儿童的前科学概念与转变.docx
儿童的前科学概念与转变范学军一、什么是前科学概念（一）关于儿童前科学概念界定在日常的科学教学中，你是不是也有这样的困惑：有些科学学问学生学起来没有爱好，有些科学学问不管怎么讲，学生都出现错误的相识，比如烧水时冒出的“白气”学生认为是水蒸气，浮在水面的物体受到的浮力大等等。出现错误的相识究竟是什么缘由呢？踏进科学教室的儿童，并不是一张白纸，他带着进入课堂之前积累的全部生活阅历，包括他在过去学习和生活中看到的各种现象、形成的各种观念，以与他们个体的想法，其中有一部分与当今普遍认可的科学理论是一样的，有一些则是不一样的。它们是儿童在接受正式的科学概念教化之前，对日常生活中所感知的现象，通过长期的阅历积累和辨别式学习而形成的对事物的非本质的相识。比如:一些儿童认为鸡不是鸟,鳄鱼属于两栖动物等等。儿童的这些概念来自他们对F1.然现象的感觉体验、口常语言、大众传媒、科学课程、家庭情境中的对话等。建构主义认为儿童的这些概念并不是一些简洁、零碎的错误信息,儿童有自己的“朴实物理理论”、“朴实生物理论”等,他们有自己说明、分析有关现象和事物的方法,尽管他们的说明可能与科学的观点有很大不同。因此相对于科学概念而言，我们称之为前科学概念，箍称前概念。“前概念”的提法最早由前苏联心理学家维果斯基提出，他将概念分成日常概念和科学概念两类：日常概念乂称为前科学概念、错误概念。也有人把前概念也叫科学前概念、口常概念、迷思概念、另有概念、直觉概念、天真理论等。关于“前科学概念”的界定，国内外教化界对此都有所探讨。我们对北京师范高校生命科学学院李高峰、刘恩山所撰写的“'前科学概念的术语和定义的综述”一文中对“前科学概念”的界定表示认同。他们的观点是：在理论上，前科学概念指的是学习者将科学概念的内涵增加、削减或替换，导致外延扩大、缩小或移位的概念。韦钮博士在探究式科学教化教学指导一书中也指出“心理学通常以人们驾驭概念的途径不同将概念分成口常概念和科学概念。常概念也叫模糊概念或前科学概念，它是在日常交往和个人阅历的积累过程中形成的，因此这类概念的内涵中有时包含着非本质特性，而忽视了本质特性。它往往是一些与科学学问相悖或不尽一样的观念和规则在教化探讨和实践中，前科学概念指的是学习者拥有的与科学概念的涵义不相一样甚至相反的概念，是学习者形成某一科学概念之前所拥有的概念形态。依据前科学概念产生的时间，可将其分为：原发性前科学概念（在进入正规的科学课堂之前所形成的前科学概念）例如电池有电流；继发性前科学概念（是个体在老师的教授下起先学习科学之后所形成的前科学概念）例如老师无法把握材料和物体的区分，就会使学问卷法的优点是能了解到每一位学生对所学学问的认知程度，统计数据真实牢莫，能客观反映问题。但是问卷的求题往往带有老师主观意愿，问卷的质量无法量化：而且问卷回收后，数据统计工作繁琐，得出结论的周期长。（三）绘图法小学生的思维正从具体形象思维逐步向抽象逻辑思维过度，学生在语言描述方面还存在逻辑性不强的特点。因此为了把学生隐藏的前科学概念显现出来，我们可以引领学生用绘画的方式表达出他们对某一概念或某一试验过程的理解。这种使思维可视策略相比于传统的访谈、问卷有其不行替代的优势。在对学生一些似是而非的模糊概念的把握上，通过学生的绘图，老师可以探雀到学生更深层的想法。例如在食物在体内的旅行教学前，为了解学生对“食物进入人体后会到哪些地方去”，“每个地方会对食物做什么事情”的相识状况；老师给每个学生下发一张人体轮廓图，引领学生在不与他人沟通、不查阅资料的状况下独立画出IiI己的想法。摆的快慢和摆幅、摆重没有什么关系，这种相识与现实的冲突，让我们的学生对摆这个概念的相识更加理性。我们再来看一看一位老师对呼吸器官一课的处理：老师提出让学生把F1.己认为参与呼吸的器官画在老师事先给大家复印好的人体轮廓图上，并用可视化策略，将学生关于呼吸器官的前概念一一显现出来。