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《小小科学家》教学设计【科学概念理解】什么是“科学”科学是探索自然世界的一种方法，它包括了观察、实验、发现和理解事物的运行规律。
科学家们使用各种工具和技能来解答关于我们周围世界的问题，并由此发现新知识，发明新技术。
什么是“儿童的科学”儿童的科学是指“儿童对自然界中事物和现象的认识”。
儿童的科学不同于成人科学，带有主观性和经验性，是处于萌芽状态的科学知识，是对客观世界的初级看法和解释。
儿童的科学主要是面对现实世界，是直接的经验，是对周围事物和现象的感知、观察、操作和思考。
他们获取科学知识的途径和方法与成人科学家有着根本的区别，科学家获取科学知识的途径和方法是间接的，主要依赖文字或符号的描述。
然而，儿童的科学教育也具有其独特的教育价值和发展价值，它能使儿童更好地认识和理解自然界，培养儿童的科学素养和科学精神，为他们的未来发展奠定坚实的基础。
【教材分析】《小小科学家》是一节旨在激发学生对科学探索的兴趣和好奇心的科学课。
通过这堂课，学生们能够初步了解科学家的工作，并通过一些简单的科学实验活动，体验科学研究的过程。
在《小小科学家》的课堂上，学生们要回顾自己曾经的经历，了解自己经历过的观察、种植等是一种和科学家一样的行动——对大自然的探究，进一步交流和观察，他们还会了解到科学家里有研究动物的、研究植物的、研究地质的、研究天文的等等。
他们的工作包括观察、实验、记录等，这些都是为了发现大自然的奥秘。
这样的介绍旨在让学生理解科学家的工作内容和方式，从而激发他们对科学探索的兴趣。
在课堂上，学生们会进行一些有趣的科学实验活动。
比如，他们可以像科学家一样，通过滚小球实验来探索物理现象。
在这个实验中，学生们可以观察到小球在不同条件下的滚动情况。
这样的活动不仅让学生们亲身体验科学研究的乐趣，还培养了他们的观察力和思考能力。
通过《小小科学家》这节课的学习，学生们不仅能够了解科学家的工作和科学研究的基本过程，还能够培养自己的科学思维和科学探索精神。
促进学生科学概念理解的教学设计胡久华北京师范大学化学学院100875支瑶北京市第三十五中学100032 摘要：促进学生科学概念理解的教学设计应遵循建构主义教学理论，以学习者为中心，通过对各种过程和资源的设计支撑学生的建构活动，按照“研究教学内容的知识脉络——分析学生的认识脉络——设计建构概念的问题——提供学生解决问题所需的证据”这一基本思路完成教学设计。
此外，在进行教学设计时，要重视学生认识方式的建构，创设形成概念认识的学习情境，以及提供多样认识建构的学习活动等。
关键词：科学概念教学设计建构主义科学概念的学习使学生更加本质地认识事物与现象，促进科学知识的系统化与结构化，帮助学生发展逻辑推理能力，提高学生的科学素养。
因此，在教学过程中，应设计符合学习规律和学生学习心理的多样化教学活动，尽可能地启迪学生思维，增进学生对科学概念的认识建构与理解水平，避免对科学概念的机械记忆。
但是，已有的研究表明科学概念教学的效果往往不是很理想，学生对科学概念的认识不能达到较高水平。
导致这一现象的主要原因在于教师在教学过程中没有让学生进行科学概念的建构过程。
为了实现学生对科学概念认识的深层次理解，教学设计的思路与策略是什么？本文结合案例进行了理论分析与实践探讨。
一、促进学生科学概念理解的教学设计理论怎样的教学设计能够促进学生的科学概念理解？要想回答这个问题，首先要清楚如何才能促进学生的科学概念认识。
建构主义的教学理论认为，对学习内容较为深刻的理解和掌握是通过学生主动建构来达到的，而不是通过教师向学生传播信息获得的。
