依靠《光的傳播》教學了解學生前科學概念強化學生科學概念

〔摘" "要〕" 科學概念教學是小學科學教學中非常重要的部分。在傳統教學中，教師往往注重對科學概念的講解和傳授，而忽視了學生在學習科學概念前所具有的生活經驗、科學知識等。基于學生前科學概念的科學概念教學，就是教師在設計科學概念教學前，要充分調查和了解學生已具有的前科學概念，并以此作為學習設計的起點，通過系列探究活動幫助學生建構科學概念。本文以蘇教版科學五年級上冊《光的傳播》一課為例，對如何基于學生前科學概念的科學概念教學進行簡要論述。

〔關鍵詞〕" 小學科學；前科學概念；科學概念

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）22" " 0037-03

“前科學概念”與“科學概念”相對，是指學習者在接受正式的科學教育之前，在現實生活中通過長期的經驗積累與辨別式學習而獲得的一些感性印象、積累的一些缺乏概括性和科學性的經驗，是一些與科學知識相悖或不盡一致的觀念和規則。顯然，學生在學習科學前，已經在日常生活中通過觀察到的事物外部特征而形成了許多前科學概念。這些前科學概念，就是學生學習科學的知識和經驗基礎。

一、課前調查，了解學生前科學概念

小學科學的概念教學，就是要幫助學生將自發形成的前科學概念，上升為一定層次的科學概念。正如奧蘇貝爾在他的著作《教育心理學：一種認知觀》的扉頁上寫道的那樣：如果我不得不把教育心理學的所有內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容。弄清了這一點后，進行相應的教學。由此可見，在教學前，充分調查和了解學生的前科學概念就顯得尤為重要了。

在《光的傳播》一課的教學前，筆者通過調查了解全班44位學生關于“什么是光源”和“光的傳播路線是怎樣的”的前科學概念。調查結果顯示，37位學生能分辨出光源與非光源，如表1所示；7位學生在辨別“物體是否為光源”時有一定的混淆，如認為反光的金屬是光源、電影幕布是光源等。如表2所示，42位學生都認為光的傳播路線是沿直線的，只有2位學生認為光的傳播路線會彎曲。對于如何證明自己的猜想，絕大部分學生沒有想到合適的方法，只有4位學生想到了一些證明方法，如表3所示。顯然，關于光源和光的傳播路線，學生都有一定的生活經驗；但他們的前科學概念都停留在感性狀態，屬于感性經驗，并沒有對相關現象進行理性和深入的思考，忽視了事物背后的科學本質。

而這些前科學概念就是學生學習“光的知識”的起點。在教學中，教師要尊重學生已有的生活經驗，在學生前科學概念的基礎上設計和展開教學，引領學生從前科學概念到科學概念的建構。所以，在本課的教學中，筆者把教學的重點和難點設置為如何引導學生設計“如何證明光的傳播路線”，而不是糾結于“什么是光源”“光的傳播路線是怎樣的”。

二、情境導入，顯現學生前科學概念

既然學生的前科學概念是通過現實生活中的經驗積累和學習獲得的，那么，真實的情境就是暴露學生的前科學概念最有利環境。于是，筆者在教學中從生活經驗、真實的情境中獲取學生的前科學概念，并將其提煉為課堂學習的科學問題，進而開展問題探究性學習。

在《光的傳播》一課的教學中，筆者在導入環節設置了以下生活情境。

師：（出示黑色圖片）夜晚回到家，打開房門，呈現在眼前的是一片漆黑。打開燈，我們看見了什么？為什么能看到這些物品？

生：燈亮了；有椅子、柜子。

師：為什么我們可以看見這些家具？

生：因為有了光。

科學問題源于生活。通過談話、輔助圖片，幫助學生回憶真實的生活情境，喚醒學生關于“光”的已有認知（即前科學概念），進而提出問題——燈泡發出的光到椅子的行進路線是怎樣的。

筆者通過出示學生在課前的前科學概念調查時畫的“關于光的傳播路線”的猜想，并請學生想辦法證明自己的猜想。

三、動手動腦，建構學生科學概念

通過前科學概念調查，我們知道學生對于光的傳播路線有自己的猜想，但很多學生都無法設計實驗來證明自己的想法。基于此，在教學中，筆者為學生呈現了幾組有結構的材料（手電筒、直尺、軟管、有孔板、光屏、底座），為學生的實驗設計搭建腳手架，并引導學生從“直的”和“彎的”兩個角度去思考和設計實驗。

學生在利用教師所提供的材料自主設計探究計劃后，進行小組合作收集證據。在實驗探究中，學生通過調節有孔板的位置，親眼看見當任意一個小孔和其他小孔不在一條直線上時，手電筒的光無法穿過所有小孔，無法照到最后一塊板上（如圖1）；只有當多個小孔都在一條直線上時，手電筒的光才能穿過所有小孔，照到最后一塊板上（如圖2）。

有的小組利用手電筒和軟管進行實驗。他們發現，手電筒的光可以通過直管，但不能通過彎管。在實驗中，還有些小組借助“直尺”這一“直”的材料，將手電筒的光沿著“直尺”照射，發現在直尺的盡頭出現了光斑。

在實驗探究后的交流與分享環節，學生在討論、辯論的過程中思維得到提高和發展。有學生提出，他們小組在實驗探究中發現有孔板不僅在朝正前方對齊時能照亮靶心，斜著成一條直線對齊時也能照亮靶心。顯然，學生對“光的傳播路線是直的”已經有了較為深入的理解和認識。此時，關于“光的傳播路線是直的”這一科學概念是建立在學生親身經歷的實證基礎之上的。

雖然學生通過實驗可以證明光的傳播路線是直的，但在實驗探究過程中，學生并沒有看見“直直的光”。小學階段的學生正處于從具象思維到抽象思維發展的過渡時期。因此，筆者利用激光和丁達爾現象設計并制作了一個教具，讓學生親眼看見“光的傳播路線是直的”，從而幫助學生進一步加深“光的傳播路線是直的”的理解，強化概念（如圖3）。

四、情境遷移，強化學生科學概念

學習的最終目的是遷移。遷移是指在一種情境中獲得的技能、知識或態度對另一種情境中技能、知識的獲得或態度的形成的影響。

讓學生在新的情境中應用“光的傳播路線是直的”的科學概念解決問題、完成具體項目，就是幫助學生強化科學概念的最佳路徑。比如，完成制作和表演皮影戲的項目、完成舞臺燈光秀的項目設計和制作等，這些都是幫助學生在新的學習情境中應用所學的科學概念，進而強化科學概念。

當然，要通過科學概念教學幫助學生掌握科學概念并非易事。通過大單元的學習和基于情境的科學探究、科學實踐，學生的前科學概念或許能發生轉變，但未必所有學生的前科學概念都能轉變為科學概念。在科學概念學習中，學生也可能會出現概念構建錯誤或偏差等現象；或在特定情境的學習中，學生已經“掌握”了相關的科學概念，但在不同的情境下出現“倒退”“反復”等現象，暴露出學生原有的前科學概念。

參考文獻

[1]李高峰，劉恩山.“前科學概念”的術語和定義的綜述[J].寧波大學學報（教育科學版），2006（6）：43-45.

[2]施良方.學習論[M].北京：人民教育出版社，2000.