利用學生的前概念建構科學概念的一些策略研究

周明鏡

(天津市北辰區模范小學 天津 300400)

0 引 言

學生在學習科學概念之前，他們對這些概念大都有一定的認識和了解，這種已有的認識和了解即為科學學習中的前概念。新概念的形成建立在它的前概念基礎之上。學生在某些概念的理解上會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。當科學概念和前概念比較一致時，學生就容易理解；反之，他們就會覺得難以理解。由于前概念在學生的科學學習中扮演著非常重要的角色，所以在實際的科學教學中，如果教師能夠把握住學生的前概念，就會使教學有的放矢，更好地提高教學效果。那怎樣來利用前概念建構科學概念呢？

1 了解前概念，為轉化做好準備

利用訪談的方法了解學生錯誤的前概念。訪談法是科學研究的重要方法，能夠更深層次了解學生對科學概念的理解，靈活性比較大。作為一線教師，必須深入課堂了解學生的學習情況，課堂教學期間、課間休息時都為教師提供了訪談的良好時機。在教學中，可以先設計一連串的情境呈現給學生，情境必須與學生所學科學概念的事例有關，依情境詢問學生，引出學生判斷的理由，了解學生原有的想法。

下面以《沉和浮》單元為例，應用訪談法，了解學生對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水里，靜置片刻，它們沉浮各不相同。學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。教師繼續詢問學生“為什么這些物體沉浮情況不完全一樣？”激發學生進行頭腦風暴。學生們開始各抒己見，眾說紛紜。他們的主要觀點有以下幾種：①石頭很重，所以會沉下去，泡沫很輕所以會浮在水面上。②鐵船更重，它卻能浮在水面上；石頭會沉下去，是因為它是實心的。③泡沫體積比較大，所以能浮起來。④小的泡沫塊也能浮起來，所以和體積無關。⑤空瓶子能浮起來，鐵船也能浮起來，因為它們都是空心的。⑥船有螺旋槳，所以不會沉。⑦回形針很輕，卻也沉下去了，因為它體積比較小。⑧體積大小與物體的沉浮沒有關系，大小泡沫塊都能浮，石塊都會沉下去。

通過以上事例，教師能夠初步了解學生判斷物體沉浮的有關因素，同時讓學生暴露出對于物體沉浮的疑問。筆者發現，五年級的學生對于“沉浮”這個前概念的理解是：物體質量決定沉浮的認識要明顯多于物體體積決定沉浮。而只有少數學生能將兩者聯系在一起，認為質量和體積共同決定。

因此，針對這種現象，教師在教學時應該先解決學生質量決定物體沉浮這種錯誤的前概念，引導其通過比較同樣大小、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。在此基礎上，引入物體排水量、不同液體種類對物體沉浮的影響，從而完善學生對于浮力大小的概念認識。

教師們要轉變教學理念，提倡教學的開放性，就要讓學生充分地進行事實性描述。因此，在教學活動中不是去扼殺學生的思維，而是要引導學生更好地把觀察到的事實描述出來。

例如：四年級下冊《各種各樣的花》一課“花的專題觀察”，是在學生學習了《油菜花開了》的基礎上進一步探究花的知識。在進行此課的設計教學時，筆者把“這是一朵完全花嗎”和“花的觀察報告會”兩部分內容互相融合，引導學生在報告會中學習“這是一朵完全花嗎”的內容。

教學伊始，通過與學生談話交流，筆者發現很多學生存在著：“所有花的結構都和油菜花一樣，具有：萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊”這種錯誤的前概念。筆者沒有簡單地告訴學生他們的認知是錯誤的，而是以“問題鏈”、“解剖圖”的方法引導學生把觀察到的事實描述出來。為此筆者設計了一系列的問題鏈。首先讓學生回憶“上節課如何解剖油菜花”，然后讓學生比較該課提供給他們的4朵花。問題拋出后，教師引導他們想到“把紙分成 4個相等的長方形，每個長方形里擺放 1朵解剖后的花，并進行比較”的方法。同時提示學生擺放順序：萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊，讓學生回憶雄蕊、雌蕊的區別。

筆者故意提供了兩朵不同的黃瓜花，1朵沒有雌蕊；1朵沒有雄蕊。面對如何擺放這兩朵花的各部分，學生們展開了爭論。最終他們得出的結論是：擺放沒有雌蕊的黃瓜花時，雌蕊部分空開；擺放沒有雄蕊的黃瓜花時，雄蕊部分空開。然后通過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。學生可以立刻比較出4朵花的異同點，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，從而轉變了錯誤的前概念。