学习者在一定的情景下学习，或利用自己原有认知结构的有关经验同化新知识或通过“顺应”、改造、重组原有的认知结构来同化新知识，理解、掌握学习内容，达到对新知识意义的建构。
建构主义提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习，也就是说，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用，教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的传授者与灌输者。
2024年小学科学上册教学计划教学计划：2024年小学科学上册一、教学目标：1. 培养学生对科学的兴趣和好奇心，激发其对科学的探索欲望。
2. 掌握基本的科学知识和科学方法，培养学生的科学思维能力和实践能力。
3. 培养学生的观察、实验和解决问题的能力，培养学生的创新意识和创新能力。
二、教学内容：1. 科学的发展历程a. 科学的定义和特点b. 科学的发展历程及其对人类社会的影响2. 科学实验基础知识a. 科学实验的定义和分类b. 科学实验的步骤和要求c. 科学实验中的安全措施3. 物质的性质a. 物质的分类和性质b. 物质的变化和反应4. 动物的结构和功能a. 动物的组织结构b. 动物的生长和变化c. 动物的适应环境的特点5. 植物的结构和功能a. 植物的结构和功能b. 植物的生长和繁殖c. 植物的适应环境的特点6. 生态系统和环境保护a. 生态系统的基本概念b. 生态系统中的能量流动和物质循环c. 环境保护的重要性和方法三、教学方法：1. 活动导入：通过观察、讨论和实验等方式，引发学生对科学问题的思考和讨论，激发学生的兴趣。
2. 给予学生自主学习的机会和空间，鼓励学生主动探索和实践，培养学生的科学思维和实践能力。
3. 运用多媒体技术和实物模型等教学资源，帮助学生理解和掌握科学知识，提高学生的学习效果。
4. 组织学生参与小组合作学习和实验活动，促进学生之间的交流和合作。
四、教学评估：1. 通过观察学生的实际操作和表现，评估学生的实验技能和科学思维能力。
2. 组织小组讨论和课堂讲解，评估学生对科学知识的理解和掌握程度。
3. 布置小组项目作业和个人实验报告，评估学生对科学问题的分析和解决能力。
4. 定期进行单元测试和期末考试，评估学生对整个学期科学知识的掌握程度。
五、教学资源：1. 教科书和课件：选择教材和课件，结合学生的实际情况和学习需求进行教学。
2. 实物模型和实验器材：通过展示实物模型和实验器材，帮助学生理解和掌握科学知识。
湘科版（2024）小学科学一年级上册开学第一课教学设计一、教学目标激发学生对科学的兴趣，让学生初步了解科学课的学习内容和学习方法。
帮助学生熟悉科学教室的环境和规则，培养学生良好的学习习惯和安全意识。
通过互动活动，让学生认识新同学，增强班级凝聚力。
二、教学重难点重点（1）激发学生对科学的兴趣，培养学生的好奇心和探索精神。
（2）让学生了解科学教室的规则和安全注意事项。
难点如何让.年级的学生在轻松愉快的氛围中理解科学课的重要性和学习方法。
三、教学方法讲授法、演示法、讨论法、游戏法。
四、教学准备收集一些有趣的科学小实验视频和图片。
准备一些简单的科学实验器材，如放大镜、气球、塑料杯等。
制作教学课件。
设计一些互动游戏的道具，如姓名卡片等。
五、教学过程（一）导入新课自我介绍师：亲爱的同学们，大家好！我是你们的科学老师［老师姓名］。
从今天开始，我们将一起踏上奇妙的科学之旅，去探索这个充满奥秘的世界。
