“前概念”及“相異構想”教學問題概述*
——主要以初中化學為例

吳良根

“前概念”及“相異構想”教學問題概述*
——主要以初中化學為例

吳良根

“前概念”及“相異構想”是學生通過觀察或親身經歷并經過抽象形成的，具有差異性、隱蔽性、頑固性、反復性等特點。“相異構想”可嚴重阻礙科學概念的形成，在教學中要重視學情分析，激發學生的認知沖突，同時采取適當的教學方法矯治“相異構想”。

前概念；相異構想；矯治策略

一、“前概念”簡述

學生在成長過程中經歷著對自然界的不斷觀察、探索與學習。因此，他們在接受科學知識學習時，頭腦里已經不是一片空白，更不是一無所知，生活中積累的各種知識經驗使他們形成了對某些問題或現象的獨特理解與看法，建立起了相對穩定的個人觀點及思維。認知心理學中將這種在接受正規科學教育之前就已經形成的觀念統稱為“前科學概念”，簡稱“前概念”（preconception）。這里的“概念”是指個體對某一對象的認識、看法與理解，代表的是某種觀念，比如，“氧氣能供給呼吸”就是一個概念（觀念）。因此，“前概念”是普遍存在的。其主要特點有——

1.差異性。在成長過程中學生接觸到形式各異的物質，觀察到絢麗多姿的現象。但由于各自的文化背景、家庭環境、生活經歷的差異，他們對這些事物或現象的看法也會產生分歧。因此，學生的“前概念”因人而異、各不相同。

2.隱蔽性。“前概念”大多不是通過家長或別人（同伴、老師等）教授所得，而是長期潛移默化、耳聞目染的結果。因此它很多時候是潛伏在學生的思維體系中，長期處于休眠期，不容易被他人發現，甚至自身也難于察覺。但是一旦學生在遇到或學習相關知識時，潛伏的“前概念”就會適時出現，并參與到知識建構中。

3.頑固性。“前概念”大多為學生親身體驗所得，所以一旦建立，學生就會深信不疑且根深蒂固，呈現出極強的頑固性。

4.反復性。有些學生在經過一定的學習后，逐漸矯正了其中一些不合理的“前概念”。但如果科學概念沒有真正建立，一段時間后頭腦中的“前概念”又會“死灰復燃”。如初中化學從得氧與失氧的角度分析“氧化—還原”反應，學生對于“氧化”兩字印象特別深刻，所以在高中階段分析諸如“氫氣在氯氣中燃燒”之類的沒有“氧元素”出現的“氧化—還原”反應時就會難于著手，一籌莫展。雖然通過教師的講解、分析學生能勉強接受，但常常還是會一而再、再而三地出現差錯，這與初中階段學習“氧化—還原”反應后所形成的“前概念”是分不開的。

二、初中生理科的“前概念”對知識建構的影響

初中理科主要包括數、理、化、生等學科，與學生的生活實際關系緊密，學生積累的與這些學科相關的“前概念”特別多，因此“前概念”對理科學習的影響尤其明顯。具體而言，“前概念”對于學生知識的建構既有積極的作用，也有消極的影響。

積極作用表現為：與科學概念相一致的“前概念”是學習活動順利開展的基礎和“腳手架”，“前概念”的正遷移為學生獲取新知提供了資源，鋪設了臺階。如學生在生活中都有被“酸”到過的親身體驗，酸味是學生建構“酸”這一科學概念的“前概念”；學生戴的近視鏡與老人戴的老花鏡，是學生理解凹、凸透鏡原理的“前概念”；電影院的座位號編排是學生建立直角坐標系的“前概念”等。在實際教學中教師要善于利用“前概念”中所蘊含的科學、合理成分引導學生深入思考，促進對科學概念的同化及意義建構。

