“前概念”指导下的中小学科学课堂教学研究

作者简介：夏频频（1985～），女，汉族，江苏太仓人，太仓市沙溪镇岳王学校，研究方向：中小学科学学科课程衔接。

摘  要：小学科学课程肩负着学生科学启蒙及与初中物理、化学、生物、地理课程衔接的使命，因此在小学科学课堂教学内容的选择和掌控上，要结合不同的学情妥善处理好“深与浅”“宽与窄”的关系。通过对“前概念”的应用的实施有效实现初中相关学科与小学科学的对接，是消除“断链”的有效手段。文章以小学“食物”单元中《食物中的营养》一课为例，学生对“食物”“营养”的前概念可以作为本课教学的起点。

关键词：前概念；小初衔接；起点

中图分类号：G424    文献标识码：A    文章编号：1673-8918（2024）10-0020-04

一、 关于前概念

在接受正式的科学教育前，学生已经观察过丰富的自然科学现象，并有着自己独特的过程体验，这种相对原始、不够精确的具有个体差异的初始概念就叫作前概念。而科学概念（Scientific oncepts）是组织起来构成的系统的科学知识，可以表达为科学现象、科学定律、科学理论、科学假说等。

前概念在学生的科学学习中起到了不可估量的作用。新概念的形成往往是建立在它的前概念基础之上。当学生对该知识点的前概念与实际需要建立的科学概念接近时，学生就会觉得非常容易；相反的，当学生对该知识点的前概念与实际需要建立的科学概念相距甚远时，他们就会觉得很难；甚至有的时候学生错误概念会影响正确的科学概念的建立。所以在实际的科学教学中，教师完全可以好好利用学生既有的前概念展开教学，让课堂有的放矢。

义务教育学段是青少年学生人生的“拔节孕穗期”，教育必须贯穿于从儿童到少年再到青年的整个过程，最需要精心引导和栽培。然而，义务教育长期以来在育人过程中却存在一个突出的问题：学段间、课程间内容过度重复，学段间衔接性不高，中小学教师“各管一段”“背靠背”教学。文章将以小学、初中段“食物”单元为例，阐述前概念在中小学科学课程衔接中的应用。

二、 前概念在小学科学课堂中的应用

《食物中的营养》一课是教科版小学科学四年级上册《食物》单元的第五课，在《食物》单元中，所研究的“食物”，是人类生存的基本保障，为人类提供了生长发育所需的营养，也为人类提供了生命活动所需的能量。本单元前四课的目的在于帮助学生建立自身需求与食物、營养之间的关系。从第五课开始，学生将站在健康生活的角度，关注食物的不同变化以及这种变化与健康的关系。教材通过一系列的研究活动，让学生在了解人体生命活动需要营养，从而建立均衡膳食的概念；让学生关注食物与人体生命活动之间密不可分的关系；让学生发现食物自身会发生奇妙的变化，感受事物与事物之间存在的联系。

本课是《食物》单元的第五课，本课的活动将学生由“我们吃什么”的问题引入到“食物提供了什么营养”上来，最终将丰富的食物与丰富的营养之间建立联系，为后面的均衡膳食概念的构建作好准备。

本课的内容为“食物中的营养”，而“食物”作为人类生存的必要保障，学生每天都在接触，加上四年级学生在三年级科学学习的基础上，已具有一定的科学知识和基本的实验操作技能，并且已经初步具备了上网浏览学习的能力。学生已经能知道人们一天需要吃很多不同的食物，并从中获得营养来保持身体健康，但学生对营养的种类和对人体的作用还不够清楚。

而学生对前概念的了解程度，直接影响课堂教学的侧重点。如果学生对营养一无所知，那教学的起点就是介绍六大营养物质，而后才是其作用及鉴定方法；如果学生对六大营养物质已经足够了解，那么教学的起点就是营养物质的作用及鉴定。所以在课堂教学中我对学生关于营养的前概念做了一次简单的前概念测试。

