韓晟杰

摘要：迷思概念是指學(xué)生的認(rèn)識(shí)和理解存在偏差、混淆或錯(cuò)誤，對(duì)學(xué)生科學(xué)知識(shí)的掌握具有負(fù)面影響。學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)混雜、相近概念混淆、教材順序混亂是迷思概念的主要成因。在理論層面，教師要通過(guò)重整認(rèn)知、聚焦情境、依托實(shí)驗(yàn)等方法消除迷思概念；在日常教學(xué)中，可以采用包括POE在內(nèi)的多種策略破除迷思概念，實(shí)現(xiàn)從迷思概念向科學(xué)概念的轉(zhuǎn)化。

關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué)；概念教學(xué)；迷思概念；科學(xué)概念

概念教學(xué)是學(xué)科教學(xué)的基礎(chǔ)，《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中明確指出，科學(xué)知識(shí)是小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的主要方面之一，考查學(xué)生對(duì)13個(gè)核心概念、54個(gè)分支概念的掌握情況是主要的評(píng)價(jià)方式[1]。因此，對(duì)科學(xué)概念的重新關(guān)注，是近年來(lái)小學(xué)科學(xué)教育教學(xué)研究中的新風(fēng)向。有的學(xué)生看上去記住了概念的表述方式，但若是遇到他們不熟悉的情境，便立刻將科學(xué)概念拋諸腦后，本能地套用自己的生活經(jīng)驗(yàn)，這種現(xiàn)象即為迷思概念。

細(xì)究其原因，主要是因?yàn)閷W(xué)生在進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)前，早已在生活經(jīng)歷中形成了一些樸素的科學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以嘗試解釋生活中的種種現(xiàn)象，即前概念。在這些前概念中，一部分是與科學(xué)概念相一致的，雖然難免淺顯化、表面化，但畢竟脫胎于學(xué)生的實(shí)際生活中，以具身學(xué)習(xí)的方式親歷了概念的形成過(guò)程，總體而言是利大于弊的；也有相當(dāng)一部分學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)是片面的，甚至是錯(cuò)誤的，屬于與科學(xué)概念相悖的迷思概念，亟待修正。事實(shí)上，學(xué)生極易帶著生活經(jīng)驗(yàn)來(lái)學(xué)習(xí)、解決科學(xué)問(wèn)題，從而對(duì)某些科學(xué)知識(shí)的理解產(chǎn)生偏差或混淆。因此，如何發(fā)現(xiàn)并糾正學(xué)生的迷思概念是教師進(jìn)行概念教學(xué)的核心問(wèn)題，也是實(shí)際教學(xué)中一個(gè)繞不開(kāi)的話題。

一、尋迷：小學(xué)科學(xué)迷思概念的成因

（一）追本溯源，何謂迷思

迷思概念（misconception）廣泛地存在于科學(xué)教學(xué)中，從20世紀(jì)80年代開(kāi)始至今一直是國(guó)際科學(xué)教育領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題。學(xué)界對(duì)于迷思概念的定義持有不同的看法，但其內(nèi)涵大抵相同：指學(xué)生對(duì)于某事件和現(xiàn)象所持有的看法存在概念上的誤區(qū)，有別于目前所公認(rèn)的科學(xué)認(rèn)知，這種錯(cuò)誤認(rèn)知對(duì)科學(xué)概念的正確理解具有阻礙作用[2]。

作為科學(xué)教學(xué)的實(shí)施者，教師在進(jìn)入教室前就應(yīng)當(dāng)對(duì)學(xué)生的學(xué)情進(jìn)行分析，同時(shí)在課堂中敏銳地發(fā)現(xiàn)迷思概念的存在，用適切的教學(xué)策略，使迷思概念向科學(xué)概念轉(zhuǎn)變。

（二）探尋究竟，為何迷思

1.生活經(jīng)驗(yàn)混雜

學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)的混雜是形成迷思概念的重要原因之一，迷思概念往往產(chǎn)生于日常生活之中。例如，當(dāng)學(xué)生觀察到輕飄飄的羽毛緩慢飄落、沉重的玻璃珠飛快下落的時(shí)候，便自然而然地產(chǎn)生“重的物體下落快”的迷思概念。又如，經(jīng)典的古文《兩小兒辯日》中，無(wú)論是觀察太陽(yáng)的大小變化、抑或是判斷早晚的溫度高低，都無(wú)法直接得出日地距離遠(yuǎn)近的結(jié)論。

