挖掘錯誤前概念，提高科學教學有效性的研究

李夢瓊

摘 要：小學生的錯誤前概念被忽視的問題極大影響了科學教學的有效性，決定在平時的教學中研究如何有效地挖掘出學生錯誤的前概念，并有針對性地設計教學，從而提高科學教學的有效性，讓教學真正做到有的放矢，從事倍功半變為事半功倍。

關鍵詞：錯誤前概念；暴露；元認知；建構；針對性

隨著科學新課程改革的深入，羅杰斯在人本主義學習理論中提出的“以學生為中心”的教學觀在科學教育教學中的有效實踐已經成為現代教育改革的必然趨勢。為了真正做到把課堂還給學生，作好非指導性教學模式中“助產士”的角色，教師除了認真研究教材和課程標準外，更應該把研究方向轉向學習主體——學生。

在教學過程中，盡管從教學目標出發設計相關教學過程，可依舊無法達到預期的教學效果，用題目來檢驗學生對知識的掌握程度時，總達不到預期目標，會有“我原以為我已經教會他們了”的感慨。

回眸：浮力單元中，通過切小橡皮和把兩個空塑料瓶粘到一塊等實驗讓學生感受了“對于同種材料構成的物質，其沉浮與輕重、體積無關”這一概念。可當我問出“那如果把一百根或者一千根木頭捆到一塊時它們是沉還是浮”時，很大一部分學生卻回答“會沉”。

思考：為什么明明已經探究過的知識學生卻還是頻頻出錯呢？課前與課后，學生的認知與元認知幾乎沒有得到明顯提高，甚至可以說學生依舊保留著對事物的最初看法，用原有認知解決現有問題，造成一種虛假的同化。

學生在學習自然科學課程之前，頭腦里并非一片空白，他們在日常生活里對客觀世界中的各種事物已經形成了自己的看法，并在無形中形成了獨特的思維方式。這種在接受正規科學教育之前所形成的概念一般稱之為前科學概念，簡稱前概念[1]。心理學家在分析了很多的兒童日常概念后指出：學生的前概念與科學概念可能一致，也可能有沖突，一致則前者有助于后者的學習，沖突則前者干擾后者的學習[2]。筆者在平時教學設計時雖然做了大量的準備研究，但經常忽視學生的錯誤前概念，導致自己在教學過程中事倍功半，教學效果不穩定。

一、“基于學生核心素養的發展”的指標建構

小學生的錯誤前概念被忽視的問題極大影響了科學教學的有效性，教師有必要研究如何有效挖掘出學生錯誤的前概念，并有針對性地設計教學，從而提高科學教學的有效性，讓自己的教學真正做到有的放矢，從事倍功半變為事半功倍。

1.促進學生科學概念的生成

前概念具有很強的穩定性，即使學生在口頭和書面上同意了教師的科學概念，但當其置身于真實情境中，那些錯誤的前概念又會頑固而穩定地“冒”出來[3]。

例：學生理解一根木頭在水中是浮的，切斷后依舊是浮的，因為同種（相同密度）物質沉浮與輕重無關，卻依舊認為一噸木頭捆綁后因為很重所以會沉。有時候，單一的實驗或者研討根本無法轉化學生的前概念。如果錯誤前概念在課堂教學中被忽視，那么讓他們改變原有圖式生成新科學概念的可能性是極低的。

2.促進學生元認知的發展

元認知是對認知的認知，即個體對認知活動的自我意識與調節。教師在課堂教學中一味地將概念傳授給學生而忽視學生的錯誤前概念，往往會造成學生只表面記住了所學概念或只會片面地運用概念解釋眼前現象。

例如，學生雖然學到了“物體在水中受到的浮力只與排開的水量有關”，但依舊會認為鐵塊沉在水中的位置越深受到的浮力越大。而在課前準備挖掘出各層次學生的前概念，尤其是他們共同的錯誤的前概念。那么在課堂教學中應適當引導學生自主發現新問題與科學概念之間的聯系，在認知過程中，根據認知目標及時檢測認知過程，鍛煉了尋找兩者之間差異的能力，從而促進了學生元認知的發展。

3.促進學生主動將前概念向科學概念轉化

學生的錯誤前概念是學生掌握科學概念的障礙，但從辯證的角度講，在某些情況下，雖然孩子的答案是錯的，但他們的回答孕育著智慧的火花，是極有價值的生成性資源。真正的科學學習是關于自然現象的原有概念的發展或轉變，而不是新信息的點滴累積過程。課前如果能有效利用錯誤前概念進行備課，可以有針對性地設計出可以引發學生頭腦風暴的現象或者問題，當學生的前概念與科學概念相互沖突，難以用原有圖式來接受和解釋新刺激時，便會主動尋找原因，有效實現新舊經驗的順應。

二、“基于學生核心素養的發展”的運作流程

史柏良在《小學科學教學中的前概念及教學對策》曾提出不贊成教師在課前隨便拉幾個學生了解學生的前概念，因為這樣的形式了解到的學生前概念不夠全面，也未必適合教師所教學的班級學生。如果在課前分層次、分氣質、分性別等抽取學生來進行錯誤前概念的挖掘，可能是可以促進科學教學的有效性的，這個實踐性非常強的問題非常值得筆者去在實踐中研究，尋找答案，促進教育教學工作的開展。

