小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中的前概念及其轉(zhuǎn)化

應(yīng)從祥

摘要：概念教學(xué)是小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中的重要內(nèi)容。學(xué)生在走進(jìn)課堂之前對(duì)周圍的世界有著自己的理解和認(rèn)識(shí)，這種以個(gè)體經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)形成的主觀認(rèn)識(shí)稱為前概念。前概念的轉(zhuǎn)化需要設(shè)法在學(xué)生已有認(rèn)知充分暴露的基礎(chǔ)上，借助轉(zhuǎn)化理論策略才能有效實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：前概念；小學(xué)科學(xué)；課堂教學(xué)；概念轉(zhuǎn)化

中圖分類號(hào)：G623 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-9094（2017）05B-0022-04

美國(guó)心理學(xué)家奧蘇伯爾曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，假如讓我把全部教育心理學(xué)僅僅歸結(jié)為一條原理的話，那么一言以蔽之，影響學(xué)習(xí)最重要的因素就是學(xué)習(xí)者已經(jīng)知道了什么，要探明這一點(diǎn)，并據(jù)此進(jìn)行教學(xué)。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)基礎(chǔ)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的影響也是極其重要的。我們強(qiáng)調(diào)了解學(xué)情，就是要求教師課前準(zhǔn)確把握學(xué)生的已有和已知，找到學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，以此為基礎(chǔ)提高課堂教學(xué)效率，促進(jìn)學(xué)生最大化發(fā)展。概念教學(xué)是小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的重要內(nèi)容。學(xué)生的科學(xué)概念一般都是從前概念開始轉(zhuǎn)化、發(fā)展而來(lái)。

一、學(xué)生前概念的定義及特點(diǎn)

一般認(rèn)為，學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)自然科學(xué)課程之前，頭腦并非一片空白，他們?cè)谌粘Ｉ罾飳?duì)客觀世界中的各種現(xiàn)象、事物已經(jīng)形成了自己的看法，并在無(wú)形中養(yǎng)成了獨(dú)特的思維方式。學(xué)生帶著已有知識(shí)、技能、信仰和概念走進(jìn)課堂，這些概念通常有別于科學(xué)概念，統(tǒng)稱為前科學(xué)概念，簡(jiǎn)稱前概念。學(xué)生的前概念形成，主要是基于日常生活的感知而積累的經(jīng)驗(yàn)、作出的解釋，因此，這種概念的形成具有情境性，缺乏系統(tǒng)性，常常不精確，甚至是錯(cuò)誤的，具體來(lái)說(shuō)具有如下特點(diǎn)。

1.經(jīng)驗(yàn)性。前概念的形成往往基于經(jīng)驗(yàn)而非科學(xué)邏輯推論，所以經(jīng)驗(yàn)性是前概念的首要特征。經(jīng)驗(yàn)又因人而異，因此前概念又具有差異性，不同的人具有不同的前概念。課堂上面對(duì)同一個(gè)實(shí)驗(yàn)或同一個(gè)生活現(xiàn)象，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生不同的認(rèn)識(shí)或解釋，就是因?yàn)槊總€(gè)學(xué)生都嘗試以自己的方式、經(jīng)驗(yàn)來(lái)“觀察”實(shí)驗(yàn)或“解釋”現(xiàn)象。

2.普遍性。前概念是學(xué)生對(duì)周圍世界自己的理解和解釋，是他（她）自己的“理論”。前概念在學(xué)生中，乃至成人中都是普遍存在的?？茖W(xué)研究顯示，兒童出生以后，在不會(huì)說(shuō)話以前，就具有分類和形成概念的能力。研究表明，孩子出生時(shí)，最初觀看人臉和猴子面孔是沒有區(qū)別的。嬰兒長(zhǎng)到9個(gè)月時(shí)，看人的面部就會(huì)比看猴子面孔的反應(yīng)要快，說(shuō)明這個(gè)時(shí)候孩子已經(jīng)形成了對(duì)“人”的概念。

3.非連續(xù)性。同一名學(xué)生面對(duì)同一現(xiàn)象有時(shí)會(huì)有不同看法，甚至是相互矛盾的解釋，他會(huì)在兩種解釋之間搖擺，不同時(shí)段他的解釋可能也不相同，這就是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)概念缺乏連貫性，這在低中年級(jí)學(xué)生中表現(xiàn)尤為突出。

