小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的前概念及教學(xué)對策

史柏良

一、前概念的含義

學(xué)生在學(xué)習(xí)自然科學(xué)課程之前，頭腦里并非一片空白，他們對客觀世界的各種事物已經(jīng)形成了自己的看法，并在無形中養(yǎng)成了獨(dú)特的思維方式。這種在接受正規(guī)的科學(xué)教育之前所形成的概念一般稱之為“前科學(xué)概念”，簡稱前概念。例如，鐵比木頭重，車不拉不走，水溫只要達(dá)到100℃就可沸騰等。

二、對前概念的認(rèn)識(shí)

如何看待學(xué)生頭腦中業(yè)已形成的前概念呢?從人類認(rèn)識(shí)的發(fā)展角度來看，前概念的產(chǎn)生是正常的、必然的，前概念的產(chǎn)生正體現(xiàn)了人類認(rèn)識(shí)發(fā)展的一般規(guī)律，應(yīng)該把它作為科學(xué)含義可被轉(zhuǎn)換的認(rèn)知結(jié)構(gòu)接受下來，這才是我們應(yīng)該持有的指導(dǎo)思想。再者，學(xué)生先前的生活經(jīng)驗(yàn)未必都是錯(cuò)誤的，雖然這些來自于學(xué)生個(gè)體生活經(jīng)驗(yàn)而建立的對科學(xué)概念的看法往往是片面、模糊的。在學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)，不少學(xué)生只注意到自己所理解的部分，所以，即便在學(xué)習(xí)后學(xué)生通常也不會(huì)放棄原有的概念，而是對新概念加以排斥，甚至扭曲對新概念的理解而導(dǎo)致了學(xué)生頭腦中存在與科學(xué)概念不一致的認(rèn)識(shí)。

三、前概念對科學(xué)教學(xué)的影響

研究者們對兒童的科學(xué)學(xué)習(xí)展開了大量研究，發(fā)現(xiàn)大部分孩子的科學(xué)學(xué)習(xí)是關(guān)于自然現(xiàn)象的原有概念的發(fā)展或轉(zhuǎn)變，而不是新信息的點(diǎn)滴累積過程。作為科學(xué)教師，我們要做的就是充分認(rèn)識(shí)并利用學(xué)生前概念積極的方面，并將其作為一種資源進(jìn)行教學(xué)，同時(shí)糾正和預(yù)防其消極的方面，以實(shí)現(xiàn)概念的轉(zhuǎn)變。因此，教師必須充分了解學(xué)生對科學(xué)學(xué)科的原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)背景，了解學(xué)生對哪些概念的理解是片面的甚至是對立的，并充分運(yùn)用學(xué)生的原有概念創(chuàng)設(shè)教學(xué)中的認(rèn)知沖突情境，以此作為引發(fā)學(xué)生進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)的契機(jī)。因?yàn)橐D(zhuǎn)變學(xué)生的前概念，僅僅告訴學(xué)生“正確”的概念是無效的，只有在激勵(lì)性的情境中，在學(xué)生的前概念與科學(xué)概念的激烈碰撞中，才能解決前概念與科學(xué)概念之間的矛盾沖突，實(shí)現(xiàn)由前概念向科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變。

四、小學(xué)科學(xué)教學(xué)的基本對策

利用什么方式可以有效地進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變呢?在實(shí)際教學(xué)中，有這樣幾種基本對策：

1．以自身的前概念為基石，自我發(fā)現(xiàn)問題，使概念轉(zhuǎn)變更深刻。

五年級(jí)上學(xué)期進(jìn)行電學(xué)學(xué)習(xí)的時(shí)候，學(xué)生腦子里存在相當(dāng)多的前概念。例如，大多學(xué)生認(rèn)為電池只要和導(dǎo)線、電珠相連，無論連在哪里、怎么連都能使電珠亮起來；電池的電量會(huì)使他們觸電等等；而關(guān)于電路的串聯(lián)和并聯(lián)。想法更是五花八門。