除了從自然現(xiàn)象的觀察中得出錯(cuò)誤結(jié)論，學(xué)生還處在一個(gè)信息繁復(fù)的現(xiàn)代社會(huì)，形形色色沒(méi)有門(mén)檻、不加篩選的錯(cuò)誤信息極易流入學(xué)生的生活中，電視節(jié)目、手機(jī)短視頻等傳播媒介也會(huì)成為迷思概念產(chǎn)生渠道。例如，某些產(chǎn)品在廣告中強(qiáng)調(diào)“純天然、不含化學(xué)物質(zhì)”，容易讓學(xué)生形成“化學(xué)物質(zhì)都是人造的工業(yè)產(chǎn)物且有害”的迷思概念。不論是生活經(jīng)驗(yàn)還是大眾傳媒，究其原因，這類(lèi)迷思概念的形成基于生活經(jīng)驗(yàn)、表面特征，而非邏輯演繹。

2.相近概念混淆

科學(xué)概念之間具有聯(lián)系性，之前學(xué)習(xí)過(guò)的科學(xué)概念有時(shí)能幫助學(xué)生理解新概念，但有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生負(fù)面作用，妨礙新概念的建立。例如，在學(xué)習(xí)“溶解”的概念時(shí)，學(xué)生受到之前學(xué)習(xí)過(guò)的冰融化現(xiàn)象的干擾，常常將兩者混為一談。正因?yàn)樗麄兗葲](méi)有正確理解“融化”的概念，又沒(méi)有在觀察中辨析出“融化”“溶解”兩種現(xiàn)象的區(qū)別，相近概念的混淆影響了新概念的理解與生成。

3.教材順序混亂

教材內(nèi)容的呈現(xiàn)順序也是迷思概念的誘因之一[3]?？茖W(xué)教材總體上來(lái)說(shuō)是符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和心理特征的，但并不是所有的學(xué)生都能適應(yīng)書(shū)本上的思維路徑。若教師不及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，不以學(xué)生前認(rèn)知為起點(diǎn)調(diào)整知識(shí)呈現(xiàn)順序，學(xué)生在某些章節(jié)上的學(xué)習(xí)會(huì)出現(xiàn)困難，就可能會(huì)導(dǎo)致迷思概念產(chǎn)生。

例如，在教科版小學(xué)科學(xué)教材五年級(jí)下冊(cè)中，第1～2課講述了物體在水中的沉浮情況和本身的材料、質(zhì)量、體積有關(guān)，為密度相關(guān)知識(shí)；第3～4課涉及到核心概念“排開(kāi)的水量”，為浮力相關(guān)知識(shí)；第5～6課從物體受力情況來(lái)判斷物體的沉浮，為浮力相關(guān)知識(shí)；第7～8課將視角轉(zhuǎn)向了水，探究液體的不同導(dǎo)致物體沉浮的不同，為密度相關(guān)知識(shí)。在一個(gè)單元中，“密度”與“浮力”兩個(gè)范疇的內(nèi)容交替出現(xiàn)，相互交織，難免引起學(xué)生思維上的混亂，此時(shí)教師不能一味地照本宣科，要靈活地調(diào)整教學(xué)順序，從而減少迷思概念的產(chǎn)生。

（三）撥開(kāi)云霧，何現(xiàn)迷思

迷思概念具有極強(qiáng)的隱蔽性，如果不經(jīng)課堂提問(wèn)和課后測(cè)評(píng)，或者提問(wèn)的指向不夠明確、測(cè)評(píng)的維度不夠精準(zhǔn)，教師很難發(fā)現(xiàn)學(xué)生是否產(chǎn)生了迷思概念。在實(shí)際教學(xué)中，教師的教育機(jī)智要伴隨學(xué)生概念學(xué)習(xí)的全過(guò)程，重點(diǎn)關(guān)注課前測(cè)、課中提問(wèn)、課后測(cè)三個(gè)階段，針對(duì)三個(gè)階段分別設(shè)計(jì)好課前訪談、問(wèn)題單、二階測(cè)試題，才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)迷思概念的身影，撥開(kāi)迷思概念的云霧，進(jìn)而“對(duì)癥下藥”。

