小學科學教學中的前概念及教學對策

史柏良

學生在學習自然科學課程之前，頭腦里并非一片空白，他們在日常生活里對客觀世界中的各種事物已經形成了自己的看法，并在無形中養成了獨特的思維方式。這種在接受正規的科學教育之前所形成的概念一般稱之為前科學概念，簡稱前概念。例如，鐵比木頭重，車不拉不走，水溫只要達到100℃就可沸騰等。

一、對前概念的認識

如何看待學生頭腦中業已形成的前概念呢?從人類認識的發展角度來看，前概念的產生是正常的、必然的，因為在科學發展史上前概念也屢見不鮮。前概念的產生正體現了人類認識發展的一般規律，我們應該把它作為科學含義可被轉換的認知結構接受下來，這才是我們應該持有的指導思想。再者，學生先前的生活經驗未必都是錯誤的，雖然這些來自于學生個體生活經驗而建立的對科學概念的看法往往是片面、模糊的。在學習新知識時，不少學生只注意到自己所理解的部分，所以，即便在學習后學生通常也不會放棄原有的概念，而是對新概念加以排斥，甚至扭曲對新概念的理解而導致了學生頭腦中存在與科學概念不一致的認識。

二、前概念對科學教學的影響

研究者們對兒童的科學學習展開了大量研究，發現大部分孩子的科學學習是關于自然現象的原有概念的發展或轉變，而不是新信息的點滴累積過程。作為科學教師，我們要做的就是充分認識并利用學生前概念積極的方面。并將其作為一種資源進行教學，同時糾正和預防其消極的方面，以實現概念的轉變。因此教師必須充分了解學生科學學科的原有知識經驗背景，了解學生有哪些概念是片面的甚至是對立的，并充分運用學生的原有概念創設教學中的認知沖突情境，以此作為引發學生進行概念轉變學習的契機。因為要轉變學生的前概念，僅僅告訴學生“正確”的概念是無效的，只有在激勵性的情境中，在學生的前概念與科學概念的激烈碰撞中，才能解決前概念與科學概念之間的矛盾沖突，實現由前概念向科學概念的轉變。

三、應用前概念進行科學教學

1以自身的前概念為基石，自我發現問題，使概念轉變更深刻

五年級上學期進行電學學習的時候，學生腦子里存有相當多的前概念。例如，大多學生認為電池只要和導線、電珠相連，無論連在哪里、怎么連都能使電珠亮起來；電池的電量會使他們觸電等等；而關于電路的串聯和并聯，想法更是五花八門。

這個單元的起始課是讓學生了解并學會簡單電路的連接方法。既然學生在腦海里對電路有最初的“印象”，于是教師為每位同學準備了一節電池，一根導線，一個小電珠，讓他們帶著自己的前概念隨意的擺弄。兩個要求：一是讓小電珠亮起來，二是不論小電珠亮否，都將連接圖畫下來。學生們拿到材料后興致勃勃地動起手來。可是幾分鐘過去了，沒有一個人成功，都未能讓電流形成通路(如圖)，他們不知道導線應該怎么與電珠和電池相連。心急的同學不斷向教師打聽正確的連法，教師故意置之不理。偶爾，有個同學的小電珠亮了，大家都異常興奮，走下座位去學習連法，接著一聲聲“亮了，亮了”不斷在教室中響起，同學們更是興奮地頻頻展示他們的成果。至此教師再帶領同學們回過頭來看自己所記錄下的連接圖，為什么新的連接方法可以使小電珠亮起來，關鍵在什么地方?這里面有什么規律嗎?通過比較再加上實驗時他們的感受，學生們馬上得出了通路、短路的概念，并且還能舉一反三找到其它正確的連接方法(如圖)。

這樣，就為學生后面的電路知識的學習打下了一個很好的基礎。事實上，學生的基本概念一旦得到正確的轉變后，再讓他們加開關，導線甚至連接并聯、串聯等復雜些的電路也都難不倒他們了。

從這個例子中，我們可以看出，學生憑借自己的前概念，展開探究，也能發現問題，從而建立正確的、科學的概念，這樣的概念轉變過程應該是比較常用的，并且學生對轉變后的科學概念的印象也是相當深刻的。

