因“迷”而“思”：從迷思概念到科學概念的轉化策略

韓晟杰

摘要：迷思概念是指學生的認識和理解存在偏差、混淆或錯誤，對學生科學知識的掌握具有負面影響。學生生活經驗混雜、相近概念混淆、教材順序混亂是迷思概念的主要成因。在理論層面，教師要通過重整認知、聚焦情境、依托實驗等方法消除迷思概念；在日常教學中，可以采用包括POE在內的多種策略破除迷思概念，實現從迷思概念向科學概念的轉化。

關鍵詞：小學科學；概念教學；迷思概念；科學概念

概念教學是學科教學的基礎，《義務教育科學課程標準（2022年版）》中明確指出，科學知識是小學科學學習評價的主要方面之一，考查學生對13個核心概念、54個分支概念的掌握情況是主要的評價方式[1]。因此，對科學概念的重新關注，是近年來小學科學教育教學研究中的新風向。有的學生看上去記住了概念的表述方式，但若是遇到他們不熟悉的情境，便立刻將科學概念拋諸腦后，本能地套用自己的生活經驗，這種現象即為迷思概念。

細究其原因，主要是因為學生在進入課堂學習前，早已在生活經歷中形成了一些樸素的科學經驗，以嘗試解釋生活中的種種現象，即前概念。在這些前概念中，一部分是與科學概念相一致的，雖然難免淺顯化、表面化，但畢竟脫胎于學生的實際生活中，以具身學習的方式親歷了概念的形成過程，總體而言是利大于弊的；也有相當一部分學生的經驗是片面的，甚至是錯誤的，屬于與科學概念相悖的迷思概念，亟待修正。事實上，學生極易帶著生活經驗來學習、解決科學問題，從而對某些科學知識的理解產生偏差或混淆。因此，如何發現并糾正學生的迷思概念是教師進行概念教學的核心問題，也是實際教學中一個繞不開的話題。

一、尋迷：小學科學迷思概念的成因

（一）追本溯源，何謂迷思

迷思概念（misconception）廣泛地存在于科學教學中，從20世紀80年代開始至今一直是國際科學教育領域的熱點話題。學界對于迷思概念的定義持有不同的看法，但其內涵大抵相同：指學生對于某事件和現象所持有的看法存在概念上的誤區，有別于目前所公認的科學認知，這種錯誤認知對科學概念的正確理解具有阻礙作用[2]。

作為科學教學的實施者，教師在進入教室前就應當對學生的學情進行分析，同時在課堂中敏銳地發現迷思概念的存在，用適切的教學策略，使迷思概念向科學概念轉變。

（二）探尋究竟，為何迷思

1.生活經驗混雜

學生生活經驗的混雜是形成迷思概念的重要原因之一，迷思概念往往產生于日常生活之中。例如，當學生觀察到輕飄飄的羽毛緩慢飄落、沉重的玻璃珠飛快下落的時候，便自然而然地產生“重的物體下落快”的迷思概念。又如，經典的古文《兩小兒辯日》中，無論是觀察太陽的大小變化、抑或是判斷早晚的溫度高低，都無法直接得出日地距離遠近的結論。

除了從自然現象的觀察中得出錯誤結論，學生還處在一個信息繁復的現代社會，形形色色沒有門檻、不加篩選的錯誤信息極易流入學生的生活中，電視節目、手機短視頻等傳播媒介也會成為迷思概念產生渠道。例如，某些產品在廣告中強調“純天然、不含化學物質”，容易讓學生形成“化學物質都是人造的工業產物且有害”的迷思概念。不論是生活經驗還是大眾傳媒，究其原因，這類迷思概念的形成基于生活經驗、表面特征，而非邏輯演繹。

2.相近概念混淆

科學概念之間具有聯系性，之前學習過的科學概念有時能幫助學生理解新概念，但有時也會產生負面作用，妨礙新概念的建立。例如，在學習“溶解”的概念時，學生受到之前學習過的冰融化現象的干擾，常常將兩者混為一談。正因為他們既沒有正確理解“融化”的概念，又沒有在觀察中辨析出“融化”“溶解”兩種現象的區別，相近概念的混淆影響了新概念的理解與生成。

3.教材順序混亂

教材內容的呈現順序也是迷思概念的誘因之一[3]?？茖W教材總體上來說是符合學生的認知規律和心理特征的，但并不是所有的學生都能適應書本上的思維路徑。若教師不及時調整教學策略，不以學生前認知為起點調整知識呈現順序，學生在某些章節上的學習會出現困難，就可能會導致迷思概念產生。

例如，在教科版小學科學教材五年級下冊中，第1～2課講述了物體在水中的沉浮情況和本身的材料、質量、體積有關，為密度相關知識；第3～4課涉及到核心概念“排開的水量”，為浮力相關知識；第5～6課從物體受力情況來判斷物體的沉浮，為浮力相關知識；第7～8課將視角轉向了水，探究液體的不同導致物體沉浮的不同，為密度相關知識。在一個單元中，“密度”與“浮力”兩個范疇的內容交替出現，相互交織，難免引起學生思維上的混亂，此時教師不能一味地照本宣科，要靈活地調整教學順序，從而減少迷思概念的產生。

