巧用“前科學概念” 優化信息技術課堂教學

王佳莉

很多有經驗的教師在教學前會注意到，學生在進入課堂之前，往往對即將學習的知識會有一些個人觀點，這些觀點多數是學生在日常生活以及學習過程中積累的個體經驗，其中有些經驗可以作為新知識的生長點，但也有很多經驗是與當前的科學概念相違背的，這就是學生頭腦中的“前科學概念”。

自20世紀70年代起，國外就興起了對學生“前科學概念”的研究，筆者總結了眾多國內外關于“前科學概念”的文獻，發現有很多與“偏差認知”相關的類似表述，其中比較重要的術語主要有“偏差認知”“日常概念”“迷思概念”“教學偏差認知”“模糊概念”“相異構想”“概念框架”等。有關“前科學概念”的研究，得到了越來越多人的重視。

如何利用“前科學概念”積極的一面促進正遷移來強化信息技術學習？如何使用策略轉化“前科學概念”的負遷移促進信息技術學習？這些都是值得每一位信息技術教師思考的問題。在本文中，筆者將結合自己的教學經驗來談一談自己在教學中發現的學生存在的一些“前科學概念”，以及如何巧用“前科學概念”來優化信息技術課堂教學。

● 發現“前科學概念”，課堂中的意外收獲

1.“知識”類的前科學概念

①二進制。初一年級的學生剛剛接觸到二進制數，在此之前，學生一直接觸的是十進制數的加減乘除，一些學生對于二進制的前科學概念，可能是兩位數或者是2的倍數。

②壓縮。學生本以為壓縮后文件的容量一定會變小，但是在一次上課中，當學生壓縮較小的文本文件后，他們偶然發現文件的容量反而變大了，由此引發了學生強烈的好奇心。

③WPS表格中的公式與函數。很多學生在學習WPS表格時，不能準確地區分公式與函數，常常認為在編輯欄中輸入的公式就是函數。

④WPS演示中的模板、母版。很多學生在學習WPS演示時，會混淆模板、母版這兩個概念，這一是由于兩者在發音上相似，二是更多的時候教師讓學生過多地體驗了WPS演示提供的模板，而忽略了對母版知識的講授。

⑤動態網頁。每次在進行網頁課程的講授時，對于動態網頁這個知識點，大多數學生會從字面上去理解這個概念，認為網頁中只要有動圖（GIF動畫、SWF動畫），就是一個動態網頁。

2.“操作”類的前科學概念

①圖層。在教學PS、Flash這兩個軟件時，會涉及“圖層”這個概念，大多數情況下，學生都能理解“圖層”這個概念的含義，然而真正落實到實際操作層面，很多學生依然沒有養成先選擇相應圖層再進行操作的習慣，因此，常常會在其他無關圖層中移動目標圖層的對象。

②編程中的符號。在教學Python和VB這兩個編程軟件時，標點符號的使用是令教師十分頭痛的地方，學生常常分不清“分號”到底是不是英文半角的標點符號，因此常常會造成程序運行時報錯。

③WPS文字中如何刪除表格。在WPS文字中插入的表格，很多時候學生會發現用Delete鍵無法刪除表格，當原先表格中沒有內容時，學生會以為是Delete鍵壞了不起作用了，因此無法刪除表格。

④WPS表格中“=”的位置。在WPS表格編輯欄中輸入公式時，很多學生會將“=”寫在公式之后，如“A1+B1=”，這是由學生從數學學科帶來的知識負遷移造成的。

● 巧用策略轉變“前科學概念”，成為課堂探索的源泉

1.“知識”類前科學概念的轉變策略

很多教師在講授學生存在“前科學概念”的知識時，常常是簡單地給出正確答案。例如，在進行“二進制”知識的教學時，大多數教師會直接告訴學生計算機內部用0和1來表示二進制數，然后就進行二進制和十進制換算的教學。

對于“知識”類前科學概念的轉變策略，筆者認為從以下方面入手，可以較好地轉變“前科學概念”。

①智力游戲，啟迪思維。例如，在進行二進制教學時，可以利用“魔術猜數”游戲進行導入，由此揭密猜數游戲卡片上數字編制的方法，從而學習二進制數，這樣的方式，既吸引了學生的注意力，又啟發了學生的思維。對于“二進制”這個枯燥的知識點，如果照本宣科地向學生講授，很多學生根本毫無興趣去聽，因此，很難消除學生頭腦中的前科學概念。遇到這種學生積極性不高的知識點，如果采用游戲教學法來導入，相信能極大地提高學生的學習興趣，激發學生學習的求知欲。當然，在游戲的設置上，教師要注重游戲設計的科學性、師生間的互動性，以及游戲的趣味性。

