科學課教師要善于點悟、啟發、引導

◇姚正東

心理學說，學生的思維過程是對表象進行簡單的歸納，其往往忽視概念建構的推理過程，直接得出前概念。曾寶俊說，科學課有時候需要“摧毀”學生的錯誤前概念。科學教育教師要順勢而為，徹底糾正學生的錯誤前概念，為重構學生的概念系統提供一切可能性。在教學中，教師要重視高級思維參與，對學生未經推理得出的結論進行分析，去偽存真，讓學生告別輕信。

一、表象——建構起“海市蜃樓”的概念大廈

為什么要摧毀學生的某些錯誤前概念呢？在《科學素養的導航圖》一書中指出，學生的概念不應該是支離破碎的，而是按照一定的結構組織起來的，組成了概念系統。波普爾說，科學理論要是有一個或幾個理論被證偽，整個理論也就被證偽。我們或許摧毀的并不僅僅是一個簡單的基礎概念，或許是一座學生本引以為豪的“概念大廈”或許唯有此，學生才能有所頓悟。

某些錯誤的前概念直接影響學生的概念系統的建構，錯誤的概念系統也就是在不知不覺中建立起來，而被學生認為是理所當然的。如亞里士多德的古典力學系統一樣，雖然漏洞百出卻被奉為真理。學生在實驗過程中，面對紛繁的實驗現象，傾向于選擇更加接近自己前概念的證據，卻與真理擦肩而過。

學生的觀察往往只關注并不可靠的表象。例如曾寶俊在《自由落體運動》一課中，學生看著沙包、木塊、紙飛機……自由地在空中劃出軌跡，卻不曾去思考表象背后的科學真理，盡管真理就在眼前，對“空氣”在作祟如此視而不見。表象成功地騙過了學生智慧的眼睛，錯誤前概念就這樣在不知不覺中建立。學生普遍相信“眼見為實”，在生活中主動建構起“物體自由下落的速度和物體的重量有關，且物體越重物體下落越快，物體越輕下落越慢”這一錯誤前概念。

事實上，學生的概念當然是可以建立在表象之上的，建立在一個虛無的基礎上，甚至，在這個概念上創造一個看似無懈可擊的概念系統……而建造者卻信以為真，這一切是那么的虛無縹緲，不堪一擊。教師應找到這一錯誤前概念，對建立其概念的表象進行分析，摧毀學生原有的推理過程，為學生主動重構一個正確的概念，建立一個正確的概念系統奠基。

二、邏輯——摧毀著“虛無縹緲”的概念根基

如何摧毀學生的錯誤的概念呢？波普爾說，找出理論的一個反例，從而否定理論，即證偽。對于生活經驗的總結，構成了學生的概念系統。如果這一概念系統中最底層的前概念是錯誤的，那么整個概念系統也將是極其脆弱的。教學中，我們要設法尋找學生的這些錯誤前概念，用顯而易見的反例來“摧毀”它，以達到摧毀學生的整個概念系統的目的。

在摧毀的過程中，我們或舉例，或分析，來摧毀學生的錯誤前概念。我們可以列舉出反例來打破概念的平衡，才能為新概念的建立提供可能。在科學教學中，最重要的一點是我們要對于建構學生的那些表象進行有效的分析。在教學中，我們要列舉這些表象，進行分析，或者利用邏輯的推理來抽絲剝繭，尋找表象背后的本質。這樣才能徹底摧毀學生“自以為是”的概念，為新的概念系統的建立提供可能。

（一）反例，叩開概念教學批判的大門

為什么用反例摧毀學生概念的方法是可行的呢？皮亞杰說，教學應該遵循平衡→打破平衡→再平衡……的原則，促進學生認知結構的發展。據此，我們在科學課堂就是要搭建打破“概念平衡”的教學環境，提供反例就是為了讓教學的方向更加明確，讓學生思維的指向更加專注。例如《物體在水中的沉與浮》一課中，學生錯誤地認為“重的物體沉、輕的物體浮”。教師在教學中，要徹底的摧毀學生的這一前概念，必須要課堂中列舉出反例。教師在課堂上出示較輕的回形針和較重的木塊，輕輕地放到水中間，放手，就發現回形針下沉，木塊上浮。從而推翻了學生“重的物體沉、輕的物體浮”這一錯誤概念。

提出反例，能刺激學生的神經，動搖學生概念系統的根基。反例，更像是摧毀學生錯誤概念大廈的導火索，引起學生思維的火花。但是僅僅依靠反例是不夠的。應用反例的摧毀并不能引導學生體會邏輯的錯誤歷程，達不到反思學生思維經歷的目的；所以對于學生思維過程的研究，將是有效和值得研究的。對于學生思維規律的研究，能促使學生對自己思維歷程的反思。要徹底摧毀學生的錯誤概念系統，還是要借助邏輯的力量。

（二）推理，挖掘學生思維錯誤的根源

伽利略說，“追求真理的可靠途徑就是把實驗放在任何推理面前，而一個合理的實驗將不會和推理相對立。”所以，教學要追求在實驗過程后，運用邏輯推理再考驗理論的正確性。因為邏輯的力量遠比想象的強大。例如《自由落體運動》一課中，在這一課中，曾寶俊老師成功地引導學生去發現了“空氣”在作祟，影響了學生的判斷，從而摧毀了學生的推理的根基。但是，教師要徹底摧毀學生的錯誤前概念，可以在課堂上重復“兩個鐵球同時著地”的推理過程。假設重球比輕球先著地，那么把重球和輕球連接起來，輕球必然拉住重球，使之比單獨的重球晚著地。但是重球和輕球的總質量卻比重球大，這樣就建構了一對矛盾，推翻了原先的假設。從而從邏輯推理上推翻了學生“自由落體運動與物體重量相關”這一錯誤概念。

教師所要做的事情，其實就是建構一個互相矛盾的教學情境。這樣教學的基本思想是讓學生明白表象并不可靠，真理往往隱藏在表象的后面，需要應用邏輯的強大力量進行推理驗證。而推理本身，就蘊藏著徹底摧毀錯誤概念系統的巨大能量。

縱觀學生的錯誤前概念的糾正過程，教師所做的，無非提供幫助，讓學生主動發現推理過程中的錯誤。教師要善于點悟、啟發、引導，使學生在“苦思冥想”后“茅塞頓開”，喜獲理性之樂。建立學生“眼見未必為實”的觀念，促進學生理性思維的有效發展。