二、析迷：如何消除迷思概念

（一）重整認(rèn)知，深度理解科學(xué)概念

要消除迷思概念，首先實(shí)現(xiàn)深入理解。除了學(xué)生的自我投入，更關(guān)鍵的是教師要從外部做出引導(dǎo)。教師要堅(jiān)持讓學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到發(fā)展，借助課堂中深入的探究過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，對(duì)基本概念和探究活動(dòng)進(jìn)行解構(gòu)、重組、生成，以此促成學(xué)生理解水平的提高，讓他們能“知其然”，更能“知其所以然”。

1.化繁為簡(jiǎn)

解構(gòu)、重組復(fù)雜概念，促成由知識(shí)到觀念的發(fā)展。例如，在學(xué)習(xí)“溶解”的概念時(shí)，教師可以將其拆解成三個(gè)部分：一是基于前概念的“肉眼看不見(jiàn)的微粒”；二是基于觀察和模型推理的“均勻、穩(wěn)定地分散”；三是基于實(shí)踐與運(yùn)用的“不能用沉降或過(guò)濾的方式分離”，同時(shí)與融化進(jìn)行辨析，認(rèn)識(shí)到溶解涉及到兩種及以上的物體，樹(shù)立學(xué)生的物質(zhì)觀。

2.化零為整

從科學(xué)原理背后隱含的一般規(guī)律、與學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)的關(guān)聯(lián)、與真實(shí)世界的關(guān)聯(lián)等方面做出引導(dǎo)，建立知識(shí)的結(jié)構(gòu)性。例如，在復(fù)習(xí)“沉浮現(xiàn)象”時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從重力浮力、密度、排水量等多個(gè)角度來(lái)分析，而不是割裂地看待，以此加深對(duì)浮力概念全局的理解。

3.化客為主

概念學(xué)習(xí)并不僅僅是教師的“一言堂”，在教師清晰、科學(xué)地講解后，要充分給予學(xué)生表達(dá)的機(jī)會(huì)，鼓勵(lì)學(xué)生生成自己的概念圖式。教師化被動(dòng)的概念接受為主動(dòng)的知識(shí)輸出，才能幫助學(xué)生對(duì)已有認(rèn)知進(jìn)行系統(tǒng)的梳理，反映出對(duì)概念的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和理解深度。同時(shí)，在學(xué)生交流、展示概念圖式的時(shí)候，也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生仍然存在的迷思概念，便于及時(shí)糾正。

（二）聚焦情境，逐步形成科學(xué)概念

單純的科學(xué)概念對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)難免抽象、枯燥，情境教學(xué)法是概念學(xué)習(xí)中常常會(huì)使用到的教學(xué)方法。但是，書(shū)本中展示的多是為課文服務(wù)的情境，屬于一種“極為簡(jiǎn)化的現(xiàn)實(shí)情境”。情境一旦過(guò)于簡(jiǎn)化，意味著與現(xiàn)實(shí)剝離，容易讓學(xué)生陷入絕對(duì)化、模式化的誤區(qū)，忽視了實(shí)際現(xiàn)實(shí)生活中的復(fù)雜情況，產(chǎn)生迷思概念。因此，讓學(xué)生能夠從真實(shí)情境中體會(huì)科學(xué)知識(shí)是十分必要的。

以教科版小學(xué)科學(xué)中年級(jí)教材為例：霧和霾是一回事嗎？（三年級(jí)上冊(cè)“天氣”）太陽(yáng)中午離我們更近嗎？（三年級(jí)下冊(cè)“太陽(yáng)、地球和月球”）米飯有甜味嗎？（四年級(jí)上冊(cè)“呼吸與消化”）我們吃的是植物的根、莖還是果實(shí)？（四年級(jí)下冊(cè)“植物的生長(zhǎng)變化”）電對(duì)人體都有害嗎？（四年級(jí)下冊(cè)“電路”）通過(guò)對(duì)這些話題的探究，讓學(xué)生明白：科學(xué)知識(shí)和實(shí)際的應(yīng)用之間是有著緊密聯(lián)系的，生活中的一些事物、現(xiàn)象都能夠用科學(xué)規(guī)律去分析、解釋?zhuān)幌喾矗瑑H憑生活經(jīng)驗(yàn)看待問(wèn)題，往往會(huì)產(chǎn)生理解上的偏差與謬誤，產(chǎn)生迷思概念。

