張小海

概念是科學(xué)的細(xì)胞，也是學(xué)生科學(xué)思維的基本單元。蘇聯(lián)教育學(xué)家維果茨基深刻指出，“科學(xué)概念直接教授是不可能的，也是沒(méi)有效果的”。小學(xué)科學(xué)概念，從根本上說(shuō)，根植于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)，是學(xué)生前概念的糾正或提升。學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)可以看成學(xué)生“前概念”同化或順應(yīng)、豐富或重建的過(guò)程。因此，診斷學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)前概念，并進(jìn)行適度教學(xué)干預(yù)，是科學(xué)教學(xué)有效性之關(guān)鍵、核心。

一、學(xué)生“前概念”的內(nèi)涵解讀

所謂“前概念”，是指“學(xué)生在科學(xué)概念學(xué)習(xí)前的日常生活中按照自己的習(xí)慣、經(jīng)驗(yàn)、思維方式獲得的感性印象，積累的某些缺乏概括性、科學(xué)性的經(jīng)驗(yàn)”。因此，“前概念”又被稱(chēng)為“日常概念”“迷思概念”“模糊概念”“相異構(gòu)想”等。依據(jù)“前概念”產(chǎn)生的時(shí)間，可以將“前概念”分為“原發(fā)性前概念”“繼發(fā)性前概念”；按照“前概念”的狀態(tài)，可以將“前概念”分為“空殼概念”“不完整概念”“異質(zhì)性概念”“條件缺失概念”“絕對(duì)化概念”等。從根本上說(shuō)，學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)前，頭腦中并不是一張白紙，而總是有些“前概念”，某些“前概念”可以促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)，而某些“前概念”則阻礙學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)?！扒案拍睢本哂须[蔽性、頑固性、普遍性、經(jīng)驗(yàn)性、非連續(xù)性等特質(zhì)，作為教師，我們要善于進(jìn)行教學(xué)診斷、干預(yù)。

（一）與科學(xué)概念相一致的“前概念”

總體而言，“前概念”要么能促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)，要么會(huì)阻礙學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)。當(dāng)“前概念”與科學(xué)概念相一致時(shí)，“前概念”就能發(fā)揮正向作用；當(dāng)“前概念”與科學(xué)概念相悖時(shí)，“前概念”就發(fā)揮著負(fù)向作用。比如，學(xué)習(xí)“生的食物和熟的食物”時(shí)，學(xué)生在生活中已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)“有的食物適宜生吃，有的食物適宜熟吃”這一知識(shí)點(diǎn)并不陌生。運(yùn)用學(xué)生的前生活經(jīng)驗(yàn)，可以引導(dǎo)學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中觀察、探究、描述。

（二）與科學(xué)概念不一致的“前概念”

由于缺乏相應(yīng)科學(xué)知識(shí)或受現(xiàn)有知識(shí)儲(chǔ)備所限，學(xué)生往往根據(jù)自己的猜測(cè)、推斷，做出一些主觀判斷。這些主觀判斷容易為物體表面現(xiàn)象所迷惑。比如，學(xué)習(xí)“點(diǎn)亮小燈泡”時(shí)，學(xué)生往往認(rèn)為只要有導(dǎo)線、燈泡、電池等，就能讓小燈泡亮起來(lái)。他們因?yàn)槿狈﹄娐分R(shí)，而做出武斷推論。再比如，學(xué)生認(rèn)為“無(wú)花果”就是“不開(kāi)花的果實(shí)”等。這些“前概念”推論，通常讓學(xué)生固執(zhí)己見(jiàn)。它們是學(xué)生犯錯(cuò)的雷區(qū)，也是教師科學(xué)教學(xué)的挑戰(zhàn)點(diǎn)。在科學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)下大力氣，轉(zhuǎn)變學(xué)生的“非科學(xué)前概念”，否則這些“前概念”會(huì)給學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)留下隱患。

“前概念”是科學(xué)概念的前身和基礎(chǔ)，也是科學(xué)概念教學(xué)的重要課程資源。作為教師，我們要善于運(yùn)用學(xué)生“前概念”中合理、科學(xué)的成分，幫助學(xué)生搭建科學(xué)學(xué)習(xí)的腳手架。對(duì)于那些阻礙學(xué)生科學(xué)認(rèn)識(shí)的“前概念”，教師要讓其暴露出來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)其進(jìn)行辨析、認(rèn)知。要分析“前概念”產(chǎn)生的根源，摸清學(xué)生“前概念”的思維機(jī)制，積極矯治學(xué)生合情但不合理的“前概念”。

二、科學(xué)學(xué)習(xí)中“前概念”的教學(xué)診斷及干預(yù)

