聚焦科學(xué)前概念，建構(gòu)科學(xué)新概念

徐小軍

【摘要】“前概念”在科學(xué)概念教學(xué)中扮演重要的角色，科學(xué)前概念是科學(xué)概念學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，若離開前概念談概念教學(xué)，勢必如同空中建樓閣，學(xué)生無法建立正確的科學(xué)概念?；谇案拍畹目茖W(xué)概念教學(xué)設(shè)計模型由五個環(huán)節(jié)構(gòu)成，分別是情境喚醒、暴露導(dǎo)出、思辨修正、探究刷新、應(yīng)用夯實。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)前概念 科學(xué)概念教學(xué) 設(shè)計模型

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為：學(xué)習(xí)是由學(xué)生自己建構(gòu)知識的過程，該過程是在改造和重組原有知識經(jīng)驗基礎(chǔ)上對新信息的意義建構(gòu)。學(xué)生對所學(xué)新知所擁有的知識、經(jīng)驗、觀念和見解，一般稱之為“前概念”?！扒案拍睢痹诳茖W(xué)概念教學(xué)中扮演重要的角色，科學(xué)前概念是科學(xué)概念學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，若離開前概念談概念教學(xué)，勢必如同空中建樓閣，學(xué)生無法建立正確的科學(xué)概念。

小學(xué)生科學(xué)前概念往往具有情境性，帶有較濃的感性色彩，學(xué)生的科學(xué)前概念主要來自日常生活經(jīng)驗，憑借自己對客觀事物和現(xiàn)象的直覺認(rèn)識，如平時看到地面、河面等都是平平的，在學(xué)生的頭腦中認(rèn)為地球是方的，因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)地球的形狀時的前概念是：地面是平的，地球是方的。小學(xué)生的前概念具有屬己性和多樣性，由于學(xué)生個性化的存在，導(dǎo)致不同學(xué)生對不同事物現(xiàn)象有獨特的見解。小學(xué)生頭腦中的前概念還具有頑固性，小學(xué)生的前概念來自長期的生活感知與積淀，可謂根深蒂固，一時之間是很難改變的。小學(xué)生的前概念處于一種“前運算”階段，有的理解比較簡單膚淺，有的是憑空猜想出來，有的甚至是一些錯誤的見解。

基于小學(xué)生科學(xué)前概念的各種特征，根據(jù)前概念對學(xué)習(xí)所具有的不同影響，以及轉(zhuǎn)化為科學(xué)概念的難易程度，前概念可以分為兩類，一類是學(xué)生已經(jīng)掌握的基本的知識和學(xué)習(xí)經(jīng)驗，與科學(xué)概念比較相近，對新知的學(xué)習(xí)具有正面影響，為新概念的建構(gòu)奠定了良好的基礎(chǔ)，此類前概念有助于科學(xué)概念的轉(zhuǎn)化。另一類是指學(xué)生頭腦中的一些非科學(xué)性的概念，學(xué)生的觀點是片面的甚至是錯誤的，對新概念的學(xué)習(xí)具有負(fù)面的影響，學(xué)生容易以假亂真，不利于新概念的建構(gòu)，不容易轉(zhuǎn)換成科學(xué)概念，此類前概念加大了教學(xué)的難度，教師需要優(yōu)化教學(xué)手段和策略，設(shè)法在前概念與新概念之間架設(shè)有效的通道，為學(xué)生搭建概念轉(zhuǎn)化的支架，助力學(xué)生修正前概念，實現(xiàn)新舊概念之間的有效融合，促進(jìn)新概念的形成。

基于前概念的教學(xué)是一種基于學(xué)生的立場，基于學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律、最近發(fā)展區(qū)和知識經(jīng)驗基礎(chǔ)的教學(xué)?？茖W(xué)概念教學(xué)應(yīng)尊重前概念，建立完整有效的教學(xué)模型，提高概念教學(xué)質(zhì)效。筆者在多年的小學(xué)科學(xué)教學(xué)中聚焦科學(xué)前概念，開展基于前概念的科學(xué)概念教學(xué)，建立起比較可行的基于科學(xué)前概念的概念教學(xué)設(shè)計模型，提煉出有效轉(zhuǎn)變科學(xué)前概念的教學(xué)策略。基于前概念的科學(xué)概念教學(xué)設(shè)計模型由五個環(huán)節(jié)構(gòu)成，分別是情境喚醒、暴露導(dǎo)出、思辨修正、探究刷新、應(yīng)用夯實?，F(xiàn)以“鐵生銹了”一課教學(xué)為例，將基于前概念的科學(xué)概念教學(xué)設(shè)計模型作具體闡述。

