科學(xué)教學(xué)中前概念的轉(zhuǎn)化策略

裴懷芳

摘 要：科學(xué)概念教學(xué)從某種意義上來(lái)說(shuō)實(shí)際是前概念的補(bǔ)充、深化、發(fā)展或者糾錯(cuò)的過(guò)程。但學(xué)生前概念的形成具有自發(fā)性、隱蔽性、頑固性等特點(diǎn)，一經(jīng)形成若要改變，光靠老師的簡(jiǎn)單說(shuō)教是很難起到作用的。它需要教師在課堂教學(xué)中圍繞學(xué)生的前概念，分析原因、調(diào)整策略、主動(dòng)建構(gòu)、鞏固遷移促進(jìn)學(xué)生前概念逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念。

關(guān)鍵詞：科學(xué)教學(xué);前概念;轉(zhuǎn)化策略

學(xué)生在接受正式的科學(xué)概念教育之前，對(duì)日常生活中所感知的現(xiàn)象，通過(guò)長(zhǎng)期的積累而形成的對(duì)事物非本質(zhì)的認(rèn)識(shí)稱為“前概念”。這些概念來(lái)自于生活，能解釋生活中的一些現(xiàn)象，反映客觀世界的一些規(guī)律。但有些是不完整的簡(jiǎn)單歸納，有些是只適用于特殊情景的片面認(rèn)識(shí)，甚至有些是經(jīng)不起推敲的錯(cuò)誤概念，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)正確的科學(xué)概念會(huì)造成一定的障礙。例如，小學(xué)生會(huì)想當(dāng)然地認(rèn)為太陽(yáng)繞著地球轉(zhuǎn)，初一的學(xué)生會(huì)認(rèn)為燃燒必須要用火點(diǎn)燃，初學(xué)化學(xué)的學(xué)生認(rèn)為氧化反應(yīng)一定有氧氣的參與等。而學(xué)生原有的對(duì)事物的認(rèn)識(shí)對(duì)學(xué)習(xí)的影響很大，教學(xué)中教師充分考慮學(xué)生的已有認(rèn)知，打破原有錯(cuò)誤概念，建立新概念，為促成概念的轉(zhuǎn)化而教。

一、關(guān)注學(xué)生原有認(rèn)知，暴露學(xué)生前概念

在系統(tǒng)學(xué)習(xí)新知識(shí)之前，學(xué)生對(duì)事物的原有認(rèn)知往往是內(nèi)隱的，要了解學(xué)生的前概念，教師就應(yīng)想方設(shè)法利用多種方式多和學(xué)生交流，關(guān)注學(xué)生，了解學(xué)生，給學(xué)生暴露前概念的機(jī)會(huì)。對(duì)于重要的概念，教師在課堂教學(xué)前可通過(guò)設(shè)置問(wèn)卷、談話等方式了解學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)前已有的知識(shí)基礎(chǔ)。不同學(xué)生生活經(jīng)歷不同，對(duì)同一問(wèn)題可能存在不同的看法。教師課前充分了解，學(xué)生前概念充分暴露，為后續(xù)課堂教學(xué)指明了方向，我們?cè)诮虒W(xué)中“以生為本”可適當(dāng)調(diào)整自己的教學(xué)設(shè)計(jì)，提高課堂效率。這樣雖然加重了教師的備課負(fù)擔(dān)，但有利于教師課堂中有的放矢，順應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律開(kāi)展教學(xué)，利于提高課堂效率，這樣的課前準(zhǔn)備工作顯然是值得的。

在《大氣壓強(qiáng)》這節(jié)課，學(xué)生通過(guò)對(duì)前面大氣層和氣溫的學(xué)習(xí)，已經(jīng)對(duì)大氣壓強(qiáng)有了初步的感知，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了一定的基礎(chǔ)，大氣壓強(qiáng)知識(shí)的學(xué)習(xí)也是對(duì)已學(xué)過(guò)的固體壓強(qiáng)和液體壓強(qiáng)的補(bǔ)充和深化。同時(shí)，雖然生活在大氣中，但學(xué)生平時(shí)體驗(yàn)不到大氣壓強(qiáng)的存在，也不會(huì)去留意大氣壓強(qiáng)的存在。因此，本節(jié)課先安排通過(guò)生活現(xiàn)象和學(xué)生活動(dòng)，讓學(xué)生感受大氣壓的存在，關(guān)注大氣壓，關(guān)心大氣壓與我們生活的關(guān)系。

教學(xué)設(shè)計(jì)：

利用實(shí)驗(yàn)盒中的器材（吸管、牛奶盒、塑料袋、廣口瓶、紙片、橡皮筋、玻璃杯、水、滴管、吸盤(pán)等）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明大氣壓的存在。

