科學(xué)課教學(xué)有關(guān)“能量”前概念的調(diào)查報告

李寶儀 劉冠強(qiáng)

一、引言

前概念是學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)概念之前通過各種途徑積累的認(rèn)識和經(jīng)驗，即學(xué)生在正式學(xué)習(xí)科學(xué)概念之前就已經(jīng)通過各種日常生活和學(xué)習(xí)的經(jīng)歷，積累了對客觀世界中各種事物和現(xiàn)象的認(rèn)知，并且在這些認(rèn)知的基礎(chǔ)上形成自己獨特的思維方式。

2017年2月教育部最新頒布《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，其中第四部分“實施建議”內(nèi)容中“學(xué)習(xí)過程性評價”指出：學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的過程很大程度上受其原有的知識、經(jīng)驗和認(rèn)知結(jié)構(gòu)的影響，有必要在教學(xué)準(zhǔn)備階段進(jìn)行學(xué)情診斷，讓學(xué)生和教師了解學(xué)習(xí)的出發(fā)點在哪里，這是學(xué)好科學(xué)的前提。換言之，學(xué)生的學(xué)習(xí)過程是應(yīng)該在自己的經(jīng)驗基礎(chǔ)上進(jìn)行建構(gòu)，了解并掌握學(xué)生的前概念對科學(xué)教師來說是進(jìn)行有效教學(xué)的前提條件。因此學(xué)生的科學(xué)前概念是相當(dāng)重要的，是不容忽視。

在實際的教學(xué)中，老師是否關(guān)注和重視學(xué)生的前概念，是否了解學(xué)生的前概念發(fā)展水平，有否把了解學(xué)生的前概念作為教學(xué)設(shè)計的首要任務(wù)？同時小學(xué)生的科學(xué)前概念有什么特點？筆者根據(jù)以上問題對區(qū)內(nèi)的科學(xué)教師及城鄉(xiāng)學(xué)生進(jìn)行了有關(guān)“能量”前概念的問卷調(diào)查，通過對問卷數(shù)據(jù)的整理和分析。調(diào)查結(jié)果表明：區(qū)內(nèi)科學(xué)專任教師少，缺乏前概念知識的理論學(xué)習(xí)或培訓(xùn)，教師對學(xué)生前概念的認(rèn)識水平較低，而且對學(xué)生前概念不夠重視;學(xué)生對熟悉的事物能形成正確的前概念，但是學(xué)生的前概念多為對事物感性性直觀的認(rèn)識，同時學(xué)生的前概念存在個體差異。調(diào)查報告如下：

二、關(guān)于科學(xué)教師的前概念調(diào)查

為了解我區(qū)小學(xué)科學(xué)教師對學(xué)生前概念的認(rèn)知情況，特制定了《關(guān)于小學(xué)科學(xué)前概念調(diào)查問卷（老師問卷）》對區(qū)內(nèi)的182位科學(xué)教師進(jìn)行了網(wǎng)上問卷調(diào)查，調(diào)查分析如下：

（一）科學(xué)專任教師少，缺乏前概念知識的理論學(xué)習(xí)或培訓(xùn)

調(diào)查結(jié)果顯示，我區(qū)大部分科學(xué)教師是兼職的（占調(diào)查人數(shù)92.86%），而且是2年以下的新老師（占調(diào)查人數(shù)48.90%）居多。調(diào)查人數(shù)中將近70%的科學(xué)老師沒有進(jìn)行過有關(guān)科學(xué)前概念的理論學(xué)習(xí)或培訓(xùn)，只有4.95%的老師很了解科學(xué)前概念的定義，39.01%的老師不了解科學(xué)前概念的定義?；谖覀兪褂玫目茖W(xué)教材（教科版）以及教師用書，包括我們的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017版）中沒有使用“前概念”這個專用名詞，部分工作年限短的兼職的科學(xué)教師甚至連什么是科學(xué)前概念也不知道。

