承“前”启“后”

摘 要：在初中科学教学过程中，笔者发现前概念的存在对我们的科学教学有着不容忽视的影响，我们要关注学生的前概念带来的这种影响，积极应对。本文根据笔者在科学教学中整理的概念教学案例片段，从前概念的特点、对科学教学的影响及应对策略等方面进行了探讨和分析。

关键词：前概念 科学概念 科学教学

在初中科学教学过程中，许多老师都有个共同的困惑：学生对所犯错误屡教不改的现象经常出现，为了寻找原因，教师们可谓煞费苦心：将科学课堂中许多概念定律尽可能讲解的简单而清晰；编写歇后语、顺口溜来帮助学生记忆；研究艾宾浩斯的“遗忘曲线”督促学生反复地、及时地复习；制作错题集、面批答疑……可不论如何做，总感觉收效甚微，过了一段时间，学生依然会旧错重犯。究其原因，很大一部分是学生的前概念并没有完全转变为科学概念，而这种前概念的存在对初中科学的学习有着极大的影响。本文将结合科学教学中的几个案例谈谈转变学生的前概念，建构科学概念的策略。

一、认识前概念

美国著名教育心理学家奥苏贝尔在《教育心理学―认知观点》一书中强调：“影响学习的唯一最重要的因素就是学生已经知道了什么，要探明这一点，并应据此进行教学。”建构主义理论认为：当学生走进科学课堂时，并不是一无所知的，他们对过去在学习和生活中看到的各种现象，发现的各种问题已形成了自己的看法和直觉认识。我们把学生在接受正式的科学教育概念之前，对日常生活中所感知的现象，通过长期的经验积累而形成的对事物的非本质的认识，称为前科学概念，简称前概念 。

科学课程中常见前概念有：会飞的东西认为是鸟类，鸡鸭鹅等家禽会被忽略，生活在水里是鱼，鲸鱼也是鱼；相同环境中的铁块比木块的温度低；“催化”就是加快，因而认为在化学反应中加入“催化剂”就一定会加快反应速率；推出去的铅球在空中之所以能够继续前进是因为一直受到手的推力的作用；重量即质量；速度很快的物体如高速行驶的车很难停下来，所以速度越大的物体惯性也就越大等等。这些前概念的存在对我们的科学教学有着不可忽视的影响，我们要关注学生的前概念带来的影响，只有让学生从原有的知识结构中走出来，重新认识事物的本质特征，才能让科学学习更有效。

二、前概念对科学教学的影响

前概念有极强的顽固性。一旦形成，往往根深蒂固，如果没有得到正确的强化和应用时，就会造成知识建构的障碍。打个比方，就像往格子里放东西，空的格子很容易直接放进去，而有些格子里已经放满了其他东西，层层叠叠俨然有序，这时候就很难再放进去新东西，打破原有结构替换掉原来的东西十分艰难。因此在科学实际教学中，我们教师如果无视学生错误的前概念，一味进行科学概念的灌输，学生认知结构中的前概念不仅会妨碍新知识的获得，还会导致学生产生更多的片面的、甚至是错误的衍生概念。

另一方面，学生头脑中的不少前概念也能促进科学概念的建构与掌握。这样的前概念对教师和学生来说都是一种资源，我们应该把这种资源作为让学生理解新知识的“生长点”，引导学生从原有的前概念生长出新的科学概念。例如，酸味是学习酸类性质的前概念，家庭用电器、开关是电路连接的前概念等。教师应该抓住这些前概念，帮助学生建构科学概念。

三、科学前概念转化策略

1、了解学生真实想法，诊断前概念。

学生的前概念具有隐蔽性的特点，平时很少会表现出来，所以在实施课堂教学之前教师必须要知道学生对这一内容是怎么想的？通常我们在课堂准备环节，教师都只是根据自己平时的观察及对学生的了解，形成“学生可能会这样认为”或“学生可能会那样认为”的想法。而实际上，学生的想法往往会出乎我们的意料，因此教师在课前或课堂导入时可以通过问卷调查、交流讨论等方式了解学生的真实想法，诊断前概念。