學(xué)生自主探究，匯報(bào)交流。

二、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引發(fā)認(rèn)知沖突

當(dāng)學(xué)生原有認(rèn)知和所學(xué)新知識(shí)有沖突時(shí)，僅僅組織學(xué)生學(xué)習(xí)新的知識(shí)是不夠的。奧蘇伯兒認(rèn)為，有意義學(xué)習(xí)是通過(guò)新信息與學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的有關(guān)觀念的相互作用才得以發(fā)生的。如果不能利用某種有效方式使學(xué)生放棄錯(cuò)誤的前概念，教師呈現(xiàn)給學(xué)生新的知識(shí)后，學(xué)生容易暫時(shí)接受新的知識(shí)，但此時(shí)的知識(shí)是極其脆弱的，學(xué)生接受了新概念卻沒(méi)有放棄原有的錯(cuò)誤概念。結(jié)果就出現(xiàn)上課聽(tīng)懂了，但等到做作業(yè)的時(shí)候正確率不高，過(guò)一段時(shí)候，脆弱知識(shí)碎片化，和前概念結(jié)合，學(xué)生出現(xiàn)似懂非懂的學(xué)習(xí)效果。在實(shí)際教學(xué)中，教師可以通過(guò)問(wèn)題情境的設(shè)置，使科學(xué)概念與學(xué)生的前概念產(chǎn)生沖突，當(dāng)學(xué)生無(wú)法用自己已有的前概念來(lái)解釋、回答看到的現(xiàn)象，就不得不對(duì)已有的前概念進(jìn)行反思，經(jīng)歷思想上的沖突和震撼，直至打破前概念。

在《大氣壓強(qiáng)》這一課，學(xué)生能設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)證明大氣壓強(qiáng)的存在，并不能說(shuō)明學(xué)生真正理解了大氣壓強(qiáng)的概念，這時(shí)學(xué)生的頭腦處在新舊概念的認(rèn)知沖突中會(huì)出現(xiàn)沖突：覆杯實(shí)驗(yàn)確實(shí)證明了大氣壓強(qiáng)的存在，但我還是覺(jué)得是水把紙片給吸住的，大家怎么看呢？牛奶盒變扁是有大氣壓的作用，但主要還是人在吸牛奶，你是如何看待的呢？此時(shí)，教師如果直接將結(jié)論告知學(xué)生，并不能解決學(xué)生的認(rèn)知沖突，學(xué)生仍然會(huì)接受了新知識(shí)，不放棄錯(cuò)誤的舊知識(shí)，教師需要采用問(wèn)題引導(dǎo)式教學(xué)，用問(wèn)題去激發(fā)學(xué)生思維，將學(xué)生引入科學(xué)世界。

教學(xué)設(shè)計(jì)：

完成上面的實(shí)驗(yàn)交流以后，請(qǐng)大家思考下列問(wèn)題：

1.覆杯實(shí)驗(yàn)中，卡片為什么不會(huì)掉落？

2.實(shí)驗(yàn)中，水有沒(méi)有吸紙片？

3.如果杯子上方與空氣相通，那么水有沒(méi)有吸紙片？

4.為什么覆杯實(shí)驗(yàn)中，紙片托住了水，而杯子上方與空氣相通時(shí)，水就流下來(lái)了？

5.牛奶盒變扁一定需要用吸管吸牛奶嗎？用力擠壓盒子行嗎？

6.如果盒子里空氣進(jìn)不去，還能吸出牛奶嗎？

7.再次體驗(yàn)。

引導(dǎo)學(xué)生得出，各種現(xiàn)象的產(chǎn)生是因?yàn)榇嬖趬簭?qiáng)差，氣體和液體會(huì)從壓強(qiáng)大的地方流向壓強(qiáng)小的地方。此教學(xué)設(shè)計(jì)注重學(xué)生思維的培養(yǎng)，不斷提出新的問(wèn)題，學(xué)生通過(guò)動(dòng)手動(dòng)腦解決一個(gè)個(gè)問(wèn)題，一個(gè)個(gè)有趣的小實(shí)驗(yàn)，一次次成功的體驗(yàn)，又面對(duì)新的實(shí)驗(yàn)和挑戰(zhàn)，他們的探究欲望將會(huì)非常強(qiáng)烈，學(xué)習(xí)狀態(tài)也將從“要我學(xué)”進(jìn)入到“我要學(xué)”。教師抓住機(jī)會(huì)，順著學(xué)生思維的發(fā)展，點(diǎn)燃學(xué)生新知識(shí)的學(xué)習(xí)火花，和學(xué)生一起逐一解決問(wèn)題，新的概念逐漸建立，過(guò)程中也很好地培養(yǎng)了學(xué)生觀察現(xiàn)象和分析問(wèn)題的能力。

