提出了地理学习的核心概念（Centralconcepts），为地理教育的实施指明了方向。本文收集了有关地理学核心概念的研究成果，梳理了国内外地理教育界有关核心概念的教育教学状况，为探讨我国中学地理教学中建立围绕核心概念的地理课程提供了相关的参考。
一、地理学核心概念
地理学是一门兼有自然科学性质和社会科学性质的综合性学科。与其他学科相比，地理学并没有发展出一个位居专业核心、可鉴定的清晰概念，而是出现了多个概念，其中最为核心的有空间、地方、景观、环境、系统、尺度和时间等，这些核心概念凸显了地理学的学科性质，有助于认识地球表层及人类与地理环境之间的关系[7][8]。我国许多学者也针对某一核心概念进行了有关研究，并通过核心概念内涵的演化过程阐明了核心概念是处于动态变化中的，这也与地理学的发展图景一致[9][10]。地理学核心概念的内涵表达了地理学最重要的思想，在认识地理学思想传统和基本问题上发挥着重要的作用[11]。
在地理教育中，《地理教育国际》最先提出了地理学核心概念，指出地理教育共存在5个核心概念，即“位置与分布”、“地方”、“人与环境的关系”、“空间相互作用”及“区域”。对于为什么提出地理教育的核心概念，《地理教育国际》给出了明确的答案，认为地理学的学习范围广阔，研究方法多样，有着自然和人文各学科内容的高度综合性，并十分重视处理人与环境的关系。地理学的六大问题是“它在哪里？它是什么样子的？它为什么在那里？它是什么时候发生的？它产生了什么作用？怎样使它有利于人类和自然环境？”要想较好地回答这些问题，人们就需要认识地球的位置、空间分布、空间相互作用和人地关系等内容，这本身就构成了地理学核心概念的基本内涵。因此，从核心概念出发进行地理教学，人们能够从整体层面把握地理学的核心知识与学科特点[12]。
二、围绕核心概念的国际基础教育地理课程体系
自1992年国际地理联合会地理教育委员会组织起草并通过了《地理教育国际》以来，许多国家围绕地理学核心概念进行了基础教育地理课程体系的建设，说明了地理教育工作者逐渐加大对地理学核心概念的重视力度。
表1列举了一些围绕核心概念而形成的国家（地方）地理课程标准。尽管许多国家地理课程标准中将核心概念表述为“主题”、“基本因素”等，但其实质都是地理学核心概念的其他表述方式。从各国的国家地理课程标准中可以看出，尽管他们对地理学核心概念的理解有所差别，但都是围绕核心概念来建立国家地理课程体系，这也表明核心概念具有提纲挈领的作用。
各国国家地理课程标准中均提及用空间（包括空间分布与空间相互作用）来显示地理学的学科特性，这也源自地理学的空间传统。多个国家地理课程标准中提及地方（地区）和区域，这说明了地理学具有区域性特点。此外，人地关系（人与环境的关系）也出现在多个课程标准当中。因此，从各个国家课程标准中提及的核心概念来看，尽管核心概念的选择并不一致，但对地理学最核心内容的认识却是趋同的。
总体来说，《地理教育国际》中提出的地理教育核心概念，被纳入国家地理课程体系中，成为国际地理教育发展的趋势。通过核心概念来统摄地理学科内容，人们可以明确清晰地把握地理学的主要问题。
三、渗透地理学核心概念的中学地理教育
地理学核心概念对中学地理教学中的作用，已经逐渐地被地理教育工作者所关注。由于地理学核心概念涵盖了中学地理教学的观念和思想方法[18]，其被渗透在诸多地理教育教学研究与实践中。
1.地理学核心概念与地理学思想方法
