挖掘错误前概念，提高科学教学有效性的研究

李梦琼

摘 要：小学生的错误前概念被忽视的问题极大影响了科学教学的有效性，决定在平时的教学中研究如何有效地挖掘出学生错误的前概念，并有针对性地设计教学，从而提高科学教学的有效性，让教学真正做到有的放矢，从事倍功半变为事半功倍。

关键词：错误前概念；暴露；元认知；建构；针对性

随着科学新课程改革的深入，罗杰斯在人本主义学习理论中提出的“以学生为中心”的教学观在科学教育教学中的有效实践已经成为现代教育改革的必然趋势。为了真正做到把课堂还给学生，作好非指导性教学模式中“助产士”的角色，教师除了认真研究教材和课程标准外，更应该把研究方向转向学习主体——学生。

在教学过程中，尽管从教学目标出发设计相关教学过程，可依旧无法达到预期的教学效果，用题目来检验学生对知识的掌握程度时，总达不到预期目标，会有“我原以为我已经教会他们了”的感慨。

回眸：浮力单元中，通过切小橡皮和把两个空塑料瓶粘到一块等实验让学生感受了“对于同种材料构成的物质，其沉浮与轻重、体积无关”这一概念。可当我问出“那如果把一百根或者一千根木头捆到一块时它们是沉还是浮”时，很大一部分学生却回答“会沉”。

思考：为什么明明已经探究过的知识学生却还是频频出错呢？课前与课后，学生的认知与元认知几乎没有得到明显提高，甚至可以说学生依旧保留着对事物的最初看法，用原有认知解决现有问题，造成一种虚假的同化。

学生在学习自然科学课程之前，头脑里并非一片空白，他们在日常生活里对客观世界中的各种事物已经形成了自己的看法，并在无形中形成了独特的思维方式。这种在接受正规科学教育之前所形成的概念一般称之为前科学概念，简称前概念[1]。心理学家在分析了很多的儿童日常概念后指出：学生的前概念与科学概念可能一致，也可能有冲突，一致则前者有助于后者的学习，冲突则前者干扰后者的学习[2]。笔者在平时教学设计时虽然做了大量的准备研究，但经常忽视学生的错误前概念，导致自己在教学过程中事倍功半，教学效果不稳定。

一、“基于学生核心素养的发展”的指标建构

小学生的错误前概念被忽视的问题极大影响了科学教学的有效性，教师有必要研究如何有效挖掘出学生错误的前概念，并有针对性地设计教学，从而提高科学教学的有效性，让自己的教学真正做到有的放矢，从事倍功半变为事半功倍。

1.促进学生科学概念的生成

前概念具有很强的稳定性，即使学生在口头和书面上同意了教师的科学概念，但当其置身于真实情境中，那些错误的前概念又会顽固而稳定地“冒”出来[3]。

例：学生理解一根木头在水中是浮的，切断后依旧是浮的，因为同种（相同密度）物质沉浮与轻重无关，却依旧认为一吨木头捆绑后因为很重所以会沉。有时候，单一的实验或者研讨根本无法转化学生的前概念。如果错误前概念在课堂教学中被忽视，那么让他们改变原有图式生成新科学概念的可能性是极低的。

2.促进学生元认知的发展

元认知是对认知的认知，即个体对认知活动的自我意识与调节。教师在课堂教学中一味地将概念传授给学生而忽视学生的错误前概念，往往会造成学生只表面记住了所学概念或只会片面地运用概念解释眼前现象。

例如，学生虽然学到了“物体在水中受到的浮力只与排开的水量有关”，但依旧会认为铁块沉在水中的位置越深受到的浮力越大。而在课前准备挖掘出各层次学生的前概念，尤其是他们共同的错误的前概念。那么在课堂教学中应适当引导学生自主发现新问题与科学概念之间的联系，在认知过程中，根据认知目标及时检测认知过程，锻炼了寻找两者之间差异的能力，从而促进了学生元认知的发展。

3.促进学生主动将前概念向科学概念转化

学生的错误前概念是学生掌握科学概念的障碍，但从辩证的角度讲，在某些情况下，虽然孩子的答案是错的，但他们的回答孕育着智慧的火花，是极有价值的生成性资源。真正的科学学习是关于自然现象的原有概念的发展或转变，而不是新信息的点滴累积过程。课前如果能有效利用错误前概念进行备课，可以有针对性地设计出可以引发学生头脑风暴的现象或者问题，当学生的前概念与科学概念相互冲突，难以用原有图式来接受和解释新刺激时，便会主动寻找原因，有效实现新旧经验的顺应。

二、“基于学生核心素养的发展”的运作流程

史柏良在《小学科学教学中的前概念及教学对策》曾提出不赞成教师在课前随便拉几个学生了解学生的前概念，因为这样的形式了解到的学生前概念不够全面，也未必适合教师所教学的班级学生。如果在课前分层次、分气质、分性别等抽取学生来进行错误前概念的挖掘，可能是可以促进科学教学的有效性的，这个实践性非常强的问题非常值得笔者去在实践中研究，寻找答案，促进教育教学工作的开展。

