科學教學中促使學生前概念轉化為科學概念的策略

周雪

摘要：科學概念是組成科學知識的基本要素之一，是科學知識結構的基礎。學生在學習科學概念之前，已經通過日常生活中的觀察和實踐，獲得了一些經驗性的概念，這些概念有時與科學概念存在沖突，有時不夠準確。通過轉化前概念，可以幫助學生擺脫錯誤的想法，建立正確的科學觀念，提高他們的科學素養。教學中，教師可以從創設科學情境，建立概念聯系；引發認知沖突，促進概念轉化；注重生活體驗，生成科學概念；鼓勵科學閱讀，拓展科學概念這四個方面，探索促進學生前概念轉化的教學策略，為學生構建準確的科學概念提供可靠的保障。

關鍵詞：前概念；科學概念；轉化；構建

學生在學習科學概念之前，就已經對日常生活中的事物和現象有了自己的理解和認識，獲得了相關科學概念的初步經驗。通常我們把這些經驗型的概念稱為前科學概念（又稱為前概念）。這些先入為主的概念對學生概念的學習有相當大的干擾，也是科學概念教學的難點所在。那么，如何將學生前概念有效地轉化為科學概念呢？下面筆者結合教學實踐，探索促使學生前概念轉化為科學概念的策略。

一、創設科學情境，建立概念聯系

科學情境是一種科學學習的氛圍。建構主義學習理論認為：學習是學生主動的建構活動，應與一定的情境相聯系。在真實情境下進行學習，可以使學生利用原有的知識和經驗同化當前要學習的新知識。這樣獲取的知識不但便于保持，而且容易遷移到新的問題情境中。這就要求教師在教學中要創設真實且有吸引力的科學情境，激發學生的學習興趣和探究熱情，幫助學生將前概念與科學概念聯系起來，促使學生將新的知識納入到已有的認知結構中，置身于科學情境中，將模糊的前概念升華與轉化，從而促進對科學概念的主動建構。

（一）創設趣味情境，喚醒前概念

在小學科學教學中，教師可創設生動、有趣的教學情境，把科學現象巧妙地融入教學情境中，使學生在輕松的環境中喚醒前概念，為后續科學概念的構建奠定基礎。

例如，在教學蘇教版科學教材一年級下冊“形形色色的動物”時，教師可以創設有趣的謎語情境，引導學生模仿動物的叫聲猜動物，也可以看動物的局部猜動物。通過猜謎、模仿等形式增加課堂的趣味性。這樣，在引導學生抓住動物的主要特征并加以描述的過程中，喚醒了學生對動物認識的前概念，為接下來學習動物的主要特征這一教學目標做好了鋪墊。

（二）創設問題情境，了解前概念

問題是思維的起點，是促進學生學習的動力。在小學科學課堂教學中，有意識地創設鮮活的問題情境，能夠幫助教師更好地了解學生前概念，激起學生獲取新知識的愿望和興趣。教師再乘機引導學生進入新知探究情境，形成新的認知，從而提高小學科學課堂教學的實效。

例如，在教學蘇教版科學教材四年級上冊“點亮小燈泡”一課時，教師在課前已經了解到四年級的學生對電與電路的認識并不是一片空白，他們在生活中接觸過一些用電器，也可能嘗試操作過用電池做電源的電動玩具，但是他們還沒有形成對電路的科學認識，不清楚用電器必須形成一個閉合回路才能工作。在教學過程中，教師可以創設問題情境：“你們知道手電筒里有什么能夠使小燈泡亮起來嗎？ 猜一猜，手電筒是怎么工作的？”在這一環節中，教師不需要對學生的猜測進行正確與否的判斷，重點在于了解學生前概念中存在的問題及知識掌握程度，調動學生的探究欲望，為接下來的學習做鋪墊。

（三）創設游戲情境，尊重前概念

創設有效的游戲情境，讓學生在輕松愉快的游戲中學習，能夠激發他們的探究興趣，保持并提高學習科學的積極性。所以，在科學課堂教學中，教師可以根據學生的認知情況和教材內容，創設能激發學生興趣的游戲環節，引發學生積極探究的心理。

例如，在教學蘇教版科學教材二年級下冊“磁鐵的磁力”一課時，在導入環節，教師可精心創設“釣魚比賽”游戲：比一比誰能最先釣起水槽里面的這6條小魚？選擇不同小組的2名同學，然后請獲勝者談談他的釣魚技巧。在學生回答的過程中，有的學生說魚竿上有“吸鐵石”。對于學生的前概念，教師要給予充分尊重，不能武斷地否定掉一些錯誤的前概念。教師順勢引出，原來秘密藏在釣竿上，釣竿的前面裝了“吸鐵石”，實際上這個“吸鐵石”是它的昵稱，它還有個科學的名字——磁鐵。我們就是靠磁鐵的吸力把魚釣上來的，進而導入新課。

當教師尊重學生的前概念時，學生會感到自己的思考和探索得到了認可，從而更加愿意參與到科學概念的構建中。在逐步轉變觀念的過程中，學生的批判性思維、分析性思維和創造性思維等也不斷地建立起來。

