小學中高年級學生科學前概念的分析與對策

杜建偉

小學科學課是對學生進行科學和科技啟蒙教育的一門重要的基礎學科，它以實驗為基礎，許多的概念、規律都是建立在實驗的基礎之上的。教育部2017年最新頒布的《義務教育小學科學課程標準》（以下簡稱《新課標》），對教科版小學科學教科書進行了修訂，修訂后的教科書采用了科學概念和科學探究雙螺旋協同發展教學模式。

中高年級學生在接受正式的科學教育之前，已在現實生活中通過長期的經驗積累與辨別式學習而獲得的一些感性印象，積累的一些缺乏概括性和科學性的經驗，是一些與科學知識相悖或不盡一致的觀念和規則。針對小學生所具有的這種模糊的科學前概念，我們在開展教學活動時，可以通過利用學生熟悉的事物來進行對比，幫助學生建立正確的科學概念。對于中高年級學生科學前概念引導與糾正就顯得尤為重要。

情景一：《運動與摩擦力》

有學生提出摩擦力大小與快慢有關。老師就問有多少學生也有這樣的想法時，絕大多數同學都舉起了手。于是，老師將學生分為三大組，分別用實驗驗證有關影響摩擦力大小的因素，看看孩子的猜想是否正確。該老師特別觀察了“摩擦力大小與快慢是否有關”實驗小組，在實驗中，有學生邊做邊說：“我怎么覺得小車越快測力計顯示的數值反而越小了。”接著，他們小組又重復實驗起來。匯報時，該老師有意地先讀了其他三個小組的結果，數據認為速度快與速度慢的摩擦力相差很大，速度慢的平均只有2牛，而速度快的平均有5牛。接著又讀了剛才那個小組的數據，速度快慢時的摩擦力差異只有0.1牛，但他們仍得出結論：摩擦力大小與速度有關，速度越快，摩擦力越大。（但我們知道摩擦力大小和速度無關。）學生似乎已形成了“科學”的已有知識，即實驗就是證明猜想是正確的。他們在做實驗時，即使有疑問，也要讓實驗數據去符合自己的猜想。

情景二：《聲音是怎樣產生的》

師：（出示一只玻璃瓶）

能讓這只瓶子發出聲音嗎？

生：（上臺演示）敲、吹。

師：選自己的一樣物品，也想辦法讓它發出聲音？

生：（饒有興趣地）敲、彈、摩擦各種學習用品，教室里響起各種各樣的聲音。

師：你們認為，聲音是怎樣產生的？

生：兩支鉛筆互相敲擊，就形成聲音。

生：我用手磨桌子，能產生聲音。

生：尺子掉在地上，就撞出了聲音。

生：聲音是由物體碰撞、摩擦、敲擊形成的。

師：真的嗎？老師給每組提供一把鋼皮尺，一根橡皮筋，想辦法也讓它們發出聲音，并仔細觀察，聲音究竟是怎樣產生的？

生：（小組實驗）

生：我撥動橡皮筋，它就發出聲音。

生：我彈了尺子伸出桌面的部分，尺子會發出聲音。

生：我用力拉長橡皮筋，一放手后皮筋彈回去就有聲音。

生：用尺子敲桌子，就能發出聲音。

生：尺子來回彈的時候也會發出聲音。

……

此時，課堂教學時間已有15分鐘，學生依然認為，聲音是由“物體碰撞、摩擦、敲擊形成的”。

從教學片段中可以發現，學生在學習中已經形成了 “科學”原有知識，并始終認為這個知識是正確的，即稱之為科學前概念。學生在進入科學課堂前已經帶著相關的科學原有知識，如果將要探究學習后的科學知識與原有知識比較一致，學生就容易理解；反之，學生就會覺得匪夷所思。所以在實際的科學教學中，如果教師能夠把握住學生的前概念，就會使得教學有的放矢，就能更好地提升教學效果。了解科學學習前學生已有的看法和觀點，可以是針對一節課內容，也可以是整個單元內容的；可以是與個別學生的“閑聊”，也可以是集體的調查問卷等。在實踐教學中，我采用了以下三種可行性方法。

一、課前談話法

即與學生作隨機的、面對面的交流，氣氛較為隨意，并對學生的回答作彈性回應，訪談的內容可以是實例性的，也可以是概念性的。如，在教學《水能溶解一些物體》前對學校四年級的孩子進行關于“溶解”的前概念探查：

師：你知道什么是溶解嗎？

生：就是一個東西熔化了。

生：不對，是一個東西在水里熔化了。（學生一直喜歡把“溶解”說成“熔化”）

師：那么，溶解到底是怎么一回事呢？

這回學生的回答就五花八門了。更多的學生認為把物體放在水里并同時用火加熱，直到最后溶解。從課前談話中了解到，學生對什么是溶解這個科學新知識并不十分理解，但模模糊糊知道“溶解”與物體放在水里有關，而且把它和原有知識里的熔化搞在一起了。

二、圖示法

當學生不能完全清晰地通過語言、文字表達知識時，教師可以通過畫畫的形式表述他們對某一知識的理解，讓學生更加簡潔地表達出自己的真實想法，而且在對學生一些似是而非的模糊知識上，教師可以通過他們的圖示探查到學生更深層的想法。如《物質在水中是怎樣溶解的》這課時，為更進一步了解學生關于“溶解”情況的前概念，我讓學生畫一畫“食鹽在水中的分布狀況圖”，從中看出學生是否已經接受了這個“溶解”新知識。

三、問卷調查法

問卷的題型可以是開放式的答題，也可以是單項或多項的選擇題。前者可以收集學生較為細致的想法，而后者更利于管理，在對大量樣本的測試中具有更高的效率。在教學三年級上冊《動物》單元前，為了了解學生對“動物身體特征”的已有認識和概念，我專門對三年級3個班學生進行了一次問卷調查：“寫一寫你能所認識的小動物的名稱。”“你認識的動物都喜歡吃什么食物？”“動物都有什么特點？”“我們能在哪里找到小動物？它們生活有規律嗎？”

從問卷調查匯總后的信息可知：學生能寫出的小動物并不多，主要集中螞蟻、蝸牛、魚蝦蟹、鳥、小狗、小貓等日常生活中經常能見到的動物，對生活在土里動物幾乎沒有提及；關于各種動物喜歡吃什么食物的問題，在他們的印象當中：螞蟻喜歡吃米飯、蝸牛喜歡吃草、魚就知道喝水等等；動物的特點大多提到了形態結構，身體會動，但對動物的身體結構和各種動物的分類知識就不了解了；都知道在什么地方能找到小動物，但對動物的生活規律知道的很少。

總之，小學科學已有知識的形成原因與分析及對應原有知識概念的方法有助于科學教師尋找到教學的突破點，但要讓學生認識到學習的出發點不僅僅是從書中開始的，而是從自己的“混沌、模糊和不了解”之處開始的，更要求教師的教學設計不能只考慮到以適應學生為目的，還要考慮到盡量讓學生的思想、觀點充分體現出來和活動起來，即對學生科學原概念的充分尊重和充滿機智的有效運用。轉變學生已有知識，尤其是對那些模糊、錯誤的原概念進行改變是非常艱巨而有意義的工作，有待于大家進一步的研究。

編輯 段麗君