很高兴能认识大家，希望在今后的日子里，我们能成为好朋友，一起在科学的海洋中遨游。
引出主题师：同学们，你们知道什么是科学吗？科学其实就在我们身边，它可以帮助我们了解大自然的奥秘，解决生活中的问题。
比如，为什么天空是蓝色的？为什么苹果会从树上掉下来？这些都是科学问题。
在这一学期里，我们将一起学习很多有趣的科学知识，做很多好玩的科学实验。
大家期待吗？（二）认识科学课播放科学小实验视频师：现在，老师给大家播放•些有趣的科学小实验视频，让我们一起感受科学的魅力吧！（播放视频，如“会跳舞的盐”“神奇的气球”等）播放完视频后，提问学生：（1）你们看到了什么？觉得这些实验神奇吗？（2）你们想知道这些实验是怎么做的吗？介绍科学课的学习内容师：在我们的科学课上，我们将学习很多有趣的知识。
比如，我们会认识身边的动植物，了解它们的特点和生活习性；我们会观察天气的变化，知道如何预测天气；我们还会学习一些简单的科学实验方法，探索科学的奥秘。
同学们，你们对哪些内容最感兴趣呢？（三）认识科学教室带领学生参观科学教室师：现在，老师带大家参观一下我们的科学教室。
促进学生的前概念向科学概念转化的策略研究方案一、课题的提出：根据辽宁省教育科学“十一五”规划课题------《科学课程标准与教学内容的适切性研究------架构课程设计与教学实践的桥梁》实施方案的要求，本子课题依据新课程标准的要求，借鉴、参照有关教育学理论，结合课堂教学，主要在“促进学生的前概念向科学概念转化的策略”方面进行研究。
二、课题的界定：概念一词，在字典中的解释是：思维的基本形式之一，反映客观事物一般的、本质的特征。
人类在认识过程中，把所感觉到的事物的共同特点抽出来，加以概括，就成为概念。
科学概念是人们观察、实验和思维相结合的产物，在科学教学中培养学生的思维能力是小学科学探究学习的主要任务之一。
由中国和加拿大两国政府部门联合开发的“加强中国西部基础教育能力”项目在小学科学领域选择了“食物”“水”“植物”“声音”四个主题进行研究。
他们做的第一件事就是转化我国《科学（3～6年级）课程标准》中的相关要求。
他们将事实性目标转化成科学概念；将课程标准中的要求转化为学生可以学习、教师能够把握的具体概念。
从教学目标表述的差异中，我们发现对科学概念的关注和研究是当代科学教育的一个特点。
科学概念包括科学的观念和对科学的看法；发展学生正确的科学观念，比让他们掌握大量事实性的信息更受到重视。
概念是有组织的、有不同覆盖程度的、用抽象语言表达的、超越主题和事实的一些观念和思想。
概念是一种组织性的观念，是一种心理图示，具有永恒性、普遍性、抽象性和概念性。
“前概念”的提法最早由苏联心理学家维果斯基提出，他将概念分成日常概念和科学概念两类：日常概念又称为前科学概念、错误概念，实质上是学习者没有经过专门的教学，在日常生活中通过辨别学习，积累经验而掌握的概念。
研究前概念转变为科学概念的方式、途径，从而提高科学课堂教学的有效性，增强小学生学习科学的兴趣，达到提高小学生科学素养的最终目的。
三、理论依据：学生在学习科学概念之前，大脑并非是一片空白的，他们对这些概念大都有了一定的认识和了解，这种已有的认识和了解即为科学学习中的前概念。
湘教小学科学四级下册全册教案Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】湘教版小学科学下册教案（全册）四年级科学下册教学计划一、指导思想：以培养小学生科学素养为宗旨，积极倡导让学生亲身经历以探究为主的学习活动，培养他们的好奇心和探究欲，发展他们对科学本质的理解，使他们学会探究解决问题的策略，为他们终身的学习和生活打好基础。
