“前概念”及“相異構(gòu)想”教學(xué)問(wèn)題概述*
——主要以初中化學(xué)為例

吳良根

“前概念”及“相異構(gòu)想”教學(xué)問(wèn)題概述*
——主要以初中化學(xué)為例

吳良根

“前概念”及“相異構(gòu)想”是學(xué)生通過(guò)觀察或親身經(jīng)歷并經(jīng)過(guò)抽象形成的，具有差異性、隱蔽性、頑固性、反復(fù)性等特點(diǎn)。“相異構(gòu)想”可嚴(yán)重阻礙科學(xué)概念的形成，在教學(xué)中要重視學(xué)情分析，激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，同時(shí)采取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法矯治“相異構(gòu)想”。

前概念；相異構(gòu)想；矯治策略

一、“前概念”簡(jiǎn)述

學(xué)生在成長(zhǎng)過(guò)程中經(jīng)歷著對(duì)自然界的不斷觀察、探索與學(xué)習(xí)。因此，他們?cè)诮邮芸茖W(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)時(shí)，頭腦里已經(jīng)不是一片空白，更不是一無(wú)所知，生活中積累的各種知識(shí)經(jīng)驗(yàn)使他們形成了對(duì)某些問(wèn)題或現(xiàn)象的獨(dú)特理解與看法，建立起了相對(duì)穩(wěn)定的個(gè)人觀點(diǎn)及思維。認(rèn)知心理學(xué)中將這種在接受正規(guī)科學(xué)教育之前就已經(jīng)形成的觀念統(tǒng)稱為“前科學(xué)概念”，簡(jiǎn)稱“前概念”（preconception）。這里的“概念”是指?jìng)€(gè)體對(duì)某一對(duì)象的認(rèn)識(shí)、看法與理解，代表的是某種觀念，比如，“氧氣能供給呼吸”就是一個(gè)概念（觀念）。因此，“前概念”是普遍存在的。其主要特點(diǎn)有——

1.差異性。在成長(zhǎng)過(guò)程中學(xué)生接觸到形式各異的物質(zhì)，觀察到絢麗多姿的現(xiàn)象。但由于各自的文化背景、家庭環(huán)境、生活經(jīng)歷的差異，他們對(duì)這些事物或現(xiàn)象的看法也會(huì)產(chǎn)生分歧。因此，學(xué)生的“前概念”因人而異、各不相同。

2.隱蔽性。“前概念”大多不是通過(guò)家長(zhǎng)或別人（同伴、老師等）教授所得，而是長(zhǎng)期潛移默化、耳聞目染的結(jié)果。因此它很多時(shí)候是潛伏在學(xué)生的思維體系中，長(zhǎng)期處于休眠期，不容易被他人發(fā)現(xiàn)，甚至自身也難于察覺(jué)。但是一旦學(xué)生在遇到或?qū)W習(xí)相關(guān)知識(shí)時(shí)，潛伏的“前概念”就會(huì)適時(shí)出現(xiàn)，并參與到知識(shí)建構(gòu)中。

3.頑固性。“前概念”大多為學(xué)生親身體驗(yàn)所得，所以一旦建立，學(xué)生就會(huì)深信不疑且根深蒂固，呈現(xiàn)出極強(qiáng)的頑固性。

4.反復(fù)性。有些學(xué)生在經(jīng)過(guò)一定的學(xué)習(xí)后，逐漸矯正了其中一些不合理的“前概念”。但如果科學(xué)概念沒(méi)有真正建立，一段時(shí)間后頭腦中的“前概念”又會(huì)“死灰復(fù)燃”。如初中化學(xué)從得氧與失氧的角度分析“氧化—還原”反應(yīng)，學(xué)生對(duì)于“氧化”兩字印象特別深刻，所以在高中階段分析諸如“氫氣在氯氣中燃燒”之類的沒(méi)有“氧元素”出現(xiàn)的“氧化—還原”反應(yīng)時(shí)就會(huì)難于著手，一籌莫展。雖然通過(guò)教師的講解、分析學(xué)生能勉強(qiáng)接受，但常常還是會(huì)一而再、再而三地出現(xiàn)差錯(cuò)，這與初中階段學(xué)習(xí)“氧化—還原”反應(yīng)后所形成的“前概念”是分不開(kāi)的。

二、初中生理科的“前概念”對(duì)知識(shí)建構(gòu)的影響

初中理科主要包括數(shù)、理、化、生等學(xué)科，與學(xué)生的生活實(shí)際關(guān)系緊密，學(xué)生積累的與這些學(xué)科相關(guān)的“前概念”特別多，因此“前概念”對(duì)理科學(xué)習(xí)的影響尤其明顯。具體而言，“前概念”對(duì)于學(xué)生知識(shí)的建構(gòu)既有積極的作用，也有消極的影響。

