小学科学教学中的前概念及教学对策

史柏良

一、前概念的含义

学生在学习自然科学课程之前，头脑里并非一片空白，他们对客观世界的各种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。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”，简称前概念。例如，铁比木头重，车不拉不走，水温只要达到100℃就可沸腾等。

二、对前概念的认识

如何看待学生头脑中业已形成的前概念呢?从人类认识的发展角度来看，前概念的产生是正常的、必然的，前概念的产生正体现了人类认识发展的一般规律，应该把它作为科学含义可被转换的认知结构接受下来，这才是我们应该持有的指导思想。再者，学生先前的生活经验未必都是错误的，虽然这些来自于学生个体生活经验而建立的对科学概念的看法往往是片面、模糊的。在学习新知识时，不少学生只注意到自己所理解的部分，所以，即便在学习后学生通常也不会放弃原有的概念，而是对新概念加以排斥，甚至扭曲对新概念的理解而导致了学生头脑中存在与科学概念不一致的认识。

三、前概念对科学教学的影响

研究者们对儿童的科学学习展开了大量研究，发现大部分孩子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。作为科学教师，我们要做的就是充分认识并利用学生前概念积极的方面，并将其作为一种资源进行教学，同时纠正和预防其消极的方面，以实现概念的转变。因此，教师必须充分了解学生对科学学科的原有知识经验背景，了解学生对哪些概念的理解是片面的甚至是对立的，并充分运用学生的原有概念创设教学中的认知冲突情境，以此作为引发学生进行概念转变学习的契机。因为要转变学生的前概念，仅仅告诉学生“正确”的概念是无效的，只有在激励性的情境中，在学生的前概念与科学概念的激烈碰撞中，才能解决前概念与科学概念之间的矛盾冲突，实现由前概念向科学概念的转变。

四、小学科学教学的基本对策

利用什么方式可以有效地进行概念转变呢?在实际教学中，有这样几种基本对策：

1．以自身的前概念为基石，自我发现问题，使概念转变更深刻。

五年级上学期进行电学学习的时候，学生脑子里存在相当多的前概念。例如，大多学生认为电池只要和导线、电珠相连，无论连在哪里、怎么连都能使电珠亮起来；电池的电量会使他们触电等等；而关于电路的串联和并联。想法更是五花八门。

这个单元的起始课是让学生了解并学会简单电路的连接方法。既然学生在脑海里对电路有最初的“印象”，于是教师为每位同学准备了一节电池，一根导线，一个小电珠，让他们带着自己的前概念随意的摆弄。两个要求：一让小电珠亮起来，二是不论小电珠亮与否，都将连接图画下来。学生们拿到材料后兴致勃勃地动起手来。可是几分钟过去了，没有一个人成功。都未能让电流形成通路，他们不知道导线应该怎么与电珠和电池相连。心急的同学不断向教师打听正确的连法，教师故意置之不理。偶尔，有个同学的小电珠亮了，大家都异常兴奋，走下座位去学习连法，接着一声声“亮了，亮了”不断在教室中响起，同学们更是兴奋的频频展示他们的成果。至此教师再带领同学们回过头来看自己所记录下的连接图，为什么新的连接方法可以使小电珠亮起来，关键在什么地方?这里面有什么规律吗?通过比较再加上实验时他们的感受，学生们马上得出了通路、短路的概念，并且还能举一反三找到其他正确的连接方法。这样，就为学生后面的电路知识的学习打下了一个很好的基础。事实上，在后面的教学中，学生的基本概念一旦得到正确的转变后，再让他们加开关、导线甚至连接并联、串联等复杂些的电路也都难不倒他们了。

从这个例子中，我们可以看出，学生凭借自己的前概念，展开探究，也能发现问题，从而建立正确的、科学的概念，这样的概念转变过程应该是比较常用的，并且学生对转变后的科学概念的印象也是相当深刻的。