（三）撥開云霧，何現迷思

迷思概念具有極強的隱蔽性，如果不經課堂提問和課后測評，或者提問的指向不夠明確、測評的維度不夠精準，教師很難發現學生是否產生了迷思概念。在實際教學中，教師的教育機智要伴隨學生概念學習的全過程，重點關注課前測、課中提問、課后測三個階段，針對三個階段分別設計好課前訪談、問題單、二階測試題，才能及時發現迷思概念的身影，撥開迷思概念的云霧，進而“對癥下藥”。

二、析迷：如何消除迷思概念

（一）重整認知，深度理解科學概念

要消除迷思概念，首先實現深入理解。除了學生的自我投入，更關鍵的是教師要從外部做出引導。教師要堅持讓學生的科學素養得到發展，借助課堂中深入的探究過程，培養學生的科學思維，對基本概念和探究活動進行解構、重組、生成，以此促成學生理解水平的提高，讓他們能“知其然”，更能“知其所以然”。

1.化繁為簡

解構、重組復雜概念，促成由知識到觀念的發展。例如，在學習“溶解”的概念時，教師可以將其拆解成三個部分：一是基于前概念的“肉眼看不見的微?！?；二是基于觀察和模型推理的“均勻、穩定地分散”；三是基于實踐與運用的“不能用沉降或過濾的方式分離”，同時與融化進行辨析，認識到溶解涉及到兩種及以上的物體，樹立學生的物質觀。

2.化零為整

從科學原理背后隱含的一般規律、與學生已有經驗的關聯、與真實世界的關聯等方面做出引導，建立知識的結構性。例如，在復習“沉浮現象”時，教師可以引導學生從重力浮力、密度、排水量等多個角度來分析，而不是割裂地看待，以此加深對浮力概念全局的理解。

3.化客為主

概念學習并不僅僅是教師的“一言堂”，在教師清晰、科學地講解后，要充分給予學生表達的機會，鼓勵學生生成自己的概念圖式。教師化被動的概念接受為主動的知識輸出，才能幫助學生對已有認知進行系統的梳理，反映出對概念的認知結構和理解深度。同時，在學生交流、展示概念圖式的時候，也能及時發現學生仍然存在的迷思概念，便于及時糾正。

（二）聚焦情境，逐步形成科學概念

單純的科學概念對學生來說難免抽象、枯燥，情境教學法是概念學習中常常會使用到的教學方法。但是，書本中展示的多是為課文服務的情境，屬于一種“極為簡化的現實情境”。情境一旦過于簡化，意味著與現實剝離，容易讓學生陷入絕對化、模式化的誤區，忽視了實際現實生活中的復雜情況，產生迷思概念。因此，讓學生能夠從真實情境中體會科學知識是十分必要的。

以教科版小學科學中年級教材為例：霧和霾是一回事嗎？（三年級上冊“天氣”）太陽中午離我們更近嗎？（三年級下冊“太陽、地球和月球”）米飯有甜味嗎？（四年級上冊“呼吸與消化”）我們吃的是植物的根、莖還是果實？（四年級下冊“植物的生長變化”）電對人體都有害嗎？（四年級下冊“電路”）通過對這些話題的探究，讓學生明白：科學知識和實際的應用之間是有著緊密聯系的，生活中的一些事物、現象都能夠用科學規律去分析、解釋；相反，僅憑生活經驗看待問題，往往會產生理解上的偏差與謬誤，產生迷思概念。

（三）依托實驗，精準表達科學概念

意大利物理學家伽利略曾說：“一切推理都必須從觀察與實驗中得來”。實驗探究是獲取科學知識的主要途徑，在激發學生科學興趣的同時，非常有利于科學概念的理解與內化。

1.厘清實驗目的

在實驗探究過程中，不能單純以完成實驗過程、得到實驗結果為目的，而是應該放慢教學節奏和思維過程，放大實驗討論和認知過程，力求教學思路和學生思維路徑的一致性。實驗前應充分討論、進行預設，讓學生設計應該怎樣通過本次實驗來得到問題的答案，摸清“做什么、為什么做、怎么做”，保證環節的連貫性與邏輯性，構建高效課堂。

2.調動多種感官

自然觀察強調準確、全面地描述物體的特征，而實驗觀察側重于實驗過程中的自變量、因變量以及實驗現象之間的關系。無論是哪一種觀察，都必須對各種信息進行即時加工，對于學生形成正確科學概念具有獨到作用。然而，對小學生而言，他們在觀察的過程中往往只依靠視覺，容易忽視對其他感覺器官的應用，如忽視聲響、忽視用手感受溫度的變化等。這時教師要對觀察的方式以及有效性做出指導，這樣的觀察也就更加深入、更有效果。

3.開展深度探究

教師在實驗探究中要放慢教學節奏和思維過程，放大實驗討論和認知過程，使教學思路和學生思維路徑具有一致性。實驗前應充分討論，摸清“做什么、為什么做、怎么做”，保證環節的連貫性與邏輯性，讓清晰、科學的概念在學生心里落地生根。

