因“迷”而“思”：從迷思概念到科學(xué)概念的轉(zhuǎn)化策略

江蘇省蘇州市楓橋中心小學(xué) 韓晟杰

概念教學(xué)是學(xué)科教學(xué)的基礎(chǔ)，《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》中明確指出，科學(xué)知識是小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)評價的主要方面之一，考查學(xué)生對13 個核心概念、54 個分支概念的掌握情況是主要的評價方式[1]。因此，對科學(xué)概念的重新關(guān)注， 是近年來小學(xué)科學(xué)教育教學(xué)研究中的新風(fēng)向。有的學(xué)生看上去記住了概念的表述方式，但若是遇到他們不熟悉的情境，便立刻將科學(xué)概念拋諸腦后，本能地套用自己的生活經(jīng)驗(yàn)，這種現(xiàn)象即為迷思概念。

細(xì)究其原因， 主要是因?yàn)閷W(xué)生在進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)前，早已在生活經(jīng)歷中形成了一些樸素的科學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以嘗試解釋生活中的種種現(xiàn)象，即前概念。在這些前概念中，一部分是與科學(xué)概念相一致的，雖然難免淺顯化、表面化，但畢竟脫胎于學(xué)生的實(shí)際生活中，以具身學(xué)習(xí)的方式親歷了概念的形成過程，總體而言是利大于弊的；也有相當(dāng)一部分學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)是片面的，甚至是錯誤的，屬于與科學(xué)概念相悖的迷思概念，亟待修正。事實(shí)上，學(xué)生極易帶著生活經(jīng)驗(yàn)來學(xué)習(xí)、解決科學(xué)問題，從而對某些科學(xué)知識的理解產(chǎn)生偏差或混淆。 因此，如何發(fā)現(xiàn)并糾正學(xué)生的迷思概念是教師進(jìn)行概念教學(xué)的核心問題，也是實(shí)際教學(xué)中一個繞不開的話題。

一、尋迷：小學(xué)科學(xué)迷思概念的成因

（一）追本溯源，何謂迷思

迷思概念（misconception）廣泛地存在于科學(xué)教學(xué)中，從20 世紀(jì)80 年代開始至今一直是國際科學(xué)教育領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題。 學(xué)界對于迷思概念的定義持有不同的看法，但其內(nèi)涵大抵相同：指學(xué)生對于某事件和現(xiàn)象所持有的看法存在概念上的誤區(qū)，有別于目前所公認(rèn)的科學(xué)認(rèn)知，這種錯誤認(rèn)知對科學(xué)概念的正確理解具有阻礙作用[2]。

作為科學(xué)教學(xué)的實(shí)施者，教師在進(jìn)入教室前就應(yīng)當(dāng)對學(xué)生的學(xué)情進(jìn)行分析，同時在課堂中敏銳地發(fā)現(xiàn)迷思概念的存在，用適切的教學(xué)策略，使迷思概念向科學(xué)概念轉(zhuǎn)變。

（二）探尋究竟，為何迷思

1.生活經(jīng)驗(yàn)混雜

學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)的混雜是形成迷思概念的重要原因之一，迷思概念往往產(chǎn)生于日常生活之中。例如，當(dāng)學(xué)生觀察到輕飄飄的羽毛緩慢飄落、 沉重的玻璃珠飛快下落的時候，便自然而然地產(chǎn)生“重的物體下落快”的迷思概念。 又如，經(jīng)典的古文《兩小兒辯日》中，無論是觀察太陽的大小變化、抑或是判斷早晚的溫度高低，都無法直接得出日地距離遠(yuǎn)近的結(jié)論。

除了從自然現(xiàn)象的觀察中得出錯誤結(jié)論，學(xué)生還處在一個信息繁復(fù)的現(xiàn)代社會，形形色色沒有門檻、不加篩選的錯誤信息極易流入學(xué)生的生活中，電視節(jié)目、手機(jī)短視頻等傳播媒介也會成為迷思概念產(chǎn)生渠道。 例如，某些產(chǎn)品在廣告中強(qiáng)調(diào)“純天然、不含化學(xué)物質(zhì)”，容易讓學(xué)生形成“化學(xué)物質(zhì)都是人造的工業(yè)產(chǎn)物且有害”的迷思概念。不論是生活經(jīng)驗(yàn)還是大眾傳媒，究其原因，這類迷思概念的形成基于生活經(jīng)驗(yàn)、表面特征，而非邏輯演繹。