（四）創設實驗情境，遷移前概念

科學是一門以實驗為基礎的學科，用實驗創設情境，有其得天獨厚的學科優勢。實驗能夠培養學生的創新精神，提高學生的探究能力，提升學生的科學素養。在科學教學中創設有趣的實驗情境，引導學生在動手操作的過程中去發現科學的奧秘，不僅鍛煉了他們的動手操作能力，也有助于他們理解抽象的科學知識和原理。在科學課上，教師可以創設實驗情境，為學生提供充分的親歷過程，使學生的前概念在動手操作中得到遷移和升華，從而構建系統的科學概念。

例如，在教學蘇教版科學教材三年級下冊“金屬”一課時，實驗教學目標是探究金屬有光澤、導熱性、延展性等性質。在學生的前概念里，對于金屬的性質比較模糊，知道金銀銅是有光澤的；只知道金屬能夠導熱，但是不知道各種金屬的導熱強度；不知道什么是“延展性”。教師創設探究實驗，以鋁、鐵、銅三種金屬為例引導學生進行探究。通過“磨一磨，觀察金屬表面”“摸一摸，感受溫度變化”“錘一錘，觀察金屬一端”這三個實驗活動，學生在探究過程中遷移并構建前概念，從而形成對金屬性質的科學認識。

二、借助認知沖突，促進概念轉化

認知沖突是指學生的原有認知結構與所學新知識之間相互對立的矛盾。科學概念與前科學概念可能一致，也可能沖突。當科學概念和前概念一致時，學生的探究活動往往氣氛活躍，發言積極，容易達到目標；反之，學生的前概念則會干擾科學概念的構建。只有體驗到認知沖突，學生才能感受到已有概念的不足，認識到替換或調整已有概念的必要性，并試圖通過探究來調整自己的認知結構，從而達到認知的發展。教師可以通過觀察體驗、呈現反例、探究實踐等手段引發學生的認知沖突，讓學生認識到他們原有的認知存在偏差，從而產生學習新概念的動機。

（一）觀察體驗，直面認知沖突

觀察體驗是一種通過直接觀察和感受來獲取知識和培養能力的過程。在這個過程中，學生可以親身經歷事件的發生和發展，從而對知識有更深入的理解。學生在生活中得到的很多觀念是直觀的，卻又是模糊的、片段的，甚至是前后矛盾的。這個時候，教師可以引導學生近距離觀察，通過了解事實修正前概念。

例如，在教學蘇教版科學教材一年級下冊“水是什么樣的”一課時，關于水的顏色，有的學生說：“水是白色的。”可以看出，一年級的學生對無色和白色還沒有形成科學的概念。因此，在教學過程中，教師可以引導學生用牛奶和水進行對比觀察，直觀地感受水是無色的。這與學生前概念發生了沖突。通過觀察對比，教師糾正了學生錯誤的前概念，學生也更清楚地理解科學中的“白色”和“無色”是兩個不同的概念，從而有效地構建了新的科學概念。

（二）呈現反例，產生認知沖突

學生的前概念是他們在日常生活和學習中積累的經驗和知識，有些前概念是正確的，但有些前概念可能是錯誤的或片面的。呈現反例可以讓學生意識到自己原有的認知存在不足或錯誤之處，從而產生認知沖突。當學生遇到與自己認知相反的例子時，他們會開始思考和反思自己的觀點，探究反例所揭示的更深層次的意義。這個過程可以幫助學生糾正錯誤的觀念，完善片面的認知，從而將前概念轉化為更科學、更準確的科學概念。

例如，在教學蘇教版科學教材四年級上冊“浮力”探究“下沉的物體在水中是否受到浮力”時，在學生的前概念中可能認為下沉的物體在水中不受浮力。在探究過程中，教師可以呈現反例：用彈簧測力計測一測。如果浸沒在水中的石塊受到浮力，測力計的讀數會發生變化嗎？進而引導學生動手實踐。通過實踐探究，學生發現石塊在水中時彈簧測力計的讀數比在空氣中的讀數小。所以，沉在水中的物體受到了浮力。這個反例引發了學生的認知沖突，他們開始思考和探究這個現象產生的原因。通過討論和探究，學生可以理解“在水中的物體不論沉浮，都受到水的浮力”這一科學概念。

呈現反例可以促進學生的前概念轉化和認知發展。教師在教學中可以適時地引入反例，引導學生進行深入思考和探究，幫助他們建立正確的科學概念。

（三）探究實踐，引發認知沖突

探究實踐是一種通過觀察、實驗、討論和反思等方式來探究問題、獲取知識和培養能力的過程。在這個過程中，學生可以親身經歷科學探究的過程，從而對科學概念和原理有更深入的理解。同時，探究實踐還可以引發學生的認知沖突，幫助他們糾正錯誤的觀念，完善片面的認知。當學生在探究實踐中遇到與自己認知不符的現象或結果時，他們需要進行深入的思考和探究，以解決認知沖突。這個過程可以促進學生對科學概念和原理的深入理解，幫助他們將前概念轉化為更科學、更準確的科學概念。

