初中科學學生前概念的調查研究

引言

維果斯基是前概念研究的奠基人物，他開創性地建立了日常概念（前概念）與科學概念的分類體系，為概念教學的研究提供了重要思路。他使人們認識到，概念學習不只是概念獲得，也包含著概念轉變，因此，在教學科學概念時不能將學生視為“白紙一張”，應當考慮學生接受教育前已有的前概念。

調查目的

概念是初中學科知識中的系統元素?？茖W概念的建立是解決教學問題的前提，學生在運用科學概念進行推理、判斷過程中要得出正確的結論，首先要正確地掌握概念、理解概念。前概念一般是指學生在學習某科學概念之前由長期的日常經驗形成的對事物、現象的看法和觀念。而中學生考慮問題容易產生表面性，且往往會被表面現象所迷惑，而看不到事物本質。所以易形成一些錯誤的前概念。在初中科學教學中，不能忽視學生大腦中形成的前概念，對正確的應加以利用，對錯誤的要認真引導消除。

我對衢州市菁才中學初一的學生進行了問卷調查，調查初一學生認知沖突策略在科學概念教學中的有關研究。通過調查結果給出關于初中學生關于科學學科前概念教學的相關措施。

調查時間與地點

1. 調查時間：2012.03-2012.04

2. 調查地點：菁才中學

調查對象與方法

1.調查對象：菁才中學初一全體學生

2.調查方法：本調查主要采用問卷法，用自編問卷發給被試作答

問卷設計從三個方面進行的：

（1）中學生對于科學概念的了解；

（2）初中學生當前適應的科學教師授課方式；

（3）學生對于科學學習的學習方法。

3.問卷結構：選擇題、判斷題

4.問卷調查人數：645人（男生人數：368；女生人數：277）

5.本項研究發放問卷：645份，回收645份

調查結果與分析

（一）調查結果

1.兩棲動物指的是既能生活在水中，又能生活在陸地上的動物

A.對（52.1%） B.錯（40%） C.不知道（7.9%）

2.無花果樹無花而結果

A.對（74%） B.錯（30%） C.不知道（6%）

3.白氣是指水蒸氣

A.對（51%） B.錯（49%） C.不知道（0）

4.植物由小苗長成大植株，營養主要來自土壤

A.對（62.7%） B.錯（37.3%） C.不知道（0%）

5.物體運動是因為有力，沒有力就不能運動

A.對（80%） B.錯（18.1%） C.不知道（1.9%）

6.跳傘運動員勻速下落，受到的向下的力大于向上的力

A.對（84.4%） B.錯（15.6%） C.不知道（0%）

7.甲隊和乙隊進行拔河比賽，甲隊贏了，是因為甲隊的拉力比乙隊大

A.對（87.6%） B.錯（10.4%） C.不知道（2%）

8.踢出去的足球能繼續向前滑行，是因為足球受到向前的沖力

A.對（75.6%） B.錯（24，4%） C.不知道（0%）

9.汽車剎車時不會馬上停下，就是因為慣性

A.對（90.8%） B.錯（9.2%） C.不知道（0%）

10.汽車速度越大，慣性就越大

A.對（70%） B.錯 （30%） C.不知道（0%）

11.同一物體離平面鏡越近，成的像越大，離平面鏡越遠，像越小

A.對（43.8%） B.錯（54%） C.不知道（2.2%）

12.老師在講解概念時，你喜歡老師怎樣講解讓你容易接受

A.一味灌輸（0%） B.通過實驗講解（51.7%）

C.創設一些矛盾情境，引發爭議的（48.3%）

13、當你在上課時發現老師講解的知識和你想的很不一樣時，你會_____

A.認為老師是對的，沒有必要討論（27%） B.不理解，算了 （15%）

C.舉手失意老師，表達出自己的想法（58%）

14、當你質疑老師時，老師的態度如何

（ ）

A、態度和藹 （52.1%） B、態度惡劣（4.3%） C、表揚你（43.6%）

（二）調查結果分析

（1）第1道題有52.1%的學生選擇A，第2道題有74%的同學選擇A，第3道題有51%的同學選擇A。這3道題的出錯率這么高，這么多的同學都選擇A，這說明我們學生在理解有些科學知識時，單憑自己對一些科學概念的字面意思直接解釋，憑自己的直覺推理、對名詞、規律、定理進行錯誤推廣。

（2）第4 道題有62.7%的學生選擇A，學生認為植物生長所需的營養主要來自土壤，這與學生的生活經驗直接相關。在種植植物時，往往要施一些肥料，這個經驗使學生認為植物所需營養來自土壤。這能說明我們學生科學概念的形成首先來源于自己的生活經驗和直觀感受，以生活常識先入為主。

（3）5、6、7、8這幾道題目說明學生理解的力與物理學中的力有差別。第5題說明學生對力和運動的關系的理解是根據經驗來判斷的，存在很多錯誤的觀點。有80%的同學認為物體運動要受到力的運動。第8題也是說明75.6%的學生認為踢出去的足球能繼續在草地上運動是因為受到向前的沖力。也能說明學生在判斷有沒有受到這個力時，不能將力是物體對物體的作用聯系起來。對“力的作用是相互的”大多數學生都能夠認識到，但是有87.6%的學生認為拔河比賽時是甲隊贏了乙隊是因為甲隊的拉力大于乙對的拉力。

