學生對科學知識的學習始于他們在生活實踐中對自然界的認識，而不是單純對書本知識的記憶和接受。因此，必須關注學生原有生活經驗對科學學習的影響，并借助各種教育手段，引導學生認識原有生活經驗的局限性，主動建構科學知識，學習科學方法，發(fā)展科學探究能力，培養(yǎng)科學態(tài)度、情感與價值觀，了解科學、技術與社會的關系。

一、學生原有認知的特點

科學要研究各種自然現(xiàn)象，并尋找它們相應的答案。每個小小的疑問都有可能引發(fā)科學的發(fā)現(xiàn)。初中學生在學習科學之前，已經有十多年的生活經驗，接觸了許多形形色色的自然現(xiàn)象，在他們頭腦中已經有了許多與自然現(xiàn)象相關的經驗。這樣的經驗起源于學生長期、大量的對日常生活的觀察與感知。學生在自發(fā)狀態(tài)下形成的這些經驗，可能是對某些自然現(xiàn)象的正確理解，也有可能是對某些自然現(xiàn)象的錯誤理解。他們對看得見、摸得著和日常生活經常接觸到的事物形成較多的認識，而對那些比較抽象的知識認識很少。

這些認知在學生大腦中逐漸深化發(fā)展并構建成概念的過程中，可能完全是自發(fā)的，僅憑自己的感性經驗進行構建，所以學生各個層次上的認知是分裂的，沒有嚴密的體系;由于學生的已有認知是學生在大腦中已形成的模式，且在長期的生活經驗累積中又被強化了，加上學生自發(fā)狀態(tài)下的思維簡單粗糙，因此學生頭腦中的這些認知是極其穩(wěn)定的;學生的已有認知還具有隱蔽性，由于學生已有認知是潛移默化形成的，因此它以潛在形式存在，平時并不表現(xiàn)出來。當遇到科學的概念時，學生馬上會聯(lián)想到他們頭腦中已有的認知，或用科學知識去解釋問題時，這些認知也會表現(xiàn)出來。

學生各個層次上的已有認知都是學生自己的精神財富，這些財富是他們生活中更進一步認識事物的基礎，更是學習科學和進行思維活動的基礎材料。

二、學生的原有認知對科學教學的影響

學生有著自己對自然、社會和他人的感性認識，在學校所學的新知識需要借助學生原有的生活經驗，才容易被學生接受，變成學生自己的知識。學生原有的認知是學習的基礎，知識或信息的獲得是學生通過新舊知識經驗間反復的、雙向的相互作用過程而建構成的，不是簡單由外部信息決定的。外部信息的輸入如果沒有主體已有的經驗作為基礎，這種信息對于學習主體來講，是毫無意義的。

學生的原有認知可分成兩種情況。一種是學生的原有認知基本正確，但未形成科學的概念。對此，教師可在為學生提供相關的知識之后，再用相關的實驗引導。比如學生對密度概念的形成過程，學生的原有認知是對不同的物質有輕重的概念，這樣的認知還需要完善，教師可引導學生并組織學生進行實驗，使原有認知完善為“物體的質量跟它的體積有關;物體的質量跟物體的種類有關”。然后創(chuàng)設情境，分析討論，歸納實驗結論，引出密度概念。這樣，學生不僅能理解密度概念的形成過程，還體驗了密度概念的形成過程。另一種是學生的原有認知在學生的頭腦中已經有了相當長的發(fā)展時間，而且形成了系統(tǒng)的卻并不科學的概念。比如學生在日常生活中經?？吹借F塊在水中會下沉的現(xiàn)象，于是就在頭腦中形成了鐵塊在任何液體中都會下沉的認識。當學習阿基米德原理時，遇到鐵塊會漂浮于水銀面上時，許多學生不相信，認為這是個騙局。在這種情況下，教師必須努力促使學生原有的認知結構部分解體，建立新的科學認知結構。這種情況下雖然學生已有的認知與科學的認知產生了矛盾，但也可以引起學生的學習興趣，激發(fā)學生的學習積極性和主動性。