中学地理教育界已经开始重视思想方法的教育教学研究。有学者明确地提出中学地理课程与教学需要基于地理思想方法来实施，其提及的如空间尺度、空间定位、将世界组织定为区域加以认识、时空关联、空间相互作用思想等[19]，均是对“空间”这一核心概念内涵的表述。“人地关系”这一核心概念，体现了人地关系思想，贯穿于地理教育教学研究成果中。一些学者提到自然地理教学的重要思想是“系统的思想”[20]，这与“系统”这个核心概念及现代地理学的发展有直接的关联。由此，核心概念与地理思想方法在中学地理教学中的要求是一致的。
2.地理学核心概念与地理素养
《义务教育地理课程标准（2011年版）》中提及地理课程要培养具有地理素养的公民[21]，这是中学地理教育的核心。地理素养具有综合性、空间性、终身性、动态性和实践性等特征，其中最为重要的综合性、空间性与地理学核心概念中的系统、空间等核心概念的内涵相吻合。地理学核心概念对培养学生地理素养具有积极的作用。地理素养中有地理思维的成分，地理思维具有综合、区域、空间、联系、批判、追求新结论等基本品质[22]，这也直接体现了系统、区域、空间等地理学的核心概念。地理思维能力的培养，需要让学生认清人地关系，具备空间思维与综合思维，这些也体现在核心概念方面。
3.地理教育界对核心概念内容的教育教学研究与实践
围绕核心概念的具体内容，教育工作者已经开展了丰富的教育教学研究与实践活动。例如，一些学者对“空间”这一核心概念进行了教育教学研究。中学地理教学中有关空间的教学内容包括空间位置、空间分布、空间组合、空间联系等，这些都可整合为空间要素，促进学生形成空间思维，这是对“空间”这一核心概念在地理教学运用中的具体阐释。
对于“人地关系”这一核心概念，许多教育工作者也进行了实践研究。人地关系思想是地理学的一个核心思想，也是地理教育重要的核心概念，贯穿于整个中学地理教学活动中。因此，无论是自然地理模块，还是人文地理、区域地理模块，都会涉及人地关系思想。
“区域”是在中学地理教育教学实践中有诸多研究成果的一个核心概念，这也与地理学的学科特性有关系。由于地理学科的特性，“区域”作为地理教学中重要的教学内容，产生了众多研究成果。从区域特征的分析、区域地理学习思路的归纳到区域可持续发展的教学，都是“区域”这一核心概念在地理教学中的应用。
此外，北京教育学院地理学科团队也提出了以《地理教育国际》所给出的核心概念为基础的初中地理教学核心概念，分别是“位置与分布”、“地理环境”、“人地关系”、“空间差异与空间联系”及“区域”。以这5个核心概念统摄初中地理教学内容，赋予了核心概念更多的地理教育教学实践的应用价值。
四、地理学核心概念对我国中学地理教育的启示
自《地理教育国际》中提出地理核心概念以来，大部分地理教育工作者已经围绕核心概念来实施地理教学，这在许多国家的地理课程标准中均有所体现，反映出地理教育的国际发展趋势。然而，我国地理教育主要是以内容主题的形式来表现的，主题众多，不利于学生掌握地理学的核心内容，所以我国地理教育应从教学实际情况出发，提炼出适当的核心概念，围绕这些核心概念开展地理教学，提高地理学科内容的概括性。
地理教学要体现地理学科思想，培养学生的地理素养，这已经获得许多学者的共识。然而，如何在教学中进行实践仍处于探讨阶段。核心概念对地理学科教学具有很好的统摄性，地理教学核心概念是贯彻地理学科思想方法的重要载体，符合培养学生地理素养的要求。因此，地理教育要加强基于核心概念的地理教育教学的研究与实践，促进地理教育教学活动的开展。
此外，从各国的国家地理课程标准来看，由于地理学科性质的缘故，各国对地理学核心概念的界定不尽相同。因此，我国的地理教育要针对我国的国情，结合我国地理学发展状况，提炼出适合我国地理教育的核心概念，建立基于核心概念的国家地理课程体系。
