巧用“前科學(xué)概念” 優(yōu)化信息技術(shù)課堂教學(xué)

王佳莉

很多有經(jīng)驗的教師在教學(xué)前會注意到，學(xué)生在進入課堂之前，往往對即將學(xué)習(xí)的知識會有一些個人觀點，這些觀點多數(shù)是學(xué)生在日常生活以及學(xué)習(xí)過程中積累的個體經(jīng)驗，其中有些經(jīng)驗可以作為新知識的生長點，但也有很多經(jīng)驗是與當(dāng)前的科學(xué)概念相違背的，這就是學(xué)生頭腦中的“前科學(xué)概念”。

自20世紀(jì)70年代起，國外就興起了對學(xué)生“前科學(xué)概念”的研究，筆者總結(jié)了眾多國內(nèi)外關(guān)于“前科學(xué)概念”的文獻，發(fā)現(xiàn)有很多與“偏差認(rèn)知”相關(guān)的類似表述，其中比較重要的術(shù)語主要有“偏差認(rèn)知”“日常概念”“迷思概念”“教學(xué)偏差認(rèn)知”“模糊概念”“相異構(gòu)想”“概念框架”等。有關(guān)“前科學(xué)概念”的研究，得到了越來越多人的重視。

如何利用“前科學(xué)概念”積極的一面促進正遷移來強化信息技術(shù)學(xué)習(xí)？如何使用策略轉(zhuǎn)化“前科學(xué)概念”的負(fù)遷移促進信息技術(shù)學(xué)習(xí)？這些都是值得每一位信息技術(shù)教師思考的問題。在本文中，筆者將結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗來談一談自己在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的學(xué)生存在的一些“前科學(xué)概念”，以及如何巧用“前科學(xué)概念”來優(yōu)化信息技術(shù)課堂教學(xué)。

● 發(fā)現(xiàn)“前科學(xué)概念”，課堂中的意外收獲

1.“知識”類的前科學(xué)概念

①二進制。初一年級的學(xué)生剛剛接觸到二進制數(shù)，在此之前，學(xué)生一直接觸的是十進制數(shù)的加減乘除，一些學(xué)生對于二進制的前科學(xué)概念，可能是兩位數(shù)或者是2的倍數(shù)。

②壓縮。學(xué)生本以為壓縮后文件的容量一定會變小，但是在一次上課中，當(dāng)學(xué)生壓縮較小的文本文件后，他們偶然發(fā)現(xiàn)文件的容量反而變大了，由此引發(fā)了學(xué)生強烈的好奇心。

③WPS表格中的公式與函數(shù)。很多學(xué)生在學(xué)習(xí)WPS表格時，不能準(zhǔn)確地區(qū)分公式與函數(shù)，常常認(rèn)為在編輯欄中輸入的公式就是函數(shù)。

④WPS演示中的模板、母版。很多學(xué)生在學(xué)習(xí)WPS演示時，會混淆模板、母版這兩個概念，這一是由于兩者在發(fā)音上相似，二是更多的時候教師讓學(xué)生過多地體驗了WPS演示提供的模板，而忽略了對母版知識的講授。

⑤動態(tài)網(wǎng)頁。每次在進行網(wǎng)頁課程的講授時，對于動態(tài)網(wǎng)頁這個知識點，大多數(shù)學(xué)生會從字面上去理解這個概念，認(rèn)為網(wǎng)頁中只要有動圖（GIF動畫、SWF動畫），就是一個動態(tài)網(wǎng)頁。

2.“操作”類的前科學(xué)概念

①圖層。在教學(xué)PS、Flash這兩個軟件時，會涉及“圖層”這個概念，大多數(shù)情況下，學(xué)生都能理解“圖層”這個概念的含義，然而真正落實到實際操作層面，很多學(xué)生依然沒有養(yǎng)成先選擇相應(yīng)圖層再進行操作的習(xí)慣，因此，常常會在其他無關(guān)圖層中移動目標(biāo)圖層的對象。

②編程中的符號。在教學(xué)Python和VB這兩個編程軟件時，標(biāo)點符號的使用是令教師十分頭痛的地方，學(xué)生常常分不清“分號”到底是不是英文半角的標(biāo)點符號，因此常常會造成程序運行時報錯。

