姚惠芳

【內(nèi)容摘要】科學(xué)概念是對事物本質(zhì)屬性的反映，是通過判斷、推理來表達(dá)事物一般關(guān)系、基本規(guī)律的基本單元，是科學(xué)思維的細(xì)胞。所以，科學(xué)概念的教學(xué)是科學(xué)知識教學(xué)的關(guān)鍵?，F(xiàn)在大量的科學(xué)教學(xué)實踐表明，科學(xué)概念的教學(xué)存在一個比較大的問題，就是很多教師沒有考慮到學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)概念之前頭腦中已經(jīng)存在的前概念。前概念具有隱蔽性和頑固性等特征，如果教師沒有意識到這一點(diǎn)，而是把書本上的科學(xué)概念直接灌輸給學(xué)生，這樣學(xué)生沒有真正地經(jīng)歷一個從前概念到科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變過程，就不能真正理解科學(xué)概念并進(jìn)行運(yùn)用，只是一個死記硬背的學(xué)習(xí)。學(xué)生的科學(xué)前概念是影響他科學(xué)概念學(xué)習(xí)的一個重要因素，只有考慮到學(xué)生科學(xué)前概念的教學(xué)學(xué)習(xí)活動，才能保證教師的科學(xué)教學(xué)工作順利進(jìn)行。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)概念 前概念 有效教學(xué) 核心素養(yǎng)

前概念是指學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)知識學(xué)習(xí)之前，自己已有的想法或者觀點(diǎn)，從哲學(xué)觀點(diǎn)出發(fā)，“前概念”是建立在感性階段的直觀概念，這些已有的知識、看法有些是不正確或者說是不完整的，有些是正確的。如果原有的知識與結(jié)構(gòu)是正確合理的，這樣的前概念是有助于學(xué)生同化新的科學(xué)概念、構(gòu)建新的認(rèn)知結(jié)構(gòu);如果學(xué)原有的知識與結(jié)構(gòu)是不合理、不科學(xué)的，這可能就會阻礙學(xué)生正確理解相關(guān)科學(xué)概念，甚至在不正確的前概念干擾下，產(chǎn)生新的錯誤認(rèn)識，導(dǎo)致無法構(gòu)建正確的科學(xué)概念。如果在實際教學(xué)中，教師能提前掌握學(xué)生對于該科學(xué)概念的原有的認(rèn)知，并善于用這些概念進(jìn)行教學(xué)，進(jìn)一步挖掘、發(fā)現(xiàn)和糾正，并適時的、正確地引導(dǎo)學(xué)生將自己的前概念進(jìn)行轉(zhuǎn)化、提升為相關(guān)科學(xué)知識點(diǎn)中的正確概念，在教學(xué)中做到有的放矢，那么科學(xué)教學(xué)的有效性就會大大地提高。下面就以我平時的教學(xué)為例，談?wù)勅绻捎脤W(xué)生前概念，提高教學(xué)的有效性。

一、利用前概念，建立矛盾沖突

美國學(xué)者納斯伯姆和諾威克曾提出“矛盾事件”：先暴露學(xué)生錯誤的前概念，接著讓學(xué)生嘗試去解釋一個矛盾事件，引起新舊概念之間的矛盾沖突，接著再對學(xué)生進(jìn)行認(rèn)知調(diào)整，建立正確的概念模型。教師在進(jìn)行教學(xué)活動時，要讓學(xué)生認(rèn)識到自己頭腦中已有的觀點(diǎn)與認(rèn)識是不合理、不科學(xué)的，從而產(chǎn)生思維的碰撞，重新構(gòu)建一個新的科學(xué)概念。現(xiàn)在就以執(zhí)教《熔化與凝固》這一節(jié)課為例：

1.引出學(xué)生錯誤前概念

教師：我用學(xué)生熟悉的冰塊熔化引入，把一塊冰放在你手里，冰會熔化，問冰為什么會熔化？

學(xué)生：手的溫度比冰高，給了冰熱，冰吸熱后熔化了。

教師：那么冰在熔化過程中，溫度是否發(fā)生變化？

學(xué)生根據(jù)自己已有的前概念，回答說冰的溫度會升高，因為從手上吸收了熱，這也正是他們錯誤前概念的顯示。

2.建立矛盾并打破前概念，構(gòu)建新概念

在學(xué)生暴露錯誤的前概念后，我立馬拿出海波（硫代硫酸鈉）熔化的實驗裝置，問怎么樣使海波熔化，學(xué)生根據(jù)冰熔化的知識回答道，用酒精燈加熱。然后我進(jìn)行海波熔化的演示實驗，讓學(xué)生經(jīng)歷一下熔化過程中要不要繼續(xù)加熱，溫度是否有變化。通過實驗觀察，學(xué)生發(fā)現(xiàn)海波在熔化過程中要用酒精燈持續(xù)加熱，就是說海波熔化過程中要持續(xù)吸熱，但溫度計的示數(shù)始終保持在48℃不變，通過這個實驗現(xiàn)象可以說徹底的打破了學(xué)生錯誤的前概念，認(rèn)為熔化過程中溫度會升高，從而建立了熔化過程中溫度保持不變的新概念。