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自然科学概要篇9
关键词：高中物理；核心概念；教学
高中阶段的物理教学中，最重要和基础的内容是各种物理概念。物理概念是学生认知能力形成、物理规律掌握的前提基础。在实际课堂学习中，由于物理概念相对枯燥、抽象，不易于记忆，所以物理核心概念的教学一直是物理教学中的难点，无论是我们的讲授还是学生的学习难度都很大，需要我们在教学过程中采取针对性的教学方法，加深学生对概念的理解和掌握程度。
一、核心概念
想要加深学生对核心概念的理解，我们首先需要明确什么是核心概念。核心概念是西方教育界提出的概念，不同的学者对核心概念有着不同的称呼，如“关键概念”、“大概念”、“基本概念”等，至今学术界对核心概念的定义还没有达成共识。
1.大概念
大概念是一定范围内物体和现象的概念，是对一定范围内物体和现象的抽象化解释，用于特定观察和实验的概念则被称为小概念，如宇宙中全部物质都是微粒构成、生物体需要长时间进化才能形成特定条件下的特殊功能等，这些都属于大概念。中央教育科学研究所课程教学研究部研究员张志中将大概念解释为能带回家的信息，是具体经验和事实都忘记之后仍然能够保持的中心概念，具有对宽广经验事实的解释力。
2.关键概念
首都师范大学讲师黄星认为，关键概念是可以展示当代科学学科图景的概念原理，是学科的主干知识。国内一些学者将核心概念和国外的KeyConcept对应，如中国教育学会物理教学专业委员会理事刘占兰认为，学生学习科学时会在多种情境中应用相同的科学概念观点，在这些情景中将逐渐形成对科学核心概念的理解。张颖之等人则认为核心概念是学科中心概念知识，包括重要的概念、原理、理论以及一些基本解释。
3.核心概念
核心概念是我们希望学生记忆、理解且能够在忘记其周边信息之后仍然能够理解和应用的知识。但是张兰却指出，核心概念是某一学科的主要知识领域，虽然不是所有人都能够理解，但是仍然得到了广泛的应用，是能够经得起时间检验的学科中心知识。
通过对以上三个概念的分析，我们认为大概念和核心概念之间存在差别，彼此之间没有绝对的从属关系，对于某一学科来讲，如万有引力这样的大概念并非学科中心概念，因此认为核心概念，是经过了检验的，位于学科和科学中心的科学概念，是具有广泛自然事物解释力的知识，是对学科内概念结构的最高抽象和概括。
二、高中物理核心概念的学习进阶
学习进阶是对学生在同一主题学习的不同阶段，尤其是概念理解阶段所遵循的连贯的思维路径和学习路径的描述，可以是学生学习预期的参考，也可以是经过科学论证的研究结论，物理概念的学习进阶有着自身的特殊性，更加依赖其他相关概念的学习成果，更需要借助概念的内涵和外延来界定核心。
1.加强物理概念和生活实际的联系
根据上一节的研究，可知物理核心概念是对客观事物共同属性和本质特征的抽象化描述，是对客观规律的高度总结，但是高中生正处在成长的关键阶段，无论是人生经历、生活体验的缺乏还是生理与心理不成熟，都表现为对抽象事物的理解困难，因此我们在进行物理概念教学时一定要注意将核心概念和生活实际联系起来，通过精心准备，帮助学生建立鲜明的教学情境，提供能够为学生带来生动感性认识的学习材料，从感性认识入手，逐渐加深理解，并最终上升到感性层次。
2.重视教学实验
