科學(xué)前概念的分析及應(yīng)用

著名發(fā)展心理學(xué)家皮亞杰的研究顯示，學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)課程之前，頭腦里并非是一片空白，他們?cè)谌粘Ｉ钪?，?duì)客觀世界中的各種事物已經(jīng)形成了自己的看法，并無形中養(yǎng)成了各自獨(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科學(xué)前概念（The concept of Science），簡(jiǎn)稱前概念。在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中不難看出，前概念最大的一個(gè)特點(diǎn)就是頑固。本文就著重從前概念的轉(zhuǎn)變條件入手，分析并介紹前概念在教學(xué)中的應(yīng)用。

前概念的轉(zhuǎn)變條件

美國(guó)康奈爾大學(xué)的波斯納等人借鑒了庫(kù)恩、拉卡托斯等當(dāng)代科學(xué)哲學(xué)家的思想，針對(duì)概念轉(zhuǎn)變發(fā)生的條件，提出了著名的概念轉(zhuǎn)變模型（Conceptual Change Model，簡(jiǎn)稱CCM）。他們認(rèn)為一個(gè)人原有的前概念要發(fā)生改變需要具備以下四個(gè)條件：對(duì)現(xiàn)有概念的不滿；新概念的可理解性；新概念的合理性；新概念的有效性。

根據(jù)這個(gè)模型，前概念可以分成兩種，一種是具有正向遷移作用的前概念，當(dāng)新的科學(xué)概念和前概念比較一致時(shí)，學(xué)生在探究活動(dòng)中往往會(huì)表現(xiàn)得比較活躍和積極，就容易達(dá)成相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)；一種是具有負(fù)向遷移作用的前概念，當(dāng)新的科學(xué)概念和前概念產(chǎn)生沖突時(shí)，前概念則會(huì)嚴(yán)重干擾科學(xué)概念的構(gòu)建，相應(yīng)的教學(xué)任務(wù)也不易完成。在日常科學(xué)教學(xué)研究與實(shí)施策略中，不能人為地將前概念的這兩種作用相互割裂，而應(yīng)平等地加以重視。

前概念在教學(xué)中的應(yīng)用

利用前概念的正向遷移作用完成知識(shí)遷移 前概念實(shí)際上是不可多得的教學(xué)資源，要讓個(gè)體看到它對(duì)自己的價(jià)值，看到它能解決的實(shí)際問題。當(dāng)然前概念的運(yùn)用也是學(xué)習(xí)的目的，也是檢驗(yàn)前概念掌握情況的重要標(biāo)志，還是加深對(duì)原有概念理解的重要環(huán)節(jié)。因?yàn)橹挥型ㄟ^運(yùn)用，學(xué)生對(duì)概念理解上的缺陷才能暴露出來，才能進(jìn)一步有針對(duì)性地加以糾正、完善和深化對(duì)科學(xué)概念的理解。如在學(xué)習(xí)六年級(jí)上冊(cè)《誰選擇了它們》一課時(shí)，通過對(duì)田野里生活著的綠青蛙，和沙漠中生活著的黃青蛙生活環(huán)境的分析，學(xué)生總結(jié)出 “當(dāng)周圍環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生變化”這一科學(xué)概念（前概念）。在接下來的課程學(xué)習(xí)中，面對(duì)“長(zhǎng)頸鹿的脖子為什么會(huì)這么長(zhǎng)？”的問題，學(xué)生很快就明白了其中的原因：因?yàn)橹車h(huán)境的變化，長(zhǎng)頸鹿的祖先改變了原有吃草的習(xí)性，而改吃駝刺合歡樹的葉子，駝刺合歡樹長(zhǎng)的很高，為適應(yīng)這種變化，長(zhǎng)頸鹿的脖子也就因此發(fā)生了改變。在課的結(jié)尾，再次利用這一科學(xué)概念（前概念），提出了一個(gè)反問“那駝刺合歡樹為了逃避被吃，會(huì)不會(huì)越來越高呢”，從而順利完成了知識(shí)的遷移，并讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到自然界物種之間的激烈斗爭(zhēng)，使知識(shí)結(jié)構(gòu)更加完整。

利用前概念的負(fù)向遷移作用修正原有概念 對(duì)原有前概念的不滿是概念修正的前提。學(xué)生只有認(rèn)識(shí)到自己原有的科學(xué)概念失去了作用，他才會(huì)去改變這一前概念。當(dāng)學(xué)生遇到原有科學(xué)概念所無法解釋的事實(shí)時(shí)，就會(huì)引發(fā)認(rèn)知沖突，這就會(huì)導(dǎo)致對(duì)原有科學(xué)概念的不滿。而這種不滿，就會(huì)表現(xiàn)為由客觀事實(shí)所引起的對(duì)原有科學(xué)概念的不信任，所以為了促進(jìn)學(xué)生實(shí)現(xiàn)由原有前概念向科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變，需要在給學(xué)生提供豐富的感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上激發(fā)其產(chǎn)生“困惑”進(jìn)而形成對(duì)現(xiàn)有科學(xué)概念的“不滿”，接受新的前概念或去尋找新的解釋，形成新的前概念。如在教學(xué)五年級(jí)下第一單元《物體在水中是沉還是浮》一課時(shí)，在設(shè)定了沉浮的標(biāo)準(zhǔn)以后，教師把小石頭、泡沫塑料塊、回形針、蠟燭、帶蓋的空瓶、蘿卜和橡皮放在桌上，讓學(xué)生預(yù)測(cè)哪些物體會(huì)沉、哪些物體會(huì)浮，并要求他們把預(yù)測(cè)結(jié)果和預(yù)測(cè)的理由填入表格。通過他們的預(yù)測(cè)可以看出，學(xué)生普遍存在著“物體越輕越容易浮，物體越重越容易沉”的不太正確的前概念，所以在做完實(shí)驗(yàn)以后，很多學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)自己原先的假設(shè)居然是錯(cuò)誤的，很困惑，尤其在對(duì)回形針和蘿卜的沉浮判斷上，這進(jìn)一步激發(fā)了他們探究物體沉浮奧秘的興趣。接下去，在做“改變橡皮和蘿卜的重量與體積”的實(shí)驗(yàn)中他們修正了原有的前概念，認(rèn)識(shí)到物體的沉浮其實(shí)和物體本身的材料有很大的關(guān)系，建立了“同一種材料，沉浮與其重量無關(guān)”的正確的科學(xué)概念，從而完成了知識(shí)的遷移。

作為一線的科學(xué)教師要充分重視和了解學(xué)生的前概念。在日常的教學(xué)中對(duì)于學(xué)生的前概念不能簡(jiǎn)單粗暴地予以否定，而是要盡量做到尊重。只有這樣，才能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，轉(zhuǎn)變學(xué)生的原有知識(shí)，使得教學(xué)有的放矢，更好地提高教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

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[3] （美）奧蘇伯爾.教育心理學(xué)[M].余星南譯.人民教育出版社，1994

（作者單位：浙江省臺(tái)州市玉環(huán)縣城關(guān)中心小學(xué)）