基于前概念的低年段小學生科學概念建構研究

李蕓萱

小學階段義務教育中科學教育負責實施科學啟蒙教育的任務，確保低年段學生在學習過程中掌握科學概念、理解科學概念以及認識自然科學規律，小學生對于科學概念理解是學生所要達到的科學素養水平之一。在科學概念教學中，低年段的小學生對科學概念已有一些認知，并不是“一張白紙”，并對于相關科學概念存在一些前概念。在教學中，教師應該足夠關注并尊重小學生的前概念，針對錯誤的前概念應加以足夠的重視并糾正。

2017年9月起，小學科學課程起始年級由3年級提前至1年級。定位與“語文”“數學”同等重要，成為小學核心課程。2017年教育部頒布了新的《義務教育小學科學課程標準》，指出，科學教學應首先關注學生已有的知識基礎和認知發展水平，并新增了“技術與工程領域”的內容，由原來的14個概念增加到18個概念。

小學科學課程主要是通過科學概念的建立，培養小學生的科學素養，為他們的繼續學習和終身發展打好基礎，正所謂“學非探其花，要自拔其根”。科學概念教育是課堂教學基礎，也是課堂教學的中心環節及最重要的一部分。良好的科學概念教育能給小學生樹立正確的認知觀;能激發小學生強烈的科學探究意識;能給小學生創造共同探索科學奧秘的氛圍，為今后的科學學習奠定堅實的基礎。

前科學概念是學生在接觸科學知識前，對現實生活現象所形成的經驗型概念。有的前科學概念與科學知識相似、有的與科學知識相悖或不盡一致，但卻廣泛存在于每個人的思維中。低年段的小學生正處于認知發展不完善階段，對一些科學概念常常依據自己獨特的認知方式進行理解，這些認知可能不正確，這樣就會對一些科學概念產生偏差，產生前科學概念，從而影響正確科學概念的建構。

一、低年段小學科學概念特點

（一）描述性

通過科學概念的分析，不難發現概念具有描述性的特點。如：科學家：發現大自然奧秘的人;工程師：設計、發明、創造產品的人;月相變化：月亮的形狀叫月相，月亮的圓缺變化叫作月相變化。

有些科學概念小學生較難掌握、難以理解，而且受前概念的影響，學生理解往往也是不完整的。觀察與實驗是描述的關鍵，要掌握科學概念，需要學生通過實驗、活動探究學會多方位、細致入微地觀察探索。如：月相變化的概念，通過“月亮的圓缺變化”簡明的文字進行描述，使此概念易于低年段的小學生理解。科學家及工程師的概念，若要嚴謹地進行闡述，會產生低年段小學生難以理解的詞匯。所以，在對低年段小學生科學概念定義時，會將此類概念通過言簡意賅的語言、易于理解的方式進行描述。

（二）特征性

概念主要就是將事物的共性特征進行整合，這種特征是具體的、形象的。通過此類概念的闡述，能夠清晰地把握此概念的特征。例如“水”的特征為“無色”“無氣味”“無味道”“透明的液體”，所以在定義“水”的概念時，小學科學教科書是這樣定義的，水在常溫之下是一種無顏色、無氣味、無味道、透明的液體。小學生在學習水的概念時，便能了解到水的相關特征。又如：“空氣”的概念，空氣是一種無色、無氣味、無味道、透明的氣體，同樣體現了定義性概念的特征性的特點。

（三）形象性

在低年段小學生科學概念中，不難看到有些概念具有形象性，這樣符合低年段小學生的心理認知，將文字概念形象地躍然于紙上。

【例】溶解是像鹽粒和胭脂紅這樣，放入水中后會均勻地分散，最后它們的顆粒不見了的現象。教材上的科學概念并不是沒有采用科學家概念，而是依據內涵特征通過形象的敘述形式體現。溶解的概念科學家是這樣定義的：兩種以上物質混合而成為一個分子狀態的均勻分布的過程。然而，這樣的科學概念不符合低年段小學生的心理特征和認知水平。分子的概念是低年段小學生無法理解的，分子在水中怎么分布，怎能沒變化，低年段小學生是無法想象的。所以說，在二年級科學教材中解釋溶解概念時，將顆粒溶解到水中的現象形象地展現在小學生面前。這樣的概念采用形象敘述的方法進行定義，通過溶解概念，不僅掌握溶解的過程，還能聯想到教師在教學時是如何進行教學活動、實驗是怎么進行的、溶解到底是什么樣子的、哪些物質能溶解，以便低年段小學生達到利于理解利于記憶的效果。

