利用學(xué)生的前概念建構(gòu)科學(xué)概念的一些策略研究

周明鏡

(天津市北辰區(qū)模范小學(xué) 天津 300400)

0 引 言

學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)概念之前，他們對(duì)這些概念大都有一定的認(rèn)識(shí)和了解，這種已有的認(rèn)識(shí)和了解即為科學(xué)學(xué)習(xí)中的前概念。新概念的形成建立在它的前概念基礎(chǔ)之上。學(xué)生在某些概念的理解上會(huì)自然而然地流露出一些不正確的觀念，例如，地球是平的，重物先于輕物落下。當(dāng)科學(xué)概念和前概念比較一致時(shí)，學(xué)生就容易理解；反之，他們就會(huì)覺(jué)得難以理解。由于前概念在學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)中扮演著非常重要的角色，所以在實(shí)際的科學(xué)教學(xué)中，如果教師能夠把握住學(xué)生的前概念，就會(huì)使教學(xué)有的放矢，更好地提高教學(xué)效果。那怎樣來(lái)利用前概念建構(gòu)科學(xué)概念呢？

1 了解前概念，為轉(zhuǎn)化做好準(zhǔn)備

利用訪談的方法了解學(xué)生錯(cuò)誤的前概念。訪談法是科學(xué)研究的重要方法，能夠更深層次了解學(xué)生對(duì)科學(xué)概念的理解，靈活性比較大。作為一線教師，必須深入課堂了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，課堂教學(xué)期間、課間休息時(shí)都為教師提供了訪談的良好時(shí)機(jī)。在教學(xué)中，可以先設(shè)計(jì)一連串的情境呈現(xiàn)給學(xué)生，情境必須與學(xué)生所學(xué)科學(xué)概念的事例有關(guān)，依情境詢問(wèn)學(xué)生，引出學(xué)生判斷的理由，了解學(xué)生原有的想法。

下面以《沉和浮》單元為例，應(yīng)用訪談法，了解學(xué)生對(duì)影響物體沉浮原因的解釋。

教師將 7種大小、輕重、材料各不相同的物體放進(jìn)水里，靜置片刻，它們沉浮各不相同。學(xué)生們給出了以下幾種回答：①小石塊迅速沉了下去；②泡沫、蠟燭和空瓶浮在水面上；③回形針和橡皮也沉下去了。教師繼續(xù)詢問(wèn)學(xué)生“為什么這些物體沉浮情況不完全一樣？”激發(fā)學(xué)生進(jìn)行頭腦風(fēng)暴。學(xué)生們開(kāi)始各抒己見(jiàn)，眾說(shuō)紛紜。他們的主要觀點(diǎn)有以下幾種：①石頭很重，所以會(huì)沉下去，泡沫很輕所以會(huì)浮在水面上。②鐵船更重，它卻能浮在水面上；石頭會(huì)沉下去，是因?yàn)樗菍?shí)心的。③泡沫體積比較大，所以能浮起來(lái)。④小的泡沫塊也能浮起來(lái)，所以和體積無(wú)關(guān)。⑤空瓶子能浮起來(lái)，鐵船也能浮起來(lái)，因?yàn)樗鼈兌际强招牡?。⑥船有螺旋槳，所以不?huì)沉。⑦回形針很輕，卻也沉下去了，因?yàn)樗w積比較小。⑧體積大小與物體的沉浮沒(méi)有關(guān)系，大小泡沫塊都能浮，石塊都會(huì)沉下去。

通過(guò)以上事例，教師能夠初步了解學(xué)生判斷物體沉浮的有關(guān)因素，同時(shí)讓學(xué)生暴露出對(duì)于物體沉浮的疑問(wèn)。筆者發(fā)現(xiàn)，五年級(jí)的學(xué)生對(duì)于“沉浮”這個(gè)前概念的理解是：物體質(zhì)量決定沉浮的認(rèn)識(shí)要明顯多于物體體積決定沉浮。而只有少數(shù)學(xué)生能將兩者聯(lián)系在一起，認(rèn)為質(zhì)量和體積共同決定。

因此，針對(duì)這種現(xiàn)象，教師在教學(xué)時(shí)應(yīng)該先解決學(xué)生質(zhì)量決定物體沉浮這種錯(cuò)誤的前概念，引導(dǎo)其通過(guò)比較同樣大小、不同重量；不同大小、相同重量；不同大小、不同重量的物體沉浮情況，分析得到物體沉浮是由體積、重量相互作用，共同決定的。在此基礎(chǔ)上，引入物體排水量、不同液體種類對(duì)物體沉浮的影響，從而完善學(xué)生對(duì)于浮力大小的概念認(rèn)識(shí)。

教師們要轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，提倡教學(xué)的開(kāi)放性，就要讓學(xué)生充分地進(jìn)行事實(shí)性描述。因此，在教學(xué)活動(dòng)中不是去扼殺學(xué)生的思維，而是要引導(dǎo)學(xué)生更好地把觀察到的事實(shí)描述出來(lái)。