4.頑固性。前概念是個(gè)人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)累積而形成，在一定的范圍內(nèi)可能得到合理的解釋，因此，持有者往往深信不疑，一經(jīng)形成就具有很大的穩(wěn)定性且能廣泛遷移。比如學(xué)生通過(guò)書本認(rèn)識(shí)到，地球是球體，但在私下個(gè)別交流時(shí)卻又經(jīng)常把地球描述成“扁平”狀，因?yàn)閷W(xué)生受經(jīng)驗(yàn)影響，很難想象球狀地球的下方或兩側(cè)如何能讓人或物站立。有時(shí)兒童雖然被灌輸了科學(xué)概念，但對(duì)其理解還是停留在前概念。

學(xué)生的前概念形成由來(lái)已久，有對(duì)有錯(cuò)，正確分析學(xué)生的前概念才能更好地轉(zhuǎn)化為科學(xué)概念。有學(xué)者把前概念分為兩類，一類是不需要作原則性改變的，只需要在原有概念基礎(chǔ)上加以擴(kuò)充的概念，即將新知識(shí)的納入補(bǔ)充到原有知識(shí)體系，通過(guò)積累的方式使這些知識(shí)發(fā)生變化。這類前概念，新知識(shí)與原有知識(shí)之間基本是一致的，只需豐富完善即可，如分類的概念就屬于此類。另一類前概念本身就是錯(cuò)誤的或者與科學(xué)概念有本質(zhì)差異，需要對(duì)它作原則性糾正，即需要幫助學(xué)生對(duì)對(duì)立的理解作出調(diào)整修訂，比如對(duì)空氣的認(rèn)識(shí)，許多學(xué)生認(rèn)為空氣是沒有質(zhì)量的。

前一類前概念轉(zhuǎn)化起來(lái)較容易實(shí)現(xiàn)，而后一種情況則會(huì)遇到較大的阻力，因?yàn)樗热霝橹髋c科學(xué)概念不吻合，將阻礙學(xué)生科學(xué)概念的形成。概念轉(zhuǎn)化主要就是針對(duì)后一種情況。即個(gè)體在面臨與原有經(jīng)驗(yàn)不一致的信息時(shí)，對(duì)現(xiàn)有的理解、解釋作出的調(diào)整、改造，因此概念轉(zhuǎn)化的過(guò)程就是認(rèn)知沖突的引發(fā)及其解決的過(guò)程。

二、了解學(xué)生前概念的方法

前概念普遍存在，它是學(xué)生認(rèn)知的起點(diǎn)，是學(xué)生探究學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和生長(zhǎng)點(diǎn)。我們?cè)诮虒W(xué)中無(wú)視學(xué)生的前概念存在，就違背了以學(xué)生為本的教學(xué)理念，違反了教學(xué)規(guī)律，不利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。所以幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念，首先要了解學(xué)生的前概念，在辨識(shí)的基礎(chǔ)上充實(shí)、完善或者糾正、轉(zhuǎn)化學(xué)生的前概念。了解前概念有多種方法，最常使用的有以下幾種方法。

1.訪談法

通過(guò)設(shè)置輕松的談話環(huán)境，深入了解學(xué)生的前概念。比如《把固體放入水中》（蘇教版小學(xué)科學(xué)三下）一課研究物體的沉浮，教師可以在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)通過(guò)談話了解學(xué)生對(duì)物體沉浮概念的認(rèn)識(shí)。

教師通過(guò)實(shí)物展臺(tái)出示：木塊、橡皮塊、鐵釘、回形針、玻璃彈珠、樹葉、蠟燭、石塊、蘋果，然后提問，如果將它們?nèi)糠湃胨?，結(jié)果會(huì)怎樣？

生：有的沉有的浮。

師：你能具體說(shuō)說(shuō)哪些會(huì)沉？哪些會(huì)?。磕苷f(shuō)明你的理由嗎？請(qǐng)先將你的預(yù)測(cè)在記錄紙上用“↑”“↓”來(lái)表示沉浮，不能確定的，寫“不確定”，寫好后思考理由，等會(huì)兒匯報(bào)。

生預(yù)測(cè)記錄后匯報(bào)。

生1：螺帽、石塊、玻璃彈珠肯定沉，因?yàn)樗鼈儽容^重?；匦吾樢矔?huì)沉，因?yàn)樗墙饘僮龅?。木塊會(huì)浮，因?yàn)樗悄绢^的，輕。

生2：橡皮塊也會(huì)沉，因?yàn)樗兀O果會(huì)浮，因?yàn)槲铱吹竭^(guò)。

生3：蠟塊不確定，因?yàn)橄灎T有點(diǎn)輕也有點(diǎn)重。

通過(guò)這樣的訪談，可以了解到大多數(shù)學(xué)生真實(shí)的想法，將他們對(duì)沉浮概念的原認(rèn)識(shí)暴露出來(lái)，預(yù)測(cè)記錄反映了每個(gè)學(xué)生的判斷，便于同后面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比對(duì)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己對(duì)沉浮現(xiàn)象理解的偏差。

