“科學(xué)前概念”在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用

劉湛泉

一般來(lái)說(shuō)，每個(gè)人至少都有兩種形成概念的途徑。第一種是日常生活。每個(gè)人在其所在的社會(huì)、文化、生活環(huán)境等客觀條件下，通過(guò)各種感覺(jué)器官的感知與動(dòng)手實(shí)踐，將客觀物體和事件聯(lián)系起來(lái)，形成對(duì)自然現(xiàn)象的理解或看法。而這種實(shí)踐一般是無(wú)意識(shí)的或者非自覺(jué)性的。這樣形成的概念叫做“前科學(xué)概念”，簡(jiǎn)稱(chēng)為“前概念”?！扒案拍睢笔亲园l(fā)的、不自覺(jué)的、無(wú)意識(shí)的，所形成的概念也是比較原始的、朦朧的、簡(jiǎn)單的、零碎的，有時(shí)甚至是錯(cuò)誤的。其建立在直接經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，往往與直接經(jīng)驗(yàn)相鏈接，并經(jīng)常在認(rèn)知事物過(guò)程中優(yōu)先起作用。

而另一種途徑則是通過(guò)學(xué)校教育的渠道，其中還包括自我學(xué)習(xí)與自我實(shí)踐。學(xué)生通過(guò)接受正規(guī)的學(xué)校教育或有意識(shí)地自學(xué)有關(guān)知識(shí)信息材料，自覺(jué)地進(jìn)行自我實(shí)踐，從而形成對(duì)客觀世界的理解和認(rèn)識(shí)。這樣形成的概念也就是“科學(xué)概念”。這種概念通常是比較全面的、系統(tǒng)的，但是因年齡階段和教學(xué)方式的不同，在形成科學(xué)概念的層次上就有差別。通常低年級(jí)階段要求學(xué)生掌握的概念較為顯淺、表層，中、高年級(jí)階段就逐步趨于完整、系統(tǒng)、本質(zhì)化。如果我們的教學(xué)方式不恰當(dāng)，學(xué)生形成的概念水平就會(huì)徘徊在低層次的層面。因此，教師在進(jìn)行科學(xué)概念的教學(xué)前，就很有必要摸查學(xué)生的前概念的狀況，有針對(duì)性地根據(jù)學(xué)生的概念認(rèn)知情況來(lái)做教學(xué)設(shè)計(jì)，推動(dòng)學(xué)生的概念水平向高層次發(fā)展。本文以小學(xué)科學(xué)教科版三年級(jí)教材《水和空氣》單元中的《水》一課為例。

一、課前問(wèn)卷調(diào)查，了解學(xué)生關(guān)于“水”的前概念

我們選擇了剛開(kāi)始學(xué)習(xí)科學(xué)課的小學(xué)三年級(jí)孩子，就他們對(duì)“水”的前概念認(rèn)識(shí)進(jìn)行了摸查，67人參與問(wèn)卷。通過(guò)問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)，我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)于“水”的認(rèn)知是有一定的基礎(chǔ)的。孩子們對(duì)于水的描述都是源自日常生活中的片段提取，基本沒(méi)有完整的表述（對(duì)于小學(xué)階段的要求而言）。但與此同時(shí)，孩子們的腦中對(duì)于“水”基本都有個(gè)判斷的準(zhǔn)則，普遍能抓住“可流淌、白色（透明）、可以喝、沒(méi)有味”這幾點(diǎn)。特別在“沒(méi)有味”這點(diǎn)上，由于粵語(yǔ)方言的問(wèn)題，教師需要進(jìn)一步提示這個(gè)“味”的具體含義。

另外，我們還發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在回答問(wèn)卷，講述判斷依據(jù)的時(shí)候，往往會(huì)忘記先前在判斷“雨水、牛奶、茶水”等物體時(shí)的答案。因?yàn)?，大多?shù)學(xué)生們的判斷沒(méi)有考慮到“雨水可否喝”“牛奶有沒(méi)有味道”“茶水有沒(méi)有顏色”等問(wèn)題。可以說(shuō)，“前概念”在學(xué)生的頭腦中往往不太穩(wěn)定。在沒(méi)有實(shí)物的情況下，他們的口頭表述難免有“言行不一致”的情況。所以，我們還需要進(jìn)一步借助實(shí)體材料，組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)物辨認(rèn)，才能真正探明學(xué)生對(duì)于“水”的“前概念”認(rèn)知情況。

二、實(shí)物辨認(rèn)，在對(duì)比觀察中了解學(xué)生的“前概念”