例如：四年級(jí)下冊(cè)《各種各樣的花》一課“花的專題觀察”，是在學(xué)生學(xué)習(xí)了《油菜花開(kāi)了》的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探究花的知識(shí)。在進(jìn)行此課的設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，筆者把“這是一朵完全花嗎”和“花的觀察報(bào)告會(huì)”兩部分內(nèi)容互相融合，引導(dǎo)學(xué)生在報(bào)告會(huì)中學(xué)習(xí)“這是一朵完全花嗎”的內(nèi)容。

教學(xué)伊始，通過(guò)與學(xué)生談話交流，筆者發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生存在著：“所有花的結(jié)構(gòu)都和油菜花一樣，具有：萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊”這種錯(cuò)誤的前概念。筆者沒(méi)有簡(jiǎn)單地告訴學(xué)生他們的認(rèn)知是錯(cuò)誤的，而是以“問(wèn)題鏈”、“解剖圖”的方法引導(dǎo)學(xué)生把觀察到的事實(shí)描述出來(lái)。為此筆者設(shè)計(jì)了一系列的問(wèn)題鏈。首先讓學(xué)生回憶“上節(jié)課如何解剖油菜花”，然后讓學(xué)生比較該課提供給他們的4朵花。問(wèn)題拋出后，教師引導(dǎo)他們想到“把紙分成 4個(gè)相等的長(zhǎng)方形，每個(gè)長(zhǎng)方形里擺放 1朵解剖后的花，并進(jìn)行比較”的方法。同時(shí)提示學(xué)生擺放順序：萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊，讓學(xué)生回憶雄蕊、雌蕊的區(qū)別。

筆者故意提供了兩朵不同的黃瓜花，1朵沒(méi)有雌蕊；1朵沒(méi)有雄蕊。面對(duì)如何擺放這兩朵花的各部分，學(xué)生們展開(kāi)了爭(zhēng)論。最終他們得出的結(jié)論是：擺放沒(méi)有雌蕊的黃瓜花時(shí)，雌蕊部分空開(kāi)；擺放沒(méi)有雄蕊的黃瓜花時(shí)，雄蕊部分空開(kāi)。然后通過(guò)解剖圖自然而然可以看出：有的花缺少雌蕊，有的花缺少雄蕊。學(xué)生可以立刻比較出4朵花的異同點(diǎn)，并且得出了具有萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊這4部分的花是“完全花”。缺少其中任何一部分的稱為：“不完全花”。這樣比較順暢地完成了第一部分的教學(xué)，從而轉(zhuǎn)變了錯(cuò)誤的前概念。