二、教学目标：1、培养学生科学的思维方法，努力发展学生解决问题的能力，使得学生们在日常生活中亲近科学、运用科学，把科学转化为对自己日常生活的指导，逐渐养成科学的行为习惯和生活习惯；2、了解科学探究的过程和方法，让学生亲身经历科学探究的全过程，从中获得科学知识，增长才干，体会科学探究的乐趣，理解科学的真谛，逐步学会科学地看问题、想问题；3、继续指导、引导学生学习运用假设，分析事物之间的因果关系，注重观察实验中的测量，特别是控制变量、采集数据，并对实验结果作出自己的解释，学习建立解释模型，以验证自己的假设。
4、保持和发展对周围世界的好奇心与取知欲，形成大胆细心、注重证据、敢于质疑的科学态度和爱科学、爱家乡、爱祖国的情感；三、学生情况分析：1、学生整体学习兴趣高，比较认真，但缺乏灵活性、学习习惯较差。
不善于设法自主去获取知识并在生活中灵活运用知识。
因而学生对基础知识的掌握往往只停留在了解上，理解不甚深刻，运用能力差。
2、已有知识、经验：学生由于各种条件的限制，科学常识比较缺乏，科学探究能力和意识不强。
家长们偏重于语、数、英教学，使学生没有多少时间和机会接触大自然，更没有得到大人和老师及时、周到的指导，使学生没能很好地在观察、实验、调查等实践活动中获取知识、发展能力、培养思想情感。
3、儿童心理分析：在小学阶段，儿童对周围世界有着强烈的好奇心和探究欲望，他们乐于动手操作具体形象的物体，而我们的科学课程内容贴近小学生的的生活，强调用符合小学生年龄特点的方式学习科学，学生必将对科学学科表现出浓厚的兴趣。
《让我们发现更多》教学设计教材版本：湘科版科学一年级上册（2024）课程单元：第一单元《走进科学》授课课题：第4课《让我们发现更多》教学目标（核心素养目标）1. 学生能够认识到观察是科学探索的重要方法，学会使用多种感官（看、听、摸、闻、尝，注意安全）进行细致观察，并能简单记录观察结果。
2.通过实践活动，培养学生的观察力、好奇心和探究精神；在观察过程中，学会提出问题、假设和初步验证假设的方法。
3. 激发学生对周围世界的好奇心和探索欲，培养尊重事实、勇于尝试的科学态度；通过团队合作，增强协作意识和沟通能力。
教学过程（一）导入新课（约5分钟）师：同学们，你们有没有发现，我们的世界充满了奇妙和未知？每当我们仔细观察，总会有新的发现。
今天，我们就来当一回小小科学家，一起探索周围的世界，发现更多的秘密吧！活动：“神奇的盒子”——教师准备一个装满不同物品的神秘盒子，让学生闭上眼睛，依次通过触摸、摇晃等方式猜测盒子里的物品是什么。
引导学生体会观察的乐趣和重要性。
（二）新课讲授（约15分钟）1. 观察的重要性（约3分钟）-讲解：观察是科学探索的第一步，它能帮助我们了解事物的特征和规律。
科学家就是通过仔细观察，才发现了许多自然界的秘密。
2. 使用多种感官观察（约7分钟）-示范：教师展示一个苹果，示范如何用眼睛看（颜色、形状）、鼻子闻（气味）、手摸（质感）、耳朵听（轻轻摇晃的声音，虽然苹果本身不发出声音，但可借此强调全面观察的概念）、甚至（在安全的前提下）舌头尝（味道，此处可改为教师描述或视频展示，避免直接让学生尝未知食物）。
-实践：学生分组，每组发放几种不同的物品（如树叶、石头、水等），要求学生使用多种感官进行观察，并记录观察结果。
3. 提出问题与假设（约5分钟）-引导：在观察过程中，鼓励学生提出问题，如“为什么树叶是绿色的？”“石头摸起来为什么那么硬？”等。
然后，引导学生根据已有知识或观察结果，提出初步的假设。
（三）深入探究（约15分钟）活动：“小小侦探社”-任务：学生分组，每组选择一个主题（如“校园里的植物”、“教室里的声音”等），进行深入的观察和探究。