③WPS文字中如何刪除表格。在WPS文字中插入的表格，很多時候?qū)W生會發(fā)現(xiàn)用Delete鍵無法刪除表格，當(dāng)原先表格中沒有內(nèi)容時，學(xué)生會以為是Delete鍵壞了不起作用了，因此無法刪除表格。

④WPS表格中“=”的位置。在WPS表格編輯欄中輸入公式時，很多學(xué)生會將“=”寫在公式之后，如“A1+B1=”，這是由學(xué)生從數(shù)學(xué)學(xué)科帶來的知識負(fù)遷移造成的。

● 巧用策略轉(zhuǎn)變“前科學(xué)概念”，成為課堂探索的源泉

1.“知識”類前科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變策略

很多教師在講授學(xué)生存在“前科學(xué)概念”的知識時，常常是簡單地給出正確答案。例如，在進行“二進制”知識的教學(xué)時，大多數(shù)教師會直接告訴學(xué)生計算機內(nèi)部用0和1來表示二進制數(shù)，然后就進行二進制和十進制換算的教學(xué)。

對于“知識”類前科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變策略，筆者認(rèn)為從以下方面入手，可以較好地轉(zhuǎn)變“前科學(xué)概念”。

①智力游戲，啟迪思維。例如，在進行二進制教學(xué)時，可以利用“魔術(shù)猜數(shù)”游戲進行導(dǎo)入，由此揭密猜數(shù)游戲卡片上數(shù)字編制的方法，從而學(xué)習(xí)二進制數(shù)，這樣的方式，既吸引了學(xué)生的注意力，又啟發(fā)了學(xué)生的思維。對于“二進制”這個枯燥的知識點，如果照本宣科地向?qū)W生講授，很多學(xué)生根本毫無興趣去聽，因此，很難消除學(xué)生頭腦中的前科學(xué)概念。遇到這種學(xué)生積極性不高的知識點，如果采用游戲教學(xué)法來導(dǎo)入，相信能極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的求知欲。當(dāng)然，在游戲的設(shè)置上，教師要注重游戲設(shè)計的科學(xué)性、師生間的互動性，以及游戲的趣味性。

②認(rèn)知反轉(zhuǎn)，思維碰撞。例如，在數(shù)據(jù)的壓縮教授環(huán)節(jié)，在學(xué)生嘗試過壓縮可以減少容量后，再讓學(xué)生嘗試幾個壓縮后數(shù)據(jù)容量沒有變化或者反而變大的例子，由此引發(fā)學(xué)生的思維碰撞，從而順利地引入數(shù)據(jù)編碼的知識點。其中涉及的一些慣性思維的知識點，常常會有另一種答案，對于這樣的知識點，在前面講授完學(xué)生前科學(xué)概念的認(rèn)知知識點后，可以用一些小例子讓學(xué)生嘗試技術(shù)實驗，通過實驗結(jié)果顛覆學(xué)生頭腦中的原有認(rèn)知，產(chǎn)生強烈的認(rèn)知沖突，讓學(xué)生不得不去修正頭腦中原有的前科學(xué)概念去迎接新概念，通過思維碰撞的過程，獲得實驗現(xiàn)象與理論知識相一致的觀點。

③通過直觀演示促使原理性理論知識簡單化、形象化。對于模板、母版、動態(tài)網(wǎng)頁等原理性的知識點，采用單刀直入的直觀性演示也是一種較好的消除前科學(xué)概念的方法。如“動態(tài)網(wǎng)頁”，大部分學(xué)生喜歡從字面上理解其含義，教師不妨利用直觀演示動態(tài)網(wǎng)頁中發(fā)布信息的方式，讓學(xué)生直觀地看到操作的過程和操作的結(jié)果，從而清晰地了解動態(tài)網(wǎng)頁和靜態(tài)網(wǎng)頁的區(qū)別，從而幫助學(xué)生更好地理解何為“動態(tài)網(wǎng)頁”，這樣的直觀演示消除學(xué)生前科學(xué)概念的方法，對學(xué)生大腦的刺激也會很強烈，并且信息接收較快，學(xué)生大腦中的知識儲存也更牢固。

