关注科学概念，优化教学环节

钟远云

《儿童的科学前概念》是英、法等国家的一批从事科学课程的教育专家，对10～16岁的儿童在不同的物理学领域已有的前概念进行访谈，分析了这些前概念形成的原因和特点，建议如何引导学生从前概念走向科学概念，同时指出了这些发现对教师和所有关注科学教育的人士的重要意义。细品此书两番，使我从中受益匪浅。

一、何为科学概念（前概念和大概念）

前概念是前科学概念的简称，建构主义认知心理学又形象地称之为日常概念，它是指个体在没有接受正式的科学概念教育之前，对日常生活中所感知的现象，通过长期的经验积累和辨别式学习而形成的对事物本质的认识。

例如：一些学生认为“地球是平的”，“天空是水平的”且“宇宙空间存在底部”等。当然，随着儿童自身的发展及学习，儿童的前概念会被不断修正，并终将获得科学概念。

儿童的科学前概念具有个体差异性、不连贯性和稳定性的特点。儿童的科学前概念的一般特征有：知觉主导思考、关注片面、关注变化而不是关注稳定状态、线性因果分析、不加区分地使用科学概念、依赖情境和一些概念占据支配地位。

大概念是指在构思科学教育的目标时，在知识方面不是用一堆事实和理论，而是趋向于核心概念及进展过程可以帮助学生理解与他们在校以及离开学校以后的生活有关的一些事件和现象。我们把这些核心概念称为科学上的大概念。

二、如何服务教学

前概念是学生在接受科学教育之前对事物和现象的认识，这种已有的认识会影响学生科学概念的形成。考虑学生的前概念是使教学更加适应学生的一种策略，这就要求教师在教学过程中必须先了解学生的前概念，尽可能地让全班学生都能尽快地接受科学概念。

在品读《儿童的科学前概念》的时候，恰逢我在准备六年级上册第三单元“能量”的教学设计。于是我在想：能否在讲授第三单元之前先摸摸学生对“能量”的已有的认知（前概念），进而再选择本单元学生的学习体验和确定活动目的。

（1）你认为电与光、声、热有关系吗？电和磁会有联系吗？谈谈你的想法。

（2）你认为什么是能量，你身边有什么能量，能量会怎么变化？谈谈你的认识。

学生从生活中、从科学课的学习中，已经对能量有一定的感性认识，他们已经常常在使用“能量”这个词。他们知道橡皮筋拉长时的反弹力其实就是有能量，知道太阳的光和热是太阳能，知道食物给了我们身体需要的能量，知道水和风有能量，等等，但是在他们头脑里还没有形成关于能量一般意义的概念。

学生以前所学的科学内容所涉及的是某个具体的能量现象，而本单元就是在这些研究的基础上把学生具体的能量概念结构起来，统一到抽象的能量大概念之下，使学生对能量有一个更加一般化的认识。任何物体工作时都需要能量，而且能量可相互转化、传递、储存，学会从能量转化、传递、储存的视角去解释、描述身边物体的变化。

本单元是一个综合性很强的单元，这几块内容之间看起来似乎是分散的、并列的、缺少必然的联系。因此，这就要求我们从单元整体入手，设计教学探究活动。

（1）把握好每一个活动的目标定位。活动的目标定位如此，教师的教学策略更是如此，如在电磁铁的大小与哪些因素有关的活动中，就可以从电能转化产生磁力的角度来引导学生寻找增强电磁铁磁力大小的办法。如因为电磁铁的磁力是电能在产生的，增加电池很可能增强磁力。认识电流能够产生磁性，感受电能转化为动能的奇妙。通过寻找电的用途，认识电能与其他能量形式及其相互间的转化。最后探究煤、石油、天然气能源矿产和太阳能之间的关系，进而了解我们使用的能量几乎都源自太阳能的转化与储存。

（2）做好各个主题活动之间的衔接（结构）。本单元的结构是从具体到抽象、从个别到一般逐步上升发展，学生把过去学习过的声、光、电、热多种能量形式都联系在一起，能量只能相互转化、传递，这不就是渗透了一种能量守恒思想吗？

能量守恒定律：各种不同形式的能量可以相互转化，这种转化是等量的。能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化的过程中，能量的总和保持不变。

教学的设计和开展肯定是始终围绕学生展开，对学生的科学前概念进行摸底，能够让我们的教学设计从学生感兴趣的内容入手，巧妙地设计教学过程，突破对与科学概念相距比较大的前概念的修正，遵循从简单到复杂、从具体到抽象的教学规律，让学生逐步准确地掌握科学概念。

在我们的日常教学中，了解学生的前概念对教学有莫大的帮助，了解学生的前概念也是简单的工作，例如：我们要了解学生对温度计或是量筒的前概念，只要给学生一张白纸让学生画写出来即可。了解学生的科学前概念，能够为教学活动更好地掌舵导航，目的明确地开展科学探究活动。

（作者单位：广东省深圳市龙岗区横岗中心学校）