基于學(xué)生的前概念建構(gòu)科學(xué)概念

摘?要：學(xué)生在對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解中，已經(jīng)有了自己的生活經(jīng)驗(yàn)以及個(gè)人觀念，這就是所謂的前概念?？茖W(xué)的學(xué)習(xí)是前概念轉(zhuǎn)變的過(guò)程，因此在以學(xué)生為中心的前提下建構(gòu)科學(xué)概念尤為重要。本文以小學(xué)科學(xué)教科版三年級(jí)下冊(cè)“磁鐵有磁性”為例，淺談教師應(yīng)當(dāng)充分了解學(xué)生的前概念，使學(xué)生的前概念在認(rèn)知過(guò)程中發(fā)生沖突;引導(dǎo)學(xué)生在探究中形成正確的科學(xué)概念，并能應(yīng)用概念解決問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：前概念;科學(xué)概念;認(rèn)知沖突;自主探究

前概念主要指學(xué)生在未接受正式的科學(xué)概念前，自身根據(jù)日常生活中積累的經(jīng)驗(yàn)而對(duì)某項(xiàng)事物所形成的非本質(zhì)認(rèn)識(shí)。而前概念又可稱之為生活概念，部分前概念與科學(xué)理論知識(shí)有相似之處，但部分前概念也與科學(xué)理論存在差異。所以，學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)可以看作是一種前概念轉(zhuǎn)變的過(guò)程，而且建構(gòu)主義理論認(rèn)為，學(xué)生只是通過(guò)教師傳授來(lái)學(xué)習(xí)科學(xué)概念的效果很不好，科學(xué)概念學(xué)習(xí)的最基本方式是基于原有經(jīng)驗(yàn)的概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)。因此，基于學(xué)生是學(xué)習(xí)與發(fā)展的主體，教師在教學(xué)中要突出學(xué)生的主體地位。根據(jù)學(xué)生已有的前概念，激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究，形成正確的科學(xué)概念，樹立正確的科學(xué)認(rèn)知。

一、 巧設(shè)課堂導(dǎo)入，了解學(xué)生的前概念

前概念在學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)中，扮演著非常重要的角色。所以，在實(shí)際的科學(xué)教學(xué)中，教師要了解學(xué)生前概念的認(rèn)知情況，根據(jù)學(xué)生的前概念對(duì)教學(xué)目標(biāo)做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定就是幫助學(xué)生改變錯(cuò)誤前概念建立新的科學(xué)概念。作為科學(xué)教師，可以在教學(xué)設(shè)計(jì)中，精心設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，甚至突破教材的限制，把了解學(xué)生前概念的方法精心設(shè)計(jì)進(jìn)教學(xué)過(guò)程，使教學(xué)過(guò)程更完整，提高教學(xué)質(zhì)量。了解學(xué)生前概念的方法有很多，如訪談法、測(cè)驗(yàn)法、調(diào)查法、觀察法等。但是，科學(xué)教師最常用的是課前設(shè)置預(yù)習(xí)單調(diào)查，或者精心設(shè)計(jì)導(dǎo)入，通過(guò)與學(xué)生的交流互動(dòng)來(lái)了解學(xué)生的前概念。

“磁鐵有磁性”是教科版小學(xué)科學(xué)三年級(jí)下冊(cè)的教學(xué)內(nèi)容。課前，通過(guò)訪談的方式，教師了解到學(xué)生對(duì)于磁體及相關(guān)的一些知識(shí)，并不陌生，他們不僅親自玩過(guò)磁鐵，而且在閱讀百科全書中也學(xué)過(guò)。根據(jù)學(xué)生的這種情況，創(chuàng)設(shè)了趣味小魔術(shù)，導(dǎo)入新課。

【片段一】

師：同學(xué)們，老師帶來(lái)了一個(gè)小包包和一枚神奇的徽章。你們相信老師可以變魔術(shù)嗎？我能直接把它掛在包包上，你信嗎？

生1：信。

生2：不信。

師：那你們瞪大眼睛，仔細(xì)看哦。魔術(shù)開(kāi)始啦！

生1：粘住了，里面有磁鐵。

生2：掛上了，里面有鐵。

師：那你們知道磁鐵能吸引哪些物體，不能吸引哪些物體嗎？

生1：磁鐵能吸引金屬。

這里，教師通過(guò)魔術(shù)激趣和提問(wèn)的方法，了解學(xué)生的前概念。需要注意的是，導(dǎo)入的重點(diǎn)并不是學(xué)生的回答是否正確，而是能了解學(xué)生的前概念，并激發(fā)學(xué)生的興趣。所以，教師提問(wèn)時(shí)讓學(xué)生多說(shuō)、多討論是必要的，同時(shí)教師要在黑板上呈現(xiàn)學(xué)生的前概念，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突。此外，畫圖法也適合科學(xué)教學(xué)，教師了解學(xué)生的前概念，比如《蠶的生長(zhǎng)變化》一課，課前讓學(xué)生觀察蠶，并完成蠶的身體結(jié)構(gòu)圖。畫圖法具有直觀形象的特點(diǎn)，便于學(xué)生理解和表達(dá)。

