前概念对小学生科学学习的作用探究

蔡东霞

【摘 要】本文简述了小学生科学前概念的定义、特点和作用，前概念在教学中的应用，能够激发学生参与科学学习的兴趣，引发学生的深度思考，促进学生在课后进行自主学习，以案例的形式提供前概念的教学实践方法。

【关键词】前概念；小学科学；兴趣；自主学习

科学教育很重视学生前概念的了解、获取与利用。小学生学习科学的过程其实是一个概念变化的过程，所以教师要研究一节课要达成的科学概念是什么，了解和提取前概念，就能更有效地达成教学目标。如何才能准确地了解学生的前概念？学生的前概念对教学有哪些方面的影响呢？本文在解析前概念的基础上，探究利用前概念提高小学科学课堂有效性的方法。

一、前概念及其内涵

1. 什么是前概念

对于小学科学课来说，学生在正式学习科学知识之前，对于科学知识脑里面并不是一张白纸，由于生活的经验、自主阅读得到的知识，学生对科学概念并不是完全不了解。这种在接受正规的科学教育之前所形成的概念一般称之为前科学概念（pre-sciencecon cepfion）或前概念（preconception）。

2. 前概念的作用

前概念在学生的学习中起到同化和顺应新概念的作用，是学习者在脑里面固定新概念的“锚点”。建构主义认为学习是学习者根据自己已经掌握的知识，结合一定的社会文化情境，实现意义建构。建构主义学习观强调知识的情境性，对于小学科学课程来说，学生在学习之前就通过直接和间接经验学习到一些知识，了解了一些概念，就是科学前概念，学生要快速地掌握新知识，就必须以这些知识为基础，结合新的知识情境，建构科学概念。因此在小学科学课程中合理使用前概念，能起到事半功倍的教学效果。

3. 小学生科学前概念的特点

（1）表象性。小学生的科学前概念往往是依照直接的感性认识建构起来的，基本停留在表象的概括水平上，对概念的内涵缺乏理解。

（2）自发性。小学生的前概念一般是自发形成的，在生活中的直接经验或者通过书本等间接经验自发形成的，是一种学生的自觉行为。

（3）广泛性。随着科技活动的增加，也随着家庭对孩子科技教育的重视，学生可以从参观活动、媒体等获得关于科学的碎片化知识，从而形成覆盖范围广泛的科学前概念。

二、前概念对小学科学教学的指导作用

以教育科学出版社《科学》教材中三年级下册第三单元《温度与水的变化》中的《水结冰了》一课为例，剖析科学前概念在小学科学课堂中的作用及应用的方法。《水结冰了》的教学目标是观察和解释当环境温度低于0℃，水温下降到0℃时，开始结冰，从液体状态变成固体状态这一现象。学生在本单元的第一、二节课中学会了使用温度计测量物体温度的技能后，从这节课开始，逐步观察研究物质是如何从一种状态变化为另一种状态的，教师若能充分了解学生的科学前概念，对后面的学习能够起到很好的促进作用。

（一）正确的科学前概念能激发学生参与学习的兴趣

学生的思维总是建立在已有知识的基础上。在形成正确的概念之前，学生在生活中通过偶然的观察与短暂的思考形成对各种自然现象的理解和认识叫做前概念。正确的前概念，在学习时可产生正迁移作用，它可以促进学生尽快掌握新的知识。水结成冰，这种自然现象学生们都知道，但从没有亲自观察水结冰的整个过程。“水能结成冰”“冰摸上去是硬的、感觉是很冰凉的”这些认知是学生的前概念，笔者根据这些前概念，设计了这样的教学环节。

