聚焦學生認知起點轉(zhuǎn)化錯誤前概念

馮勝明

[摘要]學習新知識前，學生已經(jīng)存在很多錯誤的前概念，這些錯誤前概念會妨礙學生對新知識的接受，但它們是學生學習新知識的起點，是一種寶貴的教學資源。教師可以于課前、課中、課后收集相關(guān)錯誤前概念，通過借助媒體擺事實、設計實驗去探究、將錯就錯順水推等方法引發(fā)學生的認知沖突，將錯誤的前概念轉(zhuǎn)化為科學的概念。

[關(guān)鍵詞]前概念，錯誤，收集，轉(zhuǎn)化

[中圖分類號]G633.98[文獻標識碼]A [文章編號]1674-6058（2020）～-0085-02

學生在學習新知識前并不是一張白紙，而是有一定經(jīng)驗的。這些經(jīng)驗中有些是正確的，能促進新知識的接受;而有些是錯誤的或者是片面的，會妨礙新知識的接受。奧蘇貝爾說過：“如果我不得不把教育心理學的所有內(nèi)容簡約成一條原理的話，我會說：影響學習的最重要的因素是學生已知的內(nèi)容。弄清了這一點后，進行相應的教學。”由此可見，學生的前概念是學生學習的前提條件，是學習的基礎和起點，是一種重要的教學資源。收集學生的錯誤前概念，分析其對學習的影響，從而采取合適的教學策略進行轉(zhuǎn)化，有利于提高課堂教學的有效性與針對性，符合當前“以學定教”“學為中心”的教學要求。

一、收集錯誤前概念，找準學生認知起點

收集學生的錯誤前概念可分三個階段進行，即課前、課中和課后。

課前，針對所要學習的內(nèi)容，教師可以與部分學生進行交流，也可以讓學生畫圖表達其所學的知識，還可以讓學生填寫問卷調(diào)查表。通過交流與調(diào)查，教師可以了解學生對學習內(nèi)容的已有基礎及理解偏差，從而收集到學生的錯誤前概念。

課中，可創(chuàng)設能引發(fā)學生認知沖突的情境，以引出并收集學生的錯誤前概念。如可以提出生活中學生“想當然”的常識、“事實”、事例來引發(fā)學生的認知沖突;也可以利用多媒體技術(shù)，通過文字、圖形、圖像、聲音、動畫等各種傳輸手段引發(fā)學生的認知沖突;還可以讓學生觀察出乎他們預料的實驗現(xiàn)象，引發(fā)學生的認知沖突，從而引出和收集學生的錯誤前概念。

課后，可通過練習的批閱來收集學生的錯誤前概念。教師可在學生的作業(yè)本、同步練習冊、單元檢測試卷及談話過程中推測學生對相關(guān)專業(yè)術(shù)語是否熟記;可通過學生的文字表述推測學生的知識邏輯是否合理;可通過學生所作的圖形推測學生對科學規(guī)律是否掌握;可通過學生對計算題的解答推測學生的解題流程是否規(guī)范。通過批閱課后練習，教師可以收集到學生在學習了相關(guān)知識后所產(chǎn)生的新的錯誤前概念。

二、轉(zhuǎn)化錯誤前概念，建構(gòu)科學概念

1.借助媒體擺事實，解釋謬誤

對于學生的一些錯誤前概念，教師能方便地找到證明它們錯誤的圖片、視頻等媒體。例如，“白色污染一定是白色的。”“海拔越高，離太陽越近，溫度就越高。”“合金就是不同金屬混合而成的。”……對于這類違背事實的錯誤前概念，教師可通過展示圖片、播放視頻等手段擺明事實，解釋謬誤，分析素材中包含的科學道理，耐心追溯前概念錯誤的原因，分析事實，解釋真正的規(guī)律，從而逐漸建構(gòu)科學概念。

例如，在學習《大氣層》時，很多學生有這樣的錯誤前概念：“海拔越高，離太陽越近，則氣溫越高。”這其實源于學生的生活經(jīng)驗：離火越近則越熱。為了引出和轉(zhuǎn)化學生的這些錯誤前概念，課始教師先引入語文課中學過的《兩小兒辯日》的故事。指出：其中一個小孩認為中午時我們與太陽的距離最近，因為中午較熱，而離熱源越近，溫度就越高。

然后提問學生：“你贊同這個小孩的觀點嗎？贊同的請舉手。”

教師展示第一張圖片：玉龍雪山的山腳下是綠色植物和清澈的流水，而山頂則是皚皚白雪。

提問：“這張圖片反映了山腳和山頂?shù)臍鉁赜泻尾町悾俊秲尚恨q日》中小孩關(guān)于氣溫的說法對不對？”

學生第一次產(chǎn)生認知沖突：小孩的說法是錯誤的，應該是“海拔越高，氣溫越低”。

教師：“‘海拔越高，氣溫越高的說法一定錯誤嗎？”

教師展示第二張圖片：哈勃望遠鏡。提問：“為什么把此望遠鏡的外表設計成銀白色？”

介紹：哈勃望遠鏡位于距地面約550千米的高空，那里空氣很稀薄，太陽輻射強，溫度高達1000℃。

學生第二次產(chǎn)生認知沖突：大氣層的溫度變化并不單一，不同高度的大氣溫度變化趨勢可能是不同的。

教師帶領(lǐng)學生興致勃勃地學習這部分知識。

這節(jié)課，教師基于學生的認知起點，充分暴露了學生的錯誤前概念，再用圖片、視頻等媒體擺明事實，解釋謬誤，使學生產(chǎn)生強烈的認知沖突，激發(fā)學習的欲望;教師再輔以抑揚頓挫的語調(diào)、豐富的肢體語言進行引導教學，逐漸使學生錯誤的前概念轉(zhuǎn)化為科學的概念。