一、情境觸發(fā)，喚醒科學(xué)前概念

在新課程背景下，教育不再是傳授，更多的是一種激發(fā)和喚醒，喚醒是基于科學(xué)前概念的教學(xué)前提。前概念具有隱藏性，看不見，摸不著，平時沉睡于學(xué)生頭腦之中，要想了解學(xué)生的科學(xué)前概念，提高科學(xué)概念教學(xué)的效果，必須設(shè)法去激發(fā)點燃，以喚醒學(xué)生頭腦中的前概念，激活學(xué)生的科學(xué)思維。

情緒心理學(xué)研究表明：情感和認(rèn)知是相互作用的，學(xué)生的情感對認(rèn)知活動具有動力、強化、調(diào)節(jié)等功能。積極的情感能夠引發(fā)學(xué)生態(tài)度體驗，可以觸發(fā)學(xué)生的心理機能，能夠喚醒學(xué)生的前概念。情境教學(xué)法正是基于情緒心理學(xué)，通過創(chuàng)設(shè)一定情緒色彩的場景，將科學(xué)內(nèi)容融入具體情景，用生動形象的情境激發(fā)學(xué)生積極的情感，達(dá)到對認(rèn)知的推動與增效。情境觸發(fā)可謂一舉多得，既能激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，又能激活學(xué)生的潛意識，喚醒學(xué)生的科學(xué)前概念，為科學(xué)概念教學(xué)做好鋪墊。

例如，在教學(xué)“鐵生銹了”一課時，筆者創(chuàng)設(shè)了一個生活情境：“最近，小麗遇到一件煩心事，她心愛的小刀不好用了，原因并不是小刀壞了，而是樣子變丑了?！惫P者的話題引發(fā)了學(xué)生的好奇，“到底是怎么個情況??？”學(xué)生一個個迫切地想要弄清楚個中緣由，筆者趁機出示了帶銹的小刀說：“瞧！這就是小麗的那把小刀，大家看看小刀怎么啦？”“銹了，小刀生銹了?！鼻榫秤|發(fā)了學(xué)生的大腦，調(diào)動了學(xué)生原有知識和經(jīng)驗，看來，學(xué)生對“生銹”有一定的認(rèn)識。情境觸發(fā)，喚醒學(xué)生“生銹”的科學(xué)前概念，使教師對學(xué)生認(rèn)知狀況有了初步了解，為接下去的教學(xué)做好鋪墊。

二、暴露思維，導(dǎo)出科學(xué)前概念

前概念是一種潛藏于學(xué)生大腦之內(nèi)的隱性的思維，教師無法直接進(jìn)入學(xué)生的大腦。教師在激活學(xué)生的前概念之后，只有設(shè)法暴露其思維，將學(xué)生的前概念導(dǎo)出，使學(xué)生的思維顯性化，才能洞察學(xué)生前概念的具體狀況。

導(dǎo)出科學(xué)前概念旨在暴露學(xué)生思維，讓學(xué)生前概念可視化。導(dǎo)出前概念的方式有多種，有師生對話、操作演示、思維導(dǎo)圖等，師生對話是一種口頭交流的方式，教師通過提出科學(xué)問題，學(xué)生直接用語言表達(dá)自己的真實觀點和想法，該方式適用于語言表達(dá)能力較強的學(xué)生。操作演示是借助動作直觀呈現(xiàn)學(xué)生真實想法的一種方式，學(xué)生用表演的方式表達(dá)對概念的理解，該方式主要用于那些語言表達(dá)能力較弱的學(xué)生。思維導(dǎo)圖是學(xué)生以圖畫和文字相結(jié)合的方式表達(dá)前概念，圖文形式暴露出學(xué)生的思維，教師透過圖文可以發(fā)現(xiàn)隱藏在學(xué)生腦海中的觀念，該方式應(yīng)用廣泛，具有普適性。教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)需要，采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ骨案拍钔怙@。

