關注科學概念，優化教學環節

鐘遠云

《兒童的科學前概念》是英、法等國家的一批從事科學課程的教育專家，對10～16歲的兒童在不同的物理學領域已有的前概念進行訪談，分析了這些前概念形成的原因和特點，建議如何引導學生從前概念走向科學概念，同時指出了這些發現對教師和所有關注科學教育的人士的重要意義。細品此書兩番，使我從中受益匪淺。

一、何為科學概念（前概念和大概念）

前概念是前科學概念的簡稱，建構主義認知心理學又形象地稱之為日常概念，它是指個體在沒有接受正式的科學概念教育之前，對日常生活中所感知的現象，通過長期的經驗積累和辨別式學習而形成的對事物本質的認識。

例如：一些學生認為“地球是平的”，“天空是水平的”且“宇宙空間存在底部”等。當然，隨著兒童自身的發展及學習，兒童的前概念會被不斷修正，并終將獲得科學概念。

兒童的科學前概念具有個體差異性、不連貫性和穩定性的特點。兒童的科學前概念的一般特征有：知覺主導思考、關注片面、關注變化而不是關注穩定狀態、線性因果分析、不加區分地使用科學概念、依賴情境和一些概念占據支配地位。

大概念是指在構思科學教育的目標時，在知識方面不是用一堆事實和理論，而是趨向于核心概念及進展過程可以幫助學生理解與他們在校以及離開學校以后的生活有關的一些事件和現象。我們把這些核心概念稱為科學上的大概念。

二、如何服務教學

前概念是學生在接受科學教育之前對事物和現象的認識，這種已有的認識會影響學生科學概念的形成。考慮學生的前概念是使教學更加適應學生的一種策略，這就要求教師在教學過程中必須先了解學生的前概念，盡可能地讓全班學生都能盡快地接受科學概念。

在品讀《兒童的科學前概念》的時候，恰逢我在準備六年級上冊第三單元“能量”的教學設計。于是我在想：能否在講授第三單元之前先摸摸學生對“能量”的已有的認知（前概念），進而再選擇本單元學生的學習體驗和確定活動目的。

（1）你認為電與光、聲、熱有關系嗎？電和磁會有聯系嗎？談談你的想法。

（2）你認為什么是能量，你身邊有什么能量，能量會怎么變化？談談你的認識。

學生從生活中、從科學課的學習中，已經對能量有一定的感性認識，他們已經常常在使用“能量”這個詞。他們知道橡皮筋拉長時的反彈力其實就是有能量，知道太陽的光和熱是太陽能，知道食物給了我們身體需要的能量，知道水和風有能量，等等，但是在他們頭腦里還沒有形成關于能量一般意義的概念。

學生以前所學的科學內容所涉及的是某個具體的能量現象，而本單元就是在這些研究的基礎上把學生具體的能量概念結構起來，統一到抽象的能量大概念之下，使學生對能量有一個更加一般化的認識。任何物體工作時都需要能量，而且能量可相互轉化、傳遞、儲存，學會從能量轉化、傳遞、儲存的視角去解釋、描述身邊物體的變化。

本單元是一個綜合性很強的單元，這幾塊內容之間看起來似乎是分散的、并列的、缺少必然的聯系。因此，這就要求我們從單元整體入手，設計教學探究活動。

（1）把握好每一個活動的目標定位。活動的目標定位如此，教師的教學策略更是如此，如在電磁鐵的大小與哪些因素有關的活動中，就可以從電能轉化產生磁力的角度來引導學生尋找增強電磁鐵磁力大小的辦法。如因為電磁鐵的磁力是電能在產生的，增加電池很可能增強磁力。認識電流能夠產生磁性，感受電能轉化為動能的奇妙。通過尋找電的用途，認識電能與其他能量形式及其相互間的轉化。最后探究煤、石油、天然氣能源礦產和太陽能之間的關系，進而了解我們使用的能量幾乎都源自太陽能的轉化與儲存。

（2）做好各個主題活動之間的銜接（結構）。本單元的結構是從具體到抽象、從個別到一般逐步上升發展，學生把過去學習過的聲、光、電、熱多種能量形式都聯系在一起，能量只能相互轉化、傳遞，這不就是滲透了一種能量守恒思想嗎？

能量守恒定律：各種不同形式的能量可以相互轉化，這種轉化是等量的。能量既不會消滅，也不會創生，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化的過程中，能量的總和保持不變。

教學的設計和開展肯定是始終圍繞學生展開，對學生的科學前概念進行摸底，能夠讓我們的教學設計從學生感興趣的內容入手，巧妙地設計教學過程，突破對與科學概念相距比較大的前概念的修正，遵循從簡單到復雜、從具體到抽象的教學規律，讓學生逐步準確地掌握科學概念。

在我們的日常教學中，了解學生的前概念對教學有莫大的幫助，了解學生的前概念也是簡單的工作，例如：我們要了解學生對溫度計或是量筒的前概念，只要給學生一張白紙讓學生畫寫出來即可。了解學生的科學前概念，能夠為教學活動更好地掌舵導航，目的明確地開展科學探究活動。

（作者單位：廣東省深圳市龍崗區橫崗中心學校）