這個(gè)單元的起始課是讓學(xué)生了解并學(xué)會(huì)簡單電路的連接方法。既然學(xué)生在腦海里對電路有最初的“印象”，于是教師為每位同學(xué)準(zhǔn)備了一節(jié)電池，一根導(dǎo)線，一個(gè)小電珠，讓他們帶著自己的前概念隨意的擺弄。兩個(gè)要求：一讓小電珠亮起來，二是不論小電珠亮與否，都將連接圖畫下來。學(xué)生們拿到材料后興致勃勃地動(dòng)起手來?？墒菐追昼娺^去了，沒有一個(gè)人成功。都未能讓電流形成通路，他們不知道導(dǎo)線應(yīng)該怎么與電珠和電池相連。心急的同學(xué)不斷向教師打聽正確的連法，教師故意置之不理。偶爾，有個(gè)同學(xué)的小電珠亮了，大家都異常興奮，走下座位去學(xué)習(xí)連法，接著一聲聲“亮了，亮了”不斷在教室中響起，同學(xué)們更是興奮的頻頻展示他們的成果。至此教師再帶領(lǐng)同學(xué)們回過頭來看自己所記錄下的連接圖，為什么新的連接方法可以使小電珠亮起來，關(guān)鍵在什么地方?這里面有什么規(guī)律嗎?通過比較再加上實(shí)驗(yàn)時(shí)他們的感受，學(xué)生們馬上得出了通路、短路的概念，并且還能舉一反三找到其他正確的連接方法。這樣，就為學(xué)生后面的電路知識(shí)的學(xué)習(xí)打下了一個(gè)很好的基礎(chǔ)。事實(shí)上，在后面的教學(xué)中，學(xué)生的基本概念一旦得到正確的轉(zhuǎn)變后，再讓他們加開關(guān)、導(dǎo)線甚至連接并聯(lián)、串聯(lián)等復(fù)雜些的電路也都難不倒他們了。

從這個(gè)例子中，我們可以看出，學(xué)生憑借自己的前概念，展開探究，也能發(fā)現(xiàn)問題，從而建立正確的、科學(xué)的概念，這樣的概念轉(zhuǎn)變過程應(yīng)該是比較常用的，并且學(xué)生對轉(zhuǎn)變后的科學(xué)概念的印象也是相當(dāng)深刻的。

2．以他人的前概念為誘餌，引發(fā)思維沖突，使概念轉(zhuǎn)變更有效。

由于學(xué)生頭腦中的前概念大多是在具體生活環(huán)境中建立的，因此，在課堂上展示出與現(xiàn)實(shí)相類似的情境，讓學(xué)習(xí)在與現(xiàn)實(shí)相類似的情境中發(fā)生，將易于讓學(xué)生意識(shí)到他們的前概念，也易于激發(fā)學(xué)生的思維沖突，從而建立科學(xué)概念。

在三年級(jí)下半學(xué)期物體的沉浮學(xué)習(xí)中，物體的沉浮與什么有關(guān)系呢?很多學(xué)生都會(huì)說與物體的重量、物體的大小等等有關(guān)。教師創(chuàng)設(shè)了一個(gè)情境，說：“上節(jié)課我在××班時(shí)，有個(gè)同學(xué)跟我說，我給的橡皮泥太大太重了，所以沉了，如果小一點(diǎn)的話橡皮泥就輕了，它就會(huì)浮在水面上了，你們覺得呢?”大多數(shù)同學(xué)頓時(shí)都同意這個(gè)虛擬同學(xué)的說法，而少數(shù)同學(xué)與之產(chǎn)生了矛盾，他們認(rèn)為與物體的大小或重量沒有關(guān)系。教師以此為契機(jī)讓學(xué)生動(dòng)手進(jìn)行進(jìn)一步的探究活動(dòng)，不同意見的同學(xué)都通過自己的實(shí)際探究，了解了知識(shí)的真相，這樣比教師直接傳授或開始就放手讓他們胡亂動(dòng)手更易在學(xué)生大腦中進(jìn)行科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變。

