小学科学课堂教学中的前概念及其转化

应从祥

摘要：概念教学是小学科学课堂教学中的重要内容。学生在走进课堂之前对周围的世界有着自己的理解和认识，这种以个体经验为基础形成的主观认识称为前概念。前概念的转化需要设法在学生已有认知充分暴露的基础上，借助转化理论策略才能有效实现。

关键词：前概念；小学科学；课堂教学；概念转化

中图分类号：G623 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2017）05B-0022-04

美国心理学家奥苏伯尔曾经说过，假如让我把全部教育心理学仅仅归结为一条原理的话，那么一言以蔽之，影响学习最重要的因素就是学习者已经知道了什么，要探明这一点，并据此进行教学。在小学科学教学中，学生已有的生活经验和知识基础对学生学习的影响也是极其重要的。我们强调了解学情，就是要求教师课前准确把握学生的已有和已知，找到学生的最近发展区，以此为基础提高课堂教学效率，促进学生最大化发展。概念教学是小学科学教学中的重要内容。学生的科学概念一般都是从前概念开始转化、发展而来。

一、学生前概念的定义及特点

一般认为，学生在系统学习自然科学课程之前，头脑并非一片空白，他们在日常生活里对客观世界中的各种现象、事物已经形成了自己的看法，并在无形中养成了独特的思维方式。学生带着已有知识、技能、信仰和概念走进课堂，这些概念通常有别于科学概念，统称为前科学概念，简称前概念。学生的前概念形成，主要是基于日常生活的感知而积累的经验、作出的解释，因此，这种概念的形成具有情境性，缺乏系统性，常常不精确，甚至是错误的，具体来说具有如下特点。

1.经验性。前概念的形成往往基于经验而非科学逻辑推论，所以经验性是前概念的首要特征。经验又因人而异，因此前概念又具有差异性，不同的人具有不同的前概念。课堂上面对同一个实验或同一个生活现象，学生会产生不同的认识或解释，就是因为每个学生都尝试以自己的方式、经验来“观察”实验或“解释”现象。

2.普遍性。前概念是学生对周围世界自己的理解和解释，是他（她）自己的“理论”。前概念在学生中，乃至成人中都是普遍存在的。科学研究显示，儿童出生以后，在不会说话以前，就具有分类和形成概念的能力。研究表明，孩子出生时，最初观看人脸和猴子面孔是没有区别的。婴儿长到9个月时，看人的面部就会比看猴子面孔的反应要快，说明这个时候孩子已经形成了对“人”的概念。

3.非连续性。同一名学生面对同一现象有时会有不同看法，甚至是相互矛盾的解释，他会在两种解释之间摇摆，不同时段他的解释可能也不相同，这就是因为学生对概念缺乏连贯性，这在低中年级学生中表现尤为突出。

4.顽固性。前概念是个人经过长时间的经验累积而形成，在一定的范围内可能得到合理的解释，因此，持有者往往深信不疑，一经形成就具有很大的稳定性且能广泛迁移。比如学生通过书本认识到，地球是球体，但在私下个别交流时却又经常把地球描述成“扁平”状，因为学生受经验影响，很难想象球状地球的下方或两侧如何能让人或物站立。有时儿童虽然被灌输了科学概念，但对其理解还是停留在前概念。

学生的前概念形成由来已久，有对有错，正确分析学生的前概念才能更好地转化为科学概念。有学者把前概念分为两类，一类是不需要作原则性改变的，只需要在原有概念基础上加以扩充的概念，即将新知识的纳入补充到原有知识体系，通过积累的方式使这些知识发生变化。这类前概念，新知识与原有知识之间基本是一致的，只需丰富完善即可，如分类的概念就属于此类。另一类前概念本身就是错误的或者与科学概念有本质差异，需要对它作原则性纠正，即需要帮助学生对对立的理解作出调整修订，比如对空气的认识，许多学生认为空气是没有质量的。