冀人版（2024）小学科学一年级上册《1 学科学》教学设计一、教材分析《1 学科学》是冀人版（2024）一年级上册科学教材的开篇内容，具有重要的启蒙意义。
（一）教材地位本单元是学生接触科学课程的起始，旨在引导学生初步认识科学，激发学生对科学的兴趣和好奇心，为后续的科学学习奠定基础。
它开启了学生探索科学世界的大门，让学生对科学研究的对象、方法和意义有一个初步的认知。
（二）教材内容教材主要围绕“什么是科学”“科学在哪里”“怎样学科学”等方面展开。
通过展示生活中的各种科学现象和实例，如大自然中的动植物、四季变化、简单的物理现象等，让学生感受到科学就在身边。
同时，教材还引导学生通过观察、实验、思考等方式去探索科学，培养学生的科学思维和探究能力。
例如，教材中可能会有观察植物生长过程的活动，让学生记录植物的变化，从而体会科学探究的过程。
（三）教材特点1. 贴近生活教材选取的内容都与学生的日常生活密切相关，容易引起学生的共鸣和兴趣，使学生能够直观地感受到科学的实用性和趣味性。
2. 注重探究强调通过探究活动让学生亲身体验科学研究的过程，培养学生的动手能力和创新精神。
例如设置一些简单的实验或观察活动，让学生在实践中学习科学方法。
3. 图文并茂配有丰富的图片和简洁的文字说明，符合一年级学生的认知特点，有助于学生更好地理解教材内容。
图片可以直观地展示科学现象和实验过程，降低学生的学习难度。
二、学情分析（一）知识基础一年级的学生刚刚步入小学阶段，对科学知识的了解相对较少，但他们在日常生活中已经对周围的世界有了一定的观察和感知。
他们可能知道一些常见的自然现象，如太阳升起落下、天气变化等，但对于这些现象背后的科学原理并不清楚。
（二）认知能力这个年龄段的学生以形象思维为主，注意力集中时间较短，对新鲜事物充满好奇心和求知欲。
他们善于观察具体的事物，但抽象思维能力较弱，需要通过直观的体验和生动的教学方式来学习知识。
例如，在学习科学概念时，需要借助具体的实例和实验来帮助他们理解。
关注概念关联，优化教学设计，促进学生概念转变概念关联是指不同概念之间存在的联系和关系，通过关注概念关联，可以提升学生的学习效果和学习深度。
优化教学设计是指根据学生的学习特点和需求，进行教学过程和内容的设计和调整，以促进学生的学习效果。
学生概念转变是指学生由原有的概念转变为新的概念，这是学习的核心目标之一。
在教学过程中，关注概念关联非常重要。
概念关联能帮助学生更好地理解和记忆知识。
当学生能够将新学的概念和已有的概念进行关联，就能够更好地理解新知识，将其融入到已有的知识框架中，形成完整的知识体系。
在学习语文时，教师可以引导学生将不同文学作品中的相似概念进行比较和关联，帮助学生加深对这些概念的理解和记忆。
关注概念关联可以帮助学生理解和解决问题。
在学习的过程中，学生常常面临各种问题，而问题的解决往往需要学生理解不同概念之间的关系。
如果学生能够意识到不同概念之间的联系，就能够更快地理解问题的本质和解决方法。
教师可以通过引导学生发现不同概念之间的关联，培养学生解决问题的能力。
优化教学设计对于促进学生概念转变也起到了重要的作用。
优化教学设计可以提供更好的学习环境，激发学生的学习兴趣和主动性。
通过合理设置学习任务和活动，教师可以调动学生的积极性，使学生在学习中能够主动地发现和探索概念之间的关联，促进概念转变的发生。
在学习科学的过程中，教师可以设计一系列的实验活动，让学生亲自动手操作实验，从而更好地理解和转变相关的科学概念。
优化教学设计可以提供多样化的教学资源和工具，帮助学生掌握概念转变所需的知识和技能。