筆者首先用7個(gè)一次性杯子分別裝了牛奶、茶水、白醋、鹽水、白糖水、自來(lái)水、純凈水，在三年1班選了30名學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生分辨哪杯是水。另外選出三年2班30人對(duì)分別裝有牛奶、茶水、白醋、鹽水、白糖水、自來(lái)水、純凈水的塑料瓶進(jìn)行分辨，并要求不能打開(kāi)瓶蓋。

在此實(shí)驗(yàn)中，筆者很快就發(fā)現(xiàn)學(xué)生在對(duì)具體材料進(jìn)行分析時(shí)所受的“前概念”的引導(dǎo)。他們主要是靠生活經(jīng)驗(yàn)、情境信息提取出“前概念”，進(jìn)而做出判斷。部分學(xué)生將“茶水、鹽水、自來(lái)水”都納入了“水”的概念中。這是我們生活中廣義上的“水”。這樣就與教材中“水是沒(méi)有顏色、沒(méi)有氣味、沒(méi)有味道透明的液體”的科學(xué)表述有所區(qū)別。教師在實(shí)際教學(xué)中就應(yīng)該考慮到廣義與狹義上對(duì)水的不同描述，在教學(xué)中有必要引導(dǎo)學(xué)生區(qū)分這兩種“水”的概念。

在“瓶子”小組中，有17名學(xué)生用了搖晃或者用力搖晃的方式來(lái)分辨出“純凈水”。筆者詢(xún)問(wèn)：為何用搖晃的方式來(lái)分辨？原來(lái)，在學(xué)生的日常經(jīng)驗(yàn)中，純凈水在用力搖晃后，瓶中的氣泡會(huì)迅速消失。這個(gè)經(jīng)驗(yàn)，未必是老師所能預(yù)先考慮到的因素。而孩子們?cè)谡n間“頑皮”地將水瓶中的水高速搖晃、旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生所謂的“龍卷風(fēng)”來(lái)玩時(shí)，就不知不覺(jué)地積累了“干凈的水在被搖晃后水泡很快就不見(jiàn)了”的經(jīng)驗(yàn)，這也就成為了他們對(duì)于“水”的“前概念”內(nèi)容之一。

經(jīng)過(guò)對(duì)三年級(jí)學(xué)生有關(guān)“水”的“前概念”的摸查，我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)于“水”的理解是以廣義的概念為主。在他們眼里，海水、雨水、自來(lái)水、茶水等含有雜質(zhì)或溶質(zhì)的水都是水。而在讓學(xué)生具體挑選裝有水的瓶子時(shí)候，他們普遍地會(huì)將廣義的“水”概念，縮小到狹義的“水”概念，或者說(shuō)更接近于“純水”的概念。在瓶子那一組的前測(cè)中，學(xué)生找到“純水”的成功率和集中度較為理想。由此，我們采用“瓶子裝水”的形式進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐。

三、利用學(xué)生的“前概念”改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)

三年級(jí)上冊(cè)《水和空氣》單元的第一課《水》雖沒(méi)有將“水”的概念明確地寫(xiě)清楚，但在教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容的引導(dǎo)提示中，就要求學(xué)生通過(guò)進(jìn)一步感受人體感覺(jué)器官的重要性，并嘗試著利用自己的多種感官（眼睛、鼻子、舌頭、耳朵、手）來(lái)觀察水，從中逐步獲得“水”的特性，再進(jìn)行概括得出“水”的科學(xué)概念。也正是因?yàn)樗菍W(xué)生非常“熟悉”的事物，如果采用開(kāi)放式的、可以直接接觸到的水，孩子們會(huì)很自覺(jué)地想到用“喝”“嘗”等方式來(lái)分辨。但如果將水封閉在瓶子里，學(xué)生不能直接接觸，自然就排除了直接“喝”的機(jī)會(huì)，他們就必須在生活的細(xì)節(jié)中更具體地濃縮和提煉出瓶子里的“水”的特征。

為了避免學(xué)生在廣義“水”與狹義“水”上“糾纏”，我們直接將該課課題改為《哪瓶是純水》。教師給每個(gè)小組準(zhǔn)備七個(gè)瓶子，分別裝有：①牛奶、②鹽水、③白醋、④純水、⑤雪碧汽水、⑥茶水、⑦積木塊。本課始終以“排除”為主線，讓學(xué)生經(jīng)歷產(chǎn)生問(wèn)題——觀察（不打開(kāi)瓶蓋）——整理分析——排除——推測(cè)——再觀察（打開(kāi)瓶蓋）——整理分析——排除——結(jié)論等一系列探究活動(dòng)。整個(gè)探究過(guò)程都是在學(xué)生對(duì)水的“前概念”的基礎(chǔ)上，逐步排除掉“不是純水”的瓶子，從而建立起“‘純水應(yīng)該是怎樣的”的特征概括，形成“水”的科學(xué)概念，以增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、善于質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度。