2.設計實驗去探究，檢驗認知

學生的一些錯誤前概念雖然缺少事實作為證據(jù)，但是可操作性較強。例如，學生會認為：給燒杯內(nèi)的水加熱，水中浸有一支裝有水的試管，試管內(nèi)外的水都會沸騰;燈的亮度只決定于電流大小或只決定于電壓大小;深度越大，浮力越大……對于這類錯誤前概念，教師可通過實驗探究來檢驗。探究實驗盡可能在教師的指導下，讓學生自己動手去做。實驗前可先讓學生根據(jù)自己的理解預測實驗結(jié)果，然后再讓學生進行實驗操作。正確的實驗過程和結(jié)果是最有說服力的，能有效引發(fā)學生的認知沖突，促進學生把錯誤的前概念轉(zhuǎn)化為科學的概念。

例如，在學習《串聯(lián)電路的電流特點》前，大部分學生認為：“燈泡越亮，經(jīng)過的電流越大。”為了轉(zhuǎn)化學生的這種錯誤前概念，可以這樣設計教學流程：

教師展示一個連接好的電路（如圖1），兩盞不同的電燈串聯(lián)并且正在發(fā)光，其中一盞較亮，一盞較暗。

師：此串聯(lián)電路中，經(jīng)過兩盞電燈的電流大小相同嗎？如果不同，則經(jīng)過哪盞電燈的電流較大？

生：亮度大的燈泡經(jīng)過的電流較大。

師：認可這位同學觀點的請舉手。（大部分學生舉手）

師：我們來通過測量驗證一下。

學生通過測量電流，驚奇地發(fā)現(xiàn)：亮度不同的兩盞電燈經(jīng)過的電流大小是相等的。

師：“燈泡越亮，經(jīng)過的電流越大”這種說法對嗎？

生：不對。

師：一定是錯誤的嗎？

分組實驗：測量并聯(lián)電路中兩盞亮度不同的電燈所經(jīng)過的電流。

生：并聯(lián)電路中，亮度大的燈泡經(jīng)過的電流確實較大。

師：亮度大小與電流大小無關(guān)。電流的大小與電路的連接方式有關(guān)，串聯(lián)電路中電流處處相等;并聯(lián)電路中電阻小的支路中電流較大。

這樣的教學，不但有效轉(zhuǎn)化了學生對串聯(lián)電路電流關(guān)系的錯誤前概念，使學生學到了新的知識，而且為后續(xù)有效轉(zhuǎn)化學生“并聯(lián)電路中，亮度大的燈泡兩端的電壓大”的錯誤前概念，及學習電功率與電壓、電流的關(guān)系打下堅實的基礎。

3.將錯就錯順水推，證明錯誤

學生的一些錯誤前概念較抽象，很難用事實說清楚或用實驗驗證。例如，根據(jù)密度公式得密度與質(zhì)量成正比，與體積成反比;人靜止站在水平勻速行駛著的公共汽車里，只有鞋底接觸汽車，此時人水平方向受牽引力和摩擦力作用;用一水平方向的力推靜止在水平地面上的汽車時，汽車沒動，是因為推力小于摩擦力……對于這類錯誤前概念，教師可以先將錯就錯，再通過邏輯推理反推其錯誤原因。具體做法是先假設學生的認知是正確的，然后據(jù)此推理出與事實或已知的規(guī)律相悖的結(jié)論，進而引發(fā)學生的認知沖突，使學生對原有的前概念產(chǎn)生懷疑，從而自主建構(gòu)起科學概念。

例如，在分析水平向右用力推靜止在水平地面上的汽車，但汽車未被推動的受力情況時，大多數(shù)學生會根據(jù)生活經(jīng)驗想當然地認為汽車未被推動是因為摩擦力大于推力。此時教師可以順著學生的思維進行引導。

師：如果摩擦力大于推力，汽車水平方向受力平衡嗎？

生：不平衡。

師：受力不平衡時，汽車處于怎樣的運動狀態(tài)？它能保持靜止嗎？

生：汽車不能靜止，也不能保持勻速直線運動狀態(tài)。

此時學生產(chǎn)生了認知沖突，開始感覺到自己先前的解釋可能是錯誤的，進而產(chǎn)生尋找合理解釋的欲望。

師：推汽車，汽車未動，汽車處于什么狀態(tài)？汽車的受力情況有哪些可能性？

學生開始思考，尋找科學的解釋。最終學生利用二力平衡知識做出了科學的解釋：汽車處于靜止狀態(tài)，說明受力是平衡的。根據(jù)二力平衡條件可知，推力與摩擦力的大小是相等的。因此，汽車未被推動是因為摩擦力等于推力，而不是大于推力。

綜上可知，聚焦學生的錯誤前概念開展相關(guān)的教學，能迎合學生的需求，使其對學習科學更感興趣，從而提高學生學習的內(nèi)驅(qū)力。教師對學生的錯誤前概念進行有效的分析、糾正，使其轉(zhuǎn)化為科學的概念，能使課堂教學的針對性加強，教學效率大為提高。