例如，在教學蘇教版科學教材三年級上冊“人的呼吸”一課時，大多數學生知道人體的呼吸器官有鼻子和肺。在教學過程中，教師用實物講解和視頻演示幫助學生了解人體的呼吸器官有鼻腔、咽、喉、氣管、支氣管、肺，以及這些器官是如何工作的。通過學習，教師更正了學生模糊的前概念。如此，學生也更科學地認識了人體的呼吸器官，有效構建科學概念。

又如，在探究植物的生長條件時，學生可能會發現植物在黑暗的環境中仍然可以生長，這與他們原有的認知“植物需要陽光才能生長”相沖突。通過探究實踐，學生可以觀察到植物在黑暗環境中的生長情況，并討論和探究植物生長的條件。這個過程可以幫助學生理解植物的生長不僅需要陽光，還需要水分、土壤和空氣中的二氧化碳等條件。

利用探究實踐引發認知沖突可以促進學生的前概念轉化和認知發展。教師在教學中可以為學生提供探究實踐的機會，引導他們進行深入思考和探究，幫助他們建立正確的科學概念。

三、注重生活體驗，生成科學概念

生活體驗是指人們經歷了一些事情，就有了在經歷中的感受以及事后悟出明白的道理。這樣的體驗一般會在下次遇到相同的事情或看到類似的事情知道問題的緣由，也會再次去思考如何處理這樣的事情。科學本身是來源于生活的，教師要充分了解學生的生活經驗以及他們對生活中有關科學知識熟悉程度，有針對性地建立生活化科學教學情境；也可以從身邊收集實驗材料，引導學生進行生活化的探究，激發學生回憶曾經經歷過的事物，并通過這些經歷過的生活經驗生成科學概念。

例如，在教學蘇教版科學教材三年級下冊“植物開花了”一課時，由于學生了解生活中見到過的一些花，知道花蕊有雄蕊和雌蕊之分，但是對于雄蕊和雌蕊的樣子和特征，他們認識得比較模糊。因此，在教學過程中，教師可設置觀察各種各樣的花的活動，引導學生借助生活基礎，對雌蕊和雄蕊外形特征進行細致觀察，進而生成科學概念。這樣應用生活經驗，將課堂與生活相連接，使生活中有價值的素材充實到課堂。

又如，六年級上冊“制作汽水”一課，學生對制作汽水很感興趣，而檸檬、白糖、水、小蘇打這四種制作汽水材料生活中很常見。于是，教師引導學生從身邊取材，通過探究生成科學概念。

教師可從生活入手提出問題，從問題出發逐步挖掘，逐步引申出更多值得探究的問題，使科學課堂充滿智慧和趣味，也使科學教學蘊含更深層的現實意義。

四、鼓勵科學閱讀，拓展科學概念

很多學生雖然天生對科學探究充滿興趣，但是對科學閱讀卻比較盲目，也不夠重視。科學教師可以推薦給學生有意義的、生動有趣的科學讀本，提升學生科學閱讀的興趣，在潛移默化中拓展學生的科學概念。

例如，在教學蘇教版科學教材四年級下冊第三單元“昆蟲”時，很多學生知道昆蟲是地球上種類最多、數量最大的動物群體，是一個名副其實的龐大“家族”。并且，學生大多有捕蝴蝶、捉蜻蜓、養螞蟻的經歷，他們對昆蟲并不陌生。但是，對昆蟲的共同特征及其在生命周期內的變化，學生的認知卻存在著模糊和不確定。本單元教學中，教師可以“昆蟲”為題，引導學生通過觀察、飼養、實驗探究等活動，充分調動多種感官，將動手與動腦結合起來，形成清晰、完整的昆蟲概念。教師可以借此機會推薦學生閱讀法布爾的《昆蟲記》，并推薦幾種適合四年級學生閱讀的版本，讓學生在學習科學知識的同時，進一步探究昆蟲的生命活動和生命周期，拓展科學概念。

科學教師不僅要認清學生前概念的存在，還要充分重視學生前概念的轉化。備課時，教師要充分了解學生的已有經驗和認知水平，抓住學生認知和思維的基點。上課時，教師要用有效的策略來轉化學生的前概念。課后，教師要及時反思學生是否在前概念的基礎上有所生成，促使科學探究更加簡約高效，進而提高學生的科學素養和學習效果。

參考文獻：

［1］張玉玲.怎么克服前概念的不利影響［J］.決策探索，2010（12）.

［2］蔡鐵權，姜旭英，胡攻.概念轉變的科學教學［M］.教育科學出版，2009（3）.

［3］馬建坤.淺析學生前科學概念研究的價值［J］.科學課，2008（3）.

［4］姚正東.為轉變“概念”而教［J］.小學科學·教師，2015（7）.

［5］趙爾俠.兒童科學前概念的分析與轉化對策［J］.科教導刊，2010（2）.

［6］陳心華.科學素養視域下科學課程概念建構策略［J］.小學教學參考，2022（9）.

［7］李蕓萱.基于前概念的低年段小學生科學概念建構研究［J］.小學科學（教師版），2019（3）.

（責任編輯：楊強）