2.相近概念混淆

科學(xué)概念之間具有聯(lián)系性，之前學(xué)習(xí)過的科學(xué)概念有時能幫助學(xué)生理解新概念， 但有時也會產(chǎn)生負(fù)面作用，妨礙新概念的建立。例如，在學(xué)習(xí)“溶解”的概念時，學(xué)生受到之前學(xué)習(xí)過的冰融化現(xiàn)象的干擾， 常常將兩者混為一談。正因?yàn)樗麄兗葲]有正確理解“融化”的概念，又沒有在觀察中辨析出“融化”“溶解”兩種現(xiàn)象的區(qū)別，相近概念的混淆影響了新概念的理解與生成。

3.教材順序混亂

教材內(nèi)容的呈現(xiàn)順序也是迷思概念的誘因之一[3]。 科學(xué)教材總體上來說是符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和心理特征的，但并不是所有的學(xué)生都能適應(yīng)書本上的思維路徑。若教師不及時調(diào)整教學(xué)策略，不以學(xué)生前認(rèn)知為起點(diǎn)調(diào)整知識呈現(xiàn)順序，學(xué)生在某些章節(jié)上的學(xué)習(xí)會出現(xiàn)困難，就可能會導(dǎo)致迷思概念產(chǎn)生。

例如，在教科版小學(xué)科學(xué)教材五年級下冊中，第1～2課講述了物體在水中的沉浮情況和本身的材料、 質(zhì)量、體積有關(guān)，為密度相關(guān)知識；第3～4 課涉及到核心概念“排開的水量”，為浮力相關(guān)知識；第5～6 課從物體受力情況來判斷物體的沉浮，為浮力相關(guān)知識；第7～8 課將視角轉(zhuǎn)向了水，探究液體的不同導(dǎo)致物體沉浮的不同，為密度相關(guān)知識。 在一個單元中，“密度”與“浮力”兩個范疇的內(nèi)容交替出現(xiàn)，相互交織，難免引起學(xué)生思維上的混亂，此時教師不能一味地照本宣科，要靈活地調(diào)整教學(xué)順序，從而減少迷思概念的產(chǎn)生。

（三）撥開云霧，何現(xiàn)迷思

迷思概念具有極強(qiáng)的隱蔽性，如果不經(jīng)課堂提問和課后測評，或者提問的指向不夠明確、測評的維度不夠精準(zhǔn)，教師很難發(fā)現(xiàn)學(xué)生是否產(chǎn)生了迷思概念。 在實(shí)際教學(xué)中，教師的教育機(jī)智要伴隨學(xué)生概念學(xué)習(xí)的全過程，重點(diǎn)關(guān)注課前測、課中提問、課后測三個階段，針對三個階段分別設(shè)計(jì)好課前訪談、問題單、二階測試題，才能及時發(fā)現(xiàn)迷思概念的身影，撥開迷思概念的云霧，進(jìn)而“對癥下藥”。

二、析迷：如何消除迷思概念

（一）重整認(rèn)知，深度理解科學(xué)概念

要消除迷思概念，首先實(shí)現(xiàn)深入理解。 除了學(xué)生的自我投入，更關(guān)鍵的是教師要從外部做出引導(dǎo)。 教師要堅(jiān)持讓學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到發(fā)展， 借助課堂中深入的探究過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，對基本概念和探究活動進(jìn)行解構(gòu)、重組、生成，以此促成學(xué)生理解水平的提高，讓他們能“知其然”，更能“知其所以然”。

1.化繁為簡

解構(gòu)、重組復(fù)雜概念，促成由知識到觀念的發(fā)展。 例如，在學(xué)習(xí)“溶解”的概念時，教師可以將其拆解成三個部分：一是基于前概念的“肉眼看不見的微?！?；二是基于觀察和模型推理的“均勻、穩(wěn)定地分散”；三是基于實(shí)踐與運(yùn)用的“不能用沉降或過濾的方式分離”，同時與融化進(jìn)行辨析，認(rèn)識到溶解涉及到兩種及以上的物體，樹立學(xué)生的物質(zhì)觀。

2.化零為整

從科學(xué)原理背后隱含的一般規(guī)律、與學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)的關(guān)聯(lián)、與真實(shí)世界的關(guān)聯(lián)等方面做出引導(dǎo)，建立知識的結(jié)構(gòu)性。例如，在復(fù)習(xí)“沉浮現(xiàn)象”時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從重力浮力、密度、排水量等多個角度來分析，而不是割裂地看待，以此加深對浮力概念全局的理解。

3.化客為主

概念學(xué)習(xí)并不僅僅是教師的“一言堂”，在教師清晰、科學(xué)地講解后，要充分給予學(xué)生表達(dá)的機(jī)會，鼓勵學(xué)生生成自己的概念圖式。教師化被動的概念接受為主動的知識輸出，才能幫助學(xué)生對已有認(rèn)知進(jìn)行系統(tǒng)的梳理，反映出對概念的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和理解深度。同時，在學(xué)生交流、展示概念圖式的時候， 也能及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生仍然存在的迷思概念，便于及時糾正。