學(xué)生對于海波在熔化過程中要持續(xù)吸熱，但溫度保持不變的知識點(diǎn)，雖然通過實驗現(xiàn)象可以得出，但對于其中的原理學(xué)生是不能理解的，這時我進(jìn)一步進(jìn)行一些知識拓展，解釋構(gòu)成海波的分子是排列整齊的，在熔化過程中，由固態(tài)變成液態(tài)，吸收的熱主要用來克服分子之間的引力，增大分子間的距離，所以溫度保持不變。這個解釋可以根據(jù)學(xué)生的知識水平看是否需要補(bǔ)充進(jìn)去。

3.繼續(xù)深化，完善新概念

筆者繼續(xù)進(jìn)行書本上的實驗——松香熔化，重復(fù)上述實驗過程，同學(xué)們觀察到松香在熔化過程中也要持續(xù)吸熱，但不用于海波的是，溫度一直在升高，這又建立了新的矛盾。最后通過分析總結(jié)得出這節(jié)課的主要結(jié)論：晶體在熔化過程中溫度保持不變，這個固定不變的溫度叫作熔點(diǎn);非晶體在熔化過程中沒有固定的溫度，溫度一直升高。但不管是晶體還是非晶體熔化過程中都要持續(xù)吸熱。

教師在充分了解學(xué)生不正確的前概念后，要合理地給學(xué)生創(chuàng)設(shè)矛盾情境、制造認(rèn)知沖突，指導(dǎo)學(xué)生在原有的不正確的認(rèn)知上進(jìn)行有效學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自主比較分析的核心素養(yǎng)。

二、引導(dǎo)前概念，順利構(gòu)建新概念

在教過程中，具有頑固性的前概念，我們也不能一刀切完全否定，況且許多前概念本身對科學(xué)概念的建立起著橋梁和紐帶作用。它是我們的認(rèn)識形成過程在感性階段的不同表象，甚至是學(xué)生形成正確科學(xué)概念的必然過程和階段。那么如何來利用學(xué)生前概念中正確的部分呢？現(xiàn)在就以我執(zhí)教《物質(zhì)的溶解》這一節(jié)課中講解有關(guān)飽和溶液和濃溶液，不飽和溶液和稀溶液的關(guān)系為例：

大多數(shù)學(xué)生對于這一內(nèi)容的前概念是飽和溶液就是濃溶液，不飽和溶液就是稀溶液，這個不全面的認(rèn)知在教學(xué)中較難斷根，過一段時間就要冒出來。它實際上只是溶液的飽不飽和與濃稀的概念沒有理清楚，是個不全面的前概念。要理清這里個概念，我認(rèn)為可以分以下幾步：

1.充分利用前概念，解決部分內(nèi)容

在這節(jié)教學(xué)中，我首先安排一個演示實驗1，取兩個相同燒杯，分別裝入等量的水，一個燒杯中加入一藥匙的食鹽，攪拌直到全部溶解，另一個燒杯中加入食鹽直到不能再溶解。通過實驗演示，觀察得到同一溫度下，學(xué)生很容易得出同種溶質(zhì)的飽和溶液是濃溶液，不飽和溶液是稀溶液。這個實驗結(jié)論與學(xué)生的前概念相符，但不同溫度下的同種物質(zhì)呢？同一溫度下的不同種物質(zhì)呢？