積極作用表現(xiàn)為：與科學(xué)概念相一致的“前概念”是學(xué)習(xí)活動(dòng)順利開(kāi)展的基礎(chǔ)和“腳手架”，“前概念”的正遷移為學(xué)生獲取新知提供了資源，鋪設(shè)了臺(tái)階。如學(xué)生在生活中都有被“酸”到過(guò)的親身體驗(yàn)，酸味是學(xué)生建構(gòu)“酸”這一科學(xué)概念的“前概念”；學(xué)生戴的近視鏡與老人戴的老花鏡，是學(xué)生理解凹、凸透鏡原理的“前概念”；電影院的座位號(hào)編排是學(xué)生建立直角坐標(biāo)系的“前概念”等。在實(shí)際教學(xué)中教師要善于利用“前概念”中所蘊(yùn)含的科學(xué)、合理成分引導(dǎo)學(xué)生深入思考，促進(jìn)對(duì)科學(xué)概念的同化及意義建構(gòu)。

消極影響則體現(xiàn)在“相異構(gòu)想”上。“相異構(gòu)想”泛指與科學(xué)概念存在偏差和不同的認(rèn)識(shí)與觀念，不僅包括學(xué)生在未接受科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)前就已經(jīng)形成的，還包含即使已經(jīng)經(jīng)過(guò)一定的學(xué)習(xí)之后學(xué)生仍然存在或重新形成的 “前概念”。“相異構(gòu)想”影響了對(duì)新知識(shí)的理解與內(nèi)化，甚至促使學(xué)生進(jìn)一步形成新的錯(cuò)誤觀念與思維。例如，學(xué)生在生活中觀察到馬拉車前行，想當(dāng)然地認(rèn)為馬拉車的力肯定大于車?yán)R的力，從而對(duì)“相互作用的兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上”的“牛頓第三定律”產(chǎn)生懷疑；學(xué)生觀察到鳥(niǎo)類都有翅膀且能飛翔，蝙蝠有此特征應(yīng)該屬于鳥(niǎo)類，所以對(duì)蝙蝠被劃分在哺乳動(dòng)物類中表示不解；生活中常把食鹽稱作“鹽”，在學(xué)習(xí)“鹽”的概念時(shí)學(xué)生很快就想到食鹽（氯化鈉），而對(duì)碳酸鈣（大理石的主要成分）、碳酸氫銨（一種化肥）等物質(zhì)也是鹽類難以認(rèn)同。

由此可見(jiàn)，“前概念”中的“相異構(gòu)想”對(duì)理科學(xué)習(xí)的干擾非常大，如果教師無(wú)視學(xué)生的相異構(gòu)想，課堂中只是按照自己的教學(xué)設(shè)計(jì)而一味地給學(xué)生灌輸一些對(duì)他們來(lái)說(shuō)毫無(wú)意義的 “正確”觀點(diǎn)，即使講解得再生動(dòng)、再透徹，一段時(shí)間后學(xué)生也可能只是記住了幾個(gè)學(xué)科專業(yè)術(shù)語(yǔ)，而對(duì)概念的內(nèi)涵、外延等仍然很快就會(huì)遺忘。

三、初中生理科“前概念”中“相異構(gòu)想”的矯治策略

矯治“相異構(gòu)想”的具體方法主要是幫助學(xué)生在占有大量感性材料的基礎(chǔ)上去粗取精、去偽存真、由表及里，抓住最本質(zhì)、最能反映內(nèi)在規(guī)律的信息，以此提高學(xué)生的批判性思維品質(zhì)。

“前概念”中科學(xué)合理的部分能促進(jìn)知識(shí)的正遷移，為順利實(shí)現(xiàn)同化打好基礎(chǔ)。而“前概念”中的“相異構(gòu)想”則非但不能同化，而且相互矛盾甚至完全對(duì)立。學(xué)生必須要“破除”根深蒂固的“相異構(gòu)想”，才能達(dá)到建立科學(xué)概念，構(gòu)建與當(dāng)前知識(shí)相融合的新圖式的目的，這在心理學(xué)上稱為順應(yīng)。在理科教學(xué)中實(shí)現(xiàn)順應(yīng)的途徑很多，主要可采用以下方式進(jìn)行。

1.探明前概念。

德國(guó)多特蒙德大學(xué)南奇格爾（D·K·Nachtigall）教授認(rèn)為：我們對(duì)“前概念”了解得越多，對(duì)多維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的過(guò)程認(rèn)識(shí)越深，就越能成功地把它們轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念，也就能更有效地避免錯(cuò)誤的產(chǎn)生。在教學(xué)中，探明學(xué)生的“前概念”及其 “相異構(gòu)想”，以便有針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)、選擇教學(xué)策略、重點(diǎn)講解分析、突破疑難困惑，幫助學(xué)生形成科學(xué)概念。

