化“負(fù)”為“正”的科學(xué)探究
——對(duì)小學(xué)科學(xué)負(fù)向前概念的匡正

江蘇省蘇州市東大街小學(xué)校 莫 彪

很多人對(duì)科學(xué)概念其實(shí)都有一定的了解，這就是學(xué)生的前概念。前概念影響著小學(xué)科學(xué)的教與學(xué)。前概念的來(lái)源為生活經(jīng)驗(yàn)、閱讀資料等，但由于缺乏系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，學(xué)生的前概念有時(shí)和科學(xué)概念是一致的，有時(shí)是片面的，有時(shí)甚至是完全相反的。當(dāng)前概念與科學(xué)概念一致時(shí)學(xué)生很容易完成學(xué)習(xí)任務(wù)，達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)；反之，前概念則會(huì)阻礙他們學(xué)習(xí)科學(xué)概念。

學(xué)生的前概念具有直觀性、矛盾性、穩(wěn)定性（或者叫頑固性）、情境性、個(gè)性化、隱蔽性等特點(diǎn)。在課堂教學(xué)之前，教師可以采用課堂調(diào)查或是根據(jù)以往教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)了解學(xué)生的基礎(chǔ)，掌握他們的前概念，做到心中有數(shù)，設(shè)計(jì)教案時(shí)才能有的放矢，才能收放自如地處理教學(xué)中遇到的問(wèn)題。接下來(lái)，我簡(jiǎn)單談一下自己在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中就轉(zhuǎn)變學(xué)生的負(fù)向前概念所運(yùn)用的教學(xué)策略。

一、創(chuàng)設(shè)情境，暴露前概念

前概念具有很強(qiáng)的隱蔽性，教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)，簡(jiǎn)單問(wèn)答往往無(wú)法充分地暴露出學(xué)生的前概念。此時(shí)，教師應(yīng)把功夫花在充分暴露前概念上，創(chuàng)設(shè)情境是一個(gè)“引蛇出洞”的好方法。具體方法可以概括為畫(huà)圖法、問(wèn)卷法、談話(huà)法、設(shè)問(wèn)法、模擬演示法、實(shí)驗(yàn)操作法等。

問(wèn)卷法和畫(huà)圖法是小學(xué)科學(xué)暴露前概念的最佳書(shū)面方法，可以在課前或是課堂中進(jìn)行。

例如，在教學(xué)三年級(jí)上冊(cè)第二單元《螞蟻》一課前，教師可以讓給學(xué)生畫(huà)一幅記憶中的螞蟻外部形態(tài)圖。學(xué)生畫(huà)得很認(rèn)真，很漂亮可愛(ài)，但是，畫(huà)的螞蟻卻不具備頭、胸、腹等昆蟲(chóng)的特征，腳是長(zhǎng)在腹部的，長(zhǎng)著張人臉，究其本質(zhì)他們所畫(huà)的僅僅是人的身體加上一對(duì)觸角。螞蟻是一種十分常見(jiàn)的生物，它就在我們身邊，但很顯然孩子們的圖畫(huà)作品充分暴露出他們不了解螞蟻，螞蟻形態(tài)前概念竟與卡通造型相符，而不是和真實(shí)情況相符。面對(duì)這種情況，教師可以制定本課的教學(xué)重點(diǎn)：引導(dǎo)學(xué)生對(duì)螞蟻形態(tài)進(jìn)行精細(xì)化觀察，通過(guò)細(xì)致觀察，獲得正確的感性認(rèn)識(shí)，糾正原有前概念，在觀察的基礎(chǔ)上建立正確的科學(xué)概念。

再比如，在上《為什么一年有四季》一課前，教師作了問(wèn)卷調(diào)查，絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為“夏季地球離太陽(yáng)近，冬季太陽(yáng)離地球遠(yuǎn)”。根據(jù)有關(guān)專(zhuān)家的調(diào)查，這是個(gè)非常頑固的錯(cuò)誤前概念，甚至美國(guó)哈佛的畢業(yè)生也有人這樣認(rèn)為。于是，教師自制了一個(gè)“四季成因模擬實(shí)驗(yàn)儀”，發(fā)光發(fā)熱的燈泡模擬太陽(yáng)，固定在模擬太陽(yáng)照射軌跡的滑軌上，在地球儀的幾個(gè)具代表性的不同緯度上裝上熱傳感器（聯(lián)結(jié)電子溫度顯示器）。讓學(xué)生通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，真實(shí)感知“四季成因是太陽(yáng)不同的照射角度形成的”，從而形成較為強(qiáng)烈的印象，從而來(lái)匡正原有的錯(cuò)誤前概念。