三、自主探究、合作交流，建構(gòu)科學(xué)概念

學(xué)生初步建立了新概念，從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)得到了新的知識(shí)，也打破了舊認(rèn)知中的一些錯(cuò)誤知識(shí)，但這時(shí)還不能認(rèn)為學(xué)生實(shí)現(xiàn)了認(rèn)知從前概念到科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變，此時(shí)的新概念并未完整建立，需要進(jìn)一步深入，從感性到理性。上課教師需安排學(xué)生自己動(dòng)手動(dòng)腦，為學(xué)生準(zhǔn)備大量可供自主探究的實(shí)驗(yàn)器材，學(xué)生從自己對(duì)科學(xué)概念的理解出發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，和同學(xué)、老師交流，通過(guò)情景的審視和分析，修正鞏固新知識(shí)，有效地將前概念轉(zhuǎn)化為科學(xué)概念。

在《大氣壓強(qiáng)》的教學(xué)中，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出大氣壓強(qiáng)的存在，此時(shí)的知識(shí)還是比較脆弱的、不牢固的，教師課堂馬上安排學(xué)生及時(shí)應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，和生活中的現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)，解釋和解決實(shí)際問(wèn)題，這里的吸盤(pán)吸管等，是學(xué)生常用的，但不能用科學(xué)知識(shí)正確解釋相關(guān)現(xiàn)象。課堂及時(shí)鞏固，體現(xiàn)“科學(xué)來(lái)源于生活，科學(xué)應(yīng)用于生活”的理念，通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐，生生之間、師生之間的交流，將知識(shí)內(nèi)化。因此在課堂教學(xué)中我們也必須要留有一定的時(shí)間讓學(xué)生進(jìn)行課堂交流研討，給他們創(chuàng)造一個(gè)自由討論的空間，促使學(xué)生將錯(cuò)誤前概念轉(zhuǎn)化成科學(xué)概念。

教學(xué)設(shè)計(jì)：

1.學(xué)生思考：下列事例，哪些是利用大氣壓工作的？

①塑料掛鉤的吸盤(pán)

②用吸管吸飲料

③真空壓縮袋

④船閘

2.你還知道哪些利用大氣壓強(qiáng)的例子？

學(xué)生討論交流。

四、系統(tǒng)整合，鞏固強(qiáng)化科學(xué)概念

學(xué)生說(shuō)出來(lái)的，才是學(xué)生真正理解的。已有教學(xué)研究表明：當(dāng)學(xué)生剛剛形成一個(gè)新的科學(xué)概念時(shí)，這個(gè)概念在其認(rèn)知結(jié)構(gòu)中往往是孤立的，很容易受到其他因素的影響。學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)，往往不能很好地把新知識(shí)和已有知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，不能建立新知識(shí)和舊知識(shí)之間的關(guān)系。教師教學(xué)時(shí)，要將相關(guān)的新舊知識(shí)進(jìn)行整合和關(guān)聯(lián)，用新概念解決原來(lái)知識(shí)學(xué)習(xí)中一些還未解決的問(wèn)題，促進(jìn)新概念的學(xué)習(xí)。如：可以按知識(shí)的縱深發(fā)展整理知識(shí)，按知識(shí)的橫向聯(lián)系整理知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)相似概念進(jìn)行比較，要同中比異，異中比同。

在《大氣壓強(qiáng)》的教學(xué)中，僅僅知道大氣壓強(qiáng)的存在是不夠的，學(xué)生應(yīng)該知道大氣壓強(qiáng)存在的原因和固體壓強(qiáng)、液體壓強(qiáng)存在的原因相聯(lián)系，形成知識(shí)網(wǎng)，比較異同，認(rèn)識(shí)壓強(qiáng)的本質(zhì)特征。

教學(xué)設(shè)計(jì)：

1.固體壓強(qiáng)、液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是什么？

2.猜測(cè)氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是什么？

師歸納總結(jié)：氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是氣體有流動(dòng)性且受重力的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡鐵權(quán)，姜旭英.概念轉(zhuǎn)變的科學(xué)教學(xué)[M].教育科學(xué)出版社，2008.

[2]張大均.教育心理學(xué)[M].人民教育出版社，2004.

[3]張紅霞.科學(xué)究竟是什么[M].教育科學(xué)出版社，2003.

[4]劉文廣.前概念的特征及物理教學(xué)對(duì)策[J].河南教育， 1997（7）.

[5]劉瑞東，祁雪莉.中學(xué)化學(xué)概念教學(xué)新探[J].化學(xué)教學(xué)， 2004（11）.

[6]李彤.排除前概念干擾 構(gòu)建生物學(xué)概念[J].廣東教育， 2004（10）.