基于实验冲突情境下的初中科学前概念转变教学

徐阿东

摘 要：在科学概念中一些受前概念影响深远、造成学生难以建构的科学概念，通过巧用实验，创设冲突情境，使学生在实验冲突中自我否定前概念，然后在实验冲突中感知、理解和运用科学概念，从而有效地建构科学概念。

关键词：实验冲突；前概念；科学概念；建构

学生在学习科学概念之前，头脑中往往并不是一片空白，而是有着一定的前概念，当科学概念和前概念比较一致时，学生按照原有的认知来同化新知识，比较容易理解，也比较容易实现科学概念的建构。但当科学概念与前概念有冲突时，学生还是会习惯于按照原有的认知来同化新知识，要想实现对前概念的转变会遇到很大的阻力，即使老师及时给予纠正，还是很快又回到了前概念，使得概念教学中学生经常出现“屡教不改”的现象。

要想有效建构深受前概念影响的科学概念，首先要让学生自我否定前概念，再重新体验、认识与建构。实验冲突符合这样的认知规律。如果在初中科学概念教学中，巧用实验，创设冲突情境，利用学生的认知冲突，细寻学生认知冲突点并加以巧妙运用，将为学生更有效地理解科学概念奠定基础，尤其对一些疑难概念的教学突破有着意想不到的效果。

一、在实验冲突中，否定前概念

前概念是学生在学习科学概念前，对现实生活现象所形成的经验型概念。由于初中生的知识经验有限，辩证思维还不发达，思维的独立性和批判性还不成熟，考虑问题容易产生表面性，且往往会被表面现象所迷惑，而看不到事物本质，所以易形成一些错误的前概念。这些前概念对科学概念的正确建构极为不利。

概念的學习是一个建构的过程，它包括感知、理解和运用。必须让学生对前概念产生冲突，自我否定，然后重新建构。在初中科学概念教学中，利用实验制造冲突，是否定前概念的有效途径。而且还迫使学生产生解决这一“冲突”的需要，这样就能帮助学生清除前概念的影响，正确建构科学概念。

二、在实验冲突中，感知科学概念

初中学生正处于具体思维到抽象思维的过渡阶段，抽象思维能力差，但初中科学教科书中有大量抽象的概念。而且这些抽象的科学概念还受到前概念的影响，如何有效地转变无疑成了课堂教学中的难点。如果直接向他们灌输这些知识，不仅不利于他们对知识的理解和应用，而且还会挫伤他们学习的积极性，降低他们学习的兴趣，甚至会导致他们产生对学习的反感。如果给他们举生活中的例子，播放视频等，虽然较灌输式教学效果要好，但终究是抽象的和受前概念的影响，很快又回到了原点。如果在这些概念教学中创设了看得见的实验冲突就可取得满意的效果。

例如：在学习流体压强大小与流速之间的关系时，设置了这样一个实验，桌上放着一个漏斗、乒乓球、烧杯，不能用手接触乒乓球，如何将乒乓球转移到烧杯中来？学生按照自己的前概念用嘴在漏斗上吸气把乒乓球转移到烧杯中来，结果难以成功，反而是向下吹气将乒乓球成功吸起。

三、在实验冲突中，理解科学概念

在我们的概念教学中，经常会遇到这样的情况，对一些概念，我们的学生会记不会用。经过调查分析，发现造成这种情况的原因是前概念先入为主的枷锁并没有打开，最后变成记概念，用前概念。

例如：力的作用是相互的，并且大小相等，学生都能说得出来，但常用不起来。如果拿两个大量程的测力计，两端用绳子系在一起，让不同力气的同学分别拉，再观察两测力计上的读数，学生就能直观感受到。通过这样的实验体验与前概念造成冲突，迫使学生发挥理解概念的主观能动性。

四、在实验冲突中，运用科学概念

建构科学概念就是为了使我们的科学更好地服务于生活。对于一些受前概念影响深远的科学概念，只有在教学中创设冲突强烈的实验，才能彻底打开前概念的枷锁，取得良好的效果。

例如：在一次观摩课中，老师拿出一条长长的蓝色的软水管和一堆乒乓球。你能让乒乓球自动进入软水管里吗？学生采用了嘴吸等方法，可见对于之前学的流体流速大小与压强之间的关系概念，还是停留在前概念里，并没有重新进行有效的建构。

当老师一手握住软水管的中部，不断甩动软水管上端，另一只手将软水管下端管口对着乒乓球，奇迹出现了。乒乓球一个个从下端被“吸”进去，从上端飞出来。学生顿时沸腾了，发出了惊叫声，也将本节课推向了高潮。

强烈的冲突产生了足够大的震撼，足以对前概念产生颠覆性的认识，这样才能有效地建构新的科学概念。

在初中科学概念教学中，巧用实验，创设冲突，可以摆脱前概念的枷锁，建构科学概念，突破疑难概念教学。但是为了更有效地发挥冲突情境的功效，我们还是需要根据教学目标、教学价值的大小和前概念影响的大小之分，对实验冲突情境进行艺术化处理。在教学中，让学生主动地发现“冲突”现象，剖析“冲突”的根源，寻求化解“冲突”的方法，从而对新旧事物产生新的理解。同时需要把握好“冲突”的时间和空间、深度和广度，学生的参与度和兴奋度等多维度，形成起伏有度的活动氛围和节奏，才能产生预期的效果。否则不但难以发挥功效，甚至还会造成不良的影响。

参考文献：

[1]罗美玲.认知冲突策略在概念转变中的应用研究[J].化学教育，2014（5）.

[2]朱灿.认知冲突策略在小学科学前概念转化中的应用[J].浙江教育科学，2014（9）.

编辑 赵飞飞