在学习数学的过程中，教师可以引入各种具体的教学资源和工具，如数学模型、计算机软件等，激发学生对于数学概念的兴趣和理解，促进概念转变的发生。
教师还可以根据学生的不同学习特点和需求，设计个性化的学习任务和活动，帮助学生更好地掌握概念转变所需的技能和策略。
促进学生科学概念理解的教学设计文章来源：化学课程网胡久华支瑶（北京师范大学化学学院 100875 北京市第三十五中学 100032）摘要：促进学生科学概念理解的教学设计应遵循建构主义教学理论，以学习者为中心，通过对各种过程和资源的设计支撑学生的建构活动，按照“研究教学内容的知识脉络——分析学生的认识脉络——设计建构概念的问题——提供学生解决问题所需的证据”这一基本思路完成教学设计。
此外，在进行教学设计时，要重视学生认识方式的建构，创设形成概念认识的学习情境，以及提供多样认识建构的学习活动等。
关键词：科学概念教学设计建构主义科学概念的学习使学生更加本质地认识事物与现象，促进科学知识的系统化与结构化，帮助学生发展逻辑推理能力，提高学生的科学素养。
因此，在教学过程中，应设计符合学习规律和学生学习心理的多样化教学活动，尽可能地启迪学生思维，增进学生对科学概念的认识建构与理解水平，避免对科学概念的机械记忆。
但是，已有的研究表明科学概念教学的效果往往不是很理想，学生对科学概念的认识不能达到较高水平。
导致这一现象的主要原因在于教师在教学过程中没有让学生进行科学概念的建构过程。
为了实现学生对科学概念认识的深层次理解，教学设计的思路与策略是什么？本文结合案例进行了理论分析与实践探讨。
一、促进学生科学概念理解的教学设计理论怎样的教学设计能够促进学生的科学概念理解？要想回答这个问题，首先要清楚如何才能促进学生的科学概念认识。
建构主义的教学理论认为，对学习内容较为深刻的理解和掌握是通过学生主动建构来达到的，而不是通过教师向学生传播信息获得的。
学习者在一定的情景下学习，或利用自己原有认知结构的有关经验同化新知识或通过“顺应”、改造、重组原有的认知结构来同化新知识，理解、掌握学习内容，达到对新知识意义的建构。
建构主义提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习，也就是说，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用，教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的传授者与灌输者。
学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被灌输的对象。
因此，教学设计强调以学生为中心，强调教学环境的设计，强调利用各种信息资源来支持学生的自主学习和协作学习，强调学习过程的最终目的是完成知识的意义建构。
基于建构主义教学理论，学生的科学概念学习是建构性的，学生是科学概念意义的主动建构者，教学设计的目标在于通过对各种过程和资源的设计支撑学生的建构活动。
因此，可以按照以下思路进行科学概念的教学设计：首先分析教学内容的知识线索，确定教学的知识脉络；然后分析学生的已有认识与科学概念间的差异，确定教学过程中学生的认知脉络；之后分析活动线索和STS线索，结合学生的已有知识和探究能力，确定教学过程的问题线索；最后确定是否需要为学生提供解决问题所需的证据，以及以哪种方式向学生提供。
具体如下图所示：图1 促进学生科学概念理解的教学设计思路二、促进学生科学概念理解的教学设计策略1．重视认识方式的建构研究表明，在学生科学概念的学习中，在纷繁复杂的学生个人概念背后确实存在着认识方式这一上位因素。