2.問卷調(diào)查

問卷調(diào)查法一般采用選擇、判斷、問題簡(jiǎn)答的方式進(jìn)行，該方法能準(zhǔn)確探查每位個(gè)體的前概念情況，是運(yùn)用極為廣泛的一種探查方法。

調(diào)查的內(nèi)容如何設(shè)置，這是相當(dāng)有講究的。當(dāng)然要抓住本單元主要概念，所以教師調(diào)查前要詳細(xì)研讀課標(biāo)、教材，在準(zhǔn)確把握教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上研制調(diào)查問卷。比如某教師團(tuán)隊(duì)圍繞“天氣”設(shè)計(jì)調(diào)查問卷，調(diào)查組先找到課標(biāo)中有關(guān)“天氣”具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)和蘇教版小學(xué)《科學(xué)》教材中有關(guān)概念，分析其概念關(guān)系，完成概念圖，以此為基礎(chǔ)，制定調(diào)查問卷。

3.繪制圖畫

有些知識(shí)具有抽象性，讓學(xué)生用語(yǔ)言描述比較困難，可采用繪圖的方法，通過(guò)圖示也是一種很好的暴露學(xué)生前概念的方法，所以圖示法也是一種運(yùn)用非常廣泛的方法。

比如《簡(jiǎn)單電路》（蘇教版小學(xué)科學(xué)五上）一課最主要的概念是“電路是一個(gè)回路”，要讓學(xué)生構(gòu)建電路的“回路”概念，首先要了解學(xué)生在學(xué)習(xí)之前的經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)，然后才能有針對(duì)性地幫助學(xué)生構(gòu)建新的概念，所以一位老師設(shè)置了這樣一個(gè)示意圖（圖1），讓學(xué)生添加導(dǎo)線（連線）讓小燈泡亮起來(lái)。

學(xué)生前概念的了解一般都放在課前，放在課堂上的話則都在導(dǎo)入階段，從設(shè)置問題情境開始。

三、轉(zhuǎn)化學(xué)生前概念的策略

概念轉(zhuǎn)變理論指出，真正轉(zhuǎn)化概念需要滿足四個(gè)條件：學(xué)習(xí)者對(duì)當(dāng)前概念產(chǎn)生不滿，學(xué)生只有感到自己的某個(gè)概念失去了作用，才可能改變?cè)懈拍?；新概念的可理解性，學(xué)習(xí)者要懂得新概念的真正意義；新概念的合理性，新概念與個(gè)體所接受的其他概念、信息相互一致，而不是相互沖突；新概念的有效性，個(gè)體應(yīng)看到新概念對(duì)自己的價(jià)值，它能解決其他途徑不能解決的問題。

下面以教科版科學(xué)四年級(jí)上冊(cè)《點(diǎn)亮小燈泡》一課為例，我們來(lái)看看這位老師是如何從學(xué)生的前概念入手幫助學(xué)生理解“閉合電路”這一核心概念的。

1.課前調(diào)查。有一個(gè)燈泡一節(jié)電池兩根導(dǎo)線，怎么連接可以讓小燈泡亮起來(lái)？要求學(xué)生以圖示的方法連接，教師全班統(tǒng)計(jì)。根據(jù)概念轉(zhuǎn)化的條件，教師在設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)，就要從學(xué)生認(rèn)知角度，讓學(xué)生經(jīng)歷體驗(yàn)科學(xué)概念建構(gòu)的完整過(guò)程，真正轉(zhuǎn)化學(xué)生頭腦中根深蒂固的原始想法。

2.課始構(gòu)建概念。出示學(xué)生連接方式匯總圖：這是課前大家認(rèn)為可以點(diǎn)亮小燈泡的連接方式，請(qǐng)你逐個(gè)地試一試，哪些可以點(diǎn)亮，哪些不可以？因?yàn)槎际菍W(xué)生自己的原始想法，學(xué)生本能的探究欲被激發(fā)，動(dòng)手的過(guò)程也是操作技能得以訓(xùn)練的過(guò)程。學(xué)生匯報(bào)結(jié)果后出示圖2和圖3，引發(fā)思考：為什么圖2的連法不行，這是引發(fā)學(xué)生在比較中形成認(rèn)知沖突。學(xué)生在交流中形成共識(shí)：圖2沒有形成回路，點(diǎn)亮小燈泡必須要在回路中。出示圖4和圖5并提問：這兩種連法都用到了兩個(gè)導(dǎo)線，應(yīng)該形成回路了，為什么圖4不行？學(xué)生再思考再討論。這是進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生做深層次思考，圖4雖形成了回路，但電流沒有通過(guò)燈泡仍然不能讓燈泡發(fā)光，這時(shí)介紹燈泡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，出示圖6，學(xué)生對(duì)回路的認(rèn)識(shí)更加深刻。