本课的教学需要让学生构建的正确的科学概念为：

1. 人体所需的营养是从食物中获得的。

2. 食物中的营养主要有六大类：蛋白质、糖类、脂肪、维生素、矿物质和水。

3. 通过实验和查阅资料能辨别食物中是否含有淀粉、蛋白质和脂肪。

4. 了解六大营养物质的代表食物及作用，感受到营养和人体生命活动关系。

提问（了解学生的前概念）需要学生建立的科学概念学生的前概念

1. 人为什么需要吃各种各样的食物1. 人体所需的营养是从食物中获得的人吃各种各样的食物是为了从食物中获取营养。（学生的前概念完全正确，能了解到食物提供营养）

2. 你知道食物中有哪些营养物质2. 六大营养物质：蛋白质、糖类、脂肪、维生素、矿物质和水脂肪、蛋白质、矿物质与维生素（学生的前概念不完整，对营养的种类了解不全面，只能了解部分营养）

3. 米饭、瘦肉、肥肉、花生、面包、鸡蛋、青菜、胡萝卜这是平时我们常见的8种食物，你觉得它们中间含有刚才提到的哪种营养呢？填入对应的营养成分后面3. 了解六大营养物质的代表食物脂肪：瘦肉、肥肉、面包蛋白质：鸡蛋、花生矿物质和维生素：青菜、维生素、面包、花生（学生对哪些食物中存在哪些营养是不甚了解，其前概念是不完整的，甚至有部分是错误的）

前测的三个问题其实分别对应了本课需要建立的三个科学概念，而学生的答案体现了学生的了前概念。从第一个问题可以看出他们对营养已经有了简单的认知，知道营养来源于食物。这部分的科学概念学生已然建立，在教学中不必多说。第二个问题可以看出他们知道部分营养成分，但不全面。这部分的科学概念在学生的头脑中已有雏形，且这个雏形是正确的，所以在教学中教师只要对学生的认知加以引导固化便能帮助学生形成完整正确的科学概念。第三个问题暴露出他们的前概念的错误，对不同食物的营养成分学生的理解是有错误的，可见这部分的科学概念超出了学生目前的认知，是需要教师在课堂上重点指导，帮助学生建立正确的科学概念的。

在分析学生前概念的基础上，教师在教学中确定了具体的教学流程：

视频（介绍维生素和矿物质的作用及存在于哪些食物）→前概念测试（了解学生对除维生素和矿物质以外营养物质的认知水平）→实验探究，辨别成分，了解作用→后测（了解学生对课堂知识的掌握情况）→归纳整理，拓展延伸。

（说明：四年级学生在语文教材中出现了课文《维生素的故事》，所以关于维生素和矿物质的内容即使不在科学课上进行教学，学生已然了解，所以在课堂上直接可以作为导入的环节，可视为学生已知的固有知识，亦可归于学生的前概念。）

整堂课的教学的出发点和立足点都在于学生的前概念（图1），学生认为瘦肉、肥肉、鸡蛋、面包中含有脂肪；米饭、面包、鸡蛋、花生中含有蛋白质；青菜、维生素、花生中含有矿物质和维生素。在此基础上进行科学探究，学生通过将食物在白纸上按压有无油渍的方法鉴定脂肪的存在，从而纠正了前概念中鸡蛋和面包的错误归类；通过酒精灯加热的方法鉴定蛋白质的存在，从而纠正前概念中蛋白质代表食物的错误分类；利用碘酒遇到淀粉会变色的特性，发现了新的营养成分——淀粉（糖类）以及补充水在人体中的作用，从而补充了前概念的缺失，最终建立科学的概念（图2）。

整个教学的过程其实是以学生的前概念为教学的起点，前概念是学生学习新概念的基础，通常也被称为“前科学概念”，是指在日常生活经验积累的基础上形成的概念。因其受个人知识经验的局限，因此通常具有主观色彩。而学生学习的过程就是从主观的局限性的认知转变为客觀的真实的探究的过程，在此过程中逐步建立科学概念。所以教师在教学时一定要从学生的前概念出发，作为课堂教与学的起点，遵循从简单到复杂、由易到难的教学规律，帮助学生建立正确的科学概念。对学生的前概念教师要予以充分地尊重，对学生不完善的前概念进行补充；对一些“不科学”的前概念，教师要设计探究活动，让学生亲自发现自己前概念中的错误之处，加以纠正，最终形正确的科学概念。

三、 前概念在小初科学课程衔接中的应用

众所周知，小学科学课程的内容包括物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程4个领域，涉及了生物学、物理、化学、地理的相关知识，进入初中后被具体分为初中生物学、初中物理、初中化学、初中地理4个学科。