（4）第9題說明學生能用慣性解釋一些現象，如90.8%的學生認為“汽車剎車時不會馬上停下，就是因為慣性”，等等。但對慣性大小的問題，有70%的學生認為物體的速度越快、慣性越大。

（5）第10、11題對平面鏡成像的認識，約43.8%的學生認為同一物體離平面鏡越近，成的像越大，離平面鏡越遠，像越小。這一前科學概念完全是根據生活常識來判斷的。

（6）第12、13、14題是關于學生對于教師授課方法的認可。

首先，當老師在講解概念時，學生比較喜歡通過實驗講解以及教師創設一些相比較好的情境來進行教學的方式；

其次，當學生在上課時發現老師講解的知識和你想的很不一樣時，大家還是很愿意主動表達自己的想法；

最后，當學生質疑老師時，老師的態度一般是表揚和鼓勵的時候被大多數同學所認可。

調查結論

人們知識的獲得，能力的發展，都是在不斷的質疑中實現的。學生為什么會有疑問，就是老師在講解時設置了引發學生認知的沖突的問題，從而激發起學生的前概念。學生通過不斷的解決問題，逐漸建構自己的知識網絡，這樣才能真正掌握知識，才能靈活運用知識。教師不僅要激發和維持學生的好奇心，更要引導學生善于發現問題，提出問題。

（1）在本課題的調查研究中，我們可以很高興的看到我們身邊的老師已經非常重視學生質疑態度的養成。教師在課堂上既不能急于求成，也不能強行糾正，鼓勵學生質疑，可以巧妙的讓學生在學習中的不斷討論和對話，引發學生的認知沖突，允許學生為自己的前概念辯護，使學生間或師生間充分交換對同一事物與概念的不同看法。當學生發現自己所持有的概念、觀念與他人不同時，他人的觀念比自己的更合理，能更好的解決自己懸而未決的問題時，他們往往會對自己先前所持有的觀念提出懷疑。在這種認知沖突中，學生易于接收新的、正確的科學概念。

（2）通過本次的調查、訪談、統計分析、初中生在學習科學前已形成豐富的科學前概念。總體來看，有些核心概念，大部分學生的想法都是正確的；而有些概念幾乎沒有學生對此有正確的前概念。 科學概念的形成首先來源于自己的生活經驗和直觀感受，以生活常識先入為主。其次通過自己單憑直覺的推理、對名詞、規律、定理進行錯誤推廣?？茖W前概念是學生根據自己的經驗觀察和理解世界得出的結果，但卻是學生思維的產物，也是學生理解新事物的基礎，有其存在的客觀性。教師不能忽視他的存在，更不能總是一味的指責和嘲笑學生的前科學概念，否則將會挫傷學生的自尊心，降低學生的學習興趣，甚至對學習產生畏懼心理。只有對學生的前科學概念因勢利導，有效的加以應用，才能使學生積極的建構自己的知識網絡。

建議

現代心理學表明：在課堂教學中設置認知沖突，造成然認知結構的不平衡性，可以調動學生認知的驅動力，促使學生去尋根究底。課堂中教學可通過實驗演示，學生和教師、學生和學生之間的相互討論交流中引發學生認知沖突，促進學生認知順應，促進學生頭腦中的前概念發生轉變。如何引發學生的認知沖突，我認為可以試著從以下幾個方面嘗試：

（一）利用個別交談和小組合作，全面了解學生的前概念

不同學生對同一事件、同一問題有不同的認識，課堂上應提供給學生充分表達的機會，可通過小組合作學習讓學生得以充分表達和討論。

（二）利用科學實驗和實物演示，制造認知沖突，豐富學生感性認識，消除錯誤前概念

科學實驗所展示的神奇變化與直觀鮮明的現象是學生對科學產生興趣的主要來源，能激發學生前后認知沖突。正確的實驗結論是最有說服力的，實驗有利于激發學生的學習興趣，使學習理解起來更形象。實驗應盡可能在教師指導下，讓學生自己動手去做。實驗前先讓學生根據自己的理解預測實驗結果，先是定性的，然后是定量的把實驗結果和自己預測的結果對比，使學生信服科學概念的正確。

（三）創設矛盾情境激發認知沖突

科學教學必須通過創設科學情境把學生引入科學的世界。創設一個適合探究的矛盾情境，就能激發學生的好奇心和探究欲望。所以，要充分利用和發掘教材以及學生活動中的矛盾因素，把學生置于矛盾氛圍之中，使學生產生解決矛盾的迫切需要，從而激起認知沖突。

（四）強化變式訓練，讓學生反復運用新的科學概念

概念的練習課要有目的性、針對性，重視相近相似、易錯易混的對比練習。新概念要及時練，重點概念反復練，注意概念的鞏固。

（五）循序漸進，啟發學生思維，通過聯系實際分析、對比，確立正確概念

在教學上，教師因勢利導，讓學生把前概念和科學概念對照比較，引起沖突，讓學生為自己的前概念辯護，讓學生獨立地尋找所學科學知識要領的主要特征和屬性，意識到自己腦子里發生的轉變，從而使他們真正明白課堂上所講的內容。學生一旦弄清道理，將會大大提高學習科學的積極性，收到“錯中求正”的良好效果，轉變、拓寬、重建他們的思維結構。

本文系《認知沖突策略在科學概念教學中的應用研究》課題的研究成果，項目編號為QX12019。