二、組織研討，轉(zhuǎn)化前概念

真正的科學(xué)探究不只是關(guān)注實(shí)驗(yàn)操作，這樣的課堂往往熱鬧有余，思考不足，學(xué)生科學(xué)概念建構(gòu)不深，始終浮于表面。真正的科學(xué)探究一定要做到動(dòng)手與動(dòng)腦相結(jié)合，加強(qiáng)研討交流環(huán)節(jié)，促進(jìn)前概念順利轉(zhuǎn)化為科學(xué)概念。所以，為了修正學(xué)生的前概念，在教學(xué)過(guò)程中我們可以組織學(xué)生進(jìn)行研討和交流，鼓勵(lì)每一位學(xué)生，給每一位學(xué)生提供機(jī)會(huì)表達(dá)他們的前概念。例如，當(dāng)學(xué)生根據(jù)前概念進(jìn)行回答但不全面的時(shí)候，教師要及時(shí)追問(wèn)，讓學(xué)生的思維有所遞進(jìn)和發(fā)展。當(dāng)學(xué)生一時(shí)回答不上來(lái)的時(shí)候，可以延長(zhǎng)學(xué)生思考的時(shí)間，耐心等待，讓學(xué)生能夠消化所獲得的信息與資料，增加學(xué)生小組研討的機(jī)會(huì)，學(xué)會(huì)交流、學(xué)會(huì)傾聽(tīng)、學(xué)會(huì)等待。

例如，在教學(xué)《食物在體內(nèi)的旅行》一課時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生圍繞“食物在體內(nèi)的消化過(guò)程是怎樣的？”這一研討主題，教師提供人體模型板和消化器官圖卡，學(xué)生分小組充分討論之后，在人體模型板上擺放消化器官并標(biāo)出名稱(chēng)。這樣的研討方式很發(fā)散，同時(shí)模型板的使用，學(xué)生非常感興趣，邊玩拼搭邊思考，將研討活動(dòng)中的信息物化了，具有很強(qiáng)的操作性。學(xué)生在小組合作學(xué)習(xí)中充分研討和動(dòng)手操作，他們對(duì)于食物所經(jīng)過(guò)消化器官的順序前概念充分暴露。

三、制造“認(rèn)知沖突”“擊破”前概念

有時(shí)錯(cuò)誤的前概念是十分頑固的，很難糾正。往往當(dāng)時(shí)記住了，過(guò)后再問(wèn)又回到原來(lái)的錯(cuò)誤概念上來(lái)。怎么辦呢？不妨試試“矛盾事件”策略。首先，通過(guò)一定的方法使得學(xué)生的前概念暴露，意識(shí)到大家的前概念是不同，甚至是矛盾的。接著，讓學(xué)生分析原因，引起沖突。最后，鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生調(diào)整認(rèn)知，重新建立起與科學(xué)概念相一致的概念模型。

例如，在三年級(jí)下冊(cè)《水和水蒸氣》一課中，學(xué)生對(duì)于“水燒開(kāi)時(shí)冒出的白氣是什么？”前概念里孩子們認(rèn)為“白氣就是水蒸氣”，這與實(shí)際情況“白氣是小水珠”不一致。如何轉(zhuǎn)變學(xué)生的前概念并強(qiáng)化正確概念呢？當(dāng)聽(tīng)到全班幾乎一致回答“白氣就是水蒸氣時(shí)”，先不著急糾正，可以讓學(xué)生先來(lái)分析白氣的特點(diǎn)，突出“白色”，再來(lái)分析水蒸氣的特點(diǎn)，突出“無(wú)色無(wú)味透明的氣體”，此時(shí)正確的科學(xué)概念與前概念發(fā)生沖突，通過(guò)突出“矛盾事件”這一教學(xué)策略，學(xué)生自發(fā)產(chǎn)生疑問(wèn)，重新建構(gòu)起正確的科學(xué)概念。