通过比较教科版小学《科学》与苏科版七年级《生物学》教材及上教版九年级化学教材内容的分析发现：七年级生物《饮食与营养》，九年级化学第8章“食物中的有机化合物”第2节《糖类  油脂》和小学科学《食物中的营养》一课有较大的重合，因此小学《食物中的营养》和初中生物学、初中化学的相关内容就可以作为中小学课程衔接的切入点。

众所周知，小学阶段教师大多采用大循环的教学模式，对各年段学生的能力水平、科学认知、教材特点的了解比较透彻。以《食物中的营养》这一课为例，由于学生、教师没有发生变化，教师能比较顺利地开展课堂教学。而对中学教师而言，学生由小学步入中学，教师对他们的能力水平和科学认知一无所知，在执教中小学知识衔接点的内容时，可以基于教材非常严谨地进行分析解读，却只能无奈地基于自身教学经验来进行不严谨的学情分析。此时，“前概念”的应用就能帮助教师掌握学生的学情，很好地解决初中教学起点的问题。以“食物中的营养”这一知识点为例比较中小学教材，其知识目标和实验内容，如表1所示：

通过比较上表中小学科学及初中生物学的两节课后不难发现，从知识目标的角度出发小学及初中都有关于食物中的六大营养物质包含蛋白质、糖类、脂肪、维生素、矿物质和水，并且需要掌握这六大营养物质的主要作用。因此，中学教师在执教时，可以设计一些相关知识的测验，检查学生的知识掌握情况，以此作为教学的起点进行巩固。而从实验内容的角度出发，中小学都采用了白纸按压的方法来鉴定油脂，采用利用碘液来鉴定食物中的淀粉，利用加热来鉴定蛋白质的存在。这部分的知识就可以作为中学教学的起点，这样就能避免浪费时间。而利用酒精灯燃烧干的小麦种子来获得无机盐的方法以及高锰酸钾溶液与维生素C的反应，是学生完全没有接触过的。教师就可以用前面节约下来的时间进行重点探究，在此基础上再让学生为一家设计合理的三餐，这样更符合“学以致用”的教学宗旨。

事实上，这一点也体现在初中《生物学》“营养物质的作用”中，这部分内容就是小学“食物中的营养”的提升；小学《科学》同单元第六课“营养要均衡”一课与初中七年级“合理的膳食”又有非常相似的教学点；小学同单元第七八两课分别是“食物在口腔里的变化”和“食物在身体里的旅行”，这与初中《生物学》七年级“人体对食物的消化与吸收”又有着千丝万缕的联系。

学生在小学阶段建立起的科学概念即为中学生（七年级生）对该知识的前概念，如果在中学的课堂教学中引入“前概念”的理念，在课堂教学中，有意识地测试一下学生的前概念作为中学课堂教学的起点，即学生正确的前概念不必深入探讨，这样学生前概念模糊的或者错误的内容就有了足够的时间进行课堂探究，从而在中学的生物学课堂上建立正确且更完善的科学概念。

同理，初中九年级化学学科的教材中也有关于“食物中的营养”的相关知识点。那么九年级的化学课完全可以通过“课前小练”来了解学生在小学阶段科学学习以及中学七年级生物课上掌握相关知识的“前概念”，以此确定九年级化学课的教学起点。

小学阶段主要侧重于实验现象的观察活动，中学侧重于通过现象发现其本质及规律，并在其基础上对知识技能、情感态度价值观各个方面有了更深层次的要求。可以说，中学课程是在小学课程的基础上复习巩固并拓展延伸，这也和不同阶段的学生发展能力相符。

四、 结论

前概念是学生学习新概念的基础，合理利用“前概念”对中小学科学课堂进行设计，能够很好地解决小初课程衔接中对教学内容“深与浅”“宽与窄”的把控，合理设置教学起点，对学生生物科学素养的建立定可以做到有的放矢、事半功倍。

参考文献：

［1］中华人民共和国教育部.义务教育小学科学课程标准（2017年版）［S］.北京：北京师范大学出版社，2017.

［2］义务教育初中科学课程标准解读［M］.北京：高等教育出版社，2013.

［3］徐建芳.浅谈中小学科学教学衔接［J］.中国论文网，2015.

［4］夏克瑜.知晓学生“前概念”  设置课堂教学策略——初中《科学》课堂教学“前概念”利用的初探［J］.新课程学习，2014（2）：58-59.

［5］张月兰.用实验干预学生前概念的教学探讨——以“物体的浮与沉”教学为案例［J］.物理教师，2014（3）：29-30，35.