例如，在“探究拉力大小與小車的速度關系”實驗中，教師可以提出“為什么要借助金屬墊片的重力拉動小車，而不是用手直接拉？”引導學生發現手的力量難以控制不變，而且力量大小很難測量，進而能讓學生意識到重力是廣泛存在的，其方向是確定的、大小是易于衡量的。針對這一問題的討論讓學生對重力有更深刻、更全面的理解。

三、破迷：從迷思概念走向科學概念

小學生的思維具有其年齡段的特征：以具體形象思維為主，逐步過渡到抽象邏輯思維，但是這種抽象邏輯思維在很大程度上仍然是與感性的生活經驗相聯系的，仍然具有很大的具體形象性。因此，由前概念形成的迷思概念具有頑固性，僅僅靠“說”“練”“背”是難以克服的，教師需要通過以下幾種方式來破除迷思概念，將其轉化為科學概念。

（一）采用POE策略破除迷思概念

POE策略即“預測（Prediction）———觀察（Observation）———解釋（Explanation）”[4]，它主要由以下三步組成：①督促學生對實驗現象進行預測；②讓學生觀察實驗現象，如實記錄結果；③如果預測和觀察的結果不一致，需要對此做出解釋，盡量消解矛盾[5]。

例如，在“沸騰”一課的教學中，教師可以給出多個體積差異較大的容器（如小試管、小燒杯、大燒杯），讓學生預測水沸騰后水的溫度哪個容器高一些、哪個容器低一些（P）；接著通過實驗，記錄溫度計隨時間變化的數據（O）；最終將實驗結果與預測相比較，分析原因，得出科學概念（E）。在這段教學過程中，會有許多學生認為沸騰后試管中的水溫度最高、大燒杯中的水溫度最低，理由是：試管中的水少，加熱沸騰后溫度會更高。但當實驗現象表明三個容器的水溫一模一樣時，學生便發現水沸騰時的溫度和容器大小無關，“沸點”這一科學概念便能深刻地引入他們的腦海。教師在平時的科學概念教學中強化POE策略的運用，能讓學生擺脫慣性思維，培養他們的實證精神，有效預防迷思概念的生成。

（二）通過立體教學破除迷思概念

教師是課堂的組織者和引導者，應當充分發揮教育機智，在教學中借助典型的材料或事例，通過鮮活的實驗體驗，結合縝密的邏輯分析破除學生的迷思概念。

例如，學習“種群、群落、生態系統”這部分內容時，在課堂后半段復習總結環節，對比以下兩種教學策略：

策略一：說說本節課你學到了哪些知識。（學生回答出種群、群落、生態系統）你能概括種群、群落和生態系統之間的區別和聯系嗎？（出示PPT：同種生物、所有生物、生物+環境）

策略二：請結合屏幕上的魚缸，說說什么是種群、群落、生態系統。用概念圖來表示種群、群落、生態系統三者間的關系。

相比較而言，策略一偏向于誘導學生記憶、背誦概念，而策略二則要求學生在實例中敘述對概念的理解，將經驗與認知聯系起來，更容易引發學生的認知沖突，讓他們認識到自己的前概念是有瑕疵的，在破除迷思概念的同時，也激發了自主學習科學概念的欲望。此外，策略二更強調學生模型認知的自主生成。

（三）借助信息技術手段破除迷思概念

在傳統教學中，教師常常通過現場演示實驗，用邊做邊講的方式進行教學。如今，借助信息化技術手段能夠更直觀地呈現科學活動中的信息，凸顯實驗的現象。

例如，在探究“拋體運動”時，由于小車下落的速度很快，用肉眼不容易清楚地觀察小車的運動軌跡，教師可以通過播放微視頻，通過放慢速度、定格、標識運動軌跡等技術手段，對學生理解模糊或有偏差的地方進行突出強調，以起到更好的教學效果[6]。又如在學習“日食和月食”時，使用AR技術能更加清晰地凸顯“日———地———月”三星之間的位置關系，并能展現出與靜態圖片不同的、完整的日月食動態變化過程。

總之，如何促進學生迷思概念的轉變對加強科學概念學習、提升學科教學質量來說意義重大。教師在教學中要始終從學生的已有認知出發，通過精巧的教學設計、運用適切的教學方法，實現學生迷思概念的預防和轉變。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2022：16-19.

[2]李雁冰，刁彭成.科學教育中“迷思概念”初探[J].全球教育展望，2006，35（5）.

[3]胡洪羽.小學《科學》教學中迷思概念的成因與轉變策略[J].新課程研究（上旬刊），2012（7）.

[4]何學巧.初中科學迷思概念的產生及轉變策略探析[J].教師，2018（13）.

[5]任英杰.促進小學生“迷思概念”轉變的POE策略及案例分析[J].基礎教育研究，2008（2）.

[6]陳馨.POE策略下的小學科學實驗設計[J].湖北教育（科學課），2020（1）.

課題項目：江蘇省蘇州高新區教育科學“十四五”規劃2021年度重點立項課題“深度學習視域下小學科學概念教學的實踐研究”（SND-2021-ZD-003）

見習編輯/張婷婷