前一类前概念转化起来较容易实现，而后一种情况则会遇到较大的阻力，因为它先入为主与科学概念不吻合，将阻碍学生科学概念的形成。概念转化主要就是针对后一种情况。即个体在面临与原有经验不一致的信息时，对现有的理解、解释作出的调整、改造，因此概念转化的过程就是认知冲突的引发及其解決的过程。

二、了解学生前概念的方法

前概念普遍存在，它是学生认知的起点，是学生探究学习的基础和生长点。我们在教学中无视学生的前概念存在，就违背了以学生为本的教学理念，违反了教学规律，不利于学生的学习。所以帮助学生建构科学概念，首先要了解学生的前概念，在辨识的基础上充实、完善或者纠正、转化学生的前概念。了解前概念有多种方法，最常使用的有以下几种方法。

1.访谈法

通过设置轻松的谈话环境，深入了解学生的前概念。比如《把固体放入水中》（苏教版小学科学三下）一课研究物体的沉浮，教师可以在课堂导入环节通过谈话了解学生对物体沉浮概念的认识。

教师通过实物展台出示：木块、橡皮块、铁钉、回形针、玻璃弹珠、树叶、蜡烛、石块、苹果，然后提问，如果将它们全部放入水中，结果会怎样？

生：有的沉有的浮。

师：你能具体说说哪些会沉？哪些会浮？能说明你的理由吗？请先将你的预测在记录纸上用“↑”“↓”来表示沉浮，不能确定的，写“不确定”，写好后思考理由，等会儿汇报。

生预测记录后汇报。

生1：螺帽、石块、玻璃弹珠肯定沉，因为它们比较重。回形针也会沉，因为它是金属做的。木块会浮，因为它是木头的，轻。

生2：橡皮块也会沉，因为它重，苹果会浮，因为我看到过。

生3：蜡块不确定，因为蜡烛有点轻也有点重。

通过这样的访谈，可以了解到大多数学生真实的想法，将他们对沉浮概念的原认识暴露出来，预测记录反映了每个学生的判断，便于同后面的实验结果比对，帮助学生发现自己对沉浮现象理解的偏差。

2.问卷调查

问卷调查法一般采用选择、判断、问题简答的方式进行，该方法能准确探查每位个体的前概念情况，是运用极为广泛的一种探查方法。

调查的内容如何设置，这是相当有讲究的。当然要抓住本单元主要概念，所以教师调查前要详细研读课标、教材，在准确把握教学目标的基础上研制调查问卷。比如某教师团队围绕“天气”设计调查问卷，调查组先找到课标中有关“天气”具体内容标准和苏教版小学《科学》教材中有关概念，分析其概念关系，完成概念图，以此为基础，制定调查问卷。

3.绘制图画

有些知识具有抽象性，让学生用语言描述比较困难，可采用绘图的方法，通过图示也是一种很好的暴露学生前概念的方法，所以图示法也是一种运用非常广泛的方法。

比如《简单电路》（苏教版小学科学五上）一课最主要的概念是“电路是一个回路”，要让学生构建电路的“回路”概念，首先要了解学生在学习之前的经验和认识，然后才能有针对性地帮助学生构建新的概念，所以一位老师设置了这样一个示意图（图1），让学生添加导线（连线）让小灯泡亮起来。

学生前概念的了解一般都放在课前，放在课堂上的话则都在导入阶段，从设置问题情境开始。

三、转化学生前概念的策略

概念转变理论指出，真正转化概念需要满足四个条件：学习者对当前概念产生不满，学生只有感到自己的某个概念失去了作用，才可能改变原有概念；新概念的可理解性，学习者要懂得新概念的真正意义；新概念的合理性，新概念与个体所接受的其他概念、信息相互一致，而不是相互冲突；新概念的有效性，个体应看到新概念对自己的价值，它能解决其他途径不能解决的问题。