2．以他人的前概念为诱饵，引发思维冲突，使概念转变更有效。

由于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。

在三年级下半学期物体的沉浮学习中，物体的沉浮与什么有关系呢?很多学生都会说与物体的重量、物体的大小等等有关。教师创设了一个情境，说：“上节课我在××班时，有个同学跟我说，我给的橡皮泥太大太重了，所以沉了，如果小一点的话橡皮泥就轻了，它就会浮在水面上了，你们觉得呢?”大多数同学顿时都同意这个虚拟同学的说法，而少数同学与之产生了矛盾，他们认为与物体的大小或重量没有关系。教师以此为契机让学生动手进行进一步的探究活动，不同意见的同学都通过自己的实际探究，了解了知识的真相，这样比教师直接传授或开始就放手让他们胡乱动手更易在学生大脑中进行科学概念的转变。

再比如，学生在学到“物体的下落速度与物体的重量无关”这一概念时，教材中阐述了亚里士多德和伽利略的理论，并用伽利略的实验来说明问题。如果让学生看书，或者由教师讲述，能不能达到概念转变的良好效果呢?尝试的结果是，纯理论的东西孩子们并不喜欢。因此，教师让学生扮演伽利略，并且让他们用自己的理论以各种方式来说服代表亚里士多德的理论的教师。有的学生试图从假说的角度来说服教师，有的学生做起了著名的比萨斜塔的两个铁球(硬币)同时下落的实验，孩子们仿佛回到了伽利略当时进行科学论证的年代。在探究过程中，教师进一步利用硬币和纸片不同时下落的实验来迷惑他们。他们又用硬币和纸团来“回敬”教师，一来二去，再由教师出示真空管，完成了在真空条件下羽毛与小铁片同时下落的实验，这个问题的最终答案也揭晓了。大家比课本上要求掌握的知识了解的更多。知道“在真空条件下，物体的下落速度与物体的重量无关”。

就这样，利用同学的前概念、他人的前概念，甚至是古人的前概念与学生自己的概念进行碰撞。在碰撞的过程中产生矛盾，以此来激发有效的思维活动，从而进行有效的概念转变。

3．以众人的前概念为动力，形成合作交流，使概念形成更清晰。

很多前概念能通过观察、实验等方法进行探究以获得科学概念，但有些是无法操作的，所以让他们进行交流，让他们在思维上进行碰撞也是行之有效的方法。因为在交流中，学生可以看到与自己不同的理解，他们可以从不同方面了解与认识事物，因此，在教学中应促使学生与学生、学生与教师，甚至是学生与家长的交流，通过合作交流，使学生之间，师生之间，亲人之间交换对某一事物或观念的不同看法。如在学习《我是怎样出生的》这课时，大多数学生对自己的出生情况并不清楚，有些同学可能听过剖腹产、顺产等他们无法理解的名词，有些家长则会因为无法给孩子一个合理的解释而灌输“你是从垃圾桶捡来的，是从妈妈胳肢窝里挤出来的，是自己从妈妈的肚子里蹦出来的”等等错误概念，而有些家长虽然平时可能会讲一部分的内容，但也不完整，所以在学生脑子里的印象非常模糊。因此，教师在课前先给每位同学发了一份告家长书，上面罗列了必须了解的几个问题，如你妈妈生你是顺产还是剖腹产、你生出来有多重等等。又设计了几个需要学生详细与父母交流的问题，如妈妈在怀你的时候有什么样的变化等等，避免了家长无法笼统地向孩子解释他们是怎样出生的这个尴尬问题。然后带着问题走进课堂，与同学交流，看看自己的出生和别人有什么不同，再结合相关的视频和他们进行交流，让他们在自己与别人不断的思维碰撞中了解相关的知识。

总之，教师要充分认识前概念的重要性，充分尊重学生的前概念，要从学生的前概念出发，采取一定的教学策略来丰富学生的感性认识，让学生在小学科学学科的学习过程当中，不断的修正完善自己的概念体系。虽然最后有可能还得不到最科学的概念，但从中学生可以学到知识，锻炼能力，增强情感、态度、价值观，这也是我们小学科学教育的目的。