②認知反轉，思維碰撞。例如，在數據的壓縮教授環節，在學生嘗試過壓縮可以減少容量后，再讓學生嘗試幾個壓縮后數據容量沒有變化或者反而變大的例子，由此引發學生的思維碰撞，從而順利地引入數據編碼的知識點。其中涉及的一些慣性思維的知識點，常常會有另一種答案，對于這樣的知識點，在前面講授完學生前科學概念的認知知識點后，可以用一些小例子讓學生嘗試技術實驗，通過實驗結果顛覆學生頭腦中的原有認知，產生強烈的認知沖突，讓學生不得不去修正頭腦中原有的前科學概念去迎接新概念，通過思維碰撞的過程，獲得實驗現象與理論知識相一致的觀點。

③通過直觀演示促使原理性理論知識簡單化、形象化。對于模板、母版、動態網頁等原理性的知識點，采用單刀直入的直觀性演示也是一種較好的消除前科學概念的方法。如“動態網頁”，大部分學生喜歡從字面上理解其含義，教師不妨利用直觀演示動態網頁中發布信息的方式，讓學生直觀地看到操作的過程和操作的結果，從而清晰地了解動態網頁和靜態網頁的區別，從而幫助學生更好地理解何為“動態網頁”，這樣的直觀演示消除學生前科學概念的方法，對學生大腦的刺激也會很強烈，并且信息接收較快，學生大腦中的知識儲存也更牢固。

2.“操作應用”類的“認知失衡”轉變策略

①放手讓學生嘗試出錯。例如，在編程教學中，標點符號“;”的使用一直是每一位教師感到頭痛的地方，也常常是學生屢犯屢錯的知識點，因此，在教學時筆者開始并沒有強調分號的使用狀態，當一部分學生運行后程序報錯時，筆者將出錯的學生的程序和正確的學生的程序進行截圖，投屏顯示，讓學生進行“大家來找碴兒”游戲，由此，讓學生對分號的使用產生更加深刻的印象。對于信息技術的一些知識點，直接告訴學生正確的知識，學生反而印象不深，而且面對新的知識點，學生都表現出一種躍躍欲試的心態，因此，教師不妨先不直接講解，而是讓學生在已有前科學概念的基礎上去主動探究，其探究結果必然會出現問題，教師在此時再呈現正確和錯誤這兩種答案，讓學生進行對比發現，從而加深對知識點的理解。

②預設錯誤，使之成為反思的動力。例如，在圖層教學中，筆者讓學生制作家鄉的海報，其中共涉及三種圖片摳取的方法，每一次摳取對象時，筆者故意沒有選擇對應的圖層，讓學生發現明明鼠標停留在相應的對象上進行拖動，可移動的卻是其他對象，最終讓學生發現問題的所在。在后面兩個摳取對象的操作中，筆者依然預設好這個錯誤，從而讓學生在發現問題、解決問題的過程中強化認知。在信息技術學科中，很多知識點學生在理論上已經理解了，但在實際操作時卻又呈現出操作習慣的前科學概念，如何解決這個前科學概念是值得每一位教師深思的問題。通過預設錯誤，將其展現在學生面前，由此引發學生探究發現問題，讓學生反思自身理論知識與實踐的脫節，能夠提高學生從理論知識到實踐操作的過渡能力，從而很好地解決此類知識的前科學概念。

③呈現前科學概念，強化認知。例如，在WPS表格編輯欄中輸入公式時，教師直接將數學中“=”符號的位置進行對比，同桌兩人分別嘗試“=”在公式前和公式后會產生什么樣的結果，通過對比，可以讓每一位學生強化WPS表格中“=”符號的位置。對于在WPS文字中如何刪除表格，也可采用這種方式來消除前科學概念。學生從其他學科知識帶來的前科學概念，常常會深深地影響到信息技術學科知識的掌握，當教師明確知道學生在這個知識點上存在前科學概念時，沒有必要早早地向學生透露問題的正確解決方法，而應給學生提供一個探索、對比、發現的過程，讓學生通過經歷同伴間操作結果不同的對比、發現、質疑、思考的過程，真正掌握新知識點。

總之，每一位教師都應當尊重學生已有的認知經驗，以學生的前科學概念為教學起點，利用相應的策略巧妙引導學生將原有的概念同新學習的概念密切聯系起來，使學生的前科學概念成為課堂教學的亮點，只有這樣才能使我們的信息技術課堂更加精彩紛呈。

參考文獻：

[1]王靖，董玉琦.高中學生信息技術學習中的概念轉變調查[J].遠程教育雜志，2013（11）.

[2]張麗霞.“信息技術”課程教學中挑起“認知失衡”的策略[J].電化教育研究，2009（12）.

[3]時延嬌.基于信息技術課程培養初中生信息素養的教學策略研究——以新疆巴州地區為例[D].西安：陜西師范大學，2012.

[4]馬龍.技術實驗讓信息技術課堂更富魅力[J].中小學信息技術教育，2017（01）.

[5]周麗麗.例談信息技術理論知識活動化教學策略[J].中國信息技術教育，2019（22）.

本文為江蘇省教育學會“十三五”教育科研規劃2016年度重點課題“高中生信息技術學習中的前科學概念研究”（課題批號：16B21N3ZJ7）的研究成果。