搭建通往科學(xué)概念的“橋”

魯菊

摘 要： 科學(xué)學(xué)習(xí)過程就是將錯誤或模糊不清的前概念轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念的過程。為了讓學(xué)生從前概念的“此岸”到達科學(xué)概念的“彼岸”，教師要通過引發(fā)學(xué)生的認知沖突和利用類比方法，為學(xué)生搭建通往科學(xué)概念的“橋”。

關(guān)鍵詞： 前概念 科學(xué)概念 認知沖突

兒童從一出生就開始對世界進行探索，隨著年齡增長，他們在各自生活環(huán)境中，通過感知各種現(xiàn)象，并結(jié)合到自身實踐中，逐步形成對各種事物的理解，這就是前概念。這些前概念有些不夠完整，有些含糊不清，有些甚至是錯誤的。但在學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)時起著重要作用，因為科學(xué)概念的形成和建立是以前概念為基礎(chǔ)的。如果把科學(xué)學(xué)習(xí)比喻成“過河”，學(xué)生的前概念就相當(dāng)于“此岸”，而“彼岸”就是學(xué)生建構(gòu)的科學(xué)概念。如何讓學(xué)生從“此岸”到達“彼岸”，轉(zhuǎn)變前概念，需要教師為學(xué)生搭建通往科學(xué)概念的“橋”。

一、利用類比方法，搭建完善模糊概念的“橋”

學(xué)生的有些前概念與科學(xué)概念并不相悖，只是不完整或模糊不清，教學(xué)中運用類比方法將新概念與認知結(jié)構(gòu)中現(xiàn)存的前概念相聯(lián)系，從而獲得科學(xué)概念。類比推理的教學(xué)表征及學(xué)習(xí)方法是利用邏輯推理的思考形式，把尋常、熟悉的事物（類比對象）類比到異常、未知的事物（研究對象），然后依據(jù)兩個對象之間存在某種相類似事物關(guān)系，從已知對象具有的某種性質(zhì)推出未知對象具有相應(yīng)的性質(zhì)。

在電磁鐵一課的教學(xué)中，學(xué)生的基本學(xué)情是：大部分學(xué)生對電和磁鐵的性質(zhì)掌握較好（因為本單元中先進行了簡單電路和磁鐵的教學(xué)）；一部分學(xué)生已經(jīng)形成電磁鐵相對原始、不夠準(zhǔn)確的初始概念；少數(shù)學(xué)生容易將電磁鐵與磁鐵等同認識（因為電磁鐵和磁鐵有很多相同性質(zhì)，且一字之差），形成對錯糾結(jié)的電磁鐵前概念。所以學(xué)習(xí)電磁鐵科學(xué)概念前，學(xué)生對電、磁鐵、電磁鐵這些概念已經(jīng)形成自己的認識，這些就是本課教學(xué)的生長點。所以教學(xué)中通過調(diào)動、整理學(xué)生的這些前概念，與科學(xué)概念之間形成連接，從而完善前概念形成科學(xué)概念。

二、引發(fā)認知沖突，搭建轉(zhuǎn)變錯誤概念的“橋”

錯誤的前概念有時很頑固，不容易轉(zhuǎn)變，阻礙學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念。如何讓學(xué)生對自己原有概念感到不滿呢？需要引發(fā)學(xué)生認知上的不平衡，也就是引發(fā)科學(xué)概念與學(xué)生前概念之間的矛盾，讓學(xué)生意識到自己已有概念無法解釋眼前現(xiàn)象或問題時，必須對自己已有概念進行反思，經(jīng)歷思想上的斗爭，從而建構(gòu)新的概念。

1.利用演示，引發(fā)沖突。

很多科學(xué)原理、科學(xué)概念是很抽象的知識，學(xué)生不容易理解。通過實物演示、圖片演示、實驗演示等方法，給學(xué)生呈現(xiàn)形象的教學(xué)情境，當(dāng)這些教學(xué)情境與學(xué)生已有概念之間存在矛盾時，沖突就產(chǎn)生。

