化“負”為“正”的科學(xué)探究
——對小學(xué)科學(xué)負向前概念的匡正

江蘇省蘇州市東大街小學(xué)校 莫 彪

很多人對科學(xué)概念其實都有一定的了解，這就是學(xué)生的前概念。前概念影響著小學(xué)科學(xué)的教與學(xué)。前概念的來源為生活經(jīng)驗、閱讀資料等，但由于缺乏系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，學(xué)生的前概念有時和科學(xué)概念是一致的，有時是片面的，有時甚至是完全相反的。當前概念與科學(xué)概念一致時學(xué)生很容易完成學(xué)習(xí)任務(wù)，達成學(xué)習(xí)目標；反之，前概念則會阻礙他們學(xué)習(xí)科學(xué)概念。

學(xué)生的前概念具有直觀性、矛盾性、穩(wěn)定性（或者叫頑固性）、情境性、個性化、隱蔽性等特點。在課堂教學(xué)之前，教師可以采用課堂調(diào)查或是根據(jù)以往教學(xué)中的經(jīng)驗了解學(xué)生的基礎(chǔ)，掌握他們的前概念，做到心中有數(shù)，設(shè)計教案時才能有的放矢，才能收放自如地處理教學(xué)中遇到的問題。接下來，我簡單談一下自己在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中就轉(zhuǎn)變學(xué)生的負向前概念所運用的教學(xué)策略。

一、創(chuàng)設(shè)情境，暴露前概念

前概念具有很強的隱蔽性，教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)，簡單問答往往無法充分地暴露出學(xué)生的前概念。此時，教師應(yīng)把功夫花在充分暴露前概念上，創(chuàng)設(shè)情境是一個“引蛇出洞”的好方法。具體方法可以概括為畫圖法、問卷法、談話法、設(shè)問法、模擬演示法、實驗操作法等。

問卷法和畫圖法是小學(xué)科學(xué)暴露前概念的最佳書面方法，可以在課前或是課堂中進行。

例如，在教學(xué)三年級上冊第二單元《螞蟻》一課前，教師可以讓給學(xué)生畫一幅記憶中的螞蟻外部形態(tài)圖。學(xué)生畫得很認真，很漂亮可愛，但是，畫的螞蟻卻不具備頭、胸、腹等昆蟲的特征，腳是長在腹部的，長著張人臉，究其本質(zhì)他們所畫的僅僅是人的身體加上一對觸角。螞蟻是一種十分常見的生物，它就在我們身邊，但很顯然孩子們的圖畫作品充分暴露出他們不了解螞蟻，螞蟻形態(tài)前概念竟與卡通造型相符，而不是和真實情況相符。面對這種情況，教師可以制定本課的教學(xué)重點：引導(dǎo)學(xué)生對螞蟻形態(tài)進行精細化觀察，通過細致觀察，獲得正確的感性認識，糾正原有前概念，在觀察的基礎(chǔ)上建立正確的科學(xué)概念。

再比如，在上《為什么一年有四季》一課前，教師作了問卷調(diào)查，絕大多數(shù)學(xué)生認為“夏季地球離太陽近，冬季太陽離地球遠”。根據(jù)有關(guān)專家的調(diào)查，這是個非常頑固的錯誤前概念，甚至美國哈佛的畢業(yè)生也有人這樣認為。于是，教師自制了一個“四季成因模擬實驗儀”，發(fā)光發(fā)熱的燈泡模擬太陽，固定在模擬太陽照射軌跡的滑軌上，在地球儀的幾個具代表性的不同緯度上裝上熱傳感器（聯(lián)結(jié)電子溫度顯示器）。讓學(xué)生通過探究實驗，真實感知“四季成因是太陽不同的照射角度形成的”，從而形成較為強烈的印象，從而來匡正原有的錯誤前概念。

二、組織研討，轉(zhuǎn)化前概念

真正的科學(xué)探究不只是關(guān)注實驗操作，這樣的課堂往往熱鬧有余，思考不足，學(xué)生科學(xué)概念建構(gòu)不深，始終浮于表面。真正的科學(xué)探究一定要做到動手與動腦相結(jié)合，加強研討交流環(huán)節(jié)，促進前概念順利轉(zhuǎn)化為科學(xué)概念。所以，為了修正學(xué)生的前概念，在教學(xué)過程中我們可以組織學(xué)生進行研討和交流，鼓勵每一位學(xué)生，給每一位學(xué)生提供機會表達他們的前概念。例如，當學(xué)生根據(jù)前概念進行回答但不全面的時候，教師要及時追問，讓學(xué)生的思維有所遞進和發(fā)展。當學(xué)生一時回答不上來的時候，可以延長學(xué)生思考的時間，耐心等待，讓學(xué)生能夠消化所獲得的信息與資料，增加學(xué)生小組研討的機會，學(xué)會交流、學(xué)會傾聽、學(xué)會等待。