（四）規律性

規律性概念是通過逐步探究歸納獲得的，概念表達的語句簡潔明了。例如：植物依賴周圍環境中的土壤、光、水分、溫度等因素而生存。此科學概念展現了歸納性的特點，通過對一種或多種植物的觀察，從個別到一般總結出植物的生存環境。

因而，在低年段小學生獲得概念過程時，學生可以用自己的話語來表達，只要是正確的理解，就能抓住要點，但切忌詞不達意的胡亂猜測。

（五）概述性

如“磁鐵總是同時存在著兩個不同的磁極，相同的磁極相斥，不同的磁極相吸。”這個科學概念的核心是理解磁鐵的性質，不僅概括相同的磁極相斥，還敘述不同的磁極相吸。又如：“力可以使物體的形狀發生改變。”言簡意賅的文字將力的概念進行概述。

二、低年段小學生科學前概念分類

“學生不是空著頭腦走進課堂”，在接觸正確的科學概念前，低年段學生對科學概念已有一些認知，正確的認知可以幫助學生更好理解科學知識，然而錯誤的認知就會影響科學概念的學習。此時前概念對科學概念的學習產生了一定的影響。

1. 矛盾型

學生針對一些科學概念能夠理解，但是在概念應用時就會無法解釋、無法自圓其說、產生矛盾。如：舉出互相矛盾的例子、在解釋說明概念時出現錯誤與概念內涵相矛盾。此時所產生的前概念可以歸類于“矛盾”型。如：科學概念，地球是球形的。產生的前概念，地球是球形的，大地是平坦。地球是球形的，因為地球儀是球形的。

2. 偏差型

學生對于一些科學概念存在著一些認知偏差，和正確的科學概念之間存在一些距離，需要教師給予科學的引導，逐步完善學生的概念認知。這類概念正確性相對不高，需要教師特別關注引導，將這類前概念定義為“偏差”型。如：科學概念，動物的特征是能運動、需要食物維持生命、能生長、能產生下一代。產生的前概念，玩具狗屬于動物。

3.迷思型

另一些前概念在認知上出現了很大的錯誤，對今后的學習構建正確的科學概念有較大沖突，有礙于科學概念的構建，因此將把這類正確性很低的前概念定義為“迷思”型前概念。如：科學概念，月相變化：月亮的形狀叫月相，月亮的圓缺變化叫作月相變化。產生的前概念，月亮上有嫦娥，玉兔、月相變化就是月亮自身形狀的變化、月亮白天休息，夜晚工作。

三、低年段小學科學前概念形成原因

（一）先入為主的日常生活經驗

學生在日常生活中經常看到鐵塊沉于水中的現象，于是就在頭腦中形成了鐵塊可以沉沒于任何液體中的前概念。當演示鐵塊漂浮于水銀面上時，許多學生根本就不相信，而是認為這是老師在玩魔術。這就是前概念對科學概念教學的影響。前概念在學生的科學學習中扮演著非常重要的角色，科學概念的形成建立在它的前概念基礎之上。關于力，有些學生從生活經驗得知力有大小，部分學生可以利用力的大小描述力（如用勁大、用勁小、力氣大、力氣小等），但幾乎沒有學生想到力的方向不同，力的作用效果不同。

（二）相近科學概念之間的混淆

在低年段小學科學概念中，相近的科學概念往往有很多。這些概念從表面上看聯系緊密，但是從本質屬性上來看，又存在較大差異性。絕大多數低年段小學生往往缺乏具體的科學情景，在認知和理解上往往存在不夠到位的問題，因而很容易產生混淆，甚至將關系簡單化。1-2年級學生對于“力作用于物體，可以使物體移動”有初步印象，但對于“力作用于物體可使物體形變”認識較為模糊，他們認為有的物體會形變，有的不會 。對于力與運動這兩個概念，低年段學生是混淆的。什么是力？什么是運動？它們之間又有什么樣的聯系？大多數孩子分不清楚。

