小學科學課堂教學中的前概念及其轉化

應從祥

摘要：概念教學是小學科學課堂教學中的重要內容。學生在走進課堂之前對周圍的世界有著自己的理解和認識，這種以個體經驗為基礎形成的主觀認識稱為前概念。前概念的轉化需要設法在學生已有認知充分暴露的基礎上，借助轉化理論策略才能有效實現。

關鍵詞：前概念；小學科學；課堂教學；概念轉化

中圖分類號：G623 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094（2017）05B-0022-04

美國心理學家奧蘇伯爾曾經說過，假如讓我把全部教育心理學僅僅歸結為一條原理的話，那么一言以蔽之，影響學習最重要的因素就是學習者已經知道了什么，要探明這一點，并據此進行教學。在小學科學教學中，學生已有的生活經驗和知識基礎對學生學習的影響也是極其重要的。我們強調了解學情，就是要求教師課前準確把握學生的已有和已知，找到學生的最近發展區，以此為基礎提高課堂教學效率，促進學生最大化發展。概念教學是小學科學教學中的重要內容。學生的科學概念一般都是從前概念開始轉化、發展而來。

一、學生前概念的定義及特點

一般認為，學生在系統學習自然科學課程之前，頭腦并非一片空白，他們在日常生活里對客觀世界中的各種現象、事物已經形成了自己的看法，并在無形中養成了獨特的思維方式。學生帶著已有知識、技能、信仰和概念走進課堂，這些概念通常有別于科學概念，統稱為前科學概念，簡稱前概念。學生的前概念形成，主要是基于日常生活的感知而積累的經驗、作出的解釋，因此，這種概念的形成具有情境性，缺乏系統性，常常不精確，甚至是錯誤的，具體來說具有如下特點。

1.經驗性。前概念的形成往往基于經驗而非科學邏輯推論，所以經驗性是前概念的首要特征。經驗又因人而異，因此前概念又具有差異性，不同的人具有不同的前概念。課堂上面對同一個實驗或同一個生活現象，學生會產生不同的認識或解釋，就是因為每個學生都嘗試以自己的方式、經驗來“觀察”實驗或“解釋”現象。

2.普遍性。前概念是學生對周圍世界自己的理解和解釋，是他（她）自己的“理論”。前概念在學生中，乃至成人中都是普遍存在的。科學研究顯示，兒童出生以后，在不會說話以前，就具有分類和形成概念的能力。研究表明，孩子出生時，最初觀看人臉和猴子面孔是沒有區別的。嬰兒長到9個月時，看人的面部就會比看猴子面孔的反應要快，說明這個時候孩子已經形成了對“人”的概念。

3.非連續性。同一名學生面對同一現象有時會有不同看法，甚至是相互矛盾的解釋，他會在兩種解釋之間搖擺，不同時段他的解釋可能也不相同，這就是因為學生對概念缺乏連貫性，這在低中年級學生中表現尤為突出。

4.頑固性。前概念是個人經過長時間的經驗累積而形成，在一定的范圍內可能得到合理的解釋，因此，持有者往往深信不疑，一經形成就具有很大的穩定性且能廣泛遷移。比如學生通過書本認識到，地球是球體，但在私下個別交流時卻又經常把地球描述成“扁平”狀，因為學生受經驗影響，很難想象球狀地球的下方或兩側如何能讓人或物站立。有時兒童雖然被灌輸了科學概念，但對其理解還是停留在前概念。

學生的前概念形成由來已久，有對有錯，正確分析學生的前概念才能更好地轉化為科學概念。有學者把前概念分為兩類，一類是不需要作原則性改變的，只需要在原有概念基礎上加以擴充的概念，即將新知識的納入補充到原有知識體系，通過積累的方式使這些知識發生變化。這類前概念，新知識與原有知識之間基本是一致的，只需豐富完善即可，如分類的概念就屬于此類。另一類前概念本身就是錯誤的或者與科學概念有本質差異，需要對它作原則性糾正，即需要幫助學生對對立的理解作出調整修訂，比如對空氣的認識，許多學生認為空氣是沒有質量的。