（二）聚焦情境，逐步形成科學(xué)概念

單純的科學(xué)概念對學(xué)生來說難免抽象、枯燥，情境教學(xué)法是概念學(xué)習(xí)中常常會使用到的教學(xué)方法。 但是，書本中展示的多是為課文服務(wù)的情境，屬于一種“極為簡化的現(xiàn)實(shí)情境”。 情境一旦過于簡化，意味著與現(xiàn)實(shí)剝離，容易讓學(xué)生陷入絕對化、模式化的誤區(qū)，忽視了實(shí)際現(xiàn)實(shí)生活中的復(fù)雜情況，產(chǎn)生迷思概念。因此，讓學(xué)生能夠從真實(shí)情境中體會科學(xué)知識是十分必要的。

以教科版小學(xué)科學(xué)中年級教材為例：霧和霾是一回事嗎？（三年級上冊“天氣”）太陽中午離我們更近嗎？（三年級下冊“太陽、地球和月球”）米飯有甜味嗎？（四年級上冊“呼吸與消化”）我們吃的是植物的根、莖還是果實(shí)？（四年級下冊“植物的生長變化”）電對人體都有害嗎？（四年級下冊“電路”）通過對這些話題的探究，讓學(xué)生明白：科學(xué)知識和實(shí)際的應(yīng)用之間是有著緊密聯(lián)系的， 生活中的一些事物、現(xiàn)象都能夠用科學(xué)規(guī)律去分析、解釋；相反，僅憑生活經(jīng)驗(yàn)看待問題，往往會產(chǎn)生理解上的偏差與謬誤，產(chǎn)生迷思概念。

（三）依托實(shí)驗(yàn)，精準(zhǔn)表達(dá)科學(xué)概念

意大利物理學(xué)家伽利略曾說：“一切推理都必須從觀察與實(shí)驗(yàn)中得來”。實(shí)驗(yàn)探究是獲取科學(xué)知識的主要途徑，在激發(fā)學(xué)生科學(xué)興趣的同時，非常有利于科學(xué)概念的理解與內(nèi)化。

1.厘清實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

在實(shí)驗(yàn)探究過程中，不能單純以完成實(shí)驗(yàn)過程、得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果為目的， 而是應(yīng)該放慢教學(xué)節(jié)奏和思維過程，放大實(shí)驗(yàn)討論和認(rèn)知過程，力求教學(xué)思路和學(xué)生思維路徑的一致性。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)充分討論、進(jìn)行預(yù)設(shè)，讓學(xué)生設(shè)計(jì)應(yīng)該怎樣通過本次實(shí)驗(yàn)來得到問題的答案，摸清“做什么、為什么做、怎么做”，保證環(huán)節(jié)的連貫性與邏輯性，構(gòu)建高效課堂。

2.調(diào)動多種感官

自然觀察強(qiáng)調(diào)準(zhǔn)確、全面地描述物體的特征，而實(shí)驗(yàn)觀察側(cè)重于實(shí)驗(yàn)過程中的自變量、因變量以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象之間的關(guān)系。 無論是哪一種觀察，都必須對各種信息進(jìn)行即時加工，對于學(xué)生形成正確科學(xué)概念具有獨(dú)到作用。然而，對小學(xué)生而言， 他們在觀察的過程中往往只依靠視覺，容易忽視對其他感覺器官的應(yīng)用，如忽視聲響、忽視用手感受溫度的變化等。這時教師要對觀察的方式以及有效性做出指導(dǎo)，這樣的觀察也就更加深入、更有效果。

3.開展深度探究

教師在實(shí)驗(yàn)探究中要放慢教學(xué)節(jié)奏和思維過程，放大實(shí)驗(yàn)討論和認(rèn)知過程，使教學(xué)思路和學(xué)生思維路徑具有一致性。 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)充分討論，摸清“做什么、為什么做、怎么做”，保證環(huán)節(jié)的連貫性與邏輯性，讓清晰、科學(xué)的概念在學(xué)生心里落地生根。

例如，在“探究拉力大小與小車的速度關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，教師可以提出“為什么要借助金屬墊片的重力拉動小車，而不是用手直接拉？ ”引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)手的力量難以控制不變，而且力量大小很難測量，進(jìn)而能讓學(xué)生意識到重力是廣泛存在的，其方向是確定的、大小是易于衡量的。針對這一問題的討論讓學(xué)生對重力有更深刻、更全面的理解。

三、破迷：從迷思概念走向科學(xué)概念

小學(xué)生的思維具有其年齡段的特征： 以具體形象思維為主，逐步過渡到抽象邏輯思維，但是這種抽象邏輯思維在很大程度上仍然是與感性的生活經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系的，仍然具有很大的具體形象性。因此，由前概念形成的迷思概念具有頑固性，僅僅靠“說”“練”“背”是難以克服的，教師需要通過以下幾種方式來破除迷思概念， 將其轉(zhuǎn)化為科學(xué)概念。