在“描述物體的位置與方向”，學生能較好地運用“前后遠近”描述位置，對于“左右”不能順利地辨認，“東南西北”的辨別就更加困難。

（三）科學方法的不當使用

很多低年段小學生由于科學知識不夠充足，對生活的認識不夠全面，思維往往又具有單向性。在這些因素的共同作用下，學生對科學知識的歸納分析過程往往存在一定的主觀片面性，難以準確把握科學概念的內在本質。“鯨魚”常被誤認為是“魚”，但經由增加對鯨魚的了解，使既有的知識表征逐漸與哺乳類的特性聯結，則鯨魚的分類就不再屬于魚類而是哺乳類。

（四）知識的負遷移

在科學學習中也常常經過從已知到未知，從舊知中生發新知的認識過程，這種心理現象就是遷移。先前知識對以后知識的學習產生消極的影響，就稱為負遷移。

例如：學生了解“熱脹冷縮”的原理，所以認為水結冰，體積就會變小，然而這個認知是錯誤的。

四、基于前概念的低年段小學生科學概念建構策略

（一）以生活經驗為起點，通曉學情

由于低年段小學生首次以課程形式正式學習科學，對于科學概念也存在錯誤的認知。低年段學生前概念積累呈現個性特征，由于生活環境、學習基礎、感悟體驗等方面都存在差異性，體現在學生前概念積累時，學生之間會有較大差距。若想準確地理解科學概念，教師就需要了解學生對于哪些科學概念存在前概念。教師在課堂教學之前，或者是教學之初，要有學情調查意識，利用各種教學手段，探知低年段學生前概念掌握情況，這樣可以為教學設計和調整提供充分信息支持。現代信息技術快速發展，為學生獲得認知創造良好條件，作為教師，不可低估學生前概念積累水平，以免降低課堂教學設計的針對性。

因此，課前的摸底測查就顯得十分必要。摸底測查，就是對于下節課要學習的知識點或在每個單元的開始，教師進行前測。測查的形式可以是多種形式相結合，教師深入學生中去，以學生朋友的身份，可以是訪談，可以是問卷調查，可以是教師的側面觀察，可以是將知道的寫出來，考慮到低年段小學生識字寫字能力，也可以將所想的畫出來。充分了解學生的前概念，并認真做好記錄，收集學生的前概念并進行分析、梳理和歸類，在科學課堂上做到有的放矢。

（二）以本質為抓手，舉例剖析

在教學總結時，憑借教師單純的說教當然無法引起學生的共鳴，就算學生死記硬背把所學知識都記下來，這種印象也不會深刻。在教學中，在當前學習的過程中如果出現相關的知識內容時，教師有意識地對知識進行拓展延伸，讓學生了解其中的內容。

每一個低年段小學生具有的前概念各不相同，各有各的特點。而作為科學教師，要充分認識前概念對學生學習的重要性。從學生的前概念出發，充分尊重學生的前概念，采取一定的教學策略來豐富學生的感性認識，消除學生錯誤前概念。在科學教學活動設計、材料準備、教材學習難度、學生心理層次等方面有效把握，做到有的放矢、游刃有余，從而讓更多的學生在經歷科學知識的學習后，逐步認識到原有認知的不足和缺陷，樂于接受新的科學概念替代原有認知，逐步提高科學概念的理解層次，形成準確的科學概念。

（三）以成因為依據，激發思維

針對低年段學生的重要性，在教學過程中教師應該結合學生學習的實際情況，合理安排和規劃當前的教育方法、目標和教學內容。充分激發學生的學習興趣，在興趣的帶領和推動下，教師充分利用各種教學方法，引導學生學習，更為重要的是教會學生學習的方法，不能只是教師推動一下，學生學習一點，而應該是學生積極主動的學習。

在科學課中如何將概念引入，直接關系到學生對概念的理解、接受。低年段小學生學習概念一般以感知具體事物，獲得感性認知開始的。因此，教師的課堂中重視科學問題情境的創設，激發學生的思維，使學生產生積極主動的學習新知識的欲望，這種欲望是低年段學生建構科學概念的前提。

（四）以知識為基石，糾偏引正

低年段小學生對科學概念進行學習和掌握時，總會不自覺對科學概念進行擴大或縮小，影響了其對科學概念的準確理解與掌握。

在利用相關舊知時，要認真尋找它與新知的共同因素，通過類化作用去同化和順應新知。有比較才有鑒別，有些新知往往與有關舊知既有聯系又有區別，教學時，可先復習已經學過的舊知，然后對比著學習新知，并著重弄清它們的異同點，對原有的知識結構進行合理的分解、調整、重組，達到“以舊探新”之目的。

【作者單位：渤海大學教育科學學院遼寧】