再比如，學(xué)生在學(xué)到“物體的下落速度與物體的重量無關(guān)”這一概念時(shí)，教材中闡述了亞里士多德和伽利略的理論，并用伽利略的實(shí)驗(yàn)來說明問題。如果讓學(xué)生看書，或者由教師講述，能不能達(dá)到概念轉(zhuǎn)變的良好效果呢?嘗試的結(jié)果是，純理論的東西孩子們并不喜歡。因此，教師讓學(xué)生扮演伽利略，并且讓他們用自己的理論以各種方式來說服代表亞里士多德的理論的教師。有的學(xué)生試圖從假說的角度來說服教師，有的學(xué)生做起了著名的比薩斜塔的兩個(gè)鐵球(硬幣)同時(shí)下落的實(shí)驗(yàn)，孩子們仿佛回到了伽利略當(dāng)時(shí)進(jìn)行科學(xué)論證的年代。在探究過程中，教師進(jìn)一步利用硬幣和紙片不同時(shí)下落的實(shí)驗(yàn)來迷惑他們。他們又用硬幣和紙團(tuán)來“回敬”教師，一來二去，再由教師出示真空管，完成了在真空條件下羽毛與小鐵片同時(shí)下落的實(shí)驗(yàn)，這個(gè)問題的最終答案也揭曉了。大家比課本上要求掌握的知識(shí)了解的更多。知道“在真空條件下，物體的下落速度與物體的重量無關(guān)”。

就這樣，利用同學(xué)的前概念、他人的前概念，甚至是古人的前概念與學(xué)生自己的概念進(jìn)行碰撞。在碰撞的過程中產(chǎn)生矛盾，以此來激發(fā)有效的思維活動(dòng)，從而進(jìn)行有效的概念轉(zhuǎn)變。

3．以眾人的前概念為動(dòng)力，形成合作交流，使概念形成更清晰。

很多前概念能通過觀察、實(shí)驗(yàn)等方法進(jìn)行探究以獲得科學(xué)概念，但有些是無法操作的，所以讓他們進(jìn)行交流，讓他們在思維上進(jìn)行碰撞也是行之有效的方法。因?yàn)樵诮涣髦?，學(xué)生可以看到與自己不同的理解，他們可以從不同方面了解與認(rèn)識(shí)事物，因此，在教學(xué)中應(yīng)促使學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教師，甚至是學(xué)生與家長的交流，通過合作交流，使學(xué)生之間，師生之間，親人之間交換對某一事物或觀念的不同看法。如在學(xué)習(xí)《我是怎樣出生的》這課時(shí)，大多數(shù)學(xué)生對自己的出生情況并不清楚，有些同學(xué)可能聽過剖腹產(chǎn)、順產(chǎn)等他們無法理解的名詞，有些家長則會(huì)因?yàn)闊o法給孩子一個(gè)合理的解釋而灌輸“你是從垃圾桶撿來的，是從媽媽胳肢窩里擠出來的，是自己從媽媽的肚子里蹦出來的”等等錯(cuò)誤概念，而有些家長雖然平時(shí)可能會(huì)講一部分的內(nèi)容，但也不完整，所以在學(xué)生腦子里的印象非常模糊。因此，教師在課前先給每位同學(xué)發(fā)了一份告家長書，上面羅列了必須了解的幾個(gè)問題，如你媽媽生你是順產(chǎn)還是剖腹產(chǎn)、你生出來有多重等等。又設(shè)計(jì)了幾個(gè)需要學(xué)生詳細(xì)與父母交流的問題，如媽媽在懷你的時(shí)候有什么樣的變化等等，避免了家長無法籠統(tǒng)地向孩子解釋他們是怎樣出生的這個(gè)尷尬問題。然后帶著問題走進(jìn)課堂，與同學(xué)交流，看看自己的出生和別人有什么不同，再結(jié)合相關(guān)的視頻和他們進(jìn)行交流，讓他們在自己與別人不斷的思維碰撞中了解相關(guān)的知識(shí)。

總之，教師要充分認(rèn)識(shí)前概念的重要性，充分尊重學(xué)生的前概念，要從學(xué)生的前概念出發(fā)，采取一定的教學(xué)策略來豐富學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生在小學(xué)科學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中，不斷的修正完善自己的概念體系。雖然最后有可能還得不到最科學(xué)的概念，但從中學(xué)生可以學(xué)到知識(shí)，鍛煉能力，增強(qiáng)情感、態(tài)度、價(jià)值觀，這也是我們小學(xué)科學(xué)教育的目的。