（二）教師對學(xué)生前概念的認(rèn)識水平較低

在調(diào)查中，47.25%的老師會在科學(xué)教學(xué)課堂開始前有對學(xué)生進(jìn)行相關(guān)知識的前概念調(diào)查，但是絕大部分的老師（占調(diào)查人數(shù)82.42%）只是進(jìn)行口頭訪談或者課前一兩分鐘的簡單交流，能用繪圖方法和問卷進(jìn)行前概念調(diào)查的分別占2.20%和11.54%，因此并不能充分地了解到學(xué)生的前概念水平。此外，沒有在科學(xué)教學(xué)課堂開始前對學(xué)生進(jìn)行相關(guān)知識的前概念調(diào)查的老師里有73%的老師是不知道如何開展前概念的調(diào)查，53%的老師是因為教學(xué)任務(wù)重，沒有時間調(diào)查。只憑課前的一兩個問題是不可能充分了解學(xué)生的前概念的，從而也反映了教師對前概念的認(rèn)識水平較低。

（三）教師對學(xué)生前概念不夠重視

調(diào)查中有97.25%的老師認(rèn)為科學(xué)課程里對學(xué)生進(jìn)行前概念調(diào)查對教學(xué)有幫助，但是只有22.53%的老師進(jìn)行過有關(guān)“能量”前概念調(diào)查。對于教學(xué)年限低而且兼職的科學(xué)老師來說他們既沒有接觸過前概念理論也沒有在實際教學(xué)中認(rèn)識到錯誤前概念的負(fù)面影響，所以他們在進(jìn)行教學(xué)前不會對學(xué)生的科學(xué)前概念進(jìn)行調(diào)查，單憑自己的教學(xué)經(jīng)驗組織教學(xué)。還有個別科學(xué)教師即使意識到學(xué)生存在前概念，但是他們認(rèn)為調(diào)查了作用也不大，對教學(xué)不會產(chǎn)生太大的影響，所以不愿意在這方面花費(fèi)時間。由此可見，教師對學(xué)生的前概念并不重視。

因此在實際的教學(xué)中，大部分科學(xué)教師在教學(xué)設(shè)計時候只會著重備教材，卻沒有關(guān)注和重視學(xué)生的前概念，沒有把了解學(xué)生的前概念作為教學(xué)設(shè)計的首要任務(wù)，對學(xué)生的前概念發(fā)展水平不了解，在教學(xué)中不能使學(xué)生在原有的前概念上進(jìn)行知識遷移，以致對新的科學(xué)知識掌握有困難。

三、關(guān)于學(xué)生的前概念調(diào)查

為充分了解學(xué)生有關(guān)“能量”前概念的知識，我們制定了包括磁鐵、聲音、電、光、熱及能量六份問卷，對區(qū)內(nèi)4間學(xué)校三至五年級學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查。調(diào)查共發(fā)出問卷400份，回收問卷400份，數(shù)據(jù)真實有效，因此具有統(tǒng)計意義。

通過整理分析，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生的前概念有以下的特點：

（一） 學(xué)生對熟悉的事物能形成正確的前概念

在調(diào)查中，三年級學(xué)生主要調(diào)查了有關(guān)磁鐵的前概念知識，四年級主要調(diào)查了聲音和電的前概念知識，五年級調(diào)查了光、熱及能量的前概念知識。學(xué)生對于在生活中經(jīng)常接觸到的或體驗過的事物能形成較多正確的前科學(xué)概念。如三年級磁鐵的前概念調(diào)查中， 80%以上被調(diào)查的學(xué)生知道磁鐵具有磁性，能吸鐵一類的金屬物質(zhì); 60%以上被調(diào)查的學(xué)生還知道磁鐵有南北極以及代表南北極的字母。再如四年級電的前概念調(diào)查，大部分學(xué)生都認(rèn)識冬天脫毛衣產(chǎn)生的靜電，也認(rèn)識電池的兩極，還知道安全用電的方法。這些知識都是通過生活經(jīng)驗幫他們建立正確的前概念，這些正確的前概念使他們在新的學(xué)習(xí)過程中知識得到遷移，更好地構(gòu)建科學(xué)新概念。反之，學(xué)生不熟悉的或是沒有體驗過的事物會很容易產(chǎn)生錯誤的前概念。如在能量的前概念調(diào)查中，很多學(xué)生并不知道能量之間是可以轉(zhuǎn)換的，也不知道煤石油天然氣的能量都是從太陽來的。