探查學(xué)生“前概念”及“相異構(gòu)想”的方法很多，較易操作的如訪談法，即讓學(xué)生通過(guò)回答相關(guān)問(wèn)題暴露“前概念”。但如果需要在短時(shí)間內(nèi)且大面積地探查并掌握學(xué)生“前概念”的情況，在課前進(jìn)行相關(guān)前測(cè)是較為適宜的。而通過(guò)教學(xué)后的后測(cè)，可以反饋學(xué)生“相異構(gòu)想”的矯治效果，這是提高理科課堂教學(xué)效益的有效方法。如在滬教版九年級(jí)化學(xué)第九章第二節(jié) “新型材料的研制”一節(jié)的教學(xué)前，通過(guò)讓學(xué)生完成以下前測(cè)題，探查學(xué)生的“前概念”。

（1）是非題：

玻璃鋼就是鋼。 （ ）

制作輪胎的材料只有橡膠。 （ ）

不銹鋼是永不生銹的。 （ ）

有機(jī)玻璃就是普通玻璃。 （ ）

（2）簡(jiǎn)答題：簡(jiǎn)述一下衣服用滌綸面料做的優(yōu)缺點(diǎn)。

是非題中的四個(gè)小題，學(xué)生的錯(cuò)誤率很高，即使正確，在課后的訪談中大多數(shù)學(xué)生的回答也是通過(guò)猜測(cè)，沒(méi)有十足的把握；很多學(xué)生對(duì)簡(jiǎn)答題中的“滌綸”一詞更是第一次聽(tīng)說(shuō)。說(shuō)明學(xué)生的生活中雖然與材料密切相關(guān)，但對(duì)一些材料，尤其是新型材料所屬的類別、性能等模糊不清。基于以上分析，教師在設(shè)計(jì)本節(jié)課教學(xué)時(shí)，重點(diǎn)要把一些材料的實(shí)物展示給學(xué)生，而不僅僅是照本宣科，讓學(xué)生看看書(shū)本，讀讀教材，要讓學(xué)生在觀察、比較、探究中認(rèn)識(shí)材料、判斷類別、掌握性能。還需注意的是，要徹底轉(zhuǎn)變“相異構(gòu)想”僅靠一節(jié)課的學(xué)習(xí)還是不夠的。科學(xué)概念建立后如果得不到內(nèi)化運(yùn)用，則很容易遺忘，因此鞏固強(qiáng)化科學(xué)概念是轉(zhuǎn)變“相異構(gòu)想”的教學(xué)中不可缺少的環(huán)節(jié)。

2.引發(fā)認(rèn)知沖突。

只要將正確的觀點(diǎn)呈現(xiàn)并灌輸給學(xué)生，學(xué)生就會(huì)輕易拋棄并矯正“相異構(gòu)想”的想法是不現(xiàn)實(shí)的，也是難于達(dá)到的。教師應(yīng)在充分了解學(xué)生已有認(rèn)知的情況下，密切關(guān)注新舊知識(shí)的結(jié)合處，合理運(yùn)用學(xué)生暴露出的“相異構(gòu)想”引發(fā)認(rèn)知沖突，然后采用相應(yīng)的教學(xué)策略幫助學(xué)生修正“相異構(gòu)想”，形成科學(xué)概念。

如在學(xué)習(xí)“燃燒”一節(jié)內(nèi)容時(shí)，教師先讓學(xué)生描述在生活中見(jiàn)到的燃燒現(xiàn)象。很多學(xué)生在描述時(shí)講到生活中看到別人或者自己曾用火柴或打火機(jī)點(diǎn)燃紙張、木條等物質(zhì)，由此暴露出頭腦中“物質(zhì)燃燒時(shí)一定需要點(diǎn)燃”這一“相異構(gòu)想”。為了矯治學(xué)生的“相異構(gòu)想”，教師可設(shè)計(jì)并演示“白磷的自燃實(shí)驗(yàn)”：將一張濾紙浸泡在溶解了白磷的二硫化碳溶液中，取出濾紙，用線系在鐵架臺(tái)的鐵夾上，一段時(shí)間后，學(xué)生觀察到濾紙上有白煙冒出，同時(shí)濾紙也燃燒起來(lái)。濾紙沒(méi)有經(jīng)過(guò)點(diǎn)燃也能燃燒，這與學(xué)生頭腦中“物質(zhì)燃燒時(shí)一定需要點(diǎn)燃”的想法產(chǎn)生了強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突，學(xué)生在驚訝之余，對(duì)可燃物燃燒的條件進(jìn)行重新審視與建構(gòu)，促使他們建立科學(xué)的“燃燒條件”，并成功轉(zhuǎn)變“燃燒一定要點(diǎn)燃”的“相異構(gòu)想”。

