以本土概念為依托建構科學概念

周蓮芳

【案例背景】

美國心理學家奧蘇伯爾在其著作《教育心理學：一種認知觀》中談到：如果我不得不把教育心理學的所有內容簡約成一條原理的話，我會說，影響學習的最重要因素是學生已知的內容，要弄清這一點后再進行相應的教學。

本人在參加本校《聲音是怎樣產生的》一課的磨課活動時，發現學生對“聲音是怎樣產生的”的前概念是非常豐富多樣的，如何在學生的這些本土概念的基礎上建構科學概念成了我著重思考的問題。

1.否定本土概念，兩堂失敗的課

第一堂課，我預設的概念生成之路是讓學生觀察并思考鼓、橡皮筋、尺子發出聲音時有什么共同的特征，然后經過篩選否定，最終產生聲音是物體振動產生的初步推測，再通過觀察更多的發聲物體在振動建構聲音是由物體振動產生的這一科學概念。課堂中不同學生提出觀察到了兩個共同特征，一個是“物體振動”，一個是“兩個物體相互作用”，這也在我的意料之中。其中“兩個物體相互作用”這個表達是不科學的，因為物體相互作用不一定產生聲音。可是當我通過觀察“用力按壓鼓、彎曲鋼尺、伸拉皮筋葉物體并不發出聲音”費力地否定力的作用產生聲音后，學生還是想到了摩擦、碰撞等，離建構正確的科學概念反而越走越遠。在我硬把他們拉到關注物體振動上來的時候，我發現他們最終也學得一頭霧水。

第二堂課，我改變了方案，在學生猜測的基礎上，引導學生觀察并記錄橡皮筋、尺子在發出聲音時的現象，皮筋、鋼尺在發出聲音時它們的振動現象比較明顯，學生應該很容易發現它們在發出聲音時都在振動，當觀察到這點有了這個猜測后，再去觀察鼓、鑼等，然后列舉生活中的例子，通過有層次的觀察，以更多的證據證明物體發出聲音時它是在振動的，以此來建構聲音是怎樣產生的這一科學概念。而在我以這樣的設計試教時，看起來似乎也沒什么問題。

可是當我第二次再以這樣的設計上公開課時，問題來了：

（在觀察完撥動尺子和橡皮筋發出聲音時的現象，學生也順利得出它們在發出聲音的時候物體在振動后。）

生：某某同學說鋼尺在發出聲音時來回振動，可是它還得與桌子碰撞才能產生聲音。（有些課堂意外，是無法預設的）

師：你們都同意嗎？

生：不同意。

師：不與桌子碰撞它本身能發出聲音嗎？（一個愚蠢的問題）

生：不可以，得有壓力。（其實學生說的是對了，而我接下來卻一直在費力引導學生發現壓力產生聲音這一說法是不科學的）

師壓住尺子一端撥動：我這樣有跟桌子碰撞嗎？

生：沒有。

師：有聲音嗎？

生：有。

師：這個聲音是跟桌子碰撞發出來的嗎？

生：不是，有壓力。

師：你覺得聲音是給它壓力產生的是嗎？

師：都同意嗎？有沒有不同意見？

生：手放上去的時候與手發出的聲音。（學生講到的是手與尺子碰到時摩擦的聲音）

師：那我現在手放掉了還有聲音嗎？

（師同時示范）

生：有。

師：還持續有聲音。（尺子振動的聲音）這個聲音是因為什么產生的呢？

生：壓力。

師：都同意是有壓力的舉手，有不同意見的舉手。（第二次征求意見了）

生1：沒有空氣聲音就不能產生了。

生2：沒有空氣聲音就不能傳播了。

師：我們今天先來研究的是聲音是怎樣產生的。有壓力是不是一定有聲音？

生：不是。

師：那你能不能舉出有壓力沒聲音的例子，這樣就可以反駁剛才的觀點了。

生：棉花壓上去沒聲音。

師：是的，老師這樣壓下去有沒聲音？（師用手示范壓彎尺子）

生：沒有。

師：現在這個我們可以否定掉了不是由于壓力。我們剛才也觀察到了橡皮筋、尺子在發出聲音時的現象，現在你們覺得聲音是怎樣產生的？（以為否定了這點可以回到他們剛才講到的振動話題了）

生：是因為空氣碰到了鋼尺然后發出了聲音。

師：你說的是空氣發出的聲音還是鋼尺發出的聲音？

生：鋼尺與空氣摩擦發出的聲音。

……

大家很容易看出，在這個教學片段中我試圖想糾正壓力不是聲音產生的原因，振動才是，卻發現很難否定學生的壓力產生聲音的想法，這里學生想到了手與尺子的摩擦，想到了空氣產生聲音，就是沒想到振動產生聲音。即使否定了壓力產生聲音這一觀點后學生還是有很多元的其他想法。我計算了一下，在這里繞來繞去花了5分鐘時間，才勉強將學生拉回振動產生聲音的主題上來。

反思這兩堂失敗的課，有一個最大的共同弊病：忽視了學生本堂課對聲音是怎樣產生的本土概念對教學的影響。對于學生關于聲音是由碰撞、摩擦、壓力產生的等根深蒂固的本土概念，我只是簡單予以否定，而沒有建立其與“物體振動”這一科學概念之間的聯系（正是有了碰撞、摩擦、壓力等才使物體產生了振動）。所以，當一種解釋被否定之后，學生想到的不是正確的科學概念，而是激發了學生更多元的對聲音是怎樣產生的本土解釋。導致概念生成之路上困難重重。這樣即使他們觀察到了振動，觀察到了很多物體發出聲音都在振動，他們的這種本土概念還是很難被實質上糾正。