师：同学们，老师这里有个盒子，盒子里面有个袋子，袋子里面装了一样东西。想知道这袋子里装的是什么吗？老师请一个同学上台来摸一摸，但是，请闭上眼睛不准偷看，好吗？

【一位同学上来闭上眼睛，把手伸进盒子里，用手摸。】

师：你可以再捏一捏，你能告诉大家盒子里分别装的是什么吗？请你用清晰、完整的话告诉大家。

生：我摸到了一块硬的东西，手感觉很凉，还有些湿，我猜应该是冰。

师：你是怎么判断出来的呢，能说说理由吗？

生：我们平时见过冰块，冰块是很凉的，如果用手摸的话，还会把手弄湿，而且这个东西是硬的，像石头一样，所以我觉得是冰。

师：哦，这位同学是从冰比较冷这个特点来猜的。

【老师揭开盒子，展示袋子里的物品——确实是冰块。】

师：看来，这位同学很善于利用“手”这个感觉器官进行感知、判断。除了手，我们还可以用眼睛看，用鼻子闻，用舌头尝……

教师在导入环节设计时，用摸物猜名字的游戏，唤起学生的前概念，激发学生的参与欲望，为后续的观察、实验打下良好基础。

（二）模糊的科学前概念能引起认知冲突

学生在认识科学常识的过程中，对许多日常生活中看得见、触得到的科学事物，开始大多都是依赖直觉和经验，日积月累就会形成大量的、直观的、非科学的概念和解释。但对一些常见的科学现象与常识问题，学生的前概念往往又会比较模糊，导致学生认知的冲突，引发学生深入思考。

正如这节课学生对于“冰”的前概念普遍认为：冰的颜色应该是无色的。但是课上学生通过多种观察方法进行比较发现：手上拿的冰中间是白色的，只有周围一圈是无色的，这又怎么解释呢？笔者设计了这样的教学环节：

师：冰是什么颜色的？

生1：白色的！

生2：透明的！

师：大家可以互相看看其他小组制出来的冰，是什么颜色的？

生1：呀！怎么里面会是白色的呢？我们的水是干净的水啊！

生2：我们组的冰中间也有白色部分，为什么呢？

学生的学习动机是由自己的科学前概念与实验结果的矛盾引发的，他们无法用前概念去解决解释现象而产生疑惑：“冰并不完全是白色的，也不完全是透明的，而是中间是白色的，中间周围一圈是无色透明的，这是为什么呢？”通过教师的引导，在特定的情景中，学生都很快发现了这个差异性，并展开激烈的讨论：刚才为了让埋在碎冰里试管里的水能均匀受冷，大家都用温度计搅动试管里的水，水中就会融入大量的空气，会不会是水里的空气在“作怪”呢？学生带着疑问，开展课后延伸学习。

（三）引导对科学前概念的质疑，也能促进学生课后自主学习

学生带着对自己科学前概念的质疑：“究竟水结成冰后，冰块是无色的还是白色的？教师可鼓励学生对这些疑问进行思考或者对自己以前的认识进行自我质疑，然后开展课后的自主探究。”《水结冰了》一课，运用了很多学生对冰的前概念，有的前概念是正确的，如冰是固体、是冷的等，有助于引导学生立即进入高度唤醒状态并积极投入后续学习；有的前概念是模糊的，如冰块究竟是什么颜色的，能引起学生认知上的矛盾和冲突，引发深层次的思考，激发学生自主探究的欲望；有的前概念是不确定的，学生会根据现有的学习水平和学习能力对其进行反思和质疑，这种反思和质疑也能有效促进学生认真进行验证、求实。总之，教师应重视对学生科学前概念的了解和获取，巧妙运用科学前概念的正迁移，促进小学科学教学的有效性。

三、小学科学使用前概念要注意的问题

大量的研究发现，前概念存在于学生的思维当中，是经过长期发展而形成的，具有鲜明的年龄认知特点，隐秘而不易显露，不是教师光凭想象就能够猜测出来的。只有深入到学生当中去，通过合理的方法才能把学生的前概念充分地展示出来，才能得到最真实、最可靠的资料。

（一）课前应充分了解、获取学生的科学前概念

1. 访谈法：通过教师平时与学生的课后接触，了解学生的家庭教育情况、成长故事、个人兴趣爱好、了解学生的知识结构等，从而获取相对准确的信息，在教学设计时加以考虑运用。

2. 问卷调查法：为获取学生更准确的前概念，可以使用问卷调查的形式。但是调查题的设计不同于练习题，答案不应是唯一的，而应是开放式的，主要通过学生对调查题的回答，真实地展现出学生的认识状态。因此，编制主观问答题作为调查题较为合适，每次答卷时间最好控制在10-15分钟为宜。

（二）对于学生的前概念要善加辨析，巧加利用

由于学生的前概念具有表象性、自发性和广泛性，教师要善于辨析，巧加利用。对正确的前概念要运用正迁移，鼓励表扬学生细心观察生活。教师遇到学生出现偏差甚至错误的前概念，不宜武断地强行否定，要引导学生进行自我质疑、自我反思，进而自我修正。

参考文献

[1]袁维新.概念转变学习的内在机制探析[J].教育研究与实验，2003（02）.

[2]李高峰，刘恩山.前科学概念的研究进展[J].内蒙古师范大学学报（哲学社会科学版），2007（04）.

[3]皮连生.教育心理学[M].上海：上海教育出版社，2004.