實(shí)踐證明，要轉(zhuǎn)變學(xué)生的“相異構(gòu)想”，僅僅告訴學(xué)生正確的概念是低效的。充分運(yùn)用學(xué)生“前概念”中的“相異構(gòu)想”并引發(fā)認(rèn)知沖突，并以此作為引發(fā)學(xué)生矯正“相異構(gòu)想”、建立科學(xué)概念的契機(jī)，是一種行之有效的矯治“相異構(gòu)想”的教學(xué)策略。

3.重視探究體驗(yàn)。

研究分析發(fā)現(xiàn)，他人（特別是教師、家長(zhǎng)等）不恰當(dāng)?shù)难孕校襟w（特別是視、聽(tīng)媒體）不科學(xué)的信息，對(duì)學(xué)生形成相異構(gòu)想的影響很大。比如廣告中，為了突出某品牌礦泉水是呈現(xiàn)弱堿性這一特點(diǎn)，工作人員用手拿取pH試紙并直接將試紙投入到試樣中，這與化學(xué)實(shí)驗(yàn)中規(guī)范的操作是完全相悖的。學(xué)生聯(lián)想到生活中拿紙張，一般也是直接用手拿，所以在頭腦中很容易形成這樣的想法與做法：可以直接用手拿取pH試紙，然后投入到試樣中，觀察顏色，進(jìn)行比色，檢測(cè)溶液pH值。要矯治這種由于生活習(xí)慣而形成的“相異構(gòu)想”，動(dòng)手體驗(yàn)是一種行之有效的方法。讓學(xué)生理解不當(dāng)操作引起的后果后，讓學(xué)生用規(guī)范的動(dòng)作完成測(cè)定溶液pH值。這要比教師的講解和演示效果更為有效。

4.運(yùn)用現(xiàn)代科技。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，課堂中的教學(xué)設(shè)備、教學(xué)技術(shù)與教學(xué)手段也日趨多樣。多媒體設(shè)備、各種專業(yè)軟件、視頻動(dòng)畫等越來(lái)越多地出現(xiàn)在課堂教學(xué)中。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的運(yùn)用極大地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)難開(kāi)展定量測(cè)定的缺陷，借助數(shù)字化儀器獲得的數(shù)據(jù)與圖像，為矯治“相異構(gòu)想”提供了更加直觀、有力的證據(jù)。

矯治學(xué)生“相異構(gòu)想”是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的教學(xué)工作，采用灌輸式或結(jié)論式教學(xué)，是不可能讓學(xué)生徹底摒棄“相異構(gòu)想”，順利構(gòu)建科學(xué)概念的。在教學(xué)中應(yīng)重視學(xué)生的“前概念”，讓學(xué)生暴露出“相異構(gòu)想”，產(chǎn)生認(rèn)知沖突，同時(shí)采用多種行之有效的方法、手段和策略，才能實(shí)現(xiàn)從“相異構(gòu)想”到科學(xué)概念成功轉(zhuǎn)變的目標(biāo)。

［1］陳彥芬.學(xué)生前科學(xué)概念的特點(diǎn)及對(duì)理科教學(xué)的啟示［J］.上海教育科研，2004（10）.

［2］楊麗蓉.初中生數(shù)學(xué)前概念的調(diào)查與思考［J］.初中數(shù)學(xué)教與學(xué)，2012（06）.

［3］賈位芳.初中物理教學(xué)中轉(zhuǎn)變學(xué)生錯(cuò)誤前概念的研究［J］.教育實(shí)踐與研究，2009（19）.

［4］吳迪.前概念和相異構(gòu)想的理解及啟發(fā)［J］.物理教師，2012（08）.

［5］鄭挺誼.化學(xué)學(xué)習(xí)中前概念的解構(gòu)與轉(zhuǎn)化策略［J］.教學(xué)與管理：中學(xué)版，2014（10）.

［6］楊麗娟.初中生化學(xué)前概念及其想異構(gòu)想成因探析［D］.揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2004.

［7］李高峰.初中生物學(xué)前科學(xué)概念研究［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2011.

G633.8

A

1005-6009（2017）43-0007-03

吳良根，江蘇省蘇州市吳江區(qū)笠澤實(shí)驗(yàn)初級(jí)中學(xué)（江蘇蘇州，215200）黨支部書(shū)記，高級(jí)教師，江蘇省特級(jí)教師，蘇州市名教師，江蘇省教育學(xué)會(huì)化學(xué)教學(xué)專業(yè)委員會(huì)理事。

*本文為江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2013年度重點(diǎn)自籌課題“初中生理科‘前概念’中‘相異構(gòu)想’轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略研究”（編號(hào)：E-b/2013/007）的階段性研究成果。