引領學生從“前概念”走向科學概念的實踐與探索

章美麗

心理學研究結果表明，兒童在接受學校正規教育之前，已經形成了不少關于自然或科學問題的觀念，由于兒童持有的這類觀念與科學概念的含義并不一致，通常被稱為“前概念”。在他們的眼里，這些思維非常的直觀，非常的有趣，比如，光是什么？光就是光，每天都見到的，到處都有的，光還有什么“概念”？由于思維的獨立性和批判性，小學生往往還會被表面現象所迷惑，看不到事物本質，所以易形成一些錯誤的前概念。因此在科學教學中，教師對學生頭腦中的這些前概念不能視而不見，必須有明確的認識，清楚其特征，注意其影響，把前概念作為產生和孕育科學概念的“必然生長點”，通過對其逐步的修正以完成對科學概念的構建。

一、突顯前概念，讓心靈之花盛開

小學生的前概念往往具有廣泛性、隱蔽性、差異性等，所以在課堂教學的過程中，學生會出現怎樣的前概念，很難想出來。如果教師在平時教學中，做個有心人，多注意收集學生的各種前概念，對這些前概念進行梳理歸類，那么在真正的課堂教學的過程中，教師就可以從容地應對學生的差異表現了。

1. 問卷調查——客觀全面地突顯前概念

教材中有很多表達學生前概念的“云朵”（學生活動中言語的收集），堪稱代表性的前概念。而問卷調查就是收集前概念的一種很好的方法。

2. 課堂提問——直觀有效地突顯前概念

一個概念的認知，往往與這個概念的內涵與外延的理解相關聯。以“浸在液體中的物體受到的浮力與某些因素有關”這一科學概念為例，從學生回答的情況來看，確實說明學生在學習影響浮力大小的因素之前，對影響浮力的因素已有了許多前概念，包括概念的內涵與外延，而且有些是教師根本沒想到的。

3. 動用“儲蓄”——簡潔明快地突顯前概念

作為一線的科學教師，我們常常有這樣的體會，有時候學生的思維發散不開去，覺得無從回答，這時候，教師可以借用以往的經驗，動用“前概念”的儲蓄，能夠很有效地讓學生的思維馬上進入角色，客觀地放大思維。科學教材里面收集了很多學生的“前概念”，分別以對話框（云朵圖）、氣泡圖、箭頭圖等來展示，這些圖形幾乎集中了前概念的典范。

就學生的前概念而言，有的是正確的，有的則是錯誤的，它蓄積有極大的教學能量，是學生確立科學概念的基礎。在教學過程中，教師要營造一個寬松、自由的環境，給學生充分表達自己前概念的機會，讓學生的前概念得以充分展現。通過對前概念的充分展現，可以讓教師洞察到學生在知識結構甚至是思維上的缺陷，使教師不論在思想上還是物質上都有了充分的準備，為課堂教學得以順利進行提供有利的前提條件。

二、擾亂前概念，讓思維之花盛開

美國學者納斯伯姆和諾威克曾提出過“矛盾事件”的方法：先暴露學生的前概念——“樹動形成風”；接著讓學生嘗試解釋一個矛盾事件，引起概念沖突——“自然界中誰來搖動樹”；最后鼓勵和引導學生進行認知調整，建立與科學概念相一致的新的概念模型——“樹會生長，但不足以自行搖動產生風”。只要教師在教學過程中為學生創設適宜的教學環境，讓學生在矛盾中去引發思維的沖突，去思考事情的前因后果，然后運用事實來糾正錯誤的前概念。

1. 用前概念“解釋”新問題——水嘗無華，相蕩乃成漣漪

小學生有比較強烈的自我和自我發展意識，對于自己感覺相沖突的現象和有挑戰性的任務很感興趣，一旦所接觸的知識與已有認知結構產生了矛盾，就能很快激發出探求知識的欲望，從而讓思維之花盛開，讓求知之門大開。如像食鹽一樣在水中，過了一會兒，肉眼看不見了，這一現象叫溶解。而像沙子一樣在水中無論過多久，沙子顆粒都沒有變化，這一現象就是不溶解。那么像面粉一樣的呢，是溶解還是不溶解？有的學生認為，面粉在水中的變化更像沙子，因為面粉和沙子一樣還可以看見；而有的學生則認為面粉在水中更像食鹽，因為在水中的面粉跟原來的面粉看起來是不一樣的；還有的學生認為面粉既像沙子又像食鹽；還有的學生認為面粉既不像沙子又不像食鹽。此時學生遇到了與原有經驗不一致的觀點，這種不一致導致了認知沖突的產生，思維也隨著擴散，課堂上的精彩也跟隨著呈現在大家眼前。

2. 從別人的前概念中激發靈感——如絲小節層層亂，大弦小弦錯雜彈

每一個小學生具有的前概念各不相同，各有各的特點，對于同一現象，不同的學生會出現一些不同的解釋。這些不同主要緣自于他們的生活經驗和文化背景的差異。在課堂上，我們常常可以發現，對一種現象在不同的情境下，同一個學生會出現不同的理解，而同一現象，不同的學生的理解也會相差很大等。鯨魚是不是魚？在學生闡述理由的過程中，我們可以看到精彩的火花無處不在。在眾說紛紜中，我們逐漸可以理出什么是魚，魚具備什么特點等的科學概念。“大弦嘈嘈如急雨，小弦切切如私語。”教師只有捕捉學生的思維，激發學生的靈感，延伸學生的創意，才能讓“大珠小珠”都“落玉盤”。