每一个物理核心概念都是艰辛的思考和实验中得来的，如果可以帮助学生重现物理核心概念被发现的过程，让学生走上物理学家们曾经的探究之路，亲自去探索知识，了解知识产生和发展的过程，对加深学生对核心概念的理解大有裨益。学生在探索过程中能够形成更深刻的感性认知，便于概念的形成和对学生物理学习思路方法的纠正，学生不仅能够更清晰地理解物理概念，对事物的理解思维和学习能力也得到了提高。
如鲁科版高中新课标物理选修1-1第三章《打开电磁学的大门》，我们就可以让学生模拟安培的思考过程，让学生亲自做实验，首先研究电流的磁效应，让学生沿着通电导线的方向寻找磁效应，学生将不能发现电的磁效应，之后我们可以为学生讲述奥斯特灵光一现，将磁针和导线平行放置，发现磁针终于有了反应的故事，并让学生亲自体验。我们可以告诉学生们，电的磁效应极大地改变了我们的生活方式，小到手机、电话、电脑，大到火车、航天器，其内部都有着各种各样的电磁体在工作着，我们今天丰富多彩的生活都是从1820年4月的一天晚上，小磁针一次小小的摆动开始的。之后再告诉学生们，奥斯特的这个发现撼动了安培信奉的库伦“电磁不相干”观点，安培对电磁效应进行了无数次实验，最终发现了安培定律，可以让学生们亲自检验安培定律的正确性，最后让学生们了解安培的分子电流假说，告诉学生们，现代科学研究已经证明，安培的假说是正确的。
这样结合物理发展脉络的实验设计，能够让学生充分感受到物理学知识逐渐形成的过程，能够在实验探究中不断加深核心概念的认知。
3.控制知识形成过程
高中物理新课标对知识形成的过程和方法提出了新的要求，物理核心概念教学不能仅仅满足于学生对概念内涵的理解，还应该了解物理概念的产生、发展、完善的整个过程和对概念的延伸。因此教学过程中，导入概念应该充分考虑学生原有知识结构，保证新知识和旧知识之间能够有效衔接，例如在鲁科版高中物理选修1-1第四章《揭开电和磁关系的奥秘》这一章，我们在讲解电磁感应定律时应该带领学生回顾第三章电磁感应现象和安培定律的内容，将其和电磁感应定律相对比，学生能够清晰认识到两个定律之间的相同和不同，在巩固旧知识的同时也方便学生理解新知识。
三、结语
高中物理核心概念的教学工作要重视核心概念和生活实际之间的联系，给学生提供用于理解抽象核心概念的感性素材，通过基于物理核心概念形成发展过程的物理实验和概念学习过程控制，关注知识接受和形成的过程，通过建立师生之间平等、高效的交流，这样才能帮助学生形成对核心概念的纵向理解，完成学习进阶。
参考文献：
[1]樊文娟.思维导图在高中物理实践性教学中的应用[J].赤子（上中旬）.2016（19）.
自然科学概要篇10
为了提高民族素质，由应试教育向素质教育转化，在物理学的教学中，不但要学到知识，更要得到能力的提高。故此教师不应是传统授业、解惑，而应该有目的、有计划地培养其学习方法，培养自我汲取知识的内部能力。这种方法与能力的获得，其主要渠道就是在“探究学习”为模式的教学之中。
一、在教学中，通过把握过程而获得物理知识
“探究学习”的第一个特点是“学生自主地抓住自然的事物、现象，通过探究自然的过程而获得知识。”①这就是说，在教学中，教师要把握好“知识”与“过程”的关系，这二者究竟谁为重点的问题，是传统教育与“探究学习”的区别，所以在教学中正视探究自然的过程，将其列为重点，要通过过程的探究而获得知识。为达到真正获得知识的目的，必须注意以下几点：
1.要善于通过实验来探究自然过程。在物理学中，许多自然事物的本质属性要通过实验才能揭示。所以对于实验的宏观现象，对于实验中数据的变化，要善分析，要透过现象看到本质；通过数据的变化来抽象出概念或规则，所以探究实验的过程，往往就是获得知识的过程。例如，密度的概念对初中生也是很抽象的，利用不同质量的同种物质，与相应体积数值，通过实验可以求出其密度大小，若结合实验，中学生是不难理解密度概念的。又例如在串、并联电路中，对于总压和分压的关系，设有实验来学习也是很抽象的，若通过仪器的数据变化来分析，就容易理解了。