3.探索。只給你一根導(dǎo)線，你有辦法讓小燈泡亮起來(lái)嗎？把連接方法畫出來(lái)。此環(huán)節(jié)是對(duì)前面回路概念的鞏固和運(yùn)用，學(xué)生有了前面的思考和探索，有了回路的概念，運(yùn)用就不成問題，僅用一根導(dǎo)線，學(xué)生必然要考慮如何讓電流從電池的一端出去，回到另一端，就要考慮并用到金屬的導(dǎo)電性，為后面導(dǎo)體絕緣體學(xué)習(xí)打下一定基礎(chǔ)，學(xué)生此環(huán)節(jié)中的創(chuàng)新想法不斷閃現(xiàn)。

4.檢測(cè)拓展。出示圖7，分析哪些連接方法能讓小燈泡亮起來(lái)？學(xué)生能準(zhǔn)確判斷，表明學(xué)生的回路概念已完全建立，從學(xué)生的前概念出發(fā)，學(xué)生的比較、分析、實(shí)證思維、創(chuàng)新思維得到訓(xùn)練和提升。[1]

考慮到兒童的認(rèn)知特點(diǎn)，某些概念在小學(xué)階段不給嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)概念，更多的是結(jié)合情境和具體現(xiàn)象用孩子能理解的語(yǔ)言進(jìn)行描述，這樣的概念在小學(xué)蘇教版科學(xué)教材中大量存在。比如“摩擦力”“能量”“遺傳”等概念。摩擦力（蘇教版四下）是指“一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面運(yùn)動(dòng)時(shí)，在兩個(gè)物體的接觸面上會(huì)產(chǎn)生一種阻礙物體運(yùn)動(dòng)的力，這種力叫摩擦力?！痹谶@一教學(xué)內(nèi)容中，雖然提到如何增大或減小摩擦力，但仍然不講授靜摩擦、滾動(dòng)摩擦、滑動(dòng)摩擦等概念。能量（蘇教版六下）的定義是“能夠使物體‘工作或運(yùn)動(dòng)的本領(lǐng)?！边@樣的概念甚至有擬人化的闡述。但這里的能量屬于物理學(xué)范疇，決不能與政治語(yǔ)境中的能量混淆，比如同社會(huì)上流行的正能量、負(fù)能量發(fā)生聯(lián)系，則是錯(cuò)誤的。遺傳（蘇教版六下）是指“子女與父母之間一般或多或少地保持著一些相似的特征，這種現(xiàn)象成為遺傳?！弊置婢筒粔驀?yán)謹(jǐn)，因?yàn)檫z傳現(xiàn)象不僅存在于人類，遺傳和變異是生物普遍存在的特性，但這樣的描述性語(yǔ)言，在特定的情境下學(xué)生容易理解，隨著后續(xù)學(xué)習(xí)的深入，學(xué)生對(duì)遺傳概念的建構(gòu)會(huì)更完整、科學(xué)。需要強(qiáng)調(diào)的是，教師在課堂上不給出嚴(yán)密的完整的概念，不等于教師可以有隨意性，甚至有錯(cuò)誤的解釋或定義。就算做不到準(zhǔn)確，但一定要保證正確。

科學(xué)概念并非靜止不變的，科學(xué)是開放的，科學(xué)概念在科學(xué)研究中不斷被修正和深化。學(xué)生的科學(xué)概念，也是在學(xué)生成長(zhǎng)過(guò)程中，在學(xué)校教學(xué)和個(gè)人思維發(fā)展相互作用下，逐步建構(gòu)起來(lái)，某種程度上，教學(xué)的意義、教師的作用就是幫助學(xué)生逐步完善或糾正前概念，逐步形成科學(xué)的概念體系，不斷增強(qiáng)科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]聞蓉美.讓概念建構(gòu)與思維能力協(xié)調(diào)發(fā)展[J].科學(xué)課，2016（1）.

責(zé)任編輯：趙赟