2.進(jìn)行與前概念的比較，引入新概念

那飽和溶液一定就是濃溶液嗎？不飽和溶液就是一定稀溶液嗎？通過提問制造出與前概念的沖突。

教師演示實驗2：在2支裝有10毫升水的試管中分別加入1小藥匙的蔗糖和熟石灰，振蕩后，靜止片刻，問你們看到了什么現(xiàn)象？

學(xué)生：蔗糖全部溶解，熟石灰沒有全部溶解。

教師：我們可以根據(jù)現(xiàn)象判斷熟石灰已經(jīng)達(dá)到飽和溶液，那蔗糖溶液是否飽和呢？怎么判斷？

學(xué)生：現(xiàn)在還不能確定是否飽和，我們可以在蔗糖溶液中繼續(xù)加入少量蔗糖，看能否繼續(xù)溶解。

教師：繼續(xù)加入少量蔗糖，振蕩。發(fā)現(xiàn)還能繼續(xù)溶解。通過實驗我們可以判斷之前的蔗糖溶液是不飽和的。

教師：蔗糖溶液和熟石灰溶液哪個是濃溶液？

學(xué)生：蔗糖溶液，因為相同的水中，蔗糖溶解的比熟石灰多。

教師：那現(xiàn)在能回答我剛開始的問題了嗎？飽和溶液一定是濃溶液？不飽和溶液一定是稀溶液嗎？

學(xué)生：通過是實驗我發(fā)現(xiàn)，飽和溶液不一定是濃溶液，不飽和溶液也不一定是稀溶液。

3.綜合新舊知識，建構(gòu)新概念

結(jié)合前面兩個演示實驗，我們可以總結(jié)得出：飽和溶液不一定是濃溶液，不飽和溶液也不一定是稀溶液。只有當(dāng)同一種物質(zhì)在相同溫度下時，其飽和溶液的濃度一定比不飽和溶液濃度大。這樣在學(xué)生前概念的引導(dǎo)下，能對新的科學(xué)概念進(jìn)一步深化認(rèn)識。

三、整合前概念，化無形為有形

教師在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)鼓勵和引導(dǎo)我們的學(xué)生，針對教學(xué)內(nèi)容大膽主動地表達(dá)自己在日常生活中觀察和積累起來的前概念，并展示自己對學(xué)習(xí)內(nèi)容的不同看法，主動參與到課堂教學(xué)中來，即使是學(xué)生的前概念不是那么準(zhǔn)確和規(guī)范，甚至不具有科學(xué)性。下面我以《探究影響浮力大小因素》這一教學(xué)環(huán)節(jié)為例：

學(xué)生已經(jīng)具備了浮力產(chǎn)生的原因的知識，也有了生活經(jīng)驗中浮力大小影響因素的前概念。課前，我先讓學(xué)生根據(jù)自己的經(jīng)驗將“影響浮力大小的相關(guān)因素”的有關(guān)想法記錄在自己的本子上，然后上交給我，我通過查看每個學(xué)生的記錄，對這些記錄進(jìn)行了梳理和分類。上課時，把整理好的學(xué)生的前概念呈現(xiàn)給大家，直接作為科學(xué)探究猜想部分。

課堂中，筆者直接給出了“影響浮力大小因素”的幾個猜想，猜想一：物體所受浮力大小可能和物體的密度有關(guān)，即密度大的物體受到的浮力大，密度小的受到的浮力小。猜想二：物體所受浮力大小可能和液體的密度有關(guān)，即液體密度越大，浸在里面的物體受到的浮力越大，液體密度越小物體受到的浮力越小。猜想三：物體所受浮力大小可能和物體浸入液體的體積有關(guān)，即浸入液體的體積越大，物體受到的浮力越大，浸入液體的體積越小，物體受到的浮力越小。

然后，教師提出問題：對于上面這三種猜想，你們有沒有贊同的和質(zhì)疑的，可以利用桌子上的實驗器材來驗證我們的猜想。學(xué)生之間開始進(jìn)行激烈的討論后分別以小組為單位進(jìn)行實驗來檢驗猜想。在學(xué)生實驗過程中教師進(jìn)行適時地引導(dǎo)，然后一起總結(jié)得出結(jié)論——阿基米德原理。

關(guān)于影響浮力大小因素的猜測，對于學(xué)生而言是有一定的困難的，老師提前了解學(xué)生的前概念，進(jìn)行一定的整合后直接引入課堂，節(jié)省了課堂大量的時間，而節(jié)省出來的時間正好可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗來驗證猜想，提高了科學(xué)課堂學(xué)習(xí)效率，也提升了學(xué)生探究實踐的核心素養(yǎng)。

綜上所述，前概念對于學(xué)生來講，具有先入為主，根深蒂固，生命力強(qiáng)等特點(diǎn)。因此，學(xué)生往往是帶著前概念進(jìn)入科學(xué)課堂學(xué)習(xí)，這也是科學(xué)教學(xué)中正常的現(xiàn)象，我們教師在平時的科學(xué)教學(xué)中應(yīng)該積極關(guān)注學(xué)生的“前概念”，并能充分利用起來，則在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)，促進(jìn)學(xué)生思維，加深理解，鞏固知識等各個方面都能起到積極的作用，起到將不利因素轉(zhuǎn)化為有利因素，是提高課堂教學(xué)效率有效途徑，是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效手段。

【參考文獻(xiàn)】

[1]盧姍姍，畢華林.從“概念轉(zhuǎn)變”到“概念理解”——科學(xué)概念學(xué)習(xí)研究的轉(zhuǎn)向[J].化學(xué)教育（中英文），2018，39（1）：15-18.

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（作者單位：上海外國語大學(xué)附屬浙江宏達(dá)南潯學(xué)校）