1.挖掘学生错误前概念，引导学生自主、合作、探究

（1）长期与学生平等民主地进行沟通交流，建立心灵相融的师生关系的同时，充分了解学生的前概念的个体差异和错误概念。挖掘各层次学生的错误前概念，整理并分析。

（2）有针对性地创设学生感兴趣的情境或问题，提高学习主动性，促进建构活动形成新的科学概念。

（3）鼓励并引导学生在合作中自主探究，促进学生元认识发展。

2.根据学生错误前概念，针对性设计教学，提高科学教学有效性

（1）从学生的心理、认知规律出发，根据学生前概念中错误或者模糊的部分设计教学。

（2）课前准备充分，营造轻松有趣的课堂，提高科学教学有效性。

三、“基于学生核心素养的发展”的实施策略

1.课前设五問，挖掘学生错误前概念

根据不同层次的学生通过对问题的作答所暴露出的错误前概念，有针对性地设计出课堂中可以引发学生思维碰撞的情境或者问题，及时有效引导学生自主探究矛盾的缘由。

每节课前准备三个与课程内容相关的固定问题，其余两个作为可调节性问题。请班里不同气质、不同认知能力、不同性别的学生进行课前作答，无论对错，都将学生的回答记录并整理，走近学生的同时，尝试从学生的视觉去思考问题。这对于教师而言，是一个漫长而又烦琐的教学经验的积累，而正是这看似简单实际需要强大意志力和恒心的行为方法，且积累成册的学生回答录正可以作为本次甚至今后各项研究的有利依据。

2.针对性设计，收集整理错误前概念

笔者认为在课堂中如果教学者无意间的引导暴露出了学生与本课重难点无关的错误前概念时，要临时设计出促进该前概念向科学概念转变的方法，对于部分教育机智不是很强的教师而言比较困难，有时候在没有精心设计的情况下甚至可能会让学生的前概念由原本的只是模糊转向完全错误。

例如，《月相》一课，教学中先用月相形成原因这一问题暴露出学生模糊不清的前概念，学生大概知道月相成因与月球、地球和太阳之间的位置关系有关，也知道不同视觉看到的景象可能不同，但结束后，学生竟然还是不能理解月相成因，在课堂模拟中成功模拟出月相的小组极少，甚至不少学生以为自己过去认为日、地、月之间的位置关系与月相有关的这一认知是不正确的。所以，可在课前把学生可能出现的错误前概念的引导教学方法分类整理，同时对学生在学习前后给出的解释进行归纳，从而改进设计教学方案，提高整体教学有效性。

3.情境性设计，促进科学概念的生成

小学生的心智发展虽然已经有了显著的主动性和内发性，能够进行逻辑推理和群集运算，但仍局限于具体事物，缺乏抽象性。所以在精心设计教学方案后，笔者认为教师要花大量的精力准备各类图文资料，最好是直接模拟现实或创设情境。

学生头脑中的前概念大多是在具体生活环境中建立的，因此，在课堂上展示出与现实相类似的情境，让学习在与现实相类似的情境中发生，将易于让学生意识到他们的前概念，也易于激发学生的思维冲突，从而建立科学概念，把设计真正付诸实践。

4.创新式设计，构建主动探究的课堂

学生的认知水平存在个体差异性，而且成长环境各异，对于某一认知领域可能存在的错误前概念时多时少，如果学生错误前概念很多，看似杂乱无章，但如果用新的思路去设计教学，把众人的错误前概念分层次组合并在课堂中引导学生自己提出，形成合作交流的氛围，启发学生，形成头脑风暴，最终在学生的思维碰撞、交流辩论下，形成统一的科学概念。

例如，热单元中，学生会存在衣服可以让身体感到温暖所以衣服可以产热的错误概念，而课堂中拿出准备好的衣服让学生来测量，但人为改变气温（用取暖保之类的作辅助作用），或者在课堂中临时测量学生穿着的衣服，给学生制造概念冲突，激发学生的求知欲。

5.交流并探讨，及时反思师生共成长

教师面对的每位学生都是独特的，尽管一线教学过程中可以对学生有一定的了解，但还是需要定期与各专科教师开展小型教研活动，记录分析各位教师所了解到的更多种学生的错误前概念，同时探讨出相应的适合的教学策略，同时把自己实践中遇到的问题，包括学生的前概念与众人分享，及时做好对本课的反思，从根本上提高科学教学的有效性。

总之，学生在科学课学习之前，在其脑海里已经对一些问题形成了他的前概念，这些前概念有些是正确的，有些是模糊的，有些甚至是错误的，而那些错误的前概念恰恰是最难改变的。科学课教学的主要任务是引导学生暴露错误前概念，认识错误概念，建构新概念模型，形成新的科学概念，只有充分认识学生的前概念，用以帮助教学，才能真正有效地提高教学有效性[4]。

小学生的前概念对于教师的教学有着极大的作用和影响，尤其是合理利用错误的前概念来设计并改进教学，最大限度引发学生思维碰撞，保护学生的好奇心和学习兴趣，真正做到把课堂还给学生。

参考文献：

[1]史柏良.小学科学教学中的前概念及教学对策[J].教学与管理，2009（8）：15.

[2]孔云峰.认识学生前概念，提高科学教学有效性[J].科学教育，2011（1）.

[3]徐春建.前概念对小学科学教学的启示[J].浙江教学研究，2013（2）：40-42.

[4]王學男.国外小学生前科学概念研究的分析及启示[J].首都师范大学学报（社会科学版），2012（3）.