消極影響則體現在“相異構想”上。“相異構想”泛指與科學概念存在偏差和不同的認識與觀念，不僅包括學生在未接受科學知識學習前就已經形成的，還包含即使已經經過一定的學習之后學生仍然存在或重新形成的 “前概念”。“相異構想”影響了對新知識的理解與內化，甚至促使學生進一步形成新的錯誤觀念與思維。例如，學生在生活中觀察到馬拉車前行，想當然地認為馬拉車的力肯定大于車拉馬的力，從而對“相互作用的兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上”的“牛頓第三定律”產生懷疑；學生觀察到鳥類都有翅膀且能飛翔，蝙蝠有此特征應該屬于鳥類，所以對蝙蝠被劃分在哺乳動物類中表示不解；生活中常把食鹽稱作“鹽”，在學習“鹽”的概念時學生很快就想到食鹽（氯化鈉），而對碳酸鈣（大理石的主要成分）、碳酸氫銨（一種化肥）等物質也是鹽類難以認同。

由此可見，“前概念”中的“相異構想”對理科學習的干擾非常大，如果教師無視學生的相異構想，課堂中只是按照自己的教學設計而一味地給學生灌輸一些對他們來說毫無意義的 “正確”觀點，即使講解得再生動、再透徹，一段時間后學生也可能只是記住了幾個學科專業術語，而對概念的內涵、外延等仍然很快就會遺忘。

三、初中生理科“前概念”中“相異構想”的矯治策略

矯治“相異構想”的具體方法主要是幫助學生在占有大量感性材料的基礎上去粗取精、去偽存真、由表及里，抓住最本質、最能反映內在規律的信息，以此提高學生的批判性思維品質。

“前概念”中科學合理的部分能促進知識的正遷移，為順利實現同化打好基礎。而“前概念”中的“相異構想”則非但不能同化，而且相互矛盾甚至完全對立。學生必須要“破除”根深蒂固的“相異構想”，才能達到建立科學概念，構建與當前知識相融合的新圖式的目的，這在心理學上稱為順應。在理科教學中實現順應的途徑很多，主要可采用以下方式進行。

1.探明前概念。

德國多特蒙德大學南奇格爾（D·K·Nachtigall）教授認為：我們對“前概念”了解得越多，對多維結構轉變的過程認識越深，就越能成功地把它們轉變為科學概念，也就能更有效地避免錯誤的產生。在教學中，探明學生的“前概念”及其 “相異構想”，以便有針對性地進行教學設計、選擇教學策略、重點講解分析、突破疑難困惑，幫助學生形成科學概念。

探查學生“前概念”及“相異構想”的方法很多，較易操作的如訪談法，即讓學生通過回答相關問題暴露“前概念”。但如果需要在短時間內且大面積地探查并掌握學生“前概念”的情況，在課前進行相關前測是較為適宜的。而通過教學后的后測，可以反饋學生“相異構想”的矯治效果，這是提高理科課堂教學效益的有效方法。如在滬教版九年級化學第九章第二節 “新型材料的研制”一節的教學前，通過讓學生完成以下前測題，探查學生的“前概念”。

（1）是非題：

玻璃鋼就是鋼。 （ ）

制作輪胎的材料只有橡膠。 （ ）

不銹鋼是永不生銹的。 （ ）

有機玻璃就是普通玻璃。 （ ）

（2）簡答題：簡述一下衣服用滌綸面料做的優缺點。

是非題中的四個小題，學生的錯誤率很高，即使正確，在課后的訪談中大多數學生的回答也是通過猜測，沒有十足的把握；很多學生對簡答題中的“滌綸”一詞更是第一次聽說。說明學生的生活中雖然與材料密切相關，但對一些材料，尤其是新型材料所屬的類別、性能等模糊不清。基于以上分析，教師在設計本節課教學時，重點要把一些材料的實物展示給學生，而不僅僅是照本宣科，讓學生看看書本，讀讀教材，要讓學生在觀察、比較、探究中認識材料、判斷類別、掌握性能。還需注意的是，要徹底轉變“相異構想”僅靠一節課的學習還是不夠的。科學概念建立后如果得不到內化運用，則很容易遺忘，因此鞏固強化科學概念是轉變“相異構想”的教學中不可缺少的環節。