神奇的水一課中，要學(xué)生了解很多有關(guān)水的特點，如表面張力、溶解、毛細現(xiàn)象，這些都是很抽象的科學(xué)概念，如果僅僅通過講授的方法，學(xué)生肯定不能理解。通過有趣的演示實驗，引導(dǎo)學(xué)生對實驗進行預(yù)測，并與實驗現(xiàn)象進行比較，從而引發(fā)認知沖突，進行科學(xué)概念的有效教學(xué)。

如教學(xué)表面張力時，課的開始向?qū)W生出示一杯裝滿水的杯子，教師拿出一個回形針，問：“老師這里有個回形針，如果我把它放到這杯水的表面，猜一猜會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？”學(xué)生都會回答是沉到水底，但實驗結(jié)果是回形針漂在水面上。這與學(xué)生的預(yù)測產(chǎn)生極大的反差，沖擊學(xué)生的前概念，矛盾沖突就產(chǎn)生。接著學(xué)生自然會思考：這是為什么，是什么原因造成的，這樣學(xué)生就踏上建構(gòu)科學(xué)概念的橋。

2.親歷探究，引發(fā)沖突。

學(xué)生在頭腦中形成的錯誤前概念往往是根深蒂固的，僅僅通過說教的方式往往很難轉(zhuǎn)變，必須讓學(xué)生經(jīng)歷一系列有思維參與的科學(xué)探究活動，把握事物的本質(zhì)特征，這樣才能形成科學(xué)概念。

如在研究影響種子萌發(fā)條件的教學(xué)中，問題提出后，學(xué)生會提出很多猜測，如水、溫度、陽光和土壤等。影響種子萌發(fā)的條件是水、空氣和溫度，其他猜測都是錯誤的。學(xué)生面對這么多猜測時，肯定會思考哪些猜測是正確的。這時，教師適度引導(dǎo)，讓學(xué)生通過設(shè)計實驗驗證他們的猜想；最后通過對比實驗結(jié)果和猜測之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)兩者的不同，從而引發(fā)認知沖突，實現(xiàn)概念的轉(zhuǎn)變。

3.交流質(zhì)疑，引發(fā)沖突。

由于每個學(xué)生的生活經(jīng)歷、認知水平不同，他們頭腦中形成的前概念是有差異的，并且有他們認為正確的證據(jù)做支撐。這時通過師生、生生之間的交流和質(zhì)疑，激起學(xué)生思維之間的碰撞，從而引發(fā)認知沖突，為建構(gòu)科學(xué)概念搭建橋梁。

如在探究聲音是怎樣產(chǎn)生的一課中，大部分學(xué)生都認為聲音是由于物體受到碰撞、敲擊、摩擦等產(chǎn)生的，不能真正理解聲音是由于物體振動產(chǎn)生的。實際教學(xué)中，學(xué)生運用實驗材料發(fā)出不同聲音后，學(xué)生的確提出撞擊、摩擦等產(chǎn)生聲音的各種觀點。這時教師不要急于否定學(xué)生的想法，可以把學(xué)生的想法一一羅列出來。然后，提出質(zhì)疑：“大家提出了這么多觀點，但解釋聲音產(chǎn)生的原因卻只有一個。那哪個觀點是正確的，哪些觀點是錯誤的呢？”通過分析，他們發(fā)現(xiàn)每一種觀點只能解釋一部分現(xiàn)象。如敲擊只能解釋敲擊物體，卻不能解釋彈橡皮筋和鋼尺，吹瓶子等。經(jīng)過這樣質(zhì)疑，學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己已有的概念有問題，認知沖突由此產(chǎn)生。

另外，認知沖突的產(chǎn)生與學(xué)生學(xué)習(xí)動機和態(tài)度有密切關(guān)系，那些對學(xué)習(xí)漠不關(guān)心的學(xué)生是很難產(chǎn)生認知沖突的，所以教學(xué)中教師要努力調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和積極性。

當(dāng)前，重視和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)概念，是科學(xué)課發(fā)展的必然趨勢。但學(xué)生在形成科學(xué)概念的過程中會遇到種種困難，需要教師給予恰當(dāng)支持和幫助，為學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念“搭橋鋪路”。