診斷學(xué)生“前概念”科學(xué)性的方法很多，常用方法有“問(wèn)題法”“訪談法”“調(diào)查法”“畫(huà)圖法”等。借助這些方法，可暴露學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的“前概念”。只有對(duì)學(xué)生“前概念”形成有效的把脈、診斷，才能提出切中肯綮的教學(xué)干預(yù)措施。

（一）創(chuàng)設(shè)“前概念”沖突的認(rèn)知情境

波斯納等人在皮亞杰認(rèn)知建構(gòu)理論和庫(kù)恩“范式更替觀”的基礎(chǔ)上，提出了概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)條件理論。這就是學(xué)生對(duì)舊概念不滿(mǎn)，新概念可理解、合理、有效等。其中第一個(gè)條件尤為重要，它是轉(zhuǎn)變學(xué)生“前概念”的前提。換言之，只有當(dāng)學(xué)生感覺(jué)舊概念失去效用，才會(huì)主動(dòng)摒棄“前概念”，進(jìn)行新概念（科學(xué)概念）的學(xué)習(xí)。

比如，在教學(xué)“點(diǎn)亮小燈泡”的過(guò)程中，筆者給學(xué)生提供了實(shí)驗(yàn)素材，包括電池、小燈泡、導(dǎo)線等，讓學(xué)生點(diǎn)亮小燈泡。學(xué)生紛紛動(dòng)手操作，可是幾分鐘過(guò)去了，學(xué)生手里的小燈泡還是沒(méi)有亮。這時(shí)，偶爾有一兩個(gè)學(xué)生的小燈泡亮了，其他同學(xué)都圍過(guò)去，仔細(xì)觀察他們的連接和自己的連接的差異。學(xué)生深度思考：原來(lái)并不是簡(jiǎn)單地連起來(lái)燈泡就會(huì)亮。至此，學(xué)生排除了自己頭腦中原存的相異構(gòu)想，對(duì)怎樣讓燈泡亮起來(lái)展開(kāi)深度探究。通過(guò)探究，學(xué)生自主建構(gòu)出“通路”“回路”“短路”等概念。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生還自行探究出“并聯(lián)”“串聯(lián)”這兩種基本的電路連接方式。

所謂“認(rèn)知沖突”，是指學(xué)生的認(rèn)知矛盾狀態(tài)。如果學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中感受、體驗(yàn)到矛盾，那么學(xué)生就會(huì)自覺(jué)轉(zhuǎn)變頭腦中的迷思概念或相異構(gòu)想。學(xué)生新、舊概念認(rèn)知沖突越強(qiáng)烈，學(xué)生對(duì)已有概念的不滿(mǎn)也會(huì)越強(qiáng)烈。因此，創(chuàng)設(shè)學(xué)生科學(xué)認(rèn)知的沖突情境，能引發(fā)學(xué)生自主探究。

（二）讀懂“前概念”發(fā)展的時(shí)空區(qū)域

有學(xué)者將學(xué)生“前概念”表述為“發(fā)展中概念”。的確，有時(shí)候，學(xué)生“前概念”的轉(zhuǎn)變不是一朝一夕、一蹴而就的，而是要經(jīng)歷一個(gè)過(guò)程，要經(jīng)歷一片時(shí)空區(qū)域。在學(xué)生“前概念”轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，教師不能急于求成，要包容學(xué)生的暫時(shí)錯(cuò)誤，等待學(xué)生“前概念”轉(zhuǎn)化，要保持積極、良好的教學(xué)心態(tài)。

教學(xué)“我們是怎樣聽(tīng)到聲音的”時(shí)，學(xué)生已有“前概念”是“我們的耳朵”。應(yīng)該說(shuō)，“前概念”是片面的、不完整的，只包含部分真理。學(xué)生對(duì)耳朵的結(jié)構(gòu)是不了解的，他們只是知道聽(tīng)聲音必須要用到耳朵，至于耳朵有什么作用，我們聽(tīng)到聲音是耳朵的哪一個(gè)重要部位發(fā)生了作用，耳朵各個(gè)結(jié)構(gòu)分別發(fā)揮著怎樣的作用，學(xué)生是不理解的。作為教師，我們應(yīng)該充分運(yùn)用學(xué)生的“前概念”，借助實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到“鼓膜”是我們聽(tīng)到聲音的關(guān)鍵。在學(xué)生有了這樣的概念后，筆者出示耳朵模型，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)耳朵結(jié)構(gòu)（耳廓、耳道、鼓膜、聽(tīng)小骨、耳蝸、聽(tīng)神經(jīng)等），讓學(xué)生認(rèn)識(shí)耳朵每一部分結(jié)構(gòu)的作用，如“外耳搜集傳播的聲音”“鼓膜將聲波轉(zhuǎn)為震動(dòng)”“內(nèi)耳震動(dòng)轉(zhuǎn)換刺激神經(jīng)”“神經(jīng)將聽(tīng)覺(jué)信號(hào)傳遞給大腦”。這個(gè)過(guò)程完整的表述就是“聲波由耳廓收集來(lái)進(jìn)入耳道，引起鼓膜振動(dòng)，振動(dòng)傳達(dá)到聽(tīng)小骨，聽(tīng)小骨的振動(dòng)引起耳蝸里液體的震動(dòng)，再傳達(dá)到聽(tīng)神經(jīng)，聽(tīng)神經(jīng)再把這個(gè)訊號(hào)傳達(dá)到大腦，形成聲音”。教師不斷解讀學(xué)生的“前概念”，及時(shí)跟進(jìn)學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知，對(duì)學(xué)生的“前概念”予以充實(shí)、完善。