（一）采用POE 策略破除迷思概念

POE 策略即“預(yù)測（Prediction）——觀察（Observation）——解釋（Explanation）”[4]，它主要由以下三步組成：①督促學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)測；②讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如實(shí)記錄結(jié)果；③如果預(yù)測和觀察的結(jié)果不一致，需要對此做出解釋，盡量消解矛盾[5]。

例如，在“沸騰”一課的教學(xué)中，教師可以給出多個體積差異較大的容器（如小試管、小燒杯、大燒杯），讓學(xué)生預(yù)測水沸騰后水的溫度哪個容器高一些、 哪個容器低一些（P）；接著通過實(shí)驗(yàn)，記錄溫度計(jì)隨時間變化的數(shù)據(jù)（O）；最終將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測相比較， 分析原因， 得出科學(xué)概念（E）。在這段教學(xué)過程中，會有許多學(xué)生認(rèn)為沸騰后試管中的水溫度最高、大燒杯中的水溫度最低，理由是：試管中的水少，加熱沸騰后溫度會更高。 但當(dāng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明三個容器的水溫一模一樣時，學(xué)生便發(fā)現(xiàn)水沸騰時的溫度和容器大小無關(guān)，“沸點(diǎn)”這一科學(xué)概念便能深刻地引入他們的腦海。 教師在平時的科學(xué)概念教學(xué)中強(qiáng)化POE 策略的運(yùn)用，能讓學(xué)生擺脫慣性思維，培養(yǎng)他們的實(shí)證精神，有效預(yù)防迷思概念的生成。

（二）通過立體教學(xué)破除迷思概念

教師是課堂的組織者和引導(dǎo)者，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮教育機(jī)智，在教學(xué)中借助典型的材料或事例，通過鮮活的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，結(jié)合縝密的邏輯分析破除學(xué)生的迷思概念。

例如，學(xué)習(xí)“種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)”這部分內(nèi)容時，在課堂后半段復(fù)習(xí)總結(jié)環(huán)節(jié)，對比以下兩種教學(xué)策略：

策略一：說說本節(jié)課你學(xué)到了哪些知識。（學(xué)生回答出種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)）你能概括種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)之間的區(qū)別和聯(lián)系嗎？（出示PPT：同種生物、所有生物、生物+環(huán)境）

策略二： 請結(jié)合屏幕上的魚缸， 說說什么是種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)。 用概念圖來表示種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)三者間的關(guān)系。

相比較而言，策略一偏向于誘導(dǎo)學(xué)生記憶、背誦概念，而策略二則要求學(xué)生在實(shí)例中敘述對概念的理解，將經(jīng)驗(yàn)與認(rèn)知聯(lián)系起來，更容易引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，讓他們認(rèn)識到自己的前概念是有瑕疵的， 在破除迷思概念的同時，也激發(fā)了自主學(xué)習(xí)科學(xué)概念的欲望。 此外，策略二更強(qiáng)調(diào)學(xué)生模型認(rèn)知的自主生成。

（三）借助信息技術(shù)手段破除迷思概念

在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師常常通過現(xiàn)場演示實(shí)驗(yàn)，用邊做邊講的方式進(jìn)行教學(xué)。 如今，借助信息化技術(shù)手段能夠更直觀地呈現(xiàn)科學(xué)活動中的信息，凸顯實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。

例如，在探究“拋體運(yùn)動”時，由于小車下落的速度很快，用肉眼不容易清楚地觀察小車的運(yùn)動軌跡，教師可以通過播放微視頻，通過放慢速度、定格、標(biāo)識運(yùn)動軌跡等技術(shù)手段， 對學(xué)生理解模糊或有偏差的地方進(jìn)行突出強(qiáng)調(diào)，以起到更好的教學(xué)效果[6]。又如在學(xué)習(xí)“日食和月食”時，使用AR 技術(shù)能更加清晰地凸顯“日——地——月”三星之間的位置關(guān)系，并能展現(xiàn)出與靜態(tài)圖片不同的、完整的日月食動態(tài)變化過程。

總之，如何促進(jìn)學(xué)生迷思概念的轉(zhuǎn)變對加強(qiáng)科學(xué)概念學(xué)習(xí)、提升學(xué)科教學(xué)質(zhì)量來說意義重大。 教師在教學(xué)中要始終從學(xué)生的已有認(rèn)知出發(fā)，通過精巧的教學(xué)設(shè)計(jì)、運(yùn)用適切的教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)學(xué)生迷思概念的預(yù)防和轉(zhuǎn)變。