1.挖掘學生錯誤前概念，引導學生自主、合作、探究

（1）長期與學生平等民主地進行溝通交流，建立心靈相融的師生關系的同時，充分了解學生的前概念的個體差異和錯誤概念。挖掘各層次學生的錯誤前概念，整理并分析。

（2）有針對性地創設學生感興趣的情境或問題，提高學習主動性，促進建構活動形成新的科學概念。

（3）鼓勵并引導學生在合作中自主探究，促進學生元認識發展。

2.根據學生錯誤前概念，針對性設計教學，提高科學教學有效性

（1）從學生的心理、認知規律出發，根據學生前概念中錯誤或者模糊的部分設計教學。

（2）課前準備充分，營造輕松有趣的課堂，提高科學教學有效性。

三、“基于學生核心素養的發展”的實施策略

1.課前設五問，挖掘學生錯誤前概念

根據不同層次的學生通過對問題的作答所暴露出的錯誤前概念，有針對性地設計出課堂中可以引發學生思維碰撞的情境或者問題，及時有效引導學生自主探究矛盾的緣由。

每節課前準備三個與課程內容相關的固定問題，其余兩個作為可調節性問題。請班里不同氣質、不同認知能力、不同性別的學生進行課前作答，無論對錯，都將學生的回答記錄并整理，走近學生的同時，嘗試從學生的視覺去思考問題。這對于教師而言，是一個漫長而又煩瑣的教學經驗的積累，而正是這看似簡單實際需要強大意志力和恒心的行為方法，且積累成冊的學生回答錄正可以作為本次甚至今后各項研究的有利依據。

2.針對性設計，收集整理錯誤前概念

筆者認為在課堂中如果教學者無意間的引導暴露出了學生與本課重難點無關的錯誤前概念時，要臨時設計出促進該前概念向科學概念轉變的方法，對于部分教育機智不是很強的教師而言比較困難，有時候在沒有精心設計的情況下甚至可能會讓學生的前概念由原本的只是模糊轉向完全錯誤。

例如，《月相》一課，教學中先用月相形成原因這一問題暴露出學生模糊不清的前概念，學生大概知道月相成因與月球、地球和太陽之間的位置關系有關，也知道不同視覺看到的景象可能不同，但結束后，學生竟然還是不能理解月相成因，在課堂模擬中成功模擬出月相的小組極少，甚至不少學生以為自己過去認為日、地、月之間的位置關系與月相有關的這一認知是不正確的。所以，可在課前把學生可能出現的錯誤前概念的引導教學方法分類整理，同時對學生在學習前后給出的解釋進行歸納，從而改進設計教學方案，提高整體教學有效性。

3.情境性設計，促進科學概念的生成

小學生的心智發展雖然已經有了顯著的主動性和內發性，能夠進行邏輯推理和群集運算，但仍局限于具體事物，缺乏抽象性。所以在精心設計教學方案后，筆者認為教師要花大量的精力準備各類圖文資料，最好是直接模擬現實或創設情境。

學生頭腦中的前概念大多是在具體生活環境中建立的，因此，在課堂上展示出與現實相類似的情境，讓學習在與現實相類似的情境中發生，將易于讓學生意識到他們的前概念，也易于激發學生的思維沖突，從而建立科學概念，把設計真正付諸實踐。

4.創新式設計，構建主動探究的課堂

學生的認知水平存在個體差異性，而且成長環境各異，對于某一認知領域可能存在的錯誤前概念時多時少，如果學生錯誤前概念很多，看似雜亂無章，但如果用新的思路去設計教學，把眾人的錯誤前概念分層次組合并在課堂中引導學生自己提出，形成合作交流的氛圍，啟發學生，形成頭腦風暴，最終在學生的思維碰撞、交流辯論下，形成統一的科學概念。

例如，熱單元中，學生會存在衣服可以讓身體感到溫暖所以衣服可以產熱的錯誤概念，而課堂中拿出準備好的衣服讓學生來測量，但人為改變氣溫（用取暖保之類的作輔助作用），或者在課堂中臨時測量學生穿著的衣服，給學生制造概念沖突，激發學生的求知欲。

5.交流并探討，及時反思師生共成長

教師面對的每位學生都是獨特的，盡管一線教學過程中可以對學生有一定的了解，但還是需要定期與各專科教師開展小型教研活動，記錄分析各位教師所了解到的更多種學生的錯誤前概念，同時探討出相應的適合的教學策略，同時把自己實踐中遇到的問題，包括學生的前概念與眾人分享，及時做好對本課的反思，從根本上提高科學教學的有效性。

總之，學生在科學課學習之前，在其腦海里已經對一些問題形成了他的前概念，這些前概念有些是正確的，有些是模糊的，有些甚至是錯誤的，而那些錯誤的前概念恰恰是最難改變的。科學課教學的主要任務是引導學生暴露錯誤前概念，認識錯誤概念，建構新概念模型，形成新的科學概念，只有充分認識學生的前概念，用以幫助教學，才能真正有效地提高教學有效性[4]。

小學生的前概念對于教師的教學有著極大的作用和影響，尤其是合理利用錯誤的前概念來設計并改進教學，最大限度引發學生思維碰撞，保護學生的好奇心和學習興趣，真正做到把課堂還給學生。

參考文獻：

[1]史柏良.小學科學教學中的前概念及教學對策[J].教學與管理，2009（8）：15.

[2]孔云峰.認識學生前概念，提高科學教學有效性[J].科學教育，2011（1）.

[3]徐春建.前概念對小學科學教學的啟示[J].浙江教學研究，2013（2）：40-42.

[4]王學男.國外小學生前科學概念研究的分析及啟示[J].首都師范大學學報（社會科學版），2012（3）.