科學(xué)教學(xué)中促使學(xué)生前概念轉(zhuǎn)化為科學(xué)概念的策略

摘要：科學(xué)概念是組成科學(xué)知識(shí)的基本要素之一，是科學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)概念之前，已經(jīng)通過(guò)日常生活中的觀(guān)察和實(shí)踐，獲得了一些經(jīng)驗(yàn)性的概念，這些概念有時(shí)與科學(xué)概念存在沖突，有時(shí)不夠準(zhǔn)確。通過(guò)轉(zhuǎn)化前概念，可以幫助學(xué)生擺脫錯(cuò)誤的想法，建立正確的科學(xué)觀(guān)念，提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。教學(xué)中，教師可以從創(chuàng)設(shè)科學(xué)情境，建立概念聯(lián)系；引發(fā)認(rèn)知沖突，促進(jìn)概念轉(zhuǎn)化；注重生活體驗(yàn)，生成科學(xué)概念；鼓勵(lì)科學(xué)閱讀，拓展科學(xué)概念這四個(gè)方面，探索促進(jìn)學(xué)生前概念轉(zhuǎn)化的教學(xué)策略，為學(xué)生構(gòu)建準(zhǔn)確的科學(xué)概念提供可靠的保障。關(guān)鍵詞：前概念；科學(xué)概念；轉(zhuǎn)化；構(gòu)建學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)概念之前，就已經(jīng)對(duì)日常生活中的事物和現(xiàn)象有了自己的理解和認(rèn)識(shí)，獲得了相關(guān)科學(xué)概念的初步經(jīng)驗(yàn)。通常我們把這些經(jīng)驗(yàn)型的概念稱(chēng)為前科學(xué)概念（又稱(chēng)為前概念）。這些先入為主的概念對(duì)學(xué)生概念的學(xué)習(xí)有相當(dāng)大的干擾，也是科學(xué)概念教學(xué)的難點(diǎn)所在。那么，如何將學(xué)生前概念有效地轉(zhuǎn)化為科學(xué)概念呢？下面筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，探索促使學(xué)生前概念轉(zhuǎn)化為科學(xué)概念的策略。一、創(chuàng)設(shè)科學(xué)情境，建立概念聯(lián)系科學(xué)情境是一種科學(xué)學(xué)習(xí)的氛圍。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為：學(xué)習(xí)是學(xué)生主動(dòng)的建構(gòu)活動(dòng)，應(yīng)與一定的情境相聯(lián)系。在真實(shí)情境下進(jìn)行學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生利用原有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)同化當(dāng)前要學(xué)習(xí)的新知識(shí)。這樣獲取的知識(shí)不但便于保持，而且容易遷移到新的問(wèn)題情境中。這就要求教師在教學(xué)中要?jiǎng)?chuàng)設(shè)真實(shí)且有吸引力的科學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究熱情，幫助學(xué)生將前概念與科學(xué)概念聯(lián)系起來(lái)，促使學(xué)生將新的知識(shí)納入到已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，置身于科學(xué)情境中，將模糊的前概念升華與轉(zhuǎn)化，從而促進(jìn)對(duì)科學(xué)概念的主動(dòng)建構(gòu)。（一）創(chuàng)設(shè)趣味情境，喚醒前概念在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師可創(chuàng)設(shè)生動(dòng)、有趣的教學(xué)情境，把科學(xué)現(xiàn)象巧妙地融入教學(xué)情境中，使學(xué)生在輕松的環(huán)境中喚醒前概念，為后續(xù)科學(xué)概念的構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。例如，在教學(xué)蘇教版科學(xué)教材一年級(jí)下冊(cè)“形形色色的動(dòng)物”時(shí)，教師可以創(chuàng)設(shè)有趣的謎語(yǔ)情境，引導(dǎo)學(xué)生模仿動(dòng)物的叫聲猜動(dòng)物，也可以看動(dòng)物的局部猜動(dòng)物。通過(guò)猜謎、模仿等形式增加課堂的趣味性。