2.要善于用逻辑推理与数学推导的方法来探究物理学的自然过程。许多物理学的规则、公式，都是运用已学过的旧知识在具体的条件下，通过数学的严密推导而得出结论，这又是一个学习的重点，所涉及为两大方面：其一为逻辑推理方式；其二为思维的方法。例如，力学中的动能：eK=12mV2我们不仅要知道其表达式，更应知晓其推导过程：外力F对物体做的功w=FS，如果用eK表示物体的动能，则有，eK=FS，根据牛顿第二定律F=ma和运动学公式V2=2as，可得：eK=FS=maV22a=12mV2
二、在教学中，教师要有目的的培养学生从事物理研究的能力
“探究学习”的第二特点是“旨在培养学生从事研究的必要的探究能力”。②这种物理学科的探究能力，主要包括学科的学习方略，思维方法和正迁移的能力。
1.学科的学习方略。物理学是以实验为基础的学科，所以该学科的主要学习方略就是自然科学的认识论和方法论的统一。
从自然科学认识论来看，主要是从感性到理性，从形象到抽象的认识过程。坚持实践认识再实践再认识的认识论。从方法论来看，就是坚持理论与实践的统一，其方法要有序可寻，循序渐进。整个方略将由（1）观察（2）实验（3）控制条件（4）测量（6）记录（6）数据处理和解释（7）分类（8）抽象、推理（9）发现规律性（10）模型化（11）提出假说（12）验证假说等诸环节组成。其整体有机的综合一体则是学习物理的过程，为第一问题的最高的概括。所以笔者建议，在教学过程中，教与学都要遵循这一方略和过程来进行。
2.思维方法探究。问题的思维方法主要包括以下几点：（1）学会系统思维，掌握发现知识的内在规律的能力；（2）学会逆向思维，掌握从反面分析问题的排除能力；（3）学会概括思维，掌握综合能力；（4）学会辩证思维，掌握全面考虑问题的能力；（5）学会顿悟思维，掌握直觉的能力；（6）学会发散思维，掌握多角度着手处理问题的能力。
3.关于迁移问题。这些问题是将已学过的旧知在一定条件下应用的问题，主要是学习者认知结构水平与思维方法的结合问题。这两点解决得好，利用条件，就能实现具体情境中的正迁移。
三、在物理教学中要认真地教好概念和学好概念
“探究学习”的第三个特点是“旨在有效地形成认识自然之基椽一科学概念。”③这一点说明了概念学习的意义，它是认识和理解事物的基矗所以在物理教学中要重视概念的教与学。概念是同类事物本质的属性的特性。它是知识的单体，有人也称其为知识的细胞，所以学习一切学科，真正的认识自然，必须从概念学习做起。对概念的学习，要注意三点：
1.正确地形成概念在科学中概念的形成又通过抽取特征和将具体事例归类而得到发展。学习概念的形成过程，亦复如此。这种方法利用正例与反例的比较、归类，最后才能形成概念。
2.学会概念的内涵和外延。内涵是其最本质的特征和属性。外延又是概念本身的应用范围。
3.注意到概念的同化，找出概念的隶属关系。这就是注意好某些概念的上、下位和并列关系，这样才能从概念出发，学会规则学习，乃至高级规则学习。
四、在物理教学中要培养积极学习、探索物理学奥妙的个性品格“探究学习”第四个特点是“培养探究未知世界的积极态度。这种探究态度和积极性，只能在自主地抓取自然事物、现象的探究活动中逐步培养。这种个性的品格或积极的态度，在我国学者看来，属于外智力因素，在西方学者看来，属于情感目标范畴。