科学概念和其相应的认识方式是相辅相成的，要想达到对科学概念的高水平理解，需要建立起相应的认识方式。
所谓认识方式是超越了科学概念本体，位于具体概念上位的概念，指的是学习者在思考和处理科学问题时，所表现出来的倾向于使用某种思维模式或是从一定的认识角度来认识或解决问题的信息处理对策或模式。
重视学生认识方式的建构，更具体的说，就是改变原来科学概念教学中存在的过多关注具体概念辨析和概念的识记，忽视科学概念的认识功能和指导作用，导致学生记得具体的科学概念，不会应用概念分析、解释问题或现象。
因此，概念理论教学要重视学生观念的建构，重视概念在学生认识中的作用，即从具体知识的教学转化为关注认识方式的教学。
表1 关注具体性知识的教学与关注认识方式的教学的区别可见，关注认识方式的教学过程是一个关注学生深层思维技能，有效培养学生批判性、创造性等综合思维的教学过程。
在教学过程中，教师通过各种途径积极引导学生运用超越事实的思维方式对所学知识内容进行思考。
因此，科学概念教学不仅承担着具体科学概念的教学任务，还应该承担建构和发展学生认识方式的任务。
例如，在教学过程中，可以让学生通过分析“物质进入水溶液中将发生哪些变化？”、“溶液中存在哪些微粒？”、“哪些微粒能发生反应？”等问题，培养学生的微粒观和动态观；可以利用稀释前后盐溶液的pH数据分析稀释对盐类水解平衡的影响，使学生学会用定量的观点分析问题。
2．创设形成科学概念认识的学习情境一些教师在进行科学概念的教学时，抛开具体的概念认识情境，就某一具体概念进行纯粹的启发讲解，导致学生知道具体概念的含义，但是不清楚这个科学概念存在于哪个具体的科学领域或科学主题，也不清楚为什么要学习这个科学概念，它能够解决什么问题或者解释哪种现象，自然当应用这个概念时，学生不会想到它。
这样的概念教学完全脱离了概念认识的学习情境，学生对概念的认识停留在具体含义上，尚未达到理解水平与迁移应用阶段。
因此，教师在进行概念教学设计时，要创设概念认识的学习情境，从实际问题的解决需要，从自然现象的解释需要，从社会问题的分析需要等出发，在解决问题或分析现象的过程中建构科学概念，实现对科学概念的深层次理解，认识到科学概念的应用领域，从而实现概念认识功能与解决问题功能。
在创设学习情境时，教师要运用各种直观手段，使抽象的科学概念形象化。
教师应认识到科学概念的形成是由特殊到一般、由具体到抽象、由现象到本质的认识过程，是在这种由感性认识到理性认识的不断循环所进行的归纳、演绎等逻辑推理过程中逐渐产生的。
因此，在教学设计过程中应注意将有关理论具体化、形象化、直观化，有利于启发学生的思维，完成由感性认识向理性认识的飞跃。
常见的直观教学手段有采用实验等手段进行教学的实物直观，又采用图像、数据、多媒体课件、录像等直观手段进行教学的模象直观。
如，在探究温度对化学反应平衡的影响时，可以分别将NO2—N2O4平衡球放入冷水和热水中，使学生通过观察、对比实验现象，获得感性认识。
而研究压强对化学平衡的影响时，可以给出在不同压强下，同一反应体系达化学平衡状态时各种物质的浓度，使学生通过分析数据，进行探究，获得结论。
3、提供多样认识建构的学习活动在进行科学概念教学设计时，为了促进学生的概念理解，需要设计多样认识建构的学习活动。
讨论活动在科学概念学习中具有非常重要的作用。
让学生参与对观念意义的交流，其中包括对疑点，假设以及论点的提出与评价，可以增进学生原先的科学概念理解。
如果学生对某领域的科学理论或观念把握有误或是错误的，那么最适当的纠正方法是引出他们的想法，然后使这些想法面对矛盾的证据。
这样学生不仅在自己谈论和思考一些现象方面有所进展，而且会在叙述这一领域中的一些特征的方式上变得更趋一致。