2以他人的前概念為誘餌，引發思維沖突，使概念轉變更有效

由于學生頭腦中的前概念大多是在具體生活環境中建立的。因此，在課堂上展示出與現實相類似的情境，讓學習在現實相類似的情境中發生，將易于讓學生意識到他們的前概念，也易于激發學生的思維沖突，從而建立科學概念。

在三年級下半學期物體的沉浮學習中。物體的沉浮與什么有關系呢?很多學生都會說與物體的重量、物體的大小等等有關。教師創設了一個情境，說：“上節課我上××班時，有個同學跟我說，我給的橡皮泥太大太重了，所以沉了，如果小一點的話橡皮泥就輕了，它就會浮在水面上了，你們覺得呢?”大多數同學都同意這個虛擬同學的說法，而少數同學與之產生了矛盾，他們認為沉浮與物體的大小或重量沒有關系。教師以此為契機讓學生動手進行進一步的探究活動，不同意見的同學都通過自己的實際探究，了解了知識的真相，這樣比教師直接傳授或開始就放手讓他們胡亂動手更易在學生腦中進行科學概念的轉變。

再比如，學生在學到“物體的下落速度與物體的重量無關”這一概念時，教材中闡述了亞里士多德和伽利略的理論。并用伽利略的實驗來說明問題。如果讓學生看書，或者由教師講述，能不能達到概念轉變的良好效果呢?嘗試的結果是，純理論的東西孩子們并不喜歡。因此。教師讓學生扮演伽利略，并且讓他們用自己的理論以各種方式來說服代表亞里士多德理論的教師。有的學生試圖從假說的角度來說服教師，有的學生做起了著名的比薩斜塔的兩個鐵球(硬幣)同時下落的實驗，孩子們仿佛回到了伽利略當時進行科學論證的年代。在探究過程中，教師進一步利用硬幣和紙片不同時下落的實驗來迷惑他們，他們又用硬幣和紙團來“回敬”教師，一來二去，再由教師出示真空管，完成了在真空條件下羽毛與小鐵片同時下落的實驗，這個問題的最終答案也揭曉了。大家比課本上要求掌握的知識了解的更多。知道“在真空條件下，物體的下落速度與物體的重量無關”。

就這樣，利用同學的前概念、他人的前概念，甚至是古人的前概念與學生自己的概念進行碰撞，在碰撞的過程中產生矛盾，以此來激發有效的思維活動，從而進行有效的概念轉變。

3以眾人的前概念為動力，形成合作交流，使概念形成更清晰

很多前概念能通過觀察、實驗等方法進行探究以獲得科學概念，但有些是無法操作的，所以讓他們進行交流，讓他們在思維上進行碰撞也是行之有效的方法。因為在交流中，學生可以看到與自己不同的理解，他們可以從不同方面了解與認識事物，因此，在教學中應促使學生與學生、學生與教師甚至是學生與家長的交流，通過合作交流，使學生之間，師生之間，親人之間交換對某一事物或觀念的不同看法。如在學習《我是怎樣出生》的這課時，大多數學生對自己的出生情況并不清楚，有些同學可能聽過剖腹產、順產等他們無法解釋的名詞，有些家長則會因為無法給孩子一個合理的解釋而灌輸“你是從媽媽胳肢窩里擠出來，是自己從媽媽的肚子里蹦出來的”等錯誤概念，而有些家長雖然平時可能會講一部分的內容，但也不完整，所以在學生腦子里的印象非常模糊。因此，教師在課前先給每位同學發了一份告家長書，上面羅列了必須了解的幾個問題，如你媽媽生你是順產還是剖腹產、你生出來有多重等等，又設計了幾個需要學生詳細與父母交流的問題，如媽媽在懷你的時候有什么樣的變化等等，避免了家長無法籠統地向孩子解釋他們是怎樣出生的這個尷尬問題。然后帶著問題走進課堂，與同學交流，看看自己的出生和別人有什么不同，再結合相關的視頻和他們進行交流，讓他們在自己與別人不斷的思維碰撞中了解相關的知識。