下面以教科版科学四年级上册《点亮小灯泡》一课为例，我们来看看这位老师是如何从学生的前概念入手帮助學生理解“闭合电路”这一核心概念的。

1.课前调查。有一个灯泡一节电池两根导线，怎么连接可以让小灯泡亮起来？要求学生以图示的方法连接，教师全班统计。根据概念转化的条件，教师在设计教学环节时，就要从学生认知角度，让学生经历体验科学概念建构的完整过程，真正转化学生头脑中根深蒂固的原始想法。

2.课始构建概念。出示学生连接方式汇总图：这是课前大家认为可以点亮小灯泡的连接方式，请你逐个地试一试，哪些可以点亮，哪些不可以？因为都是学生自己的原始想法，学生本能的探究欲被激发，动手的过程也是操作技能得以训练的过程。学生汇报结果后出示图2和图3，引发思考：为什么图2的连法不行，这是引发学生在比较中形成认知冲突。学生在交流中形成共识：图2没有形成回路，点亮小灯泡必须要在回路中。出示图4和图5并提问：这两种连法都用到了两个导线，应该形成回路了，为什么图4不行？学生再思考再讨论。这是进一步引导学生做深层次思考，图4虽形成了回路，但电流没有通过灯泡仍然不能让灯泡发光，这时介绍灯泡的内部结构，出示图6，学生对回路的认识更加深刻。

3.探索。只给你一根导线，你有办法让小灯泡亮起来吗？把连接方法画出来。此环节是对前面回路概念的巩固和运用，学生有了前面的思考和探索，有了回路的概念，运用就不成问题，仅用一根导线，学生必然要考虑如何让电流从电池的一端出去，回到另一端，就要考虑并用到金属的导电性，为后面导体绝缘体学习打下一定基础，学生此环节中的创新想法不断闪现。

4.检测拓展。出示图7，分析哪些连接方法能让小灯泡亮起来？学生能准确判断，表明学生的回路概念已完全建立，从学生的前概念出发，学生的比较、分析、实证思维、创新思维得到训练和提升。[1]

考虑到儿童的认知特点，某些概念在小学阶段不给严谨的科学概念，更多的是结合情境和具体现象用孩子能理解的语言进行描述，这样的概念在小学苏教版科学教材中大量存在。比如“摩擦力”“能量”“遗传”等概念。摩擦力（苏教版四下）是指“一个物体在另一个物体表面运动时，在两个物体的接触面上会产生一种阻碍物体运动的力，这种力叫摩擦力。”在这一教学内容中，虽然提到如何增大或减小摩擦力，但仍然不讲授静摩擦、滚动摩擦、滑动摩擦等概念。能量（苏教版六下）的定义是“能够使物体‘工作或运动的本领。”这样的概念甚至有拟人化的阐述。但这里的能量属于物理学范畴，决不能与政治语境中的能量混淆，比如同社会上流行的正能量、负能量发生联系，则是错误的。遗传（苏教版六下）是指“子女与父母之间一般或多或少地保持着一些相似的特征，这种现象成为遗传。”字面就不够严谨，因为遗传现象不仅存在于人类，遗传和变异是生物普遍存在的特性，但这样的描述性语言，在特定的情境下学生容易理解，随着后续学习的深入，学生对遗传概念的建构会更完整、科学。需要强调的是，教师在课堂上不给出严密的完整的概念，不等于教师可以有随意性，甚至有错误的解释或定义。就算做不到准确，但一定要保证正确。

科学概念并非静止不变的，科学是开放的，科学概念在科学研究中不断被修正和深化。学生的科学概念，也是在学生成长过程中，在学校教学和个人思维发展相互作用下，逐步建构起来，某种程度上，教学的意义、教师的作用就是帮助学生逐步完善或纠正前概念，逐步形成科学的概念体系，不断增强科学素养。

参考文献：

[1]闻蓉美.让概念建构与思维能力协调发展[J].科学课，2016（1）.

责任编辑：赵赟