三、合理應用學生的原有認知

面對學生已有的認知體系，在科學教學中，教師要充分利用學生原有的認知，積極進行教學活動，使課堂達到和諧。

(一)從已有正確、分裂的認知到科學認知

初中學生已有十多年的生活經驗，自己對自然現(xiàn)象、社會現(xiàn)象、他人和自己已有感性認識。其中有正確的認識也有片面的或是錯誤的認識，但絕大部分是沒有嚴密的體系，是分裂的，而且還具有隱蔽性，當遇到相應的情境時它會顯現(xiàn)出來。教師要使學生的原有認知提高到形成科學認知體系，首先要為學生創(chuàng)設相應的學習情境使學生原有的認知表現(xiàn)出來，再利用各種教學手段引導學生對已有的認知加深并且重新認識，把原本分裂的認知聯(lián)系起來。

例如“走向成熟”一節(jié)的教學，教學的主要內容是了解青春期發(fā)育的特點和青春期的身心健康，通過體驗學生自身的生理變化來了解青春期人體的外表變化、生殖器官的發(fā)育和成熟以及內臟器官功能日漸健全，正確認識月經和遺精。初中學生正處于青春期發(fā)育階段，所以可以充分利用學生的生活經驗和原有認知，由學生從自己和同學的身上感受和觀察到某些變化(身體變化、心理變化)，引導學生總結青春期發(fā)育的特點，討論處于青春期的青少年怎樣才能保證身體健康和心理健康。這樣既能激發(fā)學生的學習興趣，又能加深他們對青春期心理變化的了解。

(二)從片面的甚至錯誤的認知到科學認知

學生帶著生活經驗進入科學課堂，這是正常的。關鍵是教師要了解學生大腦中存在著哪些生活經驗，并努力把它們轉換成科學的認知，從而能成功地避免錯誤認知的產生。因此，教師在開始教學之前要通過一定的方式，如提問、問卷調查和試題測試等，去深入了解學生已有的認知情況，然后策劃細致的方案使片面的和錯誤的認知轉換成科學認知。

首先，要有針對性地選擇具體的事例或現(xiàn)象，讓學生用自己已有的認知去對這些具體的事例或現(xiàn)象進行解釋，使他們產生認識上的沖突，也就是已有的認知與當前面臨的問題產生矛盾，從而使學生意識到有改變自己原有認知的需要。其次，要通過教師的引導或實驗的演示，讓學生自己對已有認知進行加工，從而形成科學的認知，并把科學的認知應用到其他具體的事例或現(xiàn)象中去。當學生利用新的科學認知解釋得到許多成功經驗后，他們便會更正原有的片面或錯誤的認知，形成科學的認知。

例如在“牛頓第一定律”一節(jié)的教學中，學生對運動和力之間的關系有種錯誤的認識，即認為力是維持物體運動的原因。為改變學生的這種認知可這樣進行教學:

將小車輪子朝上放在桌上。

問題1:“怎樣才能使小車運動?”

問題2:“持續(xù)推動小車，小車將會處于什么狀態(tài)?”

問題3:“你認為小車運動的原因是什么?”

此時，大部分學生根據(jù)生活經驗會得出:小車運動必須要有力來維持。

將小車正放在桌上，用手推動小車達到較大的速度時，手離開小車。

問題4:“此時手對小車有力的作用嗎?”

問題5:“小車為什么仍然運動?”

此時，學生會產生認識上的矛盾，并會進行積極的思考。繼續(xù)實驗，讓小車從斜面上同一位置滑下進入水平面，分別在水平面上墊毛巾、紙板和玻璃，觀察現(xiàn)象。

問題6:“假設水平面再光滑些，重復實驗，小車的運動情況會如何?”

問題7:“水平面如果絕對光滑，小車將會處于什么狀態(tài)?”

問題8:“根據(jù)實驗和假設，你能得出什么結論?”

最后列舉常見的現(xiàn)象:如足球運動員踢足球，球由靜止變?yōu)檫\動;守門員接球，球由運動變?yōu)殪o止;足球運動員用頭頂球，改變了足球的運動方向。引導學生分析。

問題9:“這些現(xiàn)象能說明什么?”

學生對物體的運動和力之間的關系已經有生活經驗，在這節(jié)課之前他們對此深信不疑。如果教師采用直接介紹或講授運動和力之間的關系，使學生改變原有對運動和力的認識，那么教學效果可能不會很好。