前一類前概念轉化起來較容易實現，而后一種情況則會遇到較大的阻力，因為它先入為主與科學概念不吻合，將阻礙學生科學概念的形成。概念轉化主要就是針對后一種情況。即個體在面臨與原有經驗不一致的信息時，對現有的理解、解釋作出的調整、改造，因此概念轉化的過程就是認知沖突的引發及其解決的過程。

二、了解學生前概念的方法

前概念普遍存在，它是學生認知的起點，是學生探究學習的基礎和生長點。我們在教學中無視學生的前概念存在，就違背了以學生為本的教學理念，違反了教學規律，不利于學生的學習。所以幫助學生建構科學概念，首先要了解學生的前概念，在辨識的基礎上充實、完善或者糾正、轉化學生的前概念。了解前概念有多種方法，最常使用的有以下幾種方法。

1.訪談法

通過設置輕松的談話環境，深入了解學生的前概念。比如《把固體放入水中》（蘇教版小學科學三下）一課研究物體的沉浮，教師可以在課堂導入環節通過談話了解學生對物體沉浮概念的認識。

教師通過實物展臺出示：木塊、橡皮塊、鐵釘、回形針、玻璃彈珠、樹葉、蠟燭、石塊、蘋果，然后提問，如果將它們全部放入水中，結果會怎樣？

生：有的沉有的浮。

師：你能具體說說哪些會沉？哪些會浮？能說明你的理由嗎？請先將你的預測在記錄紙上用“↑”“↓”來表示沉浮，不能確定的，寫“不確定”，寫好后思考理由，等會兒匯報。

生預測記錄后匯報。

生1：螺帽、石塊、玻璃彈珠肯定沉，因為它們比較重。回形針也會沉，因為它是金屬做的。木塊會浮，因為它是木頭的，輕。

生2：橡皮塊也會沉，因為它重，蘋果會浮，因為我看到過。

生3：蠟塊不確定，因為蠟燭有點輕也有點重。

通過這樣的訪談，可以了解到大多數學生真實的想法，將他們對沉浮概念的原認識暴露出來，預測記錄反映了每個學生的判斷，便于同后面的實驗結果比對，幫助學生發現自己對沉浮現象理解的偏差。

2.問卷調查

問卷調查法一般采用選擇、判斷、問題簡答的方式進行，該方法能準確探查每位個體的前概念情況，是運用極為廣泛的一種探查方法。

調查的內容如何設置，這是相當有講究的。當然要抓住本單元主要概念，所以教師調查前要詳細研讀課標、教材，在準確把握教學目標的基礎上研制調查問卷。比如某教師團隊圍繞“天氣”設計調查問卷，調查組先找到課標中有關“天氣”具體內容標準和蘇教版小學《科學》教材中有關概念，分析其概念關系，完成概念圖，以此為基礎，制定調查問卷。

3.繪制圖畫

有些知識具有抽象性，讓學生用語言描述比較困難，可采用繪圖的方法，通過圖示也是一種很好的暴露學生前概念的方法，所以圖示法也是一種運用非常廣泛的方法。

比如《簡單電路》（蘇教版小學科學五上）一課最主要的概念是“電路是一個回路”，要讓學生構建電路的“回路”概念，首先要了解學生在學習之前的經驗和認識，然后才能有針對性地幫助學生構建新的概念，所以一位老師設置了這樣一個示意圖（圖1），讓學生添加導線（連線）讓小燈泡亮起來。

學生前概念的了解一般都放在課前，放在課堂上的話則都在導入階段，從設置問題情境開始。

三、轉化學生前概念的策略

概念轉變理論指出，真正轉化概念需要滿足四個條件：學習者對當前概念產生不滿，學生只有感到自己的某個概念失去了作用，才可能改變原有概念；新概念的可理解性，學習者要懂得新概念的真正意義；新概念的合理性，新概念與個體所接受的其他概念、信息相互一致，而不是相互沖突；新概念的有效性，個體應看到新概念對自己的價值，它能解決其他途徑不能解決的問題。