“前概念”并不是靜止不變的，而是開(kāi)放的、發(fā)展的。某種意義上，學(xué)生昨天學(xué)習(xí)的科學(xué)概念是今天科學(xué)學(xué)習(xí)的“前概念”，今天學(xué)習(xí)的科學(xué)概念又是明天科學(xué)學(xué)習(xí)的“前概念”。在科學(xué)教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生不斷地修正自我的“前概念”，促進(jìn)學(xué)生的“前概念”與科學(xué)概念螺旋上升，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。

（三）把握“前概念”轉(zhuǎn)變的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

研究表明，一種科學(xué)概念的建立，只有能被學(xué)生表達(dá)時(shí)，學(xué)生才能接受它。在科學(xué)教學(xué)中，當(dāng)教師將學(xué)生的“前概念”轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念后，其在學(xué)生已有科學(xué)概念認(rèn)知結(jié)構(gòu)中往往是孤立的，很容易受到其他概念或外界條件干擾。有時(shí)，轉(zhuǎn)變后的科學(xué)概念還會(huì)演變、蛻化成“前概念”。換言之，“前概念”轉(zhuǎn)變是一個(gè)反復(fù)過(guò)程。教師要將轉(zhuǎn)變后的概念及時(shí)納入已有知識(shí)結(jié)構(gòu)之中，構(gòu)建概念結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)。

教學(xué)“食鹽在水里溶解了”時(shí)，通過(guò)食鹽溶于水的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察到，食鹽放在水里，顆粒逐漸變小，最后消失了。于是，學(xué)生對(duì)溶解概念，就停留在食鹽溶于水的現(xiàn)象。為此，我們又做了高錳酸鉀的溶解、過(guò)濾分離實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生的認(rèn)知偏差予以糾正。在探究過(guò)程中，要激發(fā)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題。比如，不同物質(zhì)在相同溶液中的溶解能力相同嗎？相同物質(zhì)在不同溶液中的溶解能力相同嗎？溶解能力與什么相關(guān)？溶解的快慢呢？通過(guò)問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生科學(xué)思考，引發(fā)學(xué)生科學(xué)探究，讓學(xué)生不斷將科學(xué)“前概念”轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念，將科學(xué)概念納入概念結(jié)構(gòu)之中。對(duì)于學(xué)生所具有的“前概念”，教師應(yīng)當(dāng)尊重，不能對(duì)學(xué)生的“前概念”予以簡(jiǎn)單否定，而應(yīng)積極發(fā)掘?qū)W生的“前概念”中包含的科學(xué)成分，將學(xué)生的“前概念”轉(zhuǎn)變提升為科學(xué)概念，并納入已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)之中。

在科學(xué)教學(xué)中，教師還要?jiǎng)?chuàng)設(shè)遷移情境，賦予學(xué)生概念解釋、運(yùn)用的機(jī)會(huì)。只有當(dāng)學(xué)生能自覺(jué)運(yùn)用新概念時(shí)，學(xué)生才能獲得對(duì)概念的科學(xué)理解。以“概念結(jié)構(gòu)”為載體，將學(xué)生科學(xué)概念的母概念或子概念統(tǒng)整優(yōu)化到結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)之中，有助于學(xué)生理解概念的科學(xué)本質(zhì)。

科學(xué)概念的建構(gòu)是以學(xué)生的前科學(xué)概念為基礎(chǔ)的，“前概念”的轉(zhuǎn)變歸根結(jié)底是學(xué)生科學(xué)思維結(jié)構(gòu)、認(rèn)知結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，是在學(xué)生頭腦中引發(fā)的一場(chǎng)革命。作為教師，應(yīng)當(dāng)積極地創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生暴露“前概念”、批判“前概念”、轉(zhuǎn)變“前概念”，建構(gòu)科學(xué)概念?？茖W(xué)概念既是一種形態(tài)，也是一種產(chǎn)物。作為形態(tài)，科學(xué)概念是學(xué)生科學(xué)判斷的基礎(chǔ)；作為產(chǎn)物，科學(xué)概念是學(xué)生科學(xué)認(rèn)識(shí)的結(jié)晶。

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