二、 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究，產(chǎn)生認(rèn)知沖突

通過(guò)恰當(dāng)?shù)膶?dǎo)入，教師了解了學(xué)生的前概念之后，需要采取一定的教學(xué)策略幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念。學(xué)生的前概念具有一定的穩(wěn)定性，根據(jù)皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論可知，學(xué)生在遇到新的概念時(shí)總是先用已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)去同化，如果成功就得到暫時(shí)平衡，如果不成功就會(huì)調(diào)節(jié)已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)或重新建立新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，以順應(yīng)新概念，達(dá)到新的平衡。

要想讓學(xué)生在前概念認(rèn)識(shí)中有所轉(zhuǎn)變，順利過(guò)渡到對(duì)科學(xué)概念的學(xué)習(xí)，需幫助學(xué)生架起一個(gè)橋梁，用這個(gè)橋梁將原有認(rèn)知、正確認(rèn)識(shí)連接起來(lái)。針對(duì)此，應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)自主探究的學(xué)習(xí)空間，向這個(gè)空間投放實(shí)驗(yàn)材料，調(diào)動(dòng)學(xué)生依靠自己的力量完成實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生認(rèn)知沖突，由此實(shí)現(xiàn)概念認(rèn)識(shí)上的轉(zhuǎn)變。

【片段二】

師：大部分學(xué)生認(rèn)為磁鐵能吸引金屬物體。請(qǐng)大家用以下材料進(jìn)行自主探究實(shí)驗(yàn)（銀項(xiàng)鏈、銅鑰匙、鋁片、鐵線、鋼珠等），探究哪些物體可以被磁鐵吸引，哪些物體不可以被磁鐵吸引。

生：鐵線和鋼珠可以被磁鐵吸引，其他物體不能被磁鐵吸引。

生：磁鐵不能把金屬物體都吸上。

在實(shí)驗(yàn)探究中，“金屬”能被磁鐵吸引的前概念認(rèn)知被否定了。更重要的是，實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果引發(fā)了學(xué)生原有認(rèn)知與新知識(shí)之間的強(qiáng)烈沖突。面對(duì)這個(gè)沖突，學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望變得愈加強(qiáng)烈，開(kāi)始主動(dòng)探究如何解決沖突，于科學(xué)探究中進(jìn)行概念認(rèn)知上的轉(zhuǎn)變。

三、 解決認(rèn)知沖突，建構(gòu)科學(xué)概念

當(dāng)學(xué)生有了認(rèn)知沖突以后，他們將從中意識(shí)到自己知識(shí)系統(tǒng)可能存在著不完善的問(wèn)題。面對(duì)這個(gè)問(wèn)題，學(xué)生將自主開(kāi)展有針對(duì)性的知識(shí)建構(gòu)活動(dòng)。活動(dòng)中，學(xué)生將通過(guò)解決認(rèn)知沖突學(xué)習(xí)到更多的科學(xué)概念。整個(gè)過(guò)程，不管是學(xué)生的興趣，還是思維，都將有所提升。期間，學(xué)生還將變得更為主動(dòng)，能利用一些實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果證明自己的猜想，對(duì)比反思沖突原因，再修正以往概念。

此時(shí)，給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)自由的空間，鼓勵(lì)他們大膽地說(shuō)出自己的想法，并敢于在實(shí)驗(yàn)探究中驗(yàn)證自己的想法，體現(xiàn)了“學(xué)生是科學(xué)學(xué)習(xí)的主體”的科學(xué)課程基本理念。教師也需要綜合運(yùn)用思維導(dǎo)圖、歸納總結(jié)、自主實(shí)驗(yàn)等方法，幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)概念。

