基于前概念的初中科學探究式教學設計的實踐研究

陳林飛

【摘要】本文在對前概念進行探索的過程中，一方面要知道其具體的概念，另一方面還需要對其形成的背景等進行分析，從而能夠更加科學的對前概念和科學概念進行類型的劃分，在此基礎上，本文以《指南針為什么能指方向》為研究對象，深入探討前概念問題，只有這樣才能夠更好的突破前概念的關鍵點，實現概念的順利轉化。

【關鍵詞】磁；探究；前概念；科學概念

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2017）10-0134-03

一、問題的提出

本文所出現的“前概念”，指的是：在接觸科學領域的概念和理論學習之前，學生從日常生活經驗和學校實踐課程當中，所形成的對外界事物感知的看法和觀點（不論其正確與否）。部分前概念與科學概念是一致的，然而其特征之處在于“缺乏嚴謹科學的表達”，為了方便接下來的研究闡述，筆者將其統稱為“樸素概念”；而還有部分概念與科學概念背道而馳，筆者將其稱之為“相異概念”。對前概念進行探索過程中，一方面要知道其具體的概念，另一方面還需要對其形成的背景等進行分析，以便對前概念和科學概念的類型進行劃分，進而更好的突破前概念的關鍵點，實現概念的順利轉化。課程標準是教材與教學的出發點和歸宿。結合中小學科學課程標準中所規定的“具體內容標準”，筆者對浙教版中小學科學教科書進行了統計分析，分析結果表明：“生命世界”、“物質世界”以及“地球與宇宙”銜接率分別達到了89.80%、89.70%和72.5%，而目前所使用的初中科學教材與小學科學課程銜接方面，還普遍存在重復、連貫性差等多方面的問題。

二、案例分析—以《指南針為什么能指方向》為例

【學習目標】

1.借助于具體的實驗，進一步分析磁體的含義，最終得到磁體和磁性的含義；

2.讓學生通過學習后，知道磁性的分布情況；

3.學生通過具體實驗，對磁體間的相互作用有更深一步的了解；

4.懂得什么是磁化；

5.對磁體的應用情況有所掌握。

【先學任務】

卷首語：親愛的同學：請你在課前完成以下預學作業，在完成預學作業時，可以翻閱課本，也可以查閱其他教輔資料。

意圖：八年級對磁已有所了解，可以采取先學后教，主動學習的模式。

任務一：我們平時玩的吸鐵石能吸引哪些物體，而哪些物體又是不能吸引的？

意圖：讓學生結合自己日常生活經驗推測磁體能吸引哪些物質，從而引導學生進行思考。

任務二：吸鐵石與吸鐵石之間相互靠近會產生什么樣的效果？

意圖：使學生產生探究問題的欲望，實現點題的目的。

任務三：通過自己看書解釋磁體、磁極、磁化的概念。

意圖：使學生在課前對磁體的有關概念進行了解，為課堂教學打下基礎。

【教學預設與教學現場】

環節一：預習交流

『教學預設』學生：以小組為單位，采用站立形式，通過組內交流來進行，每個學生發言完畢后自行入座，當該組所有學生落座完畢后，組內交流結束。交流過程中，發言人和記錄人各一人，發言時，學生逐個進行。在交流過程中，需要特別注意記錄交流過程中的疑慮問題，然后向老師或者是其他組的同學請教。

教師：要注意對各小組進行巡視，要認真聽取學生交流內容，及時掌握他們的學習情況，并且在獎勵板塊上寫上各組的“小展示”分數。如果小組全體學生均參與，則可以得到6分，每有一人沒參與，則扣除一分。

