“前概念”指導下的中小學科學課堂教學研究

作者簡介：夏頻頻（1985～），女，漢族，江蘇太倉人，太倉市沙溪鎮岳王學校，研究方向：中小學科學學科課程銜接。

摘? 要：小學科學課程肩負著學生科學啟蒙及與初中物理、化學、生物、地理課程銜接的使命，因此在小學科學課堂教學內容的選擇和掌控上，要結合不同的學情妥善處理好“深與淺”“寬與窄”的關系。通過對“前概念”的應用的實施有效實現初中相關學科與小學科學的對接，是消除“斷鏈”的有效手段。文章以小學“食物”單元中《食物中的營養》一課為例，學生對“食物”“營養”的前概念可以作為本課教學的起點。

關鍵詞：前概念；小初銜接；起點

中圖分類號：G424??? 文獻標識碼：A??? 文章編號：1673-8918（2024）10-0020-04

一、 關于前概念

在接受正式的科學教育前，學生已經觀察過豐富的自然科學現象，并有著自己獨特的過程體驗，這種相對原始、不夠精確的具有個體差異的初始概念就叫作前概念。而科學概念（Scientific oncepts）是組織起來構成的系統的科學知識，可以表達為科學現象、科學定律、科學理論、科學假說等。

前概念在學生的科學學習中起到了不可估量的作用。新概念的形成往往是建立在它的前概念基礎之上。當學生對該知識點的前概念與實際需要建立的科學概念接近時，學生就會覺得非常容易；相反的，當學生對該知識點的前概念與實際需要建立的科學概念相距甚遠時，他們就會覺得很難；甚至有的時候學生錯誤概念會影響正確的科學概念的建立。所以在實際的科學教學中，教師完全可以好好利用學生既有的前概念展開教學，讓課堂有的放矢。

義務教育學段是青少年學生人生的“拔節孕穗期”，教育必須貫穿于從兒童到少年再到青年的整個過程，最需要精心引導和栽培。然而，義務教育長期以來在育人過程中卻存在一個突出的問題：學段間、課程間內容過度重復，學段間銜接性不高，中小學教師“各管一段”“背靠背”教學。文章將以小學、初中段“食物”單元為例，闡述前概念在中小學科學課程銜接中的應用。

二、 前概念在小學科學課堂中的應用

《食物中的營養》一課是教科版小學科學四年級上冊《食物》單元的第五課，在《食物》單元中，所研究的“食物”，是人類生存的基本保障，為人類提供了生長發育所需的營養，也為人類提供了生命活動所需的能量。本單元前四課的目的在于幫助學生建立自身需求與食物、營養之間的關系。從第五課開始，學生將站在健康生活的角度，關注食物的不同變化以及這種變化與健康的關系。教材通過一系列的研究活動，讓學生在了解人體生命活動需要營養，從而建立均衡膳食的概念；讓學生關注食物與人體生命活動之間密不可分的關系；讓學生發現食物自身會發生奇妙的變化，感受事物與事物之間存在的聯系。

本課是《食物》單元的第五課，本課的活動將學生由“我們吃什么”的問題引入到“食物提供了什么營養”上來，最終將豐富的食物與豐富的營養之間建立聯系，為后面的均衡膳食概念的構建作好準備。

本課的內容為“食物中的營養”，而“食物”作為人類生存的必要保障，學生每天都在接觸，加上四年級學生在三年級科學學習的基礎上，已具有一定的科學知識和基本的實驗操作技能，并且已經初步具備了上網瀏覽學習的能力。學生已經能知道人們一天需要吃很多不同的食物，并從中獲得營養來保持身體健康，但學生對營養的種類和對人體的作用還不夠清楚。

而學生對前概念的了解程度，直接影響課堂教學的側重點。如果學生對營養一無所知，那教學的起點就是介紹六大營養物質，而后才是其作用及鑒定方法；如果學生對六大營養物質已經足夠了解，那么教學的起點就是營養物質的作用及鑒定。所以在課堂教學中我對學生關于營養的前概念做了一次簡單的前概念測試。