下面以教科版科學四年級上冊《點亮小燈泡》一課為例，我們來看看這位老師是如何從學生的前概念入手幫助學生理解“閉合電路”這一核心概念的。

1.課前調查。有一個燈泡一節電池兩根導線，怎么連接可以讓小燈泡亮起來？要求學生以圖示的方法連接，教師全班統計。根據概念轉化的條件，教師在設計教學環節時，就要從學生認知角度，讓學生經歷體驗科學概念建構的完整過程，真正轉化學生頭腦中根深蒂固的原始想法。

2.課始構建概念。出示學生連接方式匯總圖：這是課前大家認為可以點亮小燈泡的連接方式，請你逐個地試一試，哪些可以點亮，哪些不可以？因為都是學生自己的原始想法，學生本能的探究欲被激發，動手的過程也是操作技能得以訓練的過程。學生匯報結果后出示圖2和圖3，引發思考：為什么圖2的連法不行，這是引發學生在比較中形成認知沖突。學生在交流中形成共識：圖2沒有形成回路，點亮小燈泡必須要在回路中。出示圖4和圖5并提問：這兩種連法都用到了兩個導線，應該形成回路了，為什么圖4不行？學生再思考再討論。這是進一步引導學生做深層次思考，圖4雖形成了回路，但電流沒有通過燈泡仍然不能讓燈泡發光，這時介紹燈泡的內部結構，出示圖6，學生對回路的認識更加深刻。

3.探索。只給你一根導線，你有辦法讓小燈泡亮起來嗎？把連接方法畫出來。此環節是對前面回路概念的鞏固和運用，學生有了前面的思考和探索，有了回路的概念，運用就不成問題，僅用一根導線，學生必然要考慮如何讓電流從電池的一端出去，回到另一端，就要考慮并用到金屬的導電性，為后面導體絕緣體學習打下一定基礎，學生此環節中的創新想法不斷閃現。

4.檢測拓展。出示圖7，分析哪些連接方法能讓小燈泡亮起來？學生能準確判斷，表明學生的回路概念已完全建立，從學生的前概念出發，學生的比較、分析、實證思維、創新思維得到訓練和提升。[1]

考慮到兒童的認知特點，某些概念在小學階段不給嚴謹的科學概念，更多的是結合情境和具體現象用孩子能理解的語言進行描述，這樣的概念在小學蘇教版科學教材中大量存在。比如“摩擦力”“能量”“遺傳”等概念。摩擦力（蘇教版四下）是指“一個物體在另一個物體表面運動時，在兩個物體的接觸面上會產生一種阻礙物體運動的力，這種力叫摩擦力。”在這一教學內容中，雖然提到如何增大或減小摩擦力，但仍然不講授靜摩擦、滾動摩擦、滑動摩擦等概念。能量（蘇教版六下）的定義是“能夠使物體‘工作或運動的本領。”這樣的概念甚至有擬人化的闡述。但這里的能量屬于物理學范疇，決不能與政治語境中的能量混淆，比如同社會上流行的正能量、負能量發生聯系，則是錯誤的。遺傳（蘇教版六下）是指“子女與父母之間一般或多或少地保持著一些相似的特征，這種現象成為遺傳。”字面就不夠嚴謹，因為遺傳現象不僅存在于人類，遺傳和變異是生物普遍存在的特性，但這樣的描述性語言，在特定的情境下學生容易理解，隨著后續學習的深入，學生對遺傳概念的建構會更完整、科學。需要強調的是，教師在課堂上不給出嚴密的完整的概念，不等于教師可以有隨意性，甚至有錯誤的解釋或定義。就算做不到準確，但一定要保證正確。

科學概念并非靜止不變的，科學是開放的，科學概念在科學研究中不斷被修正和深化。學生的科學概念，也是在學生成長過程中，在學校教學和個人思維發展相互作用下，逐步建構起來，某種程度上，教學的意義、教師的作用就是幫助學生逐步完善或糾正前概念，逐步形成科學的概念體系，不斷增強科學素養。

參考文獻：

[1]聞蓉美.讓概念建構與思維能力協調發展[J].科學課，2016（1）.

責任編輯：趙赟