胡 煬,林建平,鄧愛珍,李 龍,李 曈

(1.贛南師范大學(xué)地理與環(huán)境工程學(xué)院,江西贛州,341000;2.江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院,江西贛州,341000)

在地理學(xué)習(xí)中,學(xué)生習(xí)慣用已有的知識經(jīng)驗去看待問題、思考問題,這些知識經(jīng)驗來自日常生活中學(xué)生對一些地理現(xiàn)象的觀察和體驗,以及之前學(xué)習(xí)過的知識。由于知識經(jīng)驗有限、考慮問題也不夠全面,學(xué)生對一些地理現(xiàn)象或地理概念的認(rèn)識大多是含糊的、不全面的、非本質(zhì)甚至是錯誤的,學(xué)生自己卻認(rèn)為是“正確”“合理”的,并且用這種思維方式去學(xué)習(xí)地理知識,這就形成了學(xué)生頭腦中的地理前概念。教師在教學(xué)過程中往往容易忽視學(xué)生已有的知識經(jīng)驗,沒有重視已有的知識經(jīng)驗對學(xué)生認(rèn)知過程的阻礙,因此導(dǎo)致在教學(xué)中很多知識點即使講過很多遍也會有學(xué)生不能掌握,同類型的題目做過很多遍也還是會錯。正確的地理前概念可以更好地啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生理解地理概念和地理現(xiàn)象,而錯誤的地理前概念則會阻礙學(xué)生對地理知識的理解與掌握,步入問題思考誤區(qū),學(xué)習(xí)中容易反復(fù)出錯,降低了學(xué)習(xí)效果。因此,如何消除學(xué)生錯誤的地理前概念,將其轉(zhuǎn)變?yōu)榈乩砜茖W(xué)概念是廣大學(xué)者和地理教師急需思考與解決的問題。

一、地理前概念的內(nèi)涵

對于前概念,眾多學(xué)者有不同的定義,維果茨基將前概念定義為“日常概念”,是指學(xué)生在以往日常生活實踐和辨別學(xué)習(xí)得來的直觀體驗和感性認(rèn)識。[1]曾珍認(rèn)為前概念是“前科學(xué)概念”的簡稱, 指學(xué)習(xí)者在接受正規(guī)的科學(xué)教育之前, 對從周圍獲得的各種經(jīng)驗進行加工從而形成的概念,是基于感知的認(rèn)識和理解。[2]也有學(xué)者認(rèn)為前概念是“錯誤概念”,是對事物含糊的、不完善的或者是錯誤的理解[3],這顯然是不正確的,錯誤概念與科學(xué)概念相悖,而前概念包括片面錯誤的認(rèn)知以及不全面的科學(xué)概念知識。參考國內(nèi)外學(xué)者對前概念的不同界定,本文對地理前概念作出如下定義:地理前概念是指學(xué)生在進行地理概念科學(xué)學(xué)習(xí)之前,在日常生活經(jīng)驗中所形成的對地理現(xiàn)象、地理事物的認(rèn)知和看法,是個人知識經(jīng)驗積累而形成的地理概念。

地理前概念是學(xué)生在地理情境中主觀構(gòu)建的產(chǎn)物,對地理學(xué)習(xí)產(chǎn)生的影響既有積極的也有消極的。因此在地理前概念教學(xué)中,要幫助學(xué)生用含糊、不完善的地理前概念知識來認(rèn)知同化新知識,在新信息和原有的知識經(jīng)驗之間建立適當(dāng)?shù)穆?lián)系,促進新知識的學(xué)習(xí);幫助學(xué)生在片面錯誤的地理前概念知識與科學(xué)知識之間產(chǎn)生認(rèn)知沖突,順應(yīng)新知識的接納,構(gòu)建科學(xué)概念,形成完整合理的知識體系。這一過程如圖1所示。