3. 提供反例激化認知矛盾——石本無火，對擊始發靈光

在與他人、與社會文化的交往中，個體會遇到與原有經驗不一致的觀點，這種不一致也會導致認知沖突的產生。由于學生頭腦中的原有前概念與當前面臨的現實產生無法調和的矛盾，人不愿忍受認知沖突所造成的壓力，從而感覺到有改變認知結構的需要，所以會試圖調整新、舊經驗，解決沖突以建立新的平衡，因此利用引發認知沖突的方法來促進前概念的轉變，誘發科學概念的形成是一種有效的教學策略。如西瓜重10斤，西瓜的“重量”是10斤，也就是5千克，但教材說重量的單位是牛頓，牛頓與千克到底是不是孿生姐妹，究竟怎樣的表達符合科學的范疇？由此矛盾產生，會激發學生去思考、去探究、去正視，吸收前概念的精華，摒棄其糟粕，從而激發科學概念的火花。正是“山重水復疑無路，柳暗花明又一村”，思維在這里閃耀出亮麗的光芒。

三、修正前概念，讓科學概念開花結果

當學生的思路被教師引入矛盾之中時，因為前概念引發的認知沖突，導致思維的高度活躍，學生就會急于尋求答案，但是受知識水平、思維方式、心理素質等因素影響，不一定能找到解決問題的途徑。此時教師需要精心設計一個供學生思考的階梯，運用準確的方法，引導學生逐步完成對科學概念的修正。“曲徑通幽處，禪房花木深。”不劈開“禪房花木”，怎么能領會曲徑通幽的奧妙呢？

1. 用平面鏡成像原理來修正前概念

平面鏡成像的規律：像和物大小相等，像和物到鏡面的距離相等。前概念與科學概念彼此能否形成“像和物”呢？由于前概念是學生大腦中業已成形的模式，且在長期的生活經驗累積中又強化了這些觀念，加之學生的思維又具有自我中心性，因此學生頭腦中的前概念是極其頑固的，教師只有讓學生充分認識到自己感覺的錯誤，明白錯誤的前概念不是科學概念的像，才能消除錯誤的前概念，否則任何講授都是蒼白無力的。教師的任務就是提供一面鏡子，讓學生走出矛盾與焦慮，確定科學概念。

2. 在論辯中修正前概念

有爭論才會有進步，有比較才會有鑒別。將易混淆的概念加以對比、辨析、明確它們之間的區別與聯系，是幫助學生糾正錯誤前概念，理解、鞏固、深化科學概念有力的措施。例如，短路、斷路與通路的電路概念時，運用論辯的方法，通過畫圖等手段，把簡單電路中碰到的各種情況一一列舉，讓學生自己加以分析、比較，爭論這三對容易混淆的概念，明確概念的界限、概念之間的相似性和差異性，終于使學生構建了三個概念的清晰輪廓。

3. 用實驗修正前概念

科學是一門實驗學科，觀察和實驗是學習科學的基本方法。通過實驗，可以提供生動的實驗過程、豐富多彩的實驗現象，提高學生對概念的認識。小學生的抽象思維在很大程度上屬經驗型，需要感性經驗支持。其一般過程為：①發現前概念；②確認前概念的對與錯；③通過新穎的教學手段，吸引學生興趣，去除錯誤的前概念，確認科學概念，拓展、拓深科學概念。例：觀察物體加熱發生的變化；認識燃燒條件之一——燃點。

師：加熱吸管會發生什么現象？生：會燃燒。

師：加熱粉絲呢？生：會燒焦并會冒煙。

師：生活中有沒有類似的現象？老師把這杯茶一直加熱，你們認為會發生什么現象？

——從學生回答與反饋中發現，學生知道物質會燃燒，但不知道什么是燃點，不知道物體溫度要達到燃點才會燃燒。

問：老師有一張紙條和一根木條，給它們同時加熱會發生怎樣的變化？——從學生回答與反饋中發現前概念存在錯誤，把物體溫度要達到燃點才會燃燒，理解成物體加熱足夠時間才會燃燒。

引導學生實驗：比較濕透的木條和與干燥的木條燃燒的快慢。并問：為什么同樣的木條，同樣的時間，沒有同時燃燒起來？學生觀察后說說自己的想法。——從比較中知道，使物體燃燒的條件是溫度要達到燃點而不是時間，從而修正前概念。

再問：說說為什么紙條比木條會先燃燒呢？——從實驗現象激發思維，發展科學概念：不同物體燃點不同。

師問：我們把木條切開成兩塊，一大一小，請同學們推測一下給它們同時加熱哪根木條先燃燒？為什么小木條先燃燒呢？

生：木條大小不同，燃點仍相同，粗木條遲燃燒是由于粗木條受熱面積大，要達到燃點的時間長。——從實驗現象引發的沖突中進一步拓展拓深科學概念，確定物體形狀大小與燃燒的關系，進一步鞏固與加深理解“燃點”。

總之，在科學教學中，前概念向科學概念的轉變，是思維結構的轉變，是在學生頭腦中引發的一場革命，需要改變原有的認知結構，建立新的認知結構，克服舊模式的慣性，是一個充滿艱辛的過程。但用這種方式進行教學，可以在認知沖突中激起學生學習的熱情，在具體的探究過程中完成科學概念的建構，大大提高了教學的效果。

（富陽市富春三小）