這樣，在引導(dǎo)學(xué)生抓住動(dòng)物的主要特征并加以描述的過(guò)程中，喚醒了學(xué)生對(duì)動(dòng)物認(rèn)識(shí)的前概念，為接下來(lái)學(xué)習(xí)動(dòng)物的主要特征這一教學(xué)目標(biāo)做好了鋪墊。（二）創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，了解前概念問(wèn)題是思維的起點(diǎn)，是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，有意識(shí)地創(chuàng)設(shè)鮮活的問(wèn)題情境，能夠幫助教師更好地了解學(xué)生前概念，激起學(xué)生獲取新知識(shí)的愿望和興趣。教師再乘機(jī)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入新知探究情境，形成新的認(rèn)知，從而提高小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)的實(shí)效。例如，在教學(xué)蘇教版科學(xué)教材四年級(jí)上冊(cè)“點(diǎn)亮小燈泡”一課時(shí)，教師在課前已經(jīng)了解到四年級(jí)的學(xué)生對(duì)電與電路的認(rèn)識(shí)并不是一片空白，他們?cè)谏钪薪佑|過(guò)一些用電器，也可能?chē)L試操作過(guò)用電池做電源的電動(dòng)玩具，但是他們還沒(méi)有形成對(duì)電路的科學(xué)認(rèn)識(shí)，不清楚用電器必須形成一個(gè)閉合回路才能工作。在教學(xué)過(guò)程中，教師可以創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：“你們知道手電筒里有什么能夠使小燈泡亮起來(lái)嗎？猜一猜，手電筒是怎么工作的？”在這一環(huán)節(jié)中，教師不需要對(duì)學(xué)生的猜測(cè)進(jìn)行正確與否的判斷，重點(diǎn)在于了解學(xué)生前概念中存在的問(wèn)題及知識(shí)掌握程度，調(diào)動(dòng)學(xué)生的探究欲望，為接下來(lái)的學(xué)習(xí)做鋪墊。（三）創(chuàng)設(shè)游戲情境，尊重前概念創(chuàng)設(shè)有效的游戲情境，讓學(xué)生在輕松愉快的游戲中學(xué)習(xí)，能夠激發(fā)他們的探究興趣，保持并提高學(xué)習(xí)科學(xué)的積極性。所以，在科學(xué)課堂教學(xué)中，教師可以根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知情況和教材內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)能激發(fā)學(xué)生興趣的游戲環(huán)節(jié)，引發(fā)學(xué)生積極探究的心理。例如，在教學(xué)蘇教版科學(xué)教材二年級(jí)下冊(cè)“磁鐵的磁力”一課時(shí)，在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師可精心創(chuàng)設(shè)“釣魚(yú)比賽”游戲：比一比誰(shuí)能最先釣起水槽里面的這6條小魚(yú)？選擇不同小組的2名同學(xué)，然后請(qǐng)獲勝者談?wù)勊尼烎~(yú)技巧。在學(xué)生回答的過(guò)程中，有的學(xué)生說(shuō)魚(yú)竿上有“吸鐵石”。對(duì)于學(xué)生的前概念，教師要給予充分尊重，不能武斷地否定掉一些錯(cuò)誤的前概念。教師順勢(shì)引出，原來(lái)秘密藏在釣竿上，釣竿的前面裝了“吸鐵石”，實(shí)際上這個(gè)“吸鐵石”是它的昵稱(chēng)，它還有個(gè)科學(xué)的名字——磁鐵。我們就是靠磁鐵的吸力把魚(yú)釣上來(lái)的，進(jìn)而導(dǎo)入新課。當(dāng)教師尊重學(xué)生的前概念時(shí)，學(xué)生會(huì)感到自己的思考和探索得到了認(rèn)可，從而更加愿意參與到科學(xué)概念的構(gòu)建中。在逐步轉(zhuǎn)變觀(guān)念的過(guò)程中，學(xué)生的批判性思維、分析性思維和創(chuàng)造性思維等也不斷地建立起來(lái)。（四）創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，遷移前概念科學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，用實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境，有其得天獨(dú)厚的學(xué)科優(yōu)勢(shì)。