科学教学中要注重前概念的转化

科学教学中要注重前概念的转化

张吉怀

关键词：前概念；成因和特征；转化

“如果我必须将教育心理学的全部原理归结为一句话，那么我将会说，影响学生最重要的一个因素乃是学生已经知道的东西，肯定这一点并据此教学”。这是美国教育心理学家奥苏伯尔写下的一段话，这里的“学生已经知道的东西”，就是指学生的前概念。学生在学习某一科学概念之前，对该概念都会有自己的一些想法，即前概念。这些概念对科学概念的建构会产生种种影响。所以，有人说概念的构建的本质是概念的转化，“转化”不但承认学生的头脑已有的前概念，而且指出科学概念是从前概念转化而来的。教师的任务就是促成学生顺利实现这种转化。

一、前概念的意义

所谓前概念，是指学生在正式学习知识之前，头脑中对该知识已有的认识。它可以是关于某个特许现象的知识。例如，学生在学习重力概念之前，基于生活经验，他们早就知道：水总是从高处往低处流。它可以是较为复杂的推理结构，例如，学生在学习摩擦力知识之前，他们已经知道：一个物体放在地面上，你去推动它需要费劲，这是因为店面有摩擦力。物体越重，推动越费劲。可见，物体越重，摩擦力越大。它甚至可以可以是一种习惯的思维方式。在学生的前概念中，有些与科学概念有相通之处，但是学生对这种概念的理解大多还是相当肤浅的，更多的则是与科学概念相悖的，因此前概念有常常被称为“错误概念”或者“相异构想”。

二、前概念的成因及特征

前概念的存在是客观的，只要人有过接触环境和学习的经历，就会或多或少地存在前概念。学生前概念的形成有复杂的原因，有些前概念可能是多种原因共同引起的。尽管如此，教师还是试图用分析的方法，寻找前概念形成的根源，并得出一些被人们认同的结论。

案例：笔者在上《生物的呼吸和呼吸作用》一课时，笔者让学生手贴胸部并做深呼吸活动。学生感受到：吸气时胸腔变大，呼气时胸腔变小。笔者就问学生：“人在呼吸时，是胸腔变化引起的吸气和呼气，还是吸气和呼气引起胸腔的变化？”学生回答：“是呼吸引起胸腔的变化。”虽然学生把因果关系搞颠倒了，但这却是学生的切身感受。这种前概念的存在，对接受科学原理构成了很大障碍。

前概念的特征主要有：

1.普遍性：(1)任何人的大脑里都存在着前概念。任何人的学习都是建立在已有的经验知识的基础之上，旧的的经验知识与新的知识之间总存在着千丝万缕的联系，习得的经验知识既为新的学习奠定了必要的基础，也对新的知识学习产生各种影响。(2)前概念涉及科学的众多领域。在学习科学知识时，学生的前概念所涉及的范围相当的广泛的。如不少学生原认为：①氧气能够燃烧。②铁生锈是铁与水作用的结果。③鸟是会飞的。蝙蝠会飞行，所以是鸟，鸡不会飞，所以不是鸟。

2.个人性：对于同一个自然现象和实验现象，学生会因各体差异，知识经验、个人体验，思维方式的不同，其理解或者解释也不一样。

3.顽固性：前概念通常在人的头脑中根深蒂固，不容易改变，是一种思维定势。

三、前概念转化的策略

1.充分了解学生的前概念。为了促使学生的前概念的转化，教师要充分了解学生，熟知他们在学习科学概念之前，头脑中存在着哪些前概念。为此，教师应当创造条件，通过口头提问、书面测试和问卷调查等手段，给学生提供表达的机会，从而使学生充分暴露出自己的前概念。

案例：关于人吸进和呼出的气体教学。在上新课之前我问学生“你们认为呼吸时吸进的是什么气体？呼出的是什么气体？”学生回答说：“吸进的是氧气，呼出的是二氧化碳。”这就是学生的前概念，我们应当将学生的这一前概念作为教学的起点。通过提问让学生暴露自己的前概念，从而达到充分了解学生的前概念。

2.为前概念向科学概念转化架设桥梁。面对某个情境，当学生的前概念与科学概念存在一定的距离时，教师应当在前概念与科学概念之间架设沟通的桥梁，以帮助学生将前概念转化为科学概念。如：在教学“力的存在”一课时，学生根据生活经验，可以得出力对运动的影响：

力能使物体由静止变为运动，由运动变为静止；运动由慢变快；由快变慢；能使物体运动方向发生改变。

教师引导学生:上述五种效果中都没有用到速度概念，请你运用速度概念重新表述前四种效果。于是学生将四种效果重述为：

力能使物体速度从无到有，从有到无；从小到大，从大到小。

教师再引导学生：科学希望用最简洁的语言来表达规律，请你用一句话概括力的上述四种效果。于是学生得出：力能改变速度大小，力能使物体运动方向发生改变。

教师再引导最终学生得出：力能改变物体的运动状态。

上述教学中，教师并没有告诉学生多少知识，他只是帮助学生铺设桥梁，引导学生顺利地将生活概念转化为科学概念。

3.引发学生认知冲突。要想让学生抛掉前概念，教师应当呈现给学生一定的事实，诱发学生产生认知上冲突，从而否定前概念，建立新的科学概念。

如：密度概念的教学。

师：同学们，铁和木头相比，那个重？

生：铁比木头重。

师：(出示一枚大头针和一块体积较大的木头)这枚大头针比这块木头重吗？

生：没有，是木头重。

师：那你为什么说铁比木头重呢？(引发冲突)请修正原来的表述。

生：体积相同的铁和木头，铁要比木头重。

师：如果不是比较重量，而是比较质量大小呢？

生:体积相同的铁和木头，铁要比木头质量大。

师：很好！体积相同的不同物质，质量大小并不相同。从而引出密度概念。

上述案例中，教师用“这枚铁钉比这块木头重吗”的质疑，引发学生的认知冲突，从而促使学生修正原来的观点，构建起科学概念。

4.加强概念之间的比较

前概念与科学概念之间存在着许多相似性和关联性，因此会对科学概念的构建产生干扰。因此，教学中要运用比较方法，通过比较，摒弃事物的非本质特征和影响事物非本质因素，对事物的本职特征和影响事物的本质因素获得正确的认识。

总之，前概念是科学学习过程中不可避免的问题，教师应该充分了解前概念的存在现象，同时重视学生前概念的转化工作，合理、科学地做好转化策略，那么，学生就会走出思维定势，掌握科学概念，进而提高学习效率。

(作者单位：浙江省文成县实验中学325300)