『教學現場』

學生起立，教師對各小組的交流情況進行巡視。

其中一小組交流片段

組長：今天現由同學1進行發言，同學2進行具體記錄

同學1：吸鐵石能吸引所有的金屬，如鐵、銅等。

同學3：1的觀點是錯誤的，吸鐵石只能吸引鐵，其他金屬則不行。

同學4：其他金屬也能被吸引的，如5毛錢的銅制硬幣能夠被吸引。

另一小組交流片段

發言學生：1、吸鐵石能吸引鐵等金屬，但是木塊，紙等不能被吸引。2、吸鐵石與吸鐵石之間會出現“同性相斥，異性相吸”的現象。

組內學生最終形成了共識，并將觀點進行記錄。

……

交流完畢后，教師分配小組展示任務。

【反思】在預習交流活動過程中，以下幾點是需要認真去思考的：

1.部分學生未認真思考，參與積極低，為此，教師應當做到精煉、濃縮、可行，提高學生參與的積極性。

2.通過交流發現，學生對磁鐵的認識也存在很多問題，這表明學生學情的多樣化，作為教師，在課前預設時，必須認真考慮這一因素，要更加認真、仔細。

3.有些學生之所以在交流中發表了錯誤的觀點，是因為他們沒有認真預習，因此，需要進行適當的引導。

環節二：預習展示1

『教學預設』

對預習任務一進行小組展示，證明磁鐵能夠吸引的物體種類，并且有各組派出進行展示。作為教師，應當進行旁聽，在必要情況下進行指導。

『教學現場』

展示學生：我很高興代表本組對任務一進行展示……

補充學生：磁體除了吸引鐵，還能吸引鎳等部分物質。

教師發問詢問其他同學有沒有補充意見，對于發表補充意見的學生要及時加分。

如果沒有學生提出疑問，則教師要對其進行評分。

教師歸納：同學的猜想具有一定的道理，具體是否正確，大家通過探究來進行驗證。

環節三：合作探究1。

『教學預設』

提供以下器材，探究磁體能吸引什么？

活動1：器材：條形磁鐵、木塊、銅塊、鐵塊、塑料、鎳等endprint

現象1：能被磁鐵吸引的物質有___________________________________。

結論1：能夠吸引______、______、______的性質叫做磁性。

具有______的物體叫磁體。磁鐵按形狀可分為______磁鐵，______磁鐵等。

意圖：使學生通過實踐探索掌握知識，提高學生的探索精神和能力。

『教學現場』

所有小組均參與探索。

展示小組：能被磁體吸引的物質是……

探索過程中學生會提出疑問，教師則負責進行解釋。

【反思】

展示過程中，教師不需要對學生的能力有疑慮，要放手讓學生自己去探索，并且及時引導學生。

環節四：預習展示2

『教學預設』

對預習任務二進行小組展示，了解磁極的概念和磁極間的作用規律，其他同上。

『教學現場』

展示學生：磁體有兩個磁極，分別是N極和S極，存在“同性相斥，異性相吸”的規律。

其他同學對這個“同性和異性”的字眼感到很敏感。

反駁學生：“同性和異性”是不對的，要說是同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引。

其他同學認為這種說法正確，對于反駁學生要進行加分。

教師：大家討論后發現磁極間的作用規律，下面借助于實驗來進行驗證！

環節五：合作探究2

『教學預設』

提供以下活動方案，要求學生先認真閱讀方案，然后進行探究實驗。

活動2：將小磁針靜止，用磁鐵靠近但不接觸，觀察它的運動情況，從而對磁極間的相互作用規律進行仔細分析。

結論2：由3和2可得，同名磁極間互相_______________________________，

由4和1可得，異名磁極間互相______________________________________。

意圖：完成先學后教的目的，將課堂交給學生，提高學生參與的積極性，體現新課標的理念要求。

『教學現場』

學生進行操作并得出了具體的結論，部分同學的結論存在差異。

展示學生：一邊演示，一邊講解，得出同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引的結論。

反駁學生：我們通過實驗發現S極與S極互相吸引，S極與N極互相排斥，因此，同名磁極互相吸引，異名磁極互相排斥。

教師：大家對XX組“同名磁極互相吸引，異名磁極互相排斥”是怎么看待的？

學生：我認為他們的磁極存在問題。

教師：那如何進行驗證呢？

學生：讓小磁針轉動后靜止，然后看指向就知道其真實的磁極。

教師：試驗中存在不同的情況，確實是因為部分磁針粘在一起被磁化了，如此才得出了不同的結論，大家可以自行尋找原因。

很久之后，學生還是沒有找到具體的原因。

教師提示：條形磁鐵靠近小磁針的時候，差不多接觸在一起，但是方案要求不能接觸，因此，可能這就是問題產生的原因。

學生：確實是靠的太近，導致小磁針被磁化。

教師深入設疑：磁體靠近鐵棒是磁體吸引鐵棒還是鐵棒吸引磁體？鐵棒被磁化后也有磁極嗎？磁極的情況如何？……

【反思】

實驗與活動能夠培養學生的探究力，教師應當發揮駕駑課堂的能力，培養學生的探究和自學能力。

三、前概念教學的實施步驟

在具體教學過程中，教師應當要把握教學重點。總體來說，磁化的轉化、磁極間的相互作用是教學的重點，同時也是難點。

1.提取前概念：①學生回顧已知的磁知識，提取前概念（包括樸素概念和相異概念）。②讓學生利用現有的實驗器材對需要區別的金屬加以區分，從而辨別磁鐵和鐵棒。在實驗探究過程中，學生暴露出錯誤前概念（相異概念）的原因主要包括：①缺乏對知識的總結；②知識理解的錯誤。他們僅僅懂得磁鐵能夠吸引鐵，但是不知道思考其中的原因。針對這一系列的問題，教師必須要把握教學重點，以鼓勵并引導學生進行思考，讓學生懂得如果會出現相互排斥的情況，則說明兩個物體都是磁體。