2.引發認知沖突。

只要將正確的觀點呈現并灌輸給學生，學生就會輕易拋棄并矯正“相異構想”的想法是不現實的，也是難于達到的。教師應在充分了解學生已有認知的情況下，密切關注新舊知識的結合處，合理運用學生暴露出的“相異構想”引發認知沖突，然后采用相應的教學策略幫助學生修正“相異構想”，形成科學概念。

如在學習“燃燒”一節內容時，教師先讓學生描述在生活中見到的燃燒現象。很多學生在描述時講到生活中看到別人或者自己曾用火柴或打火機點燃紙張、木條等物質，由此暴露出頭腦中“物質燃燒時一定需要點燃”這一“相異構想”。為了矯治學生的“相異構想”，教師可設計并演示“白磷的自燃實驗”：將一張濾紙浸泡在溶解了白磷的二硫化碳溶液中，取出濾紙，用線系在鐵架臺的鐵夾上，一段時間后，學生觀察到濾紙上有白煙冒出，同時濾紙也燃燒起來。濾紙沒有經過點燃也能燃燒，這與學生頭腦中“物質燃燒時一定需要點燃”的想法產生了強烈的認知沖突，學生在驚訝之余，對可燃物燃燒的條件進行重新審視與建構，促使他們建立科學的“燃燒條件”，并成功轉變“燃燒一定要點燃”的“相異構想”。

實踐證明，要轉變學生的“相異構想”，僅僅告訴學生正確的概念是低效的。充分運用學生“前概念”中的“相異構想”并引發認知沖突，并以此作為引發學生矯正“相異構想”、建立科學概念的契機，是一種行之有效的矯治“相異構想”的教學策略。

3.重視探究體驗。

研究分析發現，他人（特別是教師、家長等）不恰當的言行，媒體（特別是視、聽媒體）不科學的信息，對學生形成相異構想的影響很大。比如廣告中，為了突出某品牌礦泉水是呈現弱堿性這一特點，工作人員用手拿取pH試紙并直接將試紙投入到試樣中，這與化學實驗中規范的操作是完全相悖的。學生聯想到生活中拿紙張，一般也是直接用手拿，所以在頭腦中很容易形成這樣的想法與做法：可以直接用手拿取pH試紙，然后投入到試樣中，觀察顏色，進行比色，檢測溶液pH值。要矯治這種由于生活習慣而形成的“相異構想”，動手體驗是一種行之有效的方法。讓學生理解不當操作引起的后果后，讓學生用規范的動作完成測定溶液pH值。這要比教師的講解和演示效果更為有效。

4.運用現代科技。

隨著現代科學技術的發展，課堂中的教學設備、教學技術與教學手段也日趨多樣。多媒體設備、各種專業軟件、視頻動畫等越來越多地出現在課堂教學中。數字化實驗的運用極大地彌補了傳統實驗難開展定量測定的缺陷，借助數字化儀器獲得的數據與圖像，為矯治“相異構想”提供了更加直觀、有力的證據。

矯治學生“相異構想”是一項長期而艱巨的教學工作，采用灌輸式或結論式教學，是不可能讓學生徹底摒棄“相異構想”，順利構建科學概念的。在教學中應重視學生的“前概念”，讓學生暴露出“相異構想”，產生認知沖突，同時采用多種行之有效的方法、手段和策略，才能實現從“相異構想”到科學概念成功轉變的目標。

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G633.8

A

1005-6009（2017）43-0007-03

吳良根，江蘇省蘇州市吳江區笠澤實驗初級中學（江蘇蘇州，215200）黨支部書記，高級教師，江蘇省特級教師，蘇州市名教師，江蘇省教育學會化學教學專業委員會理事。

*本文為江蘇省教育科學“十二五”規劃2013年度重點自籌課題“初中生理科‘前概念’中‘相異構想’轉變的教學策略研究”（編號：E-b/2013/007）的階段性研究成果。