實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚺囵B(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的探究能力，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在科學(xué)教學(xué)中創(chuàng)設(shè)有趣的實(shí)驗(yàn)情境，引導(dǎo)學(xué)生在動(dòng)手操作的過(guò)程中去發(fā)現(xiàn)科學(xué)的奧秘，不僅鍛煉了他們的動(dòng)手操作能力，也有助于他們理解抽象的科學(xué)知識(shí)和原理。在科學(xué)課上，教師可以創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，為學(xué)生提供充分的親歷過(guò)程，使學(xué)生的前概念在動(dòng)手操作中得到遷移和升華，從而構(gòu)建系統(tǒng)的科學(xué)概念。例如，在教學(xué)蘇教版科學(xué)教材三年級(jí)下冊(cè)“金屬”一課時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)是探究金屬有光澤、導(dǎo)熱性、延展性等性質(zhì)。在學(xué)生的前概念里，對(duì)于金屬的性質(zhì)比較模糊，知道金銀銅是有光澤的；只知道金屬能夠?qū)?，但是不知道各種金屬的導(dǎo)熱強(qiáng)度；不知道什么是“延展性”。教師創(chuàng)設(shè)探究實(shí)驗(yàn)，以鋁、鐵、銅三種金屬為例引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究。通過(guò)“磨一磨，觀(guān)察金屬表面”“摸一摸，感受溫度變化”“錘一錘，觀(guān)察金屬一端”這三個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，學(xué)生在探究過(guò)程中遷移并構(gòu)建前概念，從而形成對(duì)金屬性質(zhì)的科學(xué)認(rèn)識(shí)。二、借助認(rèn)知沖突，促進(jìn)概念轉(zhuǎn)化認(rèn)知沖突是指學(xué)生的原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)與所學(xué)新知識(shí)之間相互對(duì)立的矛盾。科學(xué)概念與前科學(xué)概念可能一致，也可能沖突。當(dāng)科學(xué)概念和前概念一致時(shí)，學(xué)生的探究活動(dòng)往往氣氛活躍，發(fā)言積極，容易達(dá)到目標(biāo)；反之，學(xué)生的前概念則會(huì)干擾科學(xué)概念的構(gòu)建。只有體驗(yàn)到認(rèn)知沖突，學(xué)生才能感受到已有概念的不足，認(rèn)識(shí)到替換或調(diào)整已有概念的必要性，并試圖通過(guò)探究來(lái)調(diào)整自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到認(rèn)知的發(fā)展。教師可以通過(guò)觀(guān)察體驗(yàn)、呈現(xiàn)反例、探究實(shí)踐等手段引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到他們?cè)械恼J(rèn)知存在偏差，從而產(chǎn)生學(xué)習(xí)新概念的動(dòng)機(jī)。（一）觀(guān)察體驗(yàn)，直面認(rèn)知沖突觀(guān)察體驗(yàn)是一種通過(guò)直接觀(guān)察和感受來(lái)獲取知識(shí)和培養(yǎng)能力的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生可以親身經(jīng)歷事件的發(fā)生和發(fā)展，從而對(duì)知識(shí)有更深入的理解。學(xué)生在生活中得到的很多觀(guān)念是直觀(guān)的，卻又是模糊的、片段的，甚至是前后矛盾的。這個(gè)時(shí)候，教師可以引導(dǎo)學(xué)生近距離觀(guān)察，通過(guò)了解事實(shí)修正前概念。例如，在教學(xué)蘇教版科學(xué)教材一年級(jí)下冊(cè)“水是什么樣的”一課時(shí)，關(guān)于水的顏色，有的學(xué)生說(shuō)：“水是白色的?！笨梢钥闯?，一年級(jí)的學(xué)生對(duì)無(wú)色和白色還沒(méi)有形成科學(xué)的概念。因此，在教學(xué)過(guò)程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生用牛奶和水進(jìn)行對(duì)比觀(guān)察，直觀(guān)地感受水是無(wú)色的。這與學(xué)生前概念發(fā)生了沖突。