例如在上八下科学第二章第五节光合作用一课时，我课前设计了这样几个问题的问卷：“下图为一棵大树和它的种子，请回答下列问题：①植物从种子长成大树，所增加的重量是从哪里来的？②植物是如何获取所需的营养的？③植物成长需要下列哪些物质？土、水、同伴、二氧化碳、阳光、肥料、人类的照顾、其他。④绿色叶子的最主要功能是什么？为什么？⑤你认为植物是白天只进行光合作用，晚上只进行呼吸作用吗？”从问卷反馈的信息来看，学生对于光合作用的认识是不全面的，大部分学生认为植物所增加的重量只来自于外界因素，是从外在环境中获得营养的。而在其中绝大多数学生又认为土壤、阳光、肥料、水分是植物生长所需要的营养来源。显示了学生对光合作用的目的和重要性并不了解，因此也很难深刻理解植物是自养型生物。这一情况的出现，可能是受到日常生活经验的影响，如种植植物时经常需要浇水、施肥，还要保证阳光充足等。关于绿色叶子的主要功能这一问题，大部分学生知道是光合作用，但还是有部分学生回答保护环境，绿化城市，防止近视等答案。而问题⑤的答题结果则反映出有的学生将植物的功能拟人化了，白天光合作用（工作），晚上呼吸作用（休息）。通过对上述现象的分析，我们不难看出由于不同的生活经历，使每个学生对同一问题存在着不同的看法。课前通过问卷调查等形式使得学生的前概念充分暴露，为我们的后续课堂教学指明了方向，提醒我们将课堂教学重点定位在运用合适的教学策略帮助学生扭转错误的前概念，顺应学生的认知规律从而实施有效教学。

2、创设认知冲突情境，孕养前概念。

当老师充分了解学生的前概念之后，就可以通过问题情境的设置，使科学概念与学生的前概念产生冲突，当学生无法用自己已有的前概念来解释、回答所看到的现象时，就不得不对已有的前概念进行反思，经历认知上的冲突和震撼。在实际教学中，可以安排一些小实验和生活情境来创设认知冲突。

例如在上科学八上第一章大气压强一节时，很多学生的前概念认为用吸管吸饮料，饮料是被自己吸上来，从而对大气压存在的理解产生偏差。所以我教学中针对这种问题先安排一个实验：一只带橡胶盖子的玻璃瓶，一根吸管，将吸管穿过橡胶塞盖子插入到装满水的瓶中（没有空气），然后请一个学生上来吸瓶中的水，学生用尽全力发现也无法将瓶中的水吸上来，学生开始对自己的前概念产生了否定的态度，想要主动探究以寻求答案。老师应该在教学中根据需要为学生建立这样的一些认知冲突情境，鼓励学生不断地对已有的观点产生怀疑，不断发现新的疑问，不断做出新的假设，激发学生强烈的探究欲望，从而帮助学生有效孕养出新的科学概念。

3、自主实验建构交流，生长前概念。

在科学课堂中，找到科学概念的生长点之后，就需要帮助学生实现认知从前概念到科学概念的转变，而其中最有效的方法就是为学生准备可供自主探究的观察、实验材料，让学生在观察现象、分析数据的基础上，获得更多的信息，让学生将自己的探究结果与事先的猜想、假设加以比较，发现矛盾之处，从而去积极地建构新的科学概念。

但有的时候我们会发现学生错误前概念的转变并非通过一个实验活动就能解决的。因此在课堂教学中我们除了给学生准备相应的材料让他们进行探究外，还可以让学生进行交流研讨。让学生就实验中所观察到的现象、数据进行分析探讨交流，通过实验、交流促使学生完成科学概念的生长。

4、反思应用正向迁移，巩固科学概念。

有研究表明：当学生刚刚形成一个新的科学概念时，这个概念在其认知结构中往往是孤立的，很容易受到其他因素的影响。因此当学生在经过有效的自主探究，将前概念建立成新的科学概念以后，我们还需设置一定的具体问题情境帮助学生正向迁移新概念，让学生在运用自主建构的新概念解释新情境问题或周围世界时，实现对新概念的应用、验证、巩固和提高。让学生意识到科学概念比前概念更合理，并能解释更广泛的现象，从而将科学概念系统化。

小结

综上所述，科学概念的建构是以学生的前科学概念为基础的，这种转变是学生思维结构的转变。因此在教学过程中，我们要让学生充分暴露自己的前科学概念，为学生积极创设认知冲突的情境，找准生长点，借助实验、讨论建构新的科学概念，并能让学生在新的问题情境中拓展和运用新概念，从而有效地实现由前概念向科学概念的转变。

参考文献：

[1]陈玉乔 《巧设认知冲突 提升化学教学有效性》 化学教学

[2]马功平 《一咏三叹且行且思---高中物理概念迷失现象及教学策略》

[3]魏林明 《以建构性教学模式开展科学概念教学―以“饱和溶液”教学为例》 教学月刊

[4]林雪芳 《关注前概念对科学概念教学的影响》