本課的教學需要讓學生構建的正確的科學概念為：

1. 人體所需的營養是從食物中獲得的。

2. 食物中的營養主要有六大類：蛋白質、糖類、脂肪、維生素、礦物質和水。

3. 通過實驗和查閱資料能辨別食物中是否含有淀粉、蛋白質和脂肪。

4. 了解六大營養物質的代表食物及作用，感受到營養和人體生命活動關系。

提問（了解學生的前概念）需要學生建立的科學概念學生的前概念

1. 人為什么需要吃各種各樣的食物1. 人體所需的營養是從食物中獲得的人吃各種各樣的食物是為了從食物中獲取營養。（學生的前概念完全正確，能了解到食物提供營養）

2. 你知道食物中有哪些營養物質2. 六大營養物質：蛋白質、糖類、脂肪、維生素、礦物質和水脂肪、蛋白質、礦物質與維生素（學生的前概念不完整，對營養的種類了解不全面，只能了解部分營養）

3. 米飯、瘦肉、肥肉、花生、面包、雞蛋、青菜、胡蘿卜這是平時我們常見的8種食物，你覺得它們中間含有剛才提到的哪種營養呢？填入對應的營養成分后面3. 了解六大營養物質的代表食物脂肪：瘦肉、肥肉、面包蛋白質：雞蛋、花生礦物質和維生素：青菜、維生素、面包、花生（學生對哪些食物中存在哪些營養是不甚了解，其前概念是不完整的，甚至有部分是錯誤的）

前測的三個問題其實分別對應了本課需要建立的三個科學概念，而學生的答案體現了學生的了前概念。從第一個問題可以看出他們對營養已經有了簡單的認知，知道營養來源于食物。這部分的科學概念學生已然建立，在教學中不必多說。第二個問題可以看出他們知道部分營養成分，但不全面。這部分的科學概念在學生的頭腦中已有雛形，且這個雛形是正確的，所以在教學中教師只要對學生的認知加以引導固化便能幫助學生形成完整正確的科學概念。第三個問題暴露出他們的前概念的錯誤，對不同食物的營養成分學生的理解是有錯誤的，可見這部分的科學概念超出了學生目前的認知，是需要教師在課堂上重點指導，幫助學生建立正確的科學概念的。

在分析學生前概念的基礎上，教師在教學中確定了具體的教學流程：

視頻（介紹維生素和礦物質的作用及存在于哪些食物）→前概念測試（了解學生對除維生素和礦物質以外營養物質的認知水平）→實驗探究，辨別成分，了解作用→后測（了解學生對課堂知識的掌握情況）→歸納整理，拓展延伸。

（說明：四年級學生在語文教材中出現了課文《維生素的故事》，所以關于維生素和礦物質的內容即使不在科學課上進行教學，學生已然了解，所以在課堂上直接可以作為導入的環節，可視為學生已知的固有知識，亦可歸于學生的前概念。）

整堂課的教學的出發點和立足點都在于學生的前概念（圖1），學生認為瘦肉、肥肉、雞蛋、面包中含有脂肪；米飯、面包、雞蛋、花生中含有蛋白質；青菜、維生素、花生中含有礦物質和維生素。在此基礎上進行科學探究，學生通過將食物在白紙上按壓有無油漬的方法鑒定脂肪的存在，從而糾正了前概念中雞蛋和面包的錯誤歸類；通過酒精燈加熱的方法鑒定蛋白質的存在，從而糾正前概念中蛋白質代表食物的錯誤分類；利用碘酒遇到淀粉會變色的特性，發現了新的營養成分——淀粉（糖類）以及補充水在人體中的作用，從而補充了前概念的缺失，最終建立科學的概念（圖2）。

整個教學的過程其實是以學生的前概念為教學的起點，前概念是學生學習新概念的基礎，通常也被稱為“前科學概念”，是指在日常生活經驗積累的基礎上形成的概念。因其受個人知識經驗的局限，因此通常具有主觀色彩。而學生學習的過程就是從主觀的局限性的認知轉變為客觀的真實的探究的過程，在此過程中逐步建立科學概念。所以教師在教學時一定要從學生的前概念出發，作為課堂教與學的起點，遵循從簡單到復雜、由易到難的教學規律，幫助學生建立正確的科學概念。對學生的前概念教師要予以充分地尊重，對學生不完善的前概念進行補充；對一些“不科學”的前概念，教師要設計探究活動，讓學生親自發現自己前概念中的錯誤之處，加以糾正，最終形正確的科學概念。

三、 前概念在小初科學課程銜接中的應用

眾所周知，小學科學課程的內容包括物質科學、生命科學、地球與宇宙科學、技術與工程4個領域，涉及了生物學、物理、化學、地理的相關知識，進入初中后被具體分為初中生物學、初中物理、初中化學、初中地理4個學科。