例如，在教學(xué)“鐵生銹了”一課中，筆者用情境引入“鐵生銹了”的課題后，和學(xué)生展開了一段對話，通過對話進(jìn)一步明晰學(xué)生“生銹”的前概念?！笆前?，小麗的小刀生銹了，銹到底是什么？”筆者邊引導(dǎo)學(xué)生觀察生銹的小刀，邊向?qū)W生提問。甲生猜想說：“銹是黏附在小刀上的臟東西?！币疑聹y說：“銹是小刀上的鐵自己變成的一種新物質(zhì)?！薄巴瑢W(xué)提出的觀點貌似都有道理?！惫P者邊點評邊追問，“如果是鐵變成了銹，那么鐵生銹的原因會是什么？”“小刀在使用時與其他物體接觸時被污染了，所以會生銹。”“小刀可能是受了潮才生銹的。”“鐵生銹或許和空氣有關(guān)系。”“許多東西都在空中，有的怎么不生銹啊？”學(xué)生各種各樣的回答暴露出他們對鐵生銹的前概念。簡短的師生對話，讓學(xué)生的思維得以顯現(xiàn)，使筆者對學(xué)生的前概念有了進(jìn)一步的了解，師生對話是一種使學(xué)生前概念外化的最為經(jīng)濟實效的方式。

三、引導(dǎo)思辨，修正科學(xué)前概念

科學(xué)概念的建立是認(rèn)知完善的過程，是從認(rèn)知沖突到認(rèn)知統(tǒng)一的過程，當(dāng)科學(xué)概念與學(xué)生前概念不一致時，就會產(chǎn)生認(rèn)知沖突，此時的前概念就對學(xué)生的新概念學(xué)習(xí)產(chǎn)生負(fù)面影響。教學(xué)的主要任務(wù)是幫助學(xué)生化解認(rèn)知上的矛盾沖突，以促進(jìn)前概念轉(zhuǎn)化為科學(xué)概念，達(dá)到認(rèn)知上的和諧統(tǒng)一，方能真正形成正確的科學(xué)概念。

認(rèn)知沖突的統(tǒng)一來自自主思辨和反復(fù)修正，這也是科學(xué)概念建立的不可或缺的步驟。學(xué)生在情境感知后，會將當(dāng)前信息與已有觀念進(jìn)行比照，當(dāng)親眼所見的情景與自己原有認(rèn)知觀念出現(xiàn)偏差時，學(xué)生便會展開思辨，有時思辨會有結(jié)果，能夠自我修正，有時思辨無果，學(xué)生不能自己走出認(rèn)知誤區(qū)，無法糾正前概念。此時，需要教師充分發(fā)揮引導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)生深入探究，引導(dǎo)學(xué)生批判反思，引導(dǎo)學(xué)生修正前概念。在教學(xué)“鐵生銹了”一課中，筆者通過與學(xué)生的對話發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生對鐵銹以及鐵生銹的原因有爭議，筆者就繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生討論辨析，試圖使學(xué)生在思辨中修正前概念，找出鐵生銹的真正原因。

四、實踐探究，刷新科學(xué)前概念

“聽容易忘記，做容易理解?！笨茖W(xué)概念的建立基于理解，學(xué)生只有真正理解了，才能將前概念轉(zhuǎn)換為新概念，將新概念納入已有知識系統(tǒng)。前概念根深蒂固，輕易改變不了它，要完全改變學(xué)生原有錯誤觀念，需要給學(xué)生提供豐富的實踐活動，用大量的事實經(jīng)歷去洗滌和改變學(xué)生固化的觀念，幫助學(xué)生實現(xiàn)新舊概念的對接融合，從而刷新科學(xué)前概念，轉(zhuǎn)變前概念，建立新概念。