学生有的画了鼻子，嘴，心脏，肺和肝。有的画了气管和肝。有的多画了喉咙。老师没有武断地否定掉学生一些“不科学”的前概念,而是让学生看书，有的学生发觉多画了胃和心脏，少画了支气管。W的发觉呼吸器官有鼻、咽、喉、气管、支气管、肺。通过学生对比亲自发觉自己前概念中的错误之处，这样有利于订正学生头脑中长期沉淀下来的不正确的前概念。在浮力教学中，先以情境了解学生对“浮力”的相识。学生暴露出“浮着的物体受到的力、水给的一个托力、有往上飘的力、沉的物体似乎也会受到浮力”等等。这些概念在学生的头脑中模模糊糊甚至比较凌乱。于是老师让学生感受漂移的物体受到的力，学生归纳出“漂移物体受到水给的一个向上的力”。老师乂供应材料由学生自己设计试验方案验证下沉的物体是否受到浮力，当他们用测力计提空气中和水中的钩码后，便从数据中分析出下沉的物体也受到水的浮力。可“越往下按浮着的东西似乎越费劲”这种感觉是怎么回事呢？学生们又绽开新的探究，他们发觉物体浸入水中部分越多受到浮力越与新概念发生冲突时，正是老师引导学生细致视察、细致探讨的好时机。为了帮助学生弄清缘由，老师应与时组织学生进行探讨、揣测、视察、试验和比较，经过试验的证明，让学生明白道理。这样，学生就能在试验中得出正确的结论，并养成辩证唯物主义的思维习惯。1.冲突冲突策略一切事物要发展，必须要有既定的冲突存在，学生前概念要发展成为科学概念，须要我们不断地制造冲突，抓准冲突引发儿童向前发展。在课堂教学中我们可以有意识地利用以冲突为基础的教学策略，促使学生观点向科学观点的明确化方向发展。我们可以从以下三方面着手支配：1）利用学习者直觉定性相识和试验定量相识之间的冲突制造冲突。2）利用学习者持有的说明模型和不能被这种模型说明的事务之间的冲突制造冲突。3）利用学生持有的观点和同学的观点之间的冲突制造冲突。在给水加热一课教学时，给学生出示两道前测题。1、小华烧一壶水，过一会儿水开了，此时壶里水的温度大约是多少？A88,CB100C110,CD120C2、水开以后，持续加热5分钟后，水的温度最可能是多少？A88,CB100C1.WCD120,C通过学生的回答发觉，第一题全班24人全都选择B1.O（TC,其次题13人选A88'C,2人选B1.O(TC,3人选C1.1.(TC,2人选D120C。冲突出现了。老师与时引导学生进行试验，通过对试验结果的分析，同化学生已有前概念，顺当建立了沸点是100C的科学概念。并且通过试验，视察到水开以后，持续加热5分钟后，水的温度保持不变。通过概念顺应，扭转了学生的错误前概念，帮助学生相识到水吸热快速变成水蒸气，从而建立沸腾的概念。例如在教学磁铁的性质一课，老师在两块铁板的后面吸上了磁铁。其中一块是用磁铁的磁极吸在铁板上，另一块是用磁铁的侧面吸在铁板上。通过学生较为熟识的“隔物吸引”嬉戏，学生发觉撒了铁粉后一块铁板上吸了铁粉，一块铁板上没有铁粉。学生最初的猜想是没吸上铁粉的铁板后面没有磁铁，可当老师翻过铁板后学生茫然了。于是他们发觉磁铁的“姿态”不一样，起先猜想磁铁不同位置磁力是不一样的。可怎么不一样，或者说哪的磁力大哪的磁力小学生们没有精确认知。甚至记录单上的猜想全班几乎全存在错误，这就须要用试验来验证一下了。通过探究学生们最终修改了原来的错误相识，构建了“磁铁两端(N、S极)磁力最大”的科学概念。例如在地表的变更相识冲积平原的教学中，老师提出是山区的土层厚还是平原的土层厚？很多学生都认为是山区的土层厚，并做出H己的说明，这时老师出示对平原和山区土层考察后的照片，发觉山区土层薄，平原土层厚，这和学生的认知发生了冲突，于是顺势引导学生进行模拟试验进行探讨，帮助学生相识到平原土层厚的缘由，从而建立冲积平原的概念。再拿保温一课为例，一位老师通过问卷的方式发觉学生都能提到“保温”一词，就在课上提问“你们今日干什么穿羽绒服来啊？”