圖1 地理前概念教學(xué)流程圖

二、地理前概念的成因

建構(gòu)主義強調(diào),學(xué)習(xí)者并不是空著腦袋進入學(xué)習(xí)情境的。在進行地理學(xué)習(xí)之前,學(xué)生已經(jīng)形成了對地理事物有關(guān)的知識經(jīng)驗,對地理現(xiàn)象有自己的看法。經(jīng)過廣大學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn),學(xué)生的地理前概念主要受日常生活經(jīng)驗、望文生義、不當(dāng)類比、學(xué)科滲透、思維定式和舊有概念的局限等因素的影響。

(一)日常生活經(jīng)驗

地理是一門處理和人類生活相關(guān)問題的學(xué)科,關(guān)注人口、資源、環(huán)境和區(qū)域發(fā)展等基本問題,與學(xué)生日常生活聯(lián)系緊密。學(xué)生在日常生活中形成的知識經(jīng)驗往往是感性的認(rèn)知,帶有強烈的感情色彩,比較片面、淺顯,易產(chǎn)生錯誤的地理前概念。例如,溝渠是凹陷的,容易錯誤認(rèn)為海溝成因是板塊張裂作用;陰雨天更加濕冷,晚上氣溫比晴天低等。

(二)望文生義

當(dāng)接觸到一個新的地理概念時,學(xué)生往往會根據(jù)地理概念的字面意思進行理解,從而對其存在認(rèn)知上的偏差,形成前概念。例如,學(xué)生認(rèn)為降水就只是降雨;北京時間是北京的地方時;冰雹發(fā)生在冬半年;逆城市化是和城市化相反的過程。

(三)不當(dāng)類比

類比是推理的一種重要方式,是人們認(rèn)識新事物或作出新發(fā)現(xiàn)的重要思維形式。[4]不當(dāng)?shù)念惐葧斐蓪W(xué)生對地理概念的曲解。例如,實驗中經(jīng)常將電燈充當(dāng)太陽作為光源,學(xué)生會曲解太陽、太陽光的概念;通過“春小麥春季播種”類比出“冬小麥冬季播種”的錯誤前概念。

(四)學(xué)科滲透

地理是一門綜合性和開放性很強的學(xué)科,具有自然科學(xué)和社會科學(xué)性質(zhì),內(nèi)容與其他學(xué)科相互交叉、相互滲透。同一知識,不同學(xué)科對其定義不同,學(xué)生易使用其他學(xué)科的知識對地理概念進行理解,造成知識混淆,形成地理前概念。例如,學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中認(rèn)識到“開放環(huán)境下物體的溫度與氣壓成反比”,形成“同一垂直面上高空的氣壓值高于地面”地理前概念;歷史知識中,管仲將社會上形形色色的群體劃分為四大階層,按“士農(nóng)工商”排序,學(xué)生容易認(rèn)為封建社會初期第二產(chǎn)業(yè)比重大于第三產(chǎn)業(yè)。

(五)思維定式

思維定式是一種慣性思維,指人用某種固定的思維模式去分析問題和解決問題,由過去的感知影響當(dāng)前感知的一種思維方式。學(xué)生面對新的地理概念仍用固有的認(rèn)知去思考問題,形成錯誤的地理前概念。

(六)舊有概念的局限

地理概念并不是一成不變的,其定義隨著科學(xué)研究的深入、時代的發(fā)展而不斷更新,因此學(xué)生學(xué)習(xí)地理概念是一個漸進的過程,易受舊有的地理概念影響,阻礙地理新概念的接收。例如,20世紀(jì)80年代初,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)南極上空臭氧含量大幅下降,出現(xiàn)臭氧空洞現(xiàn)象,學(xué)生腦海中有了臭氧空洞概念,經(jīng)過全球合作限制氟氯碳化物的排放,南極上空臭氧空洞得到修復(fù),但學(xué)生在思考全球性環(huán)境問題時仍存有臭氧空洞的概念。