“知識是寶庫，但開啟這個寶庫的鑰匙是實踐。”實踐探究是科學(xué)概念教學(xué)的核心環(huán)節(jié)，也是前概念轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵階段，學(xué)生前概念是否完全修復(fù)，能否有效轉(zhuǎn)化為正確的科學(xué)概念，全看學(xué)生實踐探究的效果。實踐探究旨在為科學(xué)概念的建立尋求證據(jù)，學(xué)生通過親自觀察、實驗、操作等實踐性活動去尋找事實性證據(jù)，豐富科學(xué)概念的外延，為其內(nèi)涵的提煉尋求支撐。因此，教師要為學(xué)生搭建實踐的舞臺，引導(dǎo)學(xué)生展開多元化的實踐探究活動，讓學(xué)生在一次次實踐探究中不斷刷新科學(xué)前概念。前概念的刷新不是輕而易舉的，科學(xué)概念的建構(gòu)不是一蹴而就的，需要教師耐心引導(dǎo)學(xué)生實踐探究，精心指導(dǎo)學(xué)生對實踐活動進(jìn)行梳理反思，對實驗數(shù)據(jù)展開深入分析，歸納總結(jié)出實驗結(jié)論，提煉概括出科學(xué)概念的內(nèi)涵。例如，在教學(xué)“鐵生銹了”一課中，為了幫助學(xué)生弄清鐵銹的形成原因，筆者設(shè)計了對比實驗，讓學(xué)生自己開展實驗探究，學(xué)生在實驗中探尋出鐵生銹的因素，從而建構(gòu)出“鐵生銹與水和空氣有關(guān)”的科學(xué)概念。

五、應(yīng)用內(nèi)化，夯實科學(xué)新概念

華盛頓有一句名言：“讀書若未能加以應(yīng)用，所讀的書等于廢紙?！睂W(xué)以致用是學(xué)習(xí)的必經(jīng)之路，也是科學(xué)概念教學(xué)的最終目的，科學(xué)概念只有在運用中鞏固消化，在應(yīng)用中理解記憶，在應(yīng)用中得以順應(yīng)同化，方能內(nèi)化到學(xué)生的原有知識結(jié)構(gòu)體系之中。應(yīng)用是基于科學(xué)概念教學(xué)模型的最終環(huán)節(jié)，建立起的科學(xué)概念若不運用，就仿佛一個農(nóng)民耕地而不播種，是沒有任何希望和收獲的。

應(yīng)用夯實科學(xué)概念，需要做到形式靈活多樣、層次具有梯度。在科學(xué)概念應(yīng)用時，可以書面練習(xí)或動手操作，可以情境表演或游戲活動，可以獨立判斷或者小組辯論，靈活多樣的應(yīng)用形式，既可以激發(fā)學(xué)生對科學(xué)概念的應(yīng)用興趣，又能夠提高理解鞏固的效果。在科學(xué)概念應(yīng)用時，要做到基礎(chǔ)應(yīng)用與拓展延伸相結(jié)合，使得練習(xí)具有一定的難易梯度，富有層次性的應(yīng)用增加了應(yīng)用練習(xí)的選擇性，適應(yīng)了學(xué)生個性化學(xué)習(xí)需求，滿足了不同水平學(xué)生的需求，讓不同的學(xué)生獲得不同的發(fā)展。例如，在教學(xué)“鐵生銹了”一課中，在學(xué)生探究出鐵銹的秘密后，筆者問學(xué)生：“小麗該怎樣防止小刀生銹呢？”引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用生銹知識解決實際問題，從而幫助學(xué)生鞏固科學(xué)概念，形成科學(xué)概念網(wǎng)絡(luò)?！罢埻瑢W(xué)們回家后對家中的一些鐵器作出防銹處理?！惫P者還將應(yīng)用延伸至課外，拓寬概念應(yīng)用的廣度和維度，助力學(xué)生內(nèi)化科學(xué)新概念。

前概念與科學(xué)概念如同此岸與彼岸的關(guān)系，要想成功抵達(dá)科學(xué)的彼岸，必須從前概念出發(fā)，構(gòu)建有效的教學(xué)模型，乘著適合的模型之船，奮力劃向科學(xué)概念之岸。