通過(guò)觀(guān)察對(duì)比，教師糾正了學(xué)生錯(cuò)誤的前概念，學(xué)生也更清楚地理解科學(xué)中的“白色”和“無(wú)色”是兩個(gè)不同的概念，從而有效地構(gòu)建了新的科學(xué)概念。（二）呈現(xiàn)反例，產(chǎn)生認(rèn)知沖突學(xué)生的前概念是他們?cè)谌粘Ｉ詈蛯W(xué)習(xí)中積累的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，有些前概念是正確的，但有些前概念可能是錯(cuò)誤的或片面的。呈現(xiàn)反例可以讓學(xué)生意識(shí)到自己原有的認(rèn)知存在不足或錯(cuò)誤之處，從而產(chǎn)生認(rèn)知沖突。當(dāng)學(xué)生遇到與自己認(rèn)知相反的例子時(shí)，他們會(huì)開(kāi)始思考和反思自己的觀(guān)點(diǎn)，探究反例所揭示的更深層次的意義。這個(gè)過(guò)程可以幫助學(xué)生糾正錯(cuò)誤的觀(guān)念，完善片面的認(rèn)知，從而將前概念轉(zhuǎn)化為更科學(xué)、更準(zhǔn)確的科學(xué)概念。例如，在教學(xué)蘇教版科學(xué)教材四年級(jí)上冊(cè)“浮力”探究“下沉的物體在水中是否受到浮力”時(shí)，在學(xué)生的前概念中可能認(rèn)為下沉的物體在水中不受浮力。在探究過(guò)程中，教師可以呈現(xiàn)反例：用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)一測(cè)。如果浸沒(méi)在水中的石塊受到浮力，測(cè)力計(jì)的讀數(shù)會(huì)發(fā)生變化嗎？進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐。通過(guò)實(shí)踐探究，學(xué)生發(fā)現(xiàn)石塊在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)比在空氣中的讀數(shù)小。所以，沉在水中的物體受到了浮力。這個(gè)反例引發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突，他們開(kāi)始思考和探究這個(gè)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。通過(guò)討論和探究，學(xué)生可以理解“在水中的物體不論沉浮，都受到水的浮力”這一科學(xué)概念。呈現(xiàn)反例可以促進(jìn)學(xué)生的前概念轉(zhuǎn)化和認(rèn)知發(fā)展。教師在教學(xué)中可以適時(shí)地引入反例，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考和探究，幫助他們建立正確的科學(xué)概念。（三）探究實(shí)踐，引發(fā)認(rèn)知沖突探究實(shí)踐是一種通過(guò)觀(guān)察、實(shí)驗(yàn)、討論和反思等方式來(lái)探究問(wèn)題、獲取知識(shí)和培養(yǎng)能力的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生可以親身經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，從而對(duì)科學(xué)概念和原理有更深入的理解。同時(shí)，探究實(shí)踐還可以引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，幫助他們糾正錯(cuò)誤的觀(guān)念，完善片面的認(rèn)知。當(dāng)學(xué)生在探究實(shí)踐中遇到與自己認(rèn)知不符的現(xiàn)象或結(jié)果時(shí)，他們需要進(jìn)行深入的思考和探究，以解決認(rèn)知沖突。這個(gè)過(guò)程可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)概念和原理的深入理解，幫助他們將前概念轉(zhuǎn)化為更科學(xué)、更準(zhǔn)確的科學(xué)概念。例如，在教學(xué)蘇教版科學(xué)教材三年級(jí)上冊(cè)“人的呼吸”一課時(shí)，大多數(shù)學(xué)生知道人體的呼吸器官有鼻子和肺。在教學(xué)過(guò)程中，教師用實(shí)物講解和視頻演示幫助學(xué)生了解人體的呼吸器官有鼻腔、咽、喉、氣管、支氣管、肺，以及這些器官是如何工作的。通過(guò)學(xué)習(xí)，教師更正了學(xué)生模糊的前概念。如此，學(xué)生也更科學(xué)地認(rèn)識(shí)了人體的呼吸器官，有效構(gòu)建科學(xué)概念。