“影響固體沉浮因素”科學前概念成因分析及轉化策略

◇王 瑜

基于對學生的前概念的了解，我選擇對61名學生對“有關影響固體沉浮的因素”的前概念進行研究，選用問卷調查結合課堂教學的方法，提出了幾項策略：課堂與前測結合，暴露學生前概念；發揮“同化”作用，抓住“科學”前概念；巧設認知沖突，轉化錯誤前概念；循序漸進，逐步轉化前概念；創設情境，形成科學概念。

一、問題的提出

（一）研究的意義

日常概念也稱“前概念”，是指未經專門的教學，與其他人在日常交際和積累個人經驗的過程中慢慢形成并掌握的概念。當日常概念和科學概念的含義一致時，有利于學生對科學概念的掌握；當前概念和科學概念相違背時，則會影響科學概念的形成。

（二）研究的問題

本研究的目的是調查“學生對影響物體沉浮的因素”的前概念有哪些，并在教學實踐中尋找促進前概念向科學概念發展的方法。

二、關于“影響物體沉浮的因素”的前概念探查以及其成因分析

（一）研究對象

本實驗的研究對象為紅太陽旭日景城小學三年級共61名學生，六年級共57名學生。并根據本節課的教學重點設計了問卷調查。

（二）問卷題目

問題1：物體放入水中會發生什么？

問題2：你認為有的物體會浮，有的物體會沉，這與什么有關？

（三）探查結果及分析

三年級：在回答第一個問題時，53名（86.8%）的學生認為把物體放入水中有沉浮。可見大多數的學生在前概念中已經有沉和浮的概念。

在回答第二個問題時，得到的回答主要有3種：有83.6%的學生認為“沉浮”與輕重有關。有13.1%的學生認為與大小有關。2名學生（0.16%）認為兩側都有。經過進一步的訪談，發現認為與“大小”有關的則有62.5%的人認為小的浮，大的沉；有37.5%的人認為大的浮，小的沉。

（四）關于“影響物體沉浮因素”前概念形成原因的總結

1.源于學生的生活經驗

學生在現實生活中經常會遇見“物體沉浮”的現象。這些生活經驗有些和科學概念是相符的，有利于學生科學概念的形成；有些生活經驗與科學概念不相符，會妨礙學生科學概念的形成。

2.源于小學生自身的特點

兒童在認識事物的時候容易單一化地判斷影響物體的因素。所以對于大多數學生而言，影響“物體沉浮因素”都是單一的，不是“輕重”，就是“大小”。

三、有關“影響物體沉浮因素”前概念轉化的策略

（一）課堂與前測結合，暴露學生前概念

學生的前概念不但能讓老師抓住教學的突破口。更能讓學生了解自己，從而隨著教學的深入對自己的前概念更好地進行同化和順應。所以教學的第一步，我設計讓學生先充分暴露自己的前概念。

{教學片斷}

師：同學們都知道，把一個物體放入水中，有的會浮，有的會沉。那么影響物體沉與浮的因素究竟是什么呢？小組討論。

學生歸納出和我們前測相同的3種情況。第一，可能是輕重；第二，可能是大小；第三，可能大小和輕重都有關系。

（二）發揮“同化”作用，抓住“科學”前概念

前概念并非都是錯誤的，當日常概念和科學概念的含義一致時，有利于學生對科學概念的理解和掌握。根據我們的前測發現，認為“輕重”或是“大小”決定物體的沉浮，只是認識得不夠全面，并不是錯。

{教學片斷}

師：有的同學認為這與物體的輕重有關，但就讓我們先來研究研究“影響物體沉浮因素”是不是與“物體的輕重”有關。你有什么好方法。

生：做實驗。

師追問：你想設計一個什么實驗，來研究“影響物體沉浮因素是不是與物體的輕重有關”？

生：對比實驗

師：小組討論，這個對比實驗要注意什么？

小組匯報：我們要注意，水的量，物體的大小都是相同的。

教師提供器材：一盆水、同樣的密封藥瓶里面裝有棉花、水、沙子。

通過了這個實驗證明了“物體的沉浮”與物體的輕重有關，重的沉，輕的浮。這與大多數同學的前概念是吻合的，經過這樣的教學過程，學生強化了“物體的沉浮與輕重有關”這一概念。

（三）巧設認知沖突，轉化錯誤前概念

每個學生都認為自己的前概念是正確的。所以在教學中，只有當學生對自己原有前概念產生不滿意時才會激起學生的求知欲和好奇心。

{教學片斷}

出示：沉入水中的小石子和浮在水中的巨輪。

提問：思考——除了“輕重”會給物體的沉浮帶來影響以外，還可能有什么原因？

在教學中選擇小石子和大船這樣“重的浮，輕的沉”的實例，引發了概念的沖突。當孩子已經意識到——物體的沉浮與物體的輕重和大小都有關系的時候。教師再一次引發認知沖突。

{教學片斷}

出示實驗：將同一個雞蛋放入水中，它沉下去，不斷加鹽，它浮了起來。

讓學生進一步研究物體沉浮與液體密度的關系。

（四）循序漸進，逐步轉化前概念

在上面的課例中，我們也發現轉化孩子的前概念不是一蹴而就的，因為學生的前概念是復雜的。所以教師必須耐下心來分析前概念，幫助孩子同化和順應。

（五）創設情境，形成科學概念

在剛剛的教學中，我也創設了“大船和小石頭”“普通水和鹽水”這兩個情境來引發認知沖突。在教學中，通過創設探究情境，讓學生根據自己的理解，試著用前概念去解釋實驗現象，讓學生強烈意識到前概念的存在與問題。