（二） 學(xué)生的前概念多為對事物感性直觀的認(rèn)識

學(xué)生的前概念大多是基于自己的實際生活經(jīng)驗，而且是依據(jù)感官對事物現(xiàn)象直觀的認(rèn)識，這些認(rèn)識往往停留在感性認(rèn)識的水平上，也就說只是看到事物的表象，并不能解釋事物的本質(zhì)，因而也形成了錯誤的前概念。在調(diào)查中，很多同學(xué)都知道用熱水可以把踩扁的乒乓球重新變圓，但是用熱水讓乒乓球變圓是利用了什么科學(xué)原理呢？很多學(xué)生選擇的是液體的熱脹冷縮原理。因為他們眼睛看到的就是乒乓球放進(jìn)熱水馬上重新變圓的，所以就認(rèn)定是液體的熱脹冷縮原理。在聲音的前概念調(diào)查中，聲音是怎樣產(chǎn)生的？很多學(xué)生選擇兩個物體相互碰撞就可以產(chǎn)生聲音。因為他們認(rèn)為像拍手、敲門、打鼓、彈琴等生活經(jīng)驗都能證明這一點。還有在熱的前概念調(diào)查中，90%以上的學(xué)生認(rèn)為多穿衣服可以增加熱量。這些都是學(xué)生基于對事物的直觀認(rèn)識，用表象對事物進(jìn)行解釋，但往往這些對事物感性直觀的認(rèn)識很容易形成錯誤的前概念。

（三） 學(xué)生的前概念存在個體差異

每個學(xué)生都有自己對事物的特別認(rèn)識，這種認(rèn)識由他們自己的生活經(jīng)驗或自身的文化知識背景決定。因此對于同一個科學(xué)現(xiàn)象，不同的學(xué)生都會有不同的觀點和解釋。例如在聲音的前概念調(diào)查中，如何讓尺子發(fā)出聲音？有的同學(xué)拿著尺子敲桌子，有的同學(xué)把尺子丟到地上，有的同學(xué)拿尺子打鼓，這些實例都是生活經(jīng)驗告訴他們能發(fā)出聲音的，但是實際并不是尺子發(fā)出的聲音。當(dāng)然也有同學(xué)把尺子一端放在桌子上用力壓住，另一端向下壓，然后放手。這個方法發(fā)出的聲音才是尺子的聲音。又如聲音是怎么傳到耳朵里的，有同學(xué)認(rèn)為是耳朵有收音的功能，有同學(xué)認(rèn)為通過風(fēng)把聲音吹到耳朵里，也有同學(xué)認(rèn)為是通過空氣傳到耳朵里。學(xué)生的這些認(rèn)識都是與自身的文化知識背景有關(guān)。在調(diào)查中我們也發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生的前概念與父母的教育或自己的課外閱讀有密切聯(lián)系。與父母交流過的科學(xué)知識以及自己在課外閱讀中了解過的知識，都會形成正確的前概念。這也是學(xué)生的前概念存在個體差異的主要原因。

四、結(jié)語

綜上所述，通過對小學(xué)科學(xué)有關(guān)“能量”前概念的調(diào)查，表明學(xué)生的前概念與科學(xué)課堂教學(xué)密切相關(guān)。學(xué)生的科學(xué)前概念既有正確的也有錯誤的，正確的前概念有利于知識遷移，建構(gòu)新的科學(xué)概念;學(xué)生錯誤的前概念則阻礙了新的科學(xué)概念的建構(gòu)。建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)生的前概念是極為重要的，它是影響科學(xué)學(xué)習(xí)的一個決定性因素。因此科學(xué)教師應(yīng)加強(qiáng)前概念理論的學(xué)習(xí)或培訓(xùn)，掌握科學(xué)前概念的專業(yè)知識，提高教師的專業(yè)素養(yǎng)。同時教師要充分認(rèn)識前概念的重要性，尊重學(xué)生的前概念，通過各種途徑積極開展前概念調(diào)查，了解學(xué)生前概念水平及已有知識儲備，根據(jù)學(xué)生的實際需要設(shè)計有效的學(xué)習(xí)活動，為概念教學(xué)服務(wù)，既能增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性又能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和課堂教學(xué)的有效性。

【作者單位：廣州市白云區(qū)潭崗小學(xué)? 廣東】