又如，在探究植物的生長(zhǎng)條件時(shí)，學(xué)生可能會(huì)發(fā)現(xiàn)植物在黑暗的環(huán)境中仍然可以生長(zhǎng)，這與他們?cè)械恼J(rèn)知“植物需要陽(yáng)光才能生長(zhǎng)”相沖突。通過(guò)探究實(shí)踐，學(xué)生可以觀(guān)察到植物在黑暗環(huán)境中的生長(zhǎng)情況，并討論和探究植物生長(zhǎng)的條件。這個(gè)過(guò)程可以幫助學(xué)生理解植物的生長(zhǎng)不僅需要陽(yáng)光，還需要水分、土壤和空氣中的二氧化碳等條件。利用探究實(shí)踐引發(fā)認(rèn)知沖突可以促進(jìn)學(xué)生的前概念轉(zhuǎn)化和認(rèn)知發(fā)展。教師在教學(xué)中可以為學(xué)生提供探究實(shí)踐的機(jī)會(huì)，引導(dǎo)他們進(jìn)行深入思考和探究，幫助他們建立正確的科學(xué)概念。三、注重生活體驗(yàn)，生成科學(xué)概念生活體驗(yàn)是指人們經(jīng)歷了一些事情，就有了在經(jīng)歷中的感受以及事后悟出明白的道理。這樣的體驗(yàn)一般會(huì)在下次遇到相同的事情或看到類(lèi)似的事情知道問(wèn)題的緣由，也會(huì)再次去思考如何處理這樣的事情?？茖W(xué)本身是來(lái)源于生活的，教師要充分了解學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)以及他們對(duì)生活中有關(guān)科學(xué)知識(shí)熟悉程度，有針對(duì)性地建立生活化科學(xué)教學(xué)情境；也可以從身邊收集實(shí)驗(yàn)材料，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行生活化的探究，激發(fā)學(xué)生回憶曾經(jīng)經(jīng)歷過(guò)的事物，并通過(guò)這些經(jīng)歷過(guò)的生活經(jīng)驗(yàn)生成科學(xué)概念。例如，在教學(xué)蘇教版科學(xué)教材三年級(jí)下冊(cè)“植物開(kāi)花了”一課時(shí)，由于學(xué)生了解生活中見(jiàn)到過(guò)的一些花，知道花蕊有雄蕊和雌蕊之分，但是對(duì)于雄蕊和雌蕊的樣子和特征，他們認(rèn)識(shí)得比較模糊。因此，在教學(xué)過(guò)程中，教師可設(shè)置觀(guān)察各種各樣的花的活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生借助生活基礎(chǔ)，對(duì)雌蕊和雄蕊外形特征進(jìn)行細(xì)致觀(guān)察，進(jìn)而生成科學(xué)概念。這樣應(yīng)用生活經(jīng)驗(yàn)，將課堂與生活相連接，使生活中有價(jià)值的素材充實(shí)到課堂。又如，六年級(jí)上冊(cè)“制作汽水”一課，學(xué)生對(duì)制作汽水很感興趣，而檸檬、白糖、水、小蘇打這四種制作汽水材料生活中很常見(jiàn)。于是，教師引導(dǎo)學(xué)生從身邊取材，通過(guò)探究生成科學(xué)概念。教師可從生活入手提出問(wèn)題，從問(wèn)題出發(fā)逐步挖掘，逐步引申出更多值得探究的問(wèn)題，使科學(xué)課堂充滿(mǎn)智慧和趣味，也使科學(xué)教學(xué)蘊(yùn)含更深層的現(xiàn)實(shí)意義。四、鼓勵(lì)科學(xué)閱讀，拓展科學(xué)概念很多學(xué)生雖然天生對(duì)科學(xué)探究充滿(mǎn)興趣，但是對(duì)科學(xué)閱讀卻比較盲目，也不夠重視。科學(xué)教師可以推薦給學(xué)生有意義的、生動(dòng)有趣的科學(xué)讀本，提升學(xué)生科學(xué)閱讀的興趣，在潛移默化中拓展學(xué)生的科學(xué)概念。例如，在教學(xué)蘇教版科學(xué)教材四年級(jí)下冊(cè)第三單元“昆蟲(chóng)”時(shí)，很多學(xué)生知道昆蟲(chóng)是地球上種類(lèi)最多、數(shù)量最大的動(dòng)物群體，是一個(gè)名副其實(shí)的龐大“家族”。并且，學(xué)生大多有捕蝴蝶、捉蜻蜓、養(yǎng)螞蟻的經(jīng)歷，他們對(duì)昆蟲(chóng)并不陌生。但是，對(duì)昆蟲(chóng)的共同特征及其在生命周期內(nèi)的變化，學(xué)生的認(rèn)知卻存在著模糊和不確定。本單元教學(xué)中，教師可以“昆蟲(chóng)”為題，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀(guān)察、飼養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)探究等活動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)多種感官，