通過比較教科版小學《科學》與蘇科版七年級《生物學》教材及上教版九年級化學教材內容的分析發現：七年級生物《飲食與營養》，九年級化學第8章“食物中的有機化合物”第2節《糖類? 油脂》和小學科學《食物中的營養》一課有較大的重合，因此小學《食物中的營養》和初中生物學、初中化學的相關內容就可以作為中小學課程銜接的切入點。

眾所周知，小學階段教師大多采用大循環的教學模式，對各年段學生的能力水平、科學認知、教材特點的了解比較透徹。以《食物中的營養》這一課為例，由于學生、教師沒有發生變化，教師能比較順利地開展課堂教學。而對中學教師而言，學生由小學步入中學，教師對他們的能力水平和科學認知一無所知，在執教中小學知識銜接點的內容時，可以基于教材非常嚴謹地進行分析解讀，卻只能無奈地基于自身教學經驗來進行不嚴謹的學情分析。此時，“前概念”的應用就能幫助教師掌握學生的學情，很好地解決初中教學起點的問題。以“食物中的營養”這一知識點為例比較中小學教材，其知識目標和實驗內容，如表1所示：

通過比較上表中小學科學及初中生物學的兩節課后不難發現，從知識目標的角度出發小學及初中都有關于食物中的六大營養物質包含蛋白質、糖類、脂肪、維生素、礦物質和水，并且需要掌握這六大營養物質的主要作用。因此，中學教師在執教時，可以設計一些相關知識的測驗，檢查學生的知識掌握情況，以此作為教學的起點進行鞏固。而從實驗內容的角度出發，中小學都采用了白紙按壓的方法來鑒定油脂，采用利用碘液來鑒定食物中的淀粉，利用加熱來鑒定蛋白質的存在。這部分的知識就可以作為中學教學的起點，這樣就能避免浪費時間。而利用酒精燈燃燒干的小麥種子來獲得無機鹽的方法以及高錳酸鉀溶液與維生素C的反應，是學生完全沒有接觸過的。教師就可以用前面節約下來的時間進行重點探究，在此基礎上再讓學生為一家設計合理的三餐，這樣更符合“學以致用”的教學宗旨。

事實上，這一點也體現在初中《生物學》“營養物質的作用”中，這部分內容就是小學“食物中的營養”的提升；小學《科學》同單元第六課“營養要均衡”一課與初中七年級“合理的膳食”又有非常相似的教學點；小學同單元第七八兩課分別是“食物在口腔里的變化”和“食物在身體里的旅行”，這與初中《生物學》七年級“人體對食物的消化與吸收”又有著千絲萬縷的聯系。

學生在小學階段建立起的科學概念即為中學生（七年級生）對該知識的前概念，如果在中學的課堂教學中引入“前概念”的理念，在課堂教學中，有意識地測試一下學生的前概念作為中學課堂教學的起點，即學生正確的前概念不必深入探討，這樣學生前概念模糊的或者錯誤的內容就有了足夠的時間進行課堂探究，從而在中學的生物學課堂上建立正確且更完善的科學概念。

同理，初中九年級化學學科的教材中也有關于“食物中的營養”的相關知識點。那么九年級的化學課完全可以通過“課前小練”來了解學生在小學階段科學學習以及中學七年級生物課上掌握相關知識的“前概念”，以此確定九年級化學課的教學起點。

小學階段主要側重于實驗現象的觀察活動，中學側重于通過現象發現其本質及規律，并在其基礎上對知識技能、情感態度價值觀各個方面有了更深層次的要求。可以說，中學課程是在小學課程的基礎上復習鞏固并拓展延伸，這也和不同階段的學生發展能力相符。

四、 結論

前概念是學生學習新概念的基礎，合理利用“前概念”對中小學科學課堂進行設計，能夠很好地解決小初課程銜接中對教學內容“深與淺”“寬與窄”的把控，合理設置教學起點，對學生生物科學素養的建立定可以做到有的放矢、事半功倍。

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.義務教育小學科學課程標準（2017年版）［S］.北京：北京師范大學出版社，2017.

［2］義務教育初中科學課程標準解讀［M］.北京：高等教育出版社，2013.

［3］徐建芳.淺談中小學科學教學銜接［J］.中國論文網，2015.

［4］夏克瑜.知曉學生“前概念”? 設置課堂教學策略——初中《科學》課堂教學“前概念”利用的初探［J］.新課程學習，2014（2）：58-59.

［5］張月蘭.用實驗干預學生前概念的教學探討——以“物體的浮與沉”教學為案例［J］.物理教師，2014（3）：29-30，35.