（三）依托實(shí)驗(yàn)，精準(zhǔn)表達(dá)科學(xué)概念

意大利物理學(xué)家伽利略曾說(shuō)：“一切推理都必須從觀察與實(shí)驗(yàn)中得來(lái)”。實(shí)驗(yàn)探究是獲取科學(xué)知識(shí)的主要途徑，在激發(fā)學(xué)生科學(xué)興趣的同時(shí)，非常有利于科學(xué)概念的理解與內(nèi)化。

1.厘清實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，不能單純以完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程、得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果為目的，而是應(yīng)該放慢教學(xué)節(jié)奏和思維過(guò)程，放大實(shí)驗(yàn)討論和認(rèn)知過(guò)程，力求教學(xué)思路和學(xué)生思維路徑的一致性。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)充分討論、進(jìn)行預(yù)設(shè)，讓學(xué)生設(shè)計(jì)應(yīng)該怎樣通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)來(lái)得到問(wèn)題的答案，摸清“做什么、為什么做、怎么做”，保證環(huán)節(jié)的連貫性與邏輯性，構(gòu)建高效課堂。

2.調(diào)動(dòng)多種感官

自然觀察強(qiáng)調(diào)準(zhǔn)確、全面地描述物體的特征，而實(shí)驗(yàn)觀察側(cè)重于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的自變量、因變量以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象之間的關(guān)系。無(wú)論是哪一種觀察，都必須對(duì)各種信息進(jìn)行即時(shí)加工，對(duì)于學(xué)生形成正確科學(xué)概念具有獨(dú)到作用。然而，對(duì)小學(xué)生而言，他們?cè)谟^察的過(guò)程中往往只依靠視覺(jué)，容易忽視對(duì)其他感覺(jué)器官的應(yīng)用，如忽視聲響、忽視用手感受溫度的變化等。這時(shí)教師要對(duì)觀察的方式以及有效性做出指導(dǎo)，這樣的觀察也就更加深入、更有效果。

3.開(kāi)展深度探究

教師在實(shí)驗(yàn)探究中要放慢教學(xué)節(jié)奏和思維過(guò)程，放大實(shí)驗(yàn)討論和認(rèn)知過(guò)程，使教學(xué)思路和學(xué)生思維路徑具有一致性。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)充分討論，摸清“做什么、為什么做、怎么做”，保證環(huán)節(jié)的連貫性與邏輯性，讓清晰、科學(xué)的概念在學(xué)生心里落地生根。

例如，在“探究拉力大小與小車(chē)的速度關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，教師可以提出“為什么要借助金屬墊片的重力拉動(dòng)小車(chē)，而不是用手直接拉？”引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)手的力量難以控制不變，而且力量大小很難測(cè)量，進(jìn)而能讓學(xué)生意識(shí)到重力是廣泛存在的，其方向是確定的、大小是易于衡量的。針對(duì)這一問(wèn)題的討論讓學(xué)生對(duì)重力有更深刻、更全面的理解。

三、破迷：從迷思概念走向科學(xué)概念

小學(xué)生的思維具有其年齡段的特征：以具體形象思維為主，逐步過(guò)渡到抽象邏輯思維，但是這種抽象邏輯思維在很大程度上仍然是與感性的生活經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系的，仍然具有很大的具體形象性。因此，由前概念形成的迷思概念具有頑固性，僅僅靠“說(shuō)”“練”“背”是難以克服的，教師需要通過(guò)以下幾種方式來(lái)破除迷思概念，將其轉(zhuǎn)化為科學(xué)概念。

（一）采用POE策略破除迷思概念

POE策略即“預(yù)測(cè)（Prediction）———觀察（Observation）———解釋?zhuān)‥xplanation）”[4]，它主要由以下三步組成：①督促學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)測(cè)；②讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如實(shí)記錄結(jié)果；③如果預(yù)測(cè)和觀察的結(jié)果不一致，需要對(duì)此做出解釋?zhuān)M量消解矛盾[5]。