可見(jiàn)，重視事實(shí)性描述，抓住事物特征對(duì)于轉(zhuǎn)變學(xué)生錯(cuò)誤的前概念是非常重要的。

2 實(shí)驗(yàn)活動(dòng)是促進(jìn)轉(zhuǎn)變的有效途徑

在教學(xué)中，利用實(shí)驗(yàn)的方法把學(xué)生認(rèn)知中錯(cuò)誤的前概念加以轉(zhuǎn)變。

如：在學(xué)習(xí)《水珠從哪里來(lái)》一課前，所有學(xué)生都認(rèn)為燒水時(shí)冒出的白汽是水蒸汽。其實(shí)水蒸汽是一種無(wú)色無(wú)味的氣體。既然無(wú)色無(wú)味，那怎么可能看得到呢？筆者認(rèn)為可以在教學(xué)時(shí)讓師生一起做冰融化的實(shí)驗(yàn)，把從冰箱中取出的碎冰放在1個(gè)玻璃杯中。剛開(kāi)始，學(xué)生們發(fā)現(xiàn)從玻璃杯里也冒出了白汽，隨著時(shí)間的推移，玻璃杯的內(nèi)外壁上都出現(xiàn)了水珠。然后，師生一起展開(kāi)猜測(cè)，水珠從哪里來(lái)的呢？學(xué)生想到：①可能是杯子里的冰化成水后流出來(lái)的；②可能是往杯子里放冰的時(shí)候不小心流出來(lái)的；③可能是杯子里滲出來(lái)的。針對(duì)這3種猜測(cè)，師生共同研究：①不可能是從杯里流出來(lái)的，因?yàn)榉疟臅r(shí)候，沒(méi)有放滿；②不可能是放冰的時(shí)候流出來(lái)的，因?yàn)榉疟臅r(shí)候非常的小心；③不可能是從杯子里滲出來(lái)的，因?yàn)楸硬皇锹┑?，如果是漏的，就不?huì)在杯子外壁上出現(xiàn)水珠了，而會(huì)流出很多的水。既然這3種可能都不存在，那么水珠的形成和冰到底有沒(méi)有關(guān)系呢？通過(guò)這些問(wèn)題和思考得出：水珠的形成與冰有關(guān)系。因?yàn)楸拇嬖谑沟帽觾?nèi)外產(chǎn)生溫度差，使空氣中的水蒸汽遇冷凝結(jié)成小水滴。只要存在這種溫度差，空氣中的水蒸汽就會(huì)形成小水滴。在前概念改變的教學(xué)中，筆者又讓學(xué)生每人拿出自己的塑料尺，對(duì)著塑料尺呼氣，結(jié)果塑料尺濕了，這也是空氣中的水蒸汽遇冷凝結(jié)的小水滴，絕不是人們嘴里噴出的水。同時(shí)，筆者馬上提出，當(dāng)小水滴很小很小的時(shí)候，這些小水滴看上去像什么呢？學(xué)生自然得出像白汽。再引導(dǎo)學(xué)生回憶剛才看到冰塊在杯中時(shí)，冒出的白汽也是水蒸汽遇冷凝結(jié)出的小水滴。同樣，燒水時(shí)冒出的白汽也是凝結(jié)的小水滴，而不是水蒸汽，因?yàn)槠綍r(shí)空氣中沒(méi)有這種溫度差就不會(huì)形成這種小水滴。水蒸汽是一種無(wú)色無(wú)味的透明氣體，人類無(wú)法用眼睛看到它。既然水蒸汽具有這樣的性質(zhì)，那么實(shí)驗(yàn)中看到的白汽怎么可能是水蒸汽呢！通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法就使學(xué)生比較輕松地轉(zhuǎn)變了自己錯(cuò)誤的前概念。

對(duì)于學(xué)生一些模糊不清的前概念，采用實(shí)驗(yàn)的方法同樣有效。在四年級(jí)上冊(cè)《水能溶解一些物質(zhì)》中的“面粉在水中溶解了嗎？”這一教學(xué)內(nèi)容時(shí)，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于“面粉是否溶解于水”這個(gè)前概念并不十分清楚 。

上課時(shí)教師讓全班同學(xué)各抒己見(jiàn)，他們分成了兩派，卻都不能講出科學(xué)依據(jù)。然后教師讓學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，把面粉全部倒入水中，不搖晃不攪拌，只是靜靜地觀察面粉的變化，學(xué)生發(fā)現(xiàn)面粉在水中的變化既不像食鹽也不像沙子。教師繼續(xù)點(diǎn)撥學(xué)生用玻璃棒去攪拌，并觀察變化。學(xué)生研究無(wú)法得出明確的結(jié)論。此時(shí)教師引入新知，介紹過(guò)濾法，并指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)新知來(lái)驗(yàn)證這 3種物品是否溶解于水。最終，學(xué)生得出結(jié)論：過(guò)濾后的溶液都是清澈的，過(guò)濾食鹽的濾紙上什么也沒(méi)有殘留，但是面粉和沙子留在了濾紙上。

對(duì)于面粉不能溶解于水這一概念，學(xué)生通過(guò)以上的實(shí)驗(yàn)，得到了清晰的結(jié)論，獲得了新知。驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)活動(dòng)對(duì)于促進(jìn)學(xué)生前概念轉(zhuǎn)變的有效性。

3 總 結(jié)

隨著中小學(xué)知識(shí)聯(lián)系的日益緊密，前概念的研究也正在被越來(lái)越多的小學(xué)教師所認(rèn)識(shí)并加以重視。小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中就明確指出：科學(xué)課教學(xué)應(yīng)首先關(guān)注學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)和認(rèn)知發(fā)展水平?？梢?jiàn)，前概念在小學(xué)生的科學(xué)課學(xué)習(xí)中扮演著非常重要的角色。小學(xué)生的科學(xué)前概念各不相同，各有特點(diǎn)，很難將其一一細(xì)分歸類。但作為科學(xué)教師，需要在平時(shí)教學(xué)中注重對(duì)小學(xué)生科學(xué)前概念的收集與分析。只有及時(shí)了解小學(xué)生的科學(xué)前概念水平，采取合適的教學(xué)策略進(jìn)行補(bǔ)充、完善小學(xué)生的認(rèn)識(shí)，才能真正做到引領(lǐng)小學(xué)生自主探究，提升科學(xué)教學(xué)的有效性?！?/p>

［1］鄭挺誼.前概念——初中科學(xué)教學(xué)中的一道坎[J].教育與教學(xué)研究，2014(3)：115-118.

［2］劉忠學(xué).小學(xué)生的前概念與科學(xué)教學(xué)[J].科學(xué)課：小學(xué)版，2006(10)：14-17.

［3］張益樑.科學(xué)概念教學(xué)中“前概念”的運(yùn)用與應(yīng)對(duì)策略[J].小學(xué)科學(xué)：教師，2011(11)：66.