同伴间的交流能够帮助学生对概念的理解与建构，能够使学生进入高认知水平，使他们形成和发展关于科学现象的有意义的认识及观念。
设置问题和动手活动在科学概念学习中也非常重要。
设置什么样的问题或活动能驱动学生思考？问题应该是学生感兴趣的社会问题或与学生的日常生活比较接近或者学生对其具有一定的模糊认识，涉及到学生的已有经验的问题。
比如在学习化学科学中“物质的量”概念时，利用曹冲称象的故事设置问题情境，如何利用宏观物质的质量确定微观粒子的质量，从而使学生明白引入“物质的量”的重要意义。
运用活动把对概念或理论的认识外显，如用最大的放大镜观察到的水的内部情况……这些都可以大大降低抽象程度，使其形象化。
总之，为了实现学生对科学概念的高水平认识，教师在进行科学概念的教学设计时，要考虑学生的认知脉络、科学概念的逻辑脉络、建构科学概念的问题与活动，支持学生概念理解的相关信息，以及利于学生建构理解的学习情境等，综合分析这些因素，从而促进学生理解科学概念，实现科学概念对学生认识的发展作用。
三、教学设计案例原电池是化学科学中的重要概念，关于原电池的工作原理是学生学习过程中的难点。
现以“原电池的工作原理”为例，说明如何进行促进学生科学概念理解的教学设计。
通过对课程标准和教材的研读，整理出“原电池的工作原理”这一学习内容的知识脉络，即：图2 “原电池的工作原理”的知识脉络图学生通过高一化学“化学反应与能量变化”这一部分内容的学习知道化学能不仅能够转变成热能，还能够转变成电能，但不知道如何实现化学能与电能的转化。
因此，根据学生的已有经验，将“电池（原电池）是将化学能转化成电能的装置”作为学生认识发展的第一步。
由于向学生展现的原电池为最简单的铜锌单液原电池（如图3），学生会很自然地自主发展对原电池工作原理的认识，认为“电解质溶液中要发生氧化还原反应才能形成原电池，电池工作时电极材料要参加电极反应”。
针对学生的这一观点，利用实验事实让学生发生认知冲突，突破对原电池工作原理的认识，建立更加科学的概念，即：形成电势差（原电池）后才发生电极反应，电极材料不一定参加电极反应；同时引导学生提出问题：“原电池是怎样工作的？”。
最后，通过教师讲解帮助学生了解原电池的工作原理，建立科学概念。
上述对学生的认知脉络的分析可以用下面的流程图表示：图4 “原电池的工作原理”的认识脉络图确定了教学设计的知识脉络和学生的认知脉络后，在根据具体情况设计如下问题，作为本节课教学的问题线索。
图5 “原电池的工作原理”教学设计的问题线索图具体教学环节如下：溶液反应中的能量变化；（2）1．提出探究任务：（1）研究Zn与CuSO4若该反应能够释放能量，在教师引导下设计实验将反应释放的能量直接转化成电能。
2．师生互动，设计、实施实验方案。
验和微观图示，引导学生初步认识原电池原理3．请学生根据原电池工作的微观图示分析原电池的工作原理，根据实验现象（电流表指针的偏转方向或与干电池进行对比实验）确定原电池的正、负极。
教师小结：1．原电池的负极及其电极反应；2．原电池的正极及其电极反应；通过设置驱动性问题和探究活动，引导学生转变已有概念，建构科学概念1．质疑：（1）你认为构成原电池的条件是什么？（2）请你通过实验确定下列装置能否产生电流？是否是原电池？2．学生交流实验结论及发现的问题3．质疑：指出上述原电池中的正、负极，并写出1、3的电极反应方程式发展、完结合拓展资料，启发讲解：原电池中电流产生的本质原因参考文献1．王磊.科学学习与教学心理学基础.陕西师范大学出版社，2002 2．肖红.高中生化学和新概念学习中认识方式的研究，2005。