2.建立認知沖突：要讓學生慢慢鞏固同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引等概念。學生在實驗中，用強磁鐵的N（S）端靠近（幾乎接觸）小磁針的N（S）端，結果出現先排斥，后小磁針又瞬間和強磁鐵的同名磁極吸引在了一起。此時，學生表示不理解，教師及時引導他們進行分析討論。

3.建構科學概念：教師要讓學生對磁相互吸引的不同情況之間的聯系進行分析，讓學生思考鐵能否變成磁鐵。教師要讓學生探討以下幾個方面的問題：①鐵棒被磁鐵吸引的根本原因是什么。②磁化鐵棒的磁體的磁極與軟鐵棒被磁化后的磁極之間有什么關系。學生對上述問題進行思考之后，就會對磁鐵的概念以及磁化的概念有更深入的了解。

4.深化概念理解：教師還需要進一步引導學生分析靠近強磁鐵的小磁針先被排斥，后被吸引的原因，從而深化學生對概念的理解。

5.反思與評價：教師引導學生反思概念轉化的過程，讓要學生認識到概念的學習不光是要進行記憶，還必須挖掘其內涵和外延。

四、前概念教學結果反思及應用對策

（一）前概念教學結果反思

學生以前就接觸過“磁”的性質，并且明白兩端磁性最強。通過教學過程發現，學生對磁鐵的認知誤區即“相異概念”主要體現在：①磁鐵能吸引鐵，但鐵不能吸引磁鐵。②能吸引磁鐵的金屬必須是具有磁性的磁體。③學生缺乏磁化的概念。

從教學過程來分析，學生對“磁”的概念是有所了解的，他們也知道磁鐵和鐵之間的可以相互吸引等等。因此，在教學過程中，首先是通過一定的探究方式讓學生回顧磁的概念，將教學的重心放在“磁極間的相互作用”和“磁化”上。磁化是學生前概念之外的概念，因此，在教學過程中，必須要將其作為重要知識點來進行講解。endprint

筆者在教學過程中，把“小磁針靠近強磁體先被排斥，再被吸引”從練習題搬到了實驗展示臺，使得學生在實驗過程中加深對“磁”概念的理解。從最終的效果來分析，上述概念轉化的教學方式充分考慮了學生的思維習慣和接受能力，使得學生對科學概念有了更深入的理解，從而在學習過程中，能夠更好的構建科學概念，進而促進學生建構知識和解決問題的能力得到有效的提升。

（二）前概念教學在初中科學中的應用對策

1.揭示、分析學生的前概念

并不是每一個學生都愿意將自己的前概念毫無保留的在教師或同學面前暴露出來。前概念畢竟是學生私人化的想法，或多或少都很天真、樸素甚至錯誤。學生會害怕自己的前概念被教師或同學知道以后，會遭到教師或同學的嘲笑和輕視，這樣會令學生產生自卑感，削弱學生的自信心。在這種情況下揭示學生的前概念，對于學生的學習并無益處。因此，在揭示學生的前概念之前，教師必須對學生介紹前概念的相關知識，使學生明白不僅是自己，其他同學，甚至教師、科學家都曾有過不盡正確的前概念，持有前概念不僅是正常而普遍的現象，而且前概念還是自己在學習中可加以利用的寶貴資源。教師要在班級中營造民主自由的風氣，學生之間尊重彼此的觀點，他人的觀點即使與自己不同，也具有一定的價值甚至比自己的觀點更有價值。另外，教師還要使學生對科學概念做出正確的認識，科學概念也不是絕對的永恒的真理，科學概念只是現時代的暫時的真理，可能隨著人類認識的深化，科學概念還會做出相應的修改。在這樣的前提之下，揭示學生的前概念并允許學生之間相互評論前概念才不會有太大的危險。

2.制定、實施相應的教學策略

事實上，揭示學生的前概念以后，不僅要對其進行理性分析，還需展開針對性的課堂教學內容實施。教師需要把握好課堂教學目標，在此基礎上制定與之相適應的教學策略，將可能出現的情況全部考慮到位，制定多個針對性的策略場景，以免出現應對不及的問題。假如在課堂教學當中，真的出現一些沒有考慮到的意外狀況，教師也應當及時反應，具體情況具體分析，快速改變教學實踐方案。對于開放式探究性學習來說，實際上是很難做到完全掌握學生所有探究方案的，此時更需要教師具有極強的反應能力和豐富的教學經驗以隨機應變地調整自己的教學方案，提高學生建構科學概念和解決問題的能力。

參考文獻

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