三、地理前概念的特征

每個學(xué)生腦海里都若隱若現(xiàn)地存在著地理前概念,在地理學(xué)習(xí)中會受其影響。地理前概念具有頑固性、生成性、負(fù)遷移性、隱蔽性和普遍性與差異性。

(一)頑固性

地理前概念與學(xué)生日常生活現(xiàn)象聯(lián)系緊密,大多來源于學(xué)生的生活經(jīng)歷,是對物質(zhì)世界的直接體驗和主觀直覺而形成的,例如,在學(xué)習(xí)水循環(huán)知識時,學(xué)生認(rèn)為從高山流下的水奔騰向大海流去,一去不復(fù)返,并不會回到高山,這正是受到“水往低處流”這一生活經(jīng)驗的影響,在自然狀態(tài)下,學(xué)生在生活中看到的是高處的水流向低處,水在沒有受到動力的作用下不會流向高處。所以地理前概念在日常生活中不斷強化,學(xué)生對此深信不疑,具有頑固性。

(二)生成性

每個學(xué)生在進入地理課堂之前,腦海里已自發(fā)地生成了對地理現(xiàn)象的各種經(jīng)驗性認(rèn)識,并內(nèi)化為學(xué)生的地理認(rèn)知結(jié)構(gòu)和思維方式。它是學(xué)生通過日常生活中地理現(xiàn)象的觀察和體驗而主動建構(gòu)的,不是虛構(gòu)的,真實影響學(xué)生對地理概念的理解。例如,很多同學(xué)會認(rèn)為光年是一個時間單位,但其實它是一個距離單位。

(三)負(fù)遷移性

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀認(rèn)為學(xué)習(xí)是由個體學(xué)習(xí)者基于自己的經(jīng)驗背景建構(gòu)知識的過程,學(xué)生是主動的信息構(gòu)建者,因此學(xué)生在學(xué)習(xí)地理知識時,不可避免會根據(jù)自己的知識經(jīng)驗建構(gòu)地理概念,而地理前概念包括片面錯誤的地理認(rèn)知,對后續(xù)的地理學(xué)習(xí)會產(chǎn)生消極影響,阻礙學(xué)生對科學(xué)地理知識的理解和掌握。例如,學(xué)生腦海里存在“距離熱源近,溫度高”地理前概念,延伸出“青藏高原海拔高,距離太陽更近,溫度也更高”“一月初,北半球溫度較低,為遠(yuǎn)日點;七月初,北半球溫度較高,為近日點”等錯誤地理前概念。

(四)隱蔽性

地理前概念作用于師生的思維和行為,但不容易被師生自己察覺,具有隱蔽性。在教學(xué)過程中,當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己腦海里理解的概念與老師講解相異時,受其身心成熟程度的影響,學(xué)生害怕自己的想法不正確而不敢開口,會隱藏其地理前概念,從而影響學(xué)生科學(xué)概念的獲得。

(五)普遍性與差異性

面對某一個地理概念時,每個學(xué)生都會在腦海中對其進行自己的認(rèn)知理解,構(gòu)建起該地理概念的前概念,具有普遍性;每個學(xué)生都具有地理前概念,但其腦海中的前概念卻因人而異,學(xué)生身心發(fā)展的階段性、生活經(jīng)驗、知識結(jié)構(gòu)以及思維方式的不同都會導(dǎo)致學(xué)生對地理概念理解的不一致,不同的學(xué)生會看到地理事物的不同方面,因此地理前概念具有差異性。例如,很多學(xué)生想當(dāng)然地認(rèn)為南方的植被主要是常綠闊葉林,因此冬季南方的樹木不會落葉,而具有生活經(jīng)驗的南方學(xué)生經(jīng)歷過冬季樹木落葉的場景,更容易地理解常綠闊葉林也會落葉。不同學(xué)生對于寒潮、臺風(fēng)、梅雨等前概念的定義也各有差異。