可見，重視事實性描述，抓住事物特征對于轉變學生錯誤的前概念是非常重要的。

2 實驗活動是促進轉變的有效途徑

在教學中，利用實驗的方法把學生認知中錯誤的前概念加以轉變。

如：在學習《水珠從哪里來》一課前，所有學生都認為燒水時冒出的白汽是水蒸汽。其實水蒸汽是一種無色無味的氣體。既然無色無味，那怎么可能看得到呢？筆者認為可以在教學時讓師生一起做冰融化的實驗，把從冰箱中取出的碎冰放在1個玻璃杯中。剛開始，學生們發現從玻璃杯里也冒出了白汽，隨著時間的推移，玻璃杯的內外壁上都出現了水珠。然后，師生一起展開猜測，水珠從哪里來的呢？學生想到：①可能是杯子里的冰化成水后流出來的；②可能是往杯子里放冰的時候不小心流出來的；③可能是杯子里滲出來的。針對這3種猜測，師生共同研究：①不可能是從杯里流出來的，因為放冰的時候，沒有放滿；②不可能是放冰的時候流出來的，因為放冰的時候非常的小心；③不可能是從杯子里滲出來的，因為杯子不是漏的，如果是漏的，就不會在杯子外壁上出現水珠了，而會流出很多的水。既然這3種可能都不存在，那么水珠的形成和冰到底有沒有關系呢？通過這些問題和思考得出：水珠的形成與冰有關系。因為冰的存在使得杯子內外產生溫度差，使空氣中的水蒸汽遇冷凝結成小水滴。只要存在這種溫度差，空氣中的水蒸汽就會形成小水滴。在前概念改變的教學中，筆者又讓學生每人拿出自己的塑料尺，對著塑料尺呼氣，結果塑料尺濕了，這也是空氣中的水蒸汽遇冷凝結的小水滴，絕不是人們嘴里噴出的水。同時，筆者馬上提出，當小水滴很小很小的時候，這些小水滴看上去像什么呢？學生自然得出像白汽。再引導學生回憶剛才看到冰塊在杯中時，冒出的白汽也是水蒸汽遇冷凝結出的小水滴。同樣，燒水時冒出的白汽也是凝結的小水滴，而不是水蒸汽，因為平時空氣中沒有這種溫度差就不會形成這種小水滴。水蒸汽是一種無色無味的透明氣體，人類無法用眼睛看到它。既然水蒸汽具有這樣的性質，那么實驗中看到的白汽怎么可能是水蒸汽呢！通過實驗的方法就使學生比較輕松地轉變了自己錯誤的前概念。

對于學生一些模糊不清的前概念，采用實驗的方法同樣有效。在四年級上冊《水能溶解一些物質》中的“面粉在水中溶解了嗎？”這一教學內容時，筆者發現學生對于“面粉是否溶解于水”這個前概念并不十分清楚 。

上課時教師讓全班同學各抒己見，他們分成了兩派，卻都不能講出科學依據。然后教師讓學生動手操作實驗，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，學生發現面粉在水中的變化既不像食鹽也不像沙子。教師繼續點撥學生用玻璃棒去攪拌，并觀察變化。學生研究無法得出明確的結論。此時教師引入新知，介紹過濾法，并指導學生通過新知來驗證這 3種物品是否溶解于水。最終，學生得出結論：過濾后的溶液都是清澈的，過濾食鹽的濾紙上什么也沒有殘留，但是面粉和沙子留在了濾紙上。

對于面粉不能溶解于水這一概念，學生通過以上的實驗，得到了清晰的結論，獲得了新知。驗證了實驗活動對于促進學生前概念轉變的有效性。

3 總 結

隨著中小學知識聯系的日益緊密，前概念的研究也正在被越來越多的小學教師所認識并加以重視。小學科學課程標準中就明確指出：科學課教學應首先關注學生已有的知識基礎和認知發展水平?？梢?，前概念在小學生的科學課學習中扮演著非常重要的角色。小學生的科學前概念各不相同，各有特點，很難將其一一細分歸類。但作為科學教師，需要在平時教學中注重對小學生科學前概念的收集與分析。只有及時了解小學生的科學前概念水平，采取合適的教學策略進行補充、完善小學生的認識，才能真正做到引領小學生自主探究，提升科學教學的有效性?！?/p>

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

［2］劉忠學.小學生的前概念與科學教學[J].科學課：小學版，2006(10)：14-17.

［3］張益樑.科學概念教學中“前概念”的運用與應對策略[J].小學科學：教師，2011(11)：66.