（学生：温煦）“那它能起什么作用啊？"（学生：保温）“那什么是保温啊，能具体说说么？"（学生甲：就是我们到外面去很冷，身体热量会渐渐跑掉，羽绒服就能爱护着它不让它跑；学生乙：我们冷的时候羽绒服能给我点热量，让我不那么冷。）追问乙“照你这么说假如往你羽绒服里放一块冰呢，它会怎么样？”（学生乙：确定很快就化啦通过了解发觉学生对“保温”这一概念有两种说明：一是爱护热量不丢失，二是供应热量。针对这两种前概念，老师乂用棉被盖冰柜的例子引出一些学生夏天出游家长用毛巾裹冻着冰的饮料瓶的生活情境，引起冲突冲突，让学生激烈争论使每位学生的前概念都暴露出来。然后进行试验验证，从而建立比较完整的相识一一保温就是保持温度不上升和下降，从而建立保温就是减慢热的传递的概念。例如光的折射一课。为了更有效地绽开本节课的教学活动，使教学更有针对性，在课前对五年级的29名同学进行了前测：1 .我们已经知道光是沿直线传播的，光照到水面也会发生反射现象，那么，请你猜想：光能通过空气进入到水中吗？2 .认为能的同学，请你推想：光由空气斜射进入水中时，光会怎样传播呢？请你在下图中画出光的传播线路图。依据学生的原有认知，29名同学都认为光能通过空气进入到水中；有26名同学认为进入水中也是直着传播的，同时也会发生反射现象：有3名同学有自己的想法，其中，有一名同学认为光进入水中后是水纹状，因为水面会动：还有一名同学认为光进入水中后，光会分散：只有一名同学画的是偏折的，但偏折方向错误。通过前测，可以看出学生对折射现象没有正确的认知基础，这就须要在老师的帮助卜逐步建构起对光的折射的相识。基于对教材的理解与对学生的前概念了解，老师在设计本课教学时将教学过程分为三个大的环节：首先依据前测中学生的认知冲突引入本节课教学；进而利用激光笔、手电筒发出的光由空气进入水中、光由水进入到空气中、光由空气进入三棱镜、光由三棱镜进入到空气的试验活动引导学生逐步建立起光的折射概念；最终，展示并说明生活中的一些折射现象。通过三个环节的教学活动，学生的认知发展轨迹从最初的模糊的、错误的相识逐步得到修正，建立了清晰地正确的概念，进而利用新概念说明生活中的现象。3 .抽象研讨策略学生日常概念转化成科学概念，在某种意义上就是将学生已有的感性相识发展成为理性相识，那我们该怎样发展呢？“抽象研讨”是有效地途径，因为''抽象”是在理性思维的指导卜对感性材料加以“去粗取精，去伪存真”的过程，这个过程很利于磨练学生的思维实力，让我们来看看关于鸟概念的建立过程，它给我们展示了“螺旋式上升的多级抽象样式。起先，我们可以通过找相同点来驾驭“鸟”的感性相识。一般状况下，学生头脑中鸟是片面而分裂的。“鸟是有头、眼睛、脚的动物。”“鸟和鱼的外表不一样，身体上有毛J“鸟的嘴巴是尖的，很硬。”“鸟会飞，也能走路。”“鸟和鸡一样会生蛋。”“鸟有翅膀，但没有手。”然后，我们要求学生“找寻鸟区分于其它动物不同的材料”，面对上述材料，我们可以先让学生通过分小组找的形式进行第一轮抽象研讨，“你选择了哪一些材料，要说明为什么选这些材料:然后进行其次轮抽象研讨，各组向全班同学汇报本组的相同看法和不同看法，并说明理由。这样一来，各种筛选结果的差异就出来了，有选三条材料的，有选四条、五条材料甚至更多的，在此基础上进行第三轮的抽象研讨，全班共同分析比较，哪些该“去”，哪些该“存”，为什么要“去”,为什么要“存”。这样，学生在比较,研讨，抽象中也就明白了鸟的主要特征，获得了概念的提升。还是呼吸器官一课，老师在学生相识了呼吸器官后，要求学生做一次深呼吸，说说吸入的气体是沿什么路途进入我们的呼吸器官的，人体乂怎样把废气排出体外的？并在人体轮廓图上画出气体进出的路途。有的学生认为空气先顺次进入鼻子、咽喉、气管、支气管、肺，然后空气进入左肺循环一次，然后再进入右肺，再从右肺排出来。有的认为空气进入鼻子、