例如，在教學(xué)《食物在體內(nèi)的旅行》一課時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生圍繞“食物在體內(nèi)的消化過程是怎樣的？”這一研討主題，教師提供人體模型板和消化器官圖卡，學(xué)生分小組充分討論之后，在人體模型板上擺放消化器官并標出名稱。這樣的研討方式很發(fā)散，同時模型板的使用，學(xué)生非常感興趣，邊玩拼搭邊思考，將研討活動中的信息物化了，具有很強的操作性。學(xué)生在小組合作學(xué)習(xí)中充分研討和動手操作，他們對于食物所經(jīng)過消化器官的順序前概念充分暴露。

三、制造“認知沖突”“擊破”前概念

有時錯誤的前概念是十分頑固的，很難糾正。往往當時記住了，過后再問又回到原來的錯誤概念上來。怎么辦呢？不妨試試“矛盾事件”策略。首先，通過一定的方法使得學(xué)生的前概念暴露，意識到大家的前概念是不同，甚至是矛盾的。接著，讓學(xué)生分析原因，引起沖突。最后，鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生調(diào)整認知，重新建立起與科學(xué)概念相一致的概念模型。

例如，在三年級下冊《水和水蒸氣》一課中，學(xué)生對于“水燒開時冒出的白氣是什么？”前概念里孩子們認為“白氣就是水蒸氣”，這與實際情況“白氣是小水珠”不一致。如何轉(zhuǎn)變學(xué)生的前概念并強化正確概念呢？當聽到全班幾乎一致回答“白氣就是水蒸氣時”，先不著急糾正，可以讓學(xué)生先來分析白氣的特點，突出“白色”，再來分析水蒸氣的特點，突出“無色無味透明的氣體”，此時正確的科學(xué)概念與前概念發(fā)生沖突，通過突出“矛盾事件”這一教學(xué)策略，學(xué)生自發(fā)產(chǎn)生疑問，重新建構(gòu)起正確的科學(xué)概念。

再如，上文提到的《為什么一年有四季》這節(jié)課，當老師了解學(xué)生的錯誤前概念后，老師特意讓學(xué)生自己尋找資料，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實是“夏季地球離太陽遠，冬季離太陽近”和他們的前概念完全相反的概念，引發(fā)學(xué)生的“認知沖突”，從而引發(fā)學(xué)生更加認真好奇地去探索“四季成因”的真正原因。

四、建立系統(tǒng)化概念，修正替代前概念系統(tǒng)

在教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生的很多前概念并不是孤立存在的，很多錯誤前概念之間相互聯(lián)系、相互支撐構(gòu)成了一個錯誤的前概念系統(tǒng)。所以，要修正學(xué)生錯誤的前概念系統(tǒng)，我們需要有足夠的時間去慢慢轉(zhuǎn)化這些互相聯(lián)系的前概念，在一個錯誤的前概念得到修正之后，我們還要提供應(yīng)用新概念的機會，一是鞏固新概念，二是進一步糾正錯誤前概念系統(tǒng)中的其他錯誤概念，有時是一兩個，有時甚至更多，通過實際應(yīng)用和糾正逐漸形成正確的科學(xué)概念系統(tǒng)。

例如，五年級下冊第一單元《物體的沉浮》學(xué)習(xí)完成后，學(xué)生已掌握了“物體的沉浮與其體積大小、物體重量有關(guān)，還與液體有關(guān)；在不同的液體中，相同的物體會表現(xiàn)出不同的沉浮狀態(tài)”。為了鞏固學(xué)生新的科學(xué)概念，可以設(shè)置拓展活動，在杯子中分別一次加入糖漿、水和油，再把葡萄、塑料塊、軟木塞一起放入，先猜測結(jié)果再實際操作，學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)糖漿在最下層，水在第二層，油在最上層，形成一杯“彩虹飲料”，葡萄浮在糖漿上面，塑料塊在水上面，軟木塞浮在最上面。為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？及時提問為什么，學(xué)生根據(jù)所學(xué)能推測出原因。拓展活動的設(shè)置，讓學(xué)生對物體沉浮的原因進行了進一步思考，上升到運用知識的層面，教師和學(xué)生共同學(xué)習(xí)單元資料，將沉浮的成因上升到與密度有關(guān)的層面，使學(xué)生的分散的概念成為系統(tǒng)，從而融會貫通。

再如，在教完《時間的測量》這個單元時，老師安排1個課時，甚至更多時間，讓學(xué)生做一個一分鐘計時器，這就要求學(xué)生將本單元知識系統(tǒng)理解，并融會貫通，教師在學(xué)生動手前，讓學(xué)生回顧復(fù)習(xí)，組織討論擺的快慢到底與什么因素有關(guān)，匡正學(xué)生原有認知——與擺錘重量有關(guān)、與擺幅有關(guān)等錯誤前概念，并將理論運用于實踐之中，更加有利于學(xué)生科學(xué)概念的牢固建立。

綜上所述，從簡略到復(fù)雜、從片面到全面、從謬誤到正確，前概念的糾正其實是認知發(fā)展的一般規(guī)律。作為一線教師我們應(yīng)當把學(xué)生的前概念作為教學(xué)的起點，在日常教學(xué)中慢慢引導(dǎo)，積極創(chuàng)設(shè)自由探究的情境，充分暴露他們的前概念，引發(fā)認知矛盾與沖突，進行同化與順應(yīng)，建構(gòu)起新的科學(xué)概念，讓學(xué)生在問題情境中拓展和運用新概念。