四、地理前概念轉(zhuǎn)變策略

地理前概念的頑固性、負(fù)遷移性會阻礙學(xué)生科學(xué)概念的學(xué)習(xí),所以教師在教學(xué)中應(yīng)該具體了解學(xué)生的腦海中的前概念知識,創(chuàng)設(shè)問題情境,使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突,將錯誤的前概念轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念,促進新知識的學(xué)習(xí)。本文以“大氣熱力環(huán)流”知識點教學(xué)為例,探析學(xué)生地理前概念轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念的教學(xué)策略。

(一)了解學(xué)生地理前概念

大氣熱力環(huán)流知識點概念比較抽象,知識的內(nèi)在邏輯性較強,熱力環(huán)流的形成過程不易被學(xué)生注意,因此教學(xué)案例需要是常見的自然現(xiàn)象,如通過海陸、山谷、城郊風(fēng)向的日變化來反映大氣環(huán)流的日變化。在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中,易受到以下地理前概念影響導(dǎo)致認(rèn)知錯誤:①開放環(huán)境下物體的溫度與氣壓成反比,所以同一垂直面上,高空氣溫低于地面,高空氣壓高于地面;②高空的大氣水平運動早于近地面的大氣水平運動;③接受熱量少的高空空氣堆積因重力因素下沉,并非冷卻收縮下沉;④地表受熱不均導(dǎo)致大氣的水平運動;⑤白天山頂溫度比山谷低。本節(jié)內(nèi)容與物理學(xué)科知識相互聯(lián)系、滲透,在教學(xué)中應(yīng)鋪設(shè)比熱容與溫度、熱脹冷縮、氣壓與海拔等相關(guān)物理概念,輔助學(xué)生理解大氣熱力環(huán)流的形成,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

(二)創(chuàng)設(shè)問題情境,引發(fā)認(rèn)知沖突

學(xué)生總是對腦海中已有的概念深信不疑,要將其轉(zhuǎn)化為科學(xué)概念,就要創(chuàng)設(shè)與學(xué)生前概念產(chǎn)生沖突的問題情境,讓學(xué)生充分暴露錯誤概念,反思自身概念與科學(xué)概念之間的差異,由被動接受式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動探究,激發(fā)探求新知的熱情。

筆者通過創(chuàng)設(shè)氣壓大小與溫度、高度關(guān)系的問題情境,讓學(xué)生猜想高空與近地面的氣壓高低之分,發(fā)現(xiàn)學(xué)生容易認(rèn)為溫度與氣壓成反比,同一垂直面上高空氣溫低于近地面,則高空氣壓高于近地面。因此筆者抓住這一契機引導(dǎo)學(xué)生觀察某地近地面與高空的氣溫、氣壓數(shù)據(jù)圖,學(xué)生通過觀察發(fā)現(xiàn):該地氣溫與氣壓都隨著高度增加而減少,高空氣壓低于近地面,并非高于近地面。這一結(jié)論與學(xué)生的前概念相沖突,暴露了學(xué)生的錯誤概念,順應(yīng)后續(xù)知識的學(xué)習(xí)。