2.以本土概念為依托，變負面影響為正面影響

認識到這點之后，我在課前對一個班學生進行了聲音是怎樣產生的前概念調查。調查問卷發下42份，收回39份。其中有17位學生認為聲音是由碰撞、摩擦、拍打、說話等方式產生的，占44%；13位學生只說出是由某些物體發出的，占33%；5位學生沒回答只寫出具體聲音的，占12%；兩位學生說是自然現象，占5%，兩位學生回答跟物體無關（古代勞動人民辛苦的發明，耳朵里產生的），占5%。這份調查頗能反映小學四年級學生對聲音是怎樣產生的理解。調查顯示，大部分學生對聲音是怎樣產生的解釋是很表面、很淺層的，只是憑借感官對現象進行一些直觀的解釋。一些學生還不知道怎么解釋，覺得只是一件很自然的事或用他們更主觀的本土方式去解釋。而“聲音是物體振動產生的”這一概念在他們的生活中是很難被建構的。

如何在學生這些豐富的本土概念的基礎上順利建構科學概念？如何以本土概念為依托，將學生的本土概念對新概念建構的消極影響轉變為積極影響？我思考著。以下是對這一環節修改后的教學設計：

出示鋼尺，這根鋼尺它現在有聲音嗎？用什么方法讓它發出聲音？

根據學生的匯報板書：敲打、碰撞、摩擦、撥動……

剛才大家想辦法讓它們發出了聲音，那在什么情況下它是沒有聲音的呢？

根據學生的匯報板書：捏、按、移動、弄彎……

提問：（指板書）為什么用這些方法作用在尺子上的時候尺子發出了聲音而只用這些方法卻沒有聲音？可能跟什么有關？

生1：聲音是由物體的碰撞或摩擦產生的。

生2：……（產生認知沖突，但這時候學生關注到的還只是表面現象）

師：你們的意思是這些方法產生了聲音，是嗎？那當我們用這些方法讓它發出聲音的時候，物體本身的狀態是怎樣的呢？跟沒有發出聲音的時候有什么不同？我們這節課就來觀察。（引導將注意力轉移到不同的方法作用在物體上時它本身的狀態）

……

課件出示要求：仔細觀察鋼尺、橡皮筋、鼓在發出聲音時的現象，比較一下跟沒有發出聲音的時候有什么不同？

學生邊觀察邊記錄。

學生交流觀察到鋼尺、橡皮筋、尺子發出聲音時的現象。教師引導科學地描述為“振動”，同時板書。

跟沒有發出聲音的時候比較怎樣？（沒有發出聲音的時候沒有振動）

那我想讓尺子的聲音消失有什么方法？（把尺子按住，不讓振動）

……

【小結】不管是敲打還是撥動，這些物體發出聲音時有一個共同的特征是什么？（振動）

沒有發出聲音時的共同特征是什么？要想讓發出聲音的物體停止發聲有什么方法啊？

現在你覺得聲音是怎樣產生的？

生：聲音是物體振動產生的。

師：你能解釋當我們用碰撞、摩擦、敲打等方法作用于物體時，它發出了聲音，當我們用捏、擠、按等方法作用于物體的時候物體沒有聲音嗎？

生：因為在碰撞、摩擦、敲打時物體產生了振動，而捏、擠、按 等不能讓物體發生振動。

（接下來是更多的驗證活動）

【總結反思】

在這一課的磨課活動中，我對本課本土概念的態度由“否定”走向“依托”。最終順利建構了科學概念。在活動中，我有幾點感悟：

1.面對學生豐富多元而又頑固的本土概念，簡單地否定是無效的

雖然本土概念大多是不科學的，但我們還是要思考學生為什么會有這樣的前概念，這個前概念與今天要建構的科學概念之間是否有什么聯系？然后再以這些本土概念為基礎去引導建構新概念。如果只是簡單地否定而未建立與新概念的聯系，學生還是會像我的第一、二堂課那樣冒出更多的本土解釋，讓概念建構之路走得幾多艱辛，即使在后來被拉回“正道”后學生的本土概念還是沒有真正得到轉變。

2.課前調查問卷可以幫助我們較為迅速、全面、準確地了解學生的前概念

3.要善于挖掘學生的本土概念與新概念的聯系，以本土概念為依托，構建新概念

在《聲音是怎樣產生的》一課中，學生的本土概念碰撞、摩擦等都是讓物體產生振動的一種方式，但不是所有力作用于物體上都會發生振動。物體是否振動跟作用在物體上的力的方式是有關系的。抓住這一點聯系后，最后一堂課中我就由學生的本土概念引入，繼而引發對“為什么物體這樣會發出聲音，那樣不會發出聲音？”的思考和對“物體發出聲音時的狀態與不發出聲音時的狀態”的探究活動。就因為抓準了這一聯系點，本土概念成了科學概念建構的“依托”，從開始和科學概念相悖到走向一致。

（作者單位 浙江省溫州市龍灣區龍水第一小學）