【片段三】

師：從實(shí)驗(yàn)探究中，發(fā)現(xiàn)并不是金屬都能被磁鐵吸引。究竟磁鐵能吸引哪些物體？小組討論交流。

生1：磁鐵能吸引鐵。

生2：磁鐵能吸引一部分金屬。

師：如何來(lái)驗(yàn)證你們的猜想？請(qǐng)利用老師提供的材料，進(jìn)行自主探究實(shí)驗(yàn)。材料有磁鐵、鐵線、回形針、鐵夾子、鐵鑰匙、鐵釘、紙片、試卷、塑料蓋、彩帶、木塊、鋁片、銅線。并總結(jié)能被磁鐵吸引的物體的共同特點(diǎn)和不能被磁鐵吸引物體的共同特點(diǎn)。

生作出猜測(cè)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

生：能被磁鐵吸引的物體的共同特點(diǎn)是鐵材料制作，不能被磁鐵吸引的物體的共同特點(diǎn)是不是鐵材料制作。

師：我們把磁鐵能吸引鐵的性質(zhì)叫磁性。

四、 應(yīng)用科學(xué)概念，解決生活問(wèn)題

在學(xué)生建立起“磁鐵有磁性”的科學(xué)概念后，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)去解決生活中的問(wèn)題，深化對(duì)科學(xué)概念的理解。通過(guò)新概念的應(yīng)用，可以看出學(xué)生對(duì)磁鐵有磁性的性質(zhì)更清楚了，他們懂得用這個(gè)性質(zhì)來(lái)辨別生活中的鐵制品。這樣既檢測(cè)了學(xué)生科學(xué)概念的掌握程度，也檢驗(yàn)教師的教學(xué)效果。

【片段四】

師：生活中，有很多的物體，怎么辨別是不是鐵材料制作的？比如，老師這里有很多不同金額、不同年份的硬幣，你們用肉眼能辨別出哪些是鐵材料制作的嗎？

生：看不出來(lái)，但是可以用磁鐵有磁性的性質(zhì)來(lái)辨別。如果能被磁鐵吸引，就是鐵材料制作。

師：對(duì)了，利用磁鐵能吸引鐵的性質(zhì)，辨別生活中的鐵材料制品。

五、 直觀形象的板書，呈現(xiàn)概念的發(fā)展過(guò)程

教師可利用思維導(dǎo)圖形式的板書幫助學(xué)生強(qiáng)化科學(xué)概念的記憶。比如學(xué)生提出研究的問(wèn)題后，教師在黑板上展示學(xué)生的猜測(cè)以呈現(xiàn)學(xué)生的前概念，引發(fā)認(rèn)知沖突。板書的主要部分是經(jīng)過(guò)本節(jié)課的探究活動(dòng)建立起來(lái)的科學(xué)概念。課堂結(jié)束前，讓學(xué)生對(duì)照板書回顧自己的學(xué)習(xí)過(guò)程，把結(jié)論與前概念進(jìn)行比較，知道自己的思維過(guò)程，也能呈現(xiàn)出自己概念的發(fā)展過(guò)程。

所以，從一定程度上來(lái)講，思維導(dǎo)圖形式的板書，對(duì)學(xué)生的記錄有很好的示范作用，更有助于學(xué)生將新概念儲(chǔ)存于長(zhǎng)期的記憶中，對(duì)科學(xué)概念起到強(qiáng)化記憶的作用?！洞盆F有磁性》的板書，展示如下：

結(jié)論：磁鐵能吸引鐵的性質(zhì)叫磁性，磁性隔著一些物體也能吸鐵。

學(xué)生在接受正式的科學(xué)教育前，自身已有一定的前概念認(rèn)知，盡管這些認(rèn)知有些不夠全面，有些甚至是錯(cuò)誤的，但這些原始的認(rèn)知概念是學(xué)生認(rèn)識(shí)世界的開(kāi)端，是學(xué)生對(duì)這個(gè)世界認(rèn)識(shí)的起點(diǎn)。因此，教師要了解學(xué)生前概念的認(rèn)知，并展開(kāi)有效的教學(xué)模式，讓學(xué)生前概念與科學(xué)概念產(chǎn)生認(rèn)知沖突，反思并修正自己的認(rèn)識(shí)，形成科學(xué)概念。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生學(xué)會(huì)轉(zhuǎn)變思維，在自主探究與學(xué)習(xí)中建構(gòu)正確的科學(xué)概念，并能運(yùn)用科學(xué)概念解決生活中的問(wèn)題。

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作者簡(jiǎn)介：

楊小玲，廣東省深圳市，華南師范大學(xué)附屬龍崗樂(lè)城小學(xué)。