筆者通過補充氣壓知識得出“同一地點,海拔越高,氣壓越小”的結(jié)論,接下來,筆者引導(dǎo)學(xué)生閱讀“大氣熱力環(huán)流”形成示意圖,借助示意圖推導(dǎo)熱力環(huán)流的形成過程:A地近地面空氣受熱膨脹上升,空氣密度減小形成低壓區(qū),高空空氣密度增大形成高壓區(qū);B、C兩地高空空氣受冷收縮下沉,空氣密度減小形成低壓區(qū),近地面空氣密度增大形成高壓區(qū);在同一水平面上,大氣由高壓區(qū)流向低壓區(qū),形成熱力環(huán)流。通過推導(dǎo),學(xué)生基本掌握“熱力環(huán)流”的核心知識——形成過程。這時筆者提出問題:A地高空為高壓區(qū),近地面為低壓區(qū),為何A地高空氣壓值低于近地面?學(xué)生又陷入認(rèn)知沖突,難道剛才得出的結(jié)論存在錯誤?前概念再次受到?jīng)_擊。因此筆者進行概念澄清:氣壓的高低是相對于同一水平高度而言的,高壓的數(shù)值并不一定大于低壓的數(shù)值。通過創(chuàng)設(shè)問題情境,引發(fā)認(rèn)知沖突,學(xué)生的前概念已經(jīng)得到重建,建構(gòu)了“垂直方向上,溫度與氣壓成正比;水平方向上,近地面溫度與氣壓成反比,高空溫度與氣壓成正比”的科學(xué)概念。

學(xué)生反思自身概念變化過程,通過不斷與前概念制造認(rèn)知沖突,師生不斷揭示與解決沖突情境,澄清概念,錯誤的前概念被摒棄,轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念。學(xué)生親身體驗獲得的科學(xué)概念更加深刻。

(三)借助地理實驗,消除錯誤前概念

借助熱力環(huán)流液體實驗演示, 學(xué)生可以直觀了解熱力環(huán)流的形成過程,并根據(jù)獲得的感性認(rèn)識消除錯誤的前概念,建構(gòu)科學(xué)概念。

實驗準(zhǔn)備:環(huán)流探測裝置、兩個燒杯分別裝熱水和冷水、溫水一盆、紅藍(lán)色素各一瓶、測溫計。

實驗步驟:第一步,在環(huán)流探測裝置里分別加入紅藍(lán)色素各五滴;第二步,在環(huán)流探測裝置里分別加入等量溫水,沒過最低水位線;第三步,將環(huán)流探測裝置紅色試管放在熱水燒杯里,藍(lán)色試管放在冷水燒杯里;第四步,等待幾分鐘后,用溫度計分別探測兩燒杯水溫;第五步,打開水閥后靜置觀察。

師:我們用液體流動來模擬熱力環(huán)流空氣的運動,請同學(xué)們猜測打開水閥后紅藍(lán)水會怎樣運動呢?

學(xué)生甲:垂直方向紅水上升,藍(lán)水下沉,水平方向上方的紅水流向藍(lán)水早于下方的藍(lán)水流向紅水。因為像煙囪排放煙霧的擴散過程一樣,高空的大氣水平運動早于近地面的大氣水平運動。

學(xué)生乙:紅水上升,流向藍(lán)水,藍(lán)水再下沉,流向紅水。因為接受熱量少的高空空氣堆積因重力因素下沉的。

學(xué)生丙:首先垂直方向紅水上升,藍(lán)水下沉,然后水平方向上方的紅水流向藍(lán)水,下方的藍(lán)水流向紅水,形成環(huán)流。

課堂上同學(xué)們觀點各異,引出學(xué)生的前概念,再一次產(chǎn)生認(rèn)知沖突。接下來展示實驗結(jié)果,根據(jù)實驗結(jié)果概括熱力環(huán)流形成原理:地面冷熱不均導(dǎo)致空氣的垂直運動(上升或下沉);同一水平面存在氣壓差異,導(dǎo)致空氣的水平運動,最終形成熱力環(huán)流。借助地理實驗的結(jié)果,學(xué)生消除錯誤的前概念,深刻認(rèn)識熱力環(huán)流原理,最終形成新的知識體系。

地理前概念是地理教學(xué)的重要組成部分,也是高中地理教學(xué)的一個難點,利用學(xué)生存在的前概念進行教學(xué)是地理教育學(xué)與教育心理學(xué)相結(jié)合的一種有效嘗試。教學(xué)中巧妙利用前概念能使新舊知識過渡自然,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,能產(chǎn)生很好的教學(xué)效果。