2.“操作應(yīng)用”類的“認(rèn)知失衡”轉(zhuǎn)變策略

①放手讓學(xué)生嘗試出錯。例如，在編程教學(xué)中，標(biāo)點符號“;”的使用一直是每一位教師感到頭痛的地方，也常常是學(xué)生屢犯屢錯的知識點，因此，在教學(xué)時筆者開始并沒有強調(diào)分號的使用狀態(tài)，當(dāng)一部分學(xué)生運行后程序報錯時，筆者將出錯的學(xué)生的程序和正確的學(xué)生的程序進行截圖，投屏顯示，讓學(xué)生進行“大家來找碴兒”游戲，由此，讓學(xué)生對分號的使用產(chǎn)生更加深刻的印象。對于信息技術(shù)的一些知識點，直接告訴學(xué)生正確的知識，學(xué)生反而印象不深，而且面對新的知識點，學(xué)生都表現(xiàn)出一種躍躍欲試的心態(tài)，因此，教師不妨先不直接講解，而是讓學(xué)生在已有前科學(xué)概念的基礎(chǔ)上去主動探究，其探究結(jié)果必然會出現(xiàn)問題，教師在此時再呈現(xiàn)正確和錯誤這兩種答案，讓學(xué)生進行對比發(fā)現(xiàn)，從而加深對知識點的理解。

②預(yù)設(shè)錯誤，使之成為反思的動力。例如，在圖層教學(xué)中，筆者讓學(xué)生制作家鄉(xiāng)的海報，其中共涉及三種圖片摳取的方法，每一次摳取對象時，筆者故意沒有選擇對應(yīng)的圖層，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)明明鼠標(biāo)停留在相應(yīng)的對象上進行拖動，可移動的卻是其他對象，最終讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的所在。在后面兩個摳取對象的操作中，筆者依然預(yù)設(shè)好這個錯誤，從而讓學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中強化認(rèn)知。在信息技術(shù)學(xué)科中，很多知識點學(xué)生在理論上已經(jīng)理解了，但在實際操作時卻又呈現(xiàn)出操作習(xí)慣的前科學(xué)概念，如何解決這個前科學(xué)概念是值得每一位教師深思的問題。通過預(yù)設(shè)錯誤，將其展現(xiàn)在學(xué)生面前，由此引發(fā)學(xué)生探究發(fā)現(xiàn)問題，讓學(xué)生反思自身理論知識與實踐的脫節(jié)，能夠提高學(xué)生從理論知識到實踐操作的過渡能力，從而很好地解決此類知識的前科學(xué)概念。

③呈現(xiàn)前科學(xué)概念，強化認(rèn)知。例如，在WPS表格編輯欄中輸入公式時，教師直接將數(shù)學(xué)中“=”符號的位置進行對比，同桌兩人分別嘗試“=”在公式前和公式后會產(chǎn)生什么樣的結(jié)果，通過對比，可以讓每一位學(xué)生強化WPS表格中“=”符號的位置。對于在WPS文字中如何刪除表格，也可采用這種方式來消除前科學(xué)概念。學(xué)生從其他學(xué)科知識帶來的前科學(xué)概念，常常會深深地影響到信息技術(shù)學(xué)科知識的掌握，當(dāng)教師明確知道學(xué)生在這個知識點上存在前科學(xué)概念時，沒有必要早早地向?qū)W生透露問題的正確解決方法，而應(yīng)給學(xué)生提供一個探索、對比、發(fā)現(xiàn)的過程，讓學(xué)生通過經(jīng)歷同伴間操作結(jié)果不同的對比、發(fā)現(xiàn)、質(zhì)疑、思考的過程，真正掌握新知識點。

總之，每一位教師都應(yīng)當(dāng)尊重學(xué)生已有的認(rèn)知經(jīng)驗，以學(xué)生的前科學(xué)概念為教學(xué)起點，利用相應(yīng)的策略巧妙引導(dǎo)學(xué)生將原有的概念同新學(xué)習(xí)的概念密切聯(lián)系起來，使學(xué)生的前科學(xué)概念成為課堂教學(xué)的亮點，只有這樣才能使我們的信息技術(shù)課堂更加精彩紛呈。

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本文為江蘇省教育學(xué)會“十三五”教育科研規(guī)劃2016年度重點課題“高中生信息技術(shù)學(xué)習(xí)中的前科學(xué)概念研究”（課題批號：16B21N3ZJ7）的研究成果。