再如，上文提到的《為什么一年有四季》這節(jié)課，當(dāng)老師了解學(xué)生的錯(cuò)誤前概念后，老師特意讓學(xué)生自己尋找資料，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)是“夏季地球離太陽(yáng)遠(yuǎn)，冬季離太陽(yáng)近”和他們的前概念完全相反的概念，引發(fā)學(xué)生的“認(rèn)知沖突”，從而引發(fā)學(xué)生更加認(rèn)真好奇地去探索“四季成因”的真正原因。

四、建立系統(tǒng)化概念，修正替代前概念系統(tǒng)

在教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生的很多前概念并不是孤立存在的，很多錯(cuò)誤前概念之間相互聯(lián)系、相互支撐構(gòu)成了一個(gè)錯(cuò)誤的前概念系統(tǒng)。所以，要修正學(xué)生錯(cuò)誤的前概念系統(tǒng)，我們需要有足夠的時(shí)間去慢慢轉(zhuǎn)化這些互相聯(lián)系的前概念，在一個(gè)錯(cuò)誤的前概念得到修正之后，我們還要提供應(yīng)用新概念的機(jī)會(huì)，一是鞏固新概念，二是進(jìn)一步糾正錯(cuò)誤前概念系統(tǒng)中的其他錯(cuò)誤概念，有時(shí)是一兩個(gè)，有時(shí)甚至更多，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用和糾正逐漸形成正確的科學(xué)概念系統(tǒng)。

例如，五年級(jí)下冊(cè)第一單元《物體的沉浮》學(xué)習(xí)完成后，學(xué)生已掌握了“物體的沉浮與其體積大小、物體重量有關(guān)，還與液體有關(guān)；在不同的液體中，相同的物體會(huì)表現(xiàn)出不同的沉浮狀態(tài)”。為了鞏固學(xué)生新的科學(xué)概念，可以設(shè)置拓展活動(dòng)，在杯子中分別一次加入糖漿、水和油，再把葡萄、塑料塊、軟木塞一起放入，先猜測(cè)結(jié)果再實(shí)際操作，學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)糖漿在最下層，水在第二層，油在最上層，形成一杯“彩虹飲料”，葡萄浮在糖漿上面，塑料塊在水上面，軟木塞浮在最上面。為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？及時(shí)提問(wèn)為什么，學(xué)生根據(jù)所學(xué)能推測(cè)出原因。拓展活動(dòng)的設(shè)置，讓學(xué)生對(duì)物體沉浮的原因進(jìn)行了進(jìn)一步思考，上升到運(yùn)用知識(shí)的層面，教師和學(xué)生共同學(xué)習(xí)單元資料，將沉浮的成因上升到與密度有關(guān)的層面，使學(xué)生的分散的概念成為系統(tǒng)，從而融會(huì)貫通。

再如，在教完《時(shí)間的測(cè)量》這個(gè)單元時(shí)，老師安排1個(gè)課時(shí)，甚至更多時(shí)間，讓學(xué)生做一個(gè)一分鐘計(jì)時(shí)器，這就要求學(xué)生將本單元知識(shí)系統(tǒng)理解，并融會(huì)貫通，教師在學(xué)生動(dòng)手前，讓學(xué)生回顧復(fù)習(xí)，組織討論擺的快慢到底與什么因素有關(guān)，匡正學(xué)生原有認(rèn)知——與擺錘重量有關(guān)、與擺幅有關(guān)等錯(cuò)誤前概念，并將理論運(yùn)用于實(shí)踐之中，更加有利于學(xué)生科學(xué)概念的牢固建立。

綜上所述，從簡(jiǎn)略到復(fù)雜、從片面到全面、從謬誤到正確，前概念的糾正其實(shí)是認(rèn)知發(fā)展的一般規(guī)律。作為一線(xiàn)教師我們應(yīng)當(dāng)把學(xué)生的前概念作為教學(xué)的起點(diǎn)，在日常教學(xué)中慢慢引導(dǎo)，積極創(chuàng)設(shè)自由探究的情境，充分暴露他們的前概念，引發(fā)認(rèn)知矛盾與沖突，進(jìn)行同化與順應(yīng)，建構(gòu)起新的科學(xué)概念，讓學(xué)生在問(wèn)題情境中拓展和運(yùn)用新概念。