在學(xué)生不能直接接觸水的情況下，他們的“鼻子、舌頭、手（皮膚）”就失去了效能，僅有眼睛和耳朵能發(fā)揮作用。這也就迫使他們必須充分利用視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)先排除不像“水”的瓶子，發(fā)現(xiàn)近似“水”的瓶子，在探究過(guò)程中將重點(diǎn)放在利用“前概念”來(lái)引導(dǎo)和對(duì)比、排除上：“哪瓶最有可能是純水？”

本課最后的思考題“自來(lái)水是純水嗎”，是留給學(xué)生在課外繼續(xù)拓展的內(nèi)容。因?yàn)?，在相?dāng)一部分學(xué)生的“前概念”中，自來(lái)水是純水，平時(shí)不能喝“生水”只是因?yàn)椤吧崩镉屑?xì)菌。他們并不知道，自來(lái)水中還會(huì)有氯氣、金屬氧化物等雜質(zhì)。在課堂上，有學(xué)生提到自來(lái)水有“腥味”“鐵味”“清味”等不太科學(xué)的表述，但這些正是學(xué)生對(duì)生活細(xì)節(jié)的感性認(rèn)知。

四、課后反思

“前概念”在學(xué)生的學(xué)習(xí)中扮演著重要的角色，有些學(xué)生不理解新的學(xué)習(xí)內(nèi)容，并非其智力因素的影響，而是由于他們的既有認(rèn)識(shí)和新內(nèi)容之間存在著不協(xié)調(diào)因素，造成了認(rèn)知上的困難。

這種不協(xié)調(diào)，如果在教學(xué)過(guò)程中沒(méi)有被教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)者所發(fā)現(xiàn)、關(guān)注與重視，將會(huì)大大降低教學(xué)的有效性。當(dāng)然，學(xué)生在教師“填鴨式”灌輸?shù)慕虒W(xué)模式下，或許也能“掌握”科學(xué)概念，但那是不恒定的。由于缺乏真實(shí)的體驗(yàn)，他們?cè)谌蘸蟮膶?shí)踐中仍舊會(huì)被腦中固有的“前概念”所左右。

那么，作為教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)者，就有必要在教學(xué)過(guò)程中，從學(xué)生的“前概念”入手，讓他們自己在實(shí)踐中逐步驗(yàn)證，若與其矛盾的話，就加以對(duì)比，再驗(yàn)證。如果學(xué)生的“前概念”是錯(cuò)誤的，就由自己親手將這矛盾打破，重新建立起科學(xué)概念，克服前概念的“守恒性”。若“前概念”只是不夠完善，那么新建立起的科學(xué)概念就能在孩子的實(shí)踐活動(dòng)中發(fā)揮出應(yīng)有的效能。

小學(xué)生的“科學(xué)前概念”具有一定的自發(fā)性。兒童大腦中的“前概念”，緣起于兒童長(zhǎng)期、大量的對(duì)日常生活的觀察與感知，這些經(jīng)驗(yàn)是在其大腦中逐漸深化發(fā)展，經(jīng)過(guò)感覺(jué)、知覺(jué)、表象階段最終形成的。兒童在其大腦里構(gòu)建“前概念”時(shí)，大部分完全是自發(fā)性的。他們完全是站在自己的立場(chǎng)上，憑自己的感性經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行構(gòu)建。因此，“前概念”是孩子自己的精神財(cái)富，是他們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中認(rèn)識(shí)事物的一個(gè)有價(jià)值的工具。我們教師要廣泛了解、細(xì)致分析、充分利用孩子們寶貴的“前概念”，引導(dǎo)學(xué)生從熟悉的情境、“熟悉”的事中提煉出科學(xué)概念，充分享受學(xué)習(xí)科學(xué)的樂(lè)趣。

參考文獻(xiàn)：

[1]龔漢平.?科學(xué)概念與前科學(xué)概念[J].?科學(xué)課，2008（10）.

[2]霍益萍.?研究性學(xué)習(xí)：實(shí)驗(yàn)與探究[M].?南寧：廣西教育出版社，2001.

（作者單位：廣州市荔灣區(qū)沙面小學(xué)）

責(zé)任編輯?黃佳銳