例如，在“沸騰”一課的教學(xué)中，教師可以給出多個(gè)體積差異較大的容器（如小試管、小燒杯、大燒杯），讓學(xué)生預(yù)測(cè)水沸騰后水的溫度哪個(gè)容器高一些、哪個(gè)容器低一些（P）；接著通過(guò)實(shí)驗(yàn)，記錄溫度計(jì)隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)（O）；最終將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)測(cè)相比較，分析原因，得出科學(xué)概念（E）。在這段教學(xué)過(guò)程中，會(huì)有許多學(xué)生認(rèn)為沸騰后試管中的水溫度最高、大燒杯中的水溫度最低，理由是：試管中的水少，加熱沸騰后溫度會(huì)更高。但當(dāng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明三個(gè)容器的水溫一模一樣時(shí)，學(xué)生便發(fā)現(xiàn)水沸騰時(shí)的溫度和容器大小無(wú)關(guān)，“沸點(diǎn)”這一科學(xué)概念便能深刻地引入他們的腦海。教師在平時(shí)的科學(xué)概念教學(xué)中強(qiáng)化POE策略的運(yùn)用，能讓學(xué)生擺脫慣性思維，培養(yǎng)他們的實(shí)證精神，有效預(yù)防迷思概念的生成。

（二）通過(guò)立體教學(xué)破除迷思概念

教師是課堂的組織者和引導(dǎo)者，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮教育機(jī)智，在教學(xué)中借助典型的材料或事例，通過(guò)鮮活的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，結(jié)合縝密的邏輯分析破除學(xué)生的迷思概念。

例如，學(xué)習(xí)“種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)”這部分內(nèi)容時(shí)，在課堂后半段復(fù)習(xí)總結(jié)環(huán)節(jié)，對(duì)比以下兩種教學(xué)策略：

策略一：說(shuō)說(shuō)本節(jié)課你學(xué)到了哪些知識(shí)。（學(xué)生回答出種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)）你能概括種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)之間的區(qū)別和聯(lián)系嗎？（出示PPT：同種生物、所有生物、生物+環(huán)境）

策略二：請(qǐng)結(jié)合屏幕上的魚(yú)缸，說(shuō)說(shuō)什么是種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)。用概念圖來(lái)表示種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)三者間的關(guān)系。

相比較而言，策略一偏向于誘導(dǎo)學(xué)生記憶、背誦概念，而策略二則要求學(xué)生在實(shí)例中敘述對(duì)概念的理解，將經(jīng)驗(yàn)與認(rèn)知聯(lián)系起來(lái)，更容易引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，讓他們認(rèn)識(shí)到自己的前概念是有瑕疵的，在破除迷思概念的同時(shí)，也激發(fā)了自主學(xué)習(xí)科學(xué)概念的欲望。此外，策略二更強(qiáng)調(diào)學(xué)生模型認(rèn)知的自主生成。

（三）借助信息技術(shù)手段破除迷思概念

在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師常常通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)演示實(shí)驗(yàn)，用邊做邊講的方式進(jìn)行教學(xué)。如今，借助信息化技術(shù)手段能夠更直觀地呈現(xiàn)科學(xué)活動(dòng)中的信息，凸顯實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。

例如，在探究“拋體運(yùn)動(dòng)”時(shí)，由于小車(chē)下落的速度很快，用肉眼不容易清楚地觀察小車(chē)的運(yùn)動(dòng)軌跡，教師可以通過(guò)播放微視頻，通過(guò)放慢速度、定格、標(biāo)識(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡等技術(shù)手段，對(duì)學(xué)生理解模糊或有偏差的地方進(jìn)行突出強(qiáng)調(diào)，以起到更好的教學(xué)效果[6]。又如在學(xué)習(xí)“日食和月食”時(shí)，使用AR技術(shù)能更加清晰地凸顯“日———地———月”三星之間的位置關(guān)系，并能展現(xiàn)出與靜態(tài)圖片不同的、完整的日月食動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。

總之，如何促進(jìn)學(xué)生迷思概念的轉(zhuǎn)變對(duì)加強(qiáng)科學(xué)概念學(xué)習(xí)、提升學(xué)科教學(xué)質(zhì)量來(lái)說(shuō)意義重大。教師在教學(xué)中要始終從學(xué)生的已有認(rèn)知出發(fā)，通過(guò)精巧的教學(xué)設(shè)計(jì)、運(yùn)用適切的教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)學(xué)生迷思概念的預(yù)防和轉(zhuǎn)變。

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課題項(xiàng)目：江蘇省蘇州高新區(qū)教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度重點(diǎn)立項(xiàng)課題“深度學(xué)習(xí)視域下小學(xué)科學(xué)概念教學(xué)的實(shí)踐研究”（SND-2021-ZD-003）

見(jiàn)習(xí)編輯/張婷婷