兒童的前科學概念與轉(zhuǎn)變(共22頁)

1、兒童的前科學概念(ginin)與轉(zhuǎn)變范學軍一、什么(shn me)是前科學概念（一）關于兒童(r tng)前科學概念界定在日常的科學教學中，你是不是也有這樣的困惑：有些科學知識學生學起來沒有興趣，有些科學知識不管怎么講，學生都出現(xiàn)錯誤的認識，比如燒水時冒出的“白氣”學生認為是水蒸氣，浮在水面的物體受到的浮力大等等。出現(xiàn)錯誤的認識到底是什么原因呢？踏進科學教室的兒童，并不是一張白紙，他帶著進入課堂之前積累的所有生活經(jīng)驗，包括他在過去學習和生活中看到的各種現(xiàn)象、形成的各種觀念，以及他們個體的想法，其中有一部分與當今普遍認可的科學理論是一致的，有一些則是不一致的。它們是兒童在接受正式的科學概念教育之

2、前，對日常生活中所感知的現(xiàn)象，通過長期的經(jīng)驗積累和辨別式學習而形成的對事物的非本質(zhì)的認識。比如:一些兒童認為雞不是鳥,鱷魚屬于兩棲動物等等。兒童的這些概念來自他們對自然現(xiàn)象的感覺體驗、日常語言、大眾傳媒、科學課程、家庭情境中的對話等。建構主義認為兒童的這些概念并不是一些簡單、零碎的錯誤信息,兒童有自己的“樸素物理理論”、“樸素生物理論”等,他們有自己解釋、分析有關現(xiàn)象和事物的方法,盡管他們的解釋可能與科學的觀點有很大不同。因此相對于科學概念而言,我們稱之為前科學概念，簡稱前概念。 “前概念”的提法最早由前蘇聯(lián)心理學家維果斯基提出，他將概念分成日常概念和科學概念兩類：日常概念又稱為前科學概念、錯

3、誤概念。也有人把前概念也叫科學前概念、日常概念、迷思概念、另有概念、直覺概念、天真理論等。關于“前科學概念”的界定，國內(nèi)外教育界對此都有所研究。我們對北京師范大學生命科學學院李高峰、劉恩山所撰寫的“前科學概念的術語和定義的綜述”一文中對“前科學概念”的界定表示認同。他們的觀點是：在理論上，前科學概念指的是學習者將科學概念的內(nèi)涵增加、減少或替換，導致外延擴大、縮小或移位的概念。韋鈺博士在探究式科學教育(jioy)教學指導一書中也指出“心理學通常以人們掌握概念的途徑不同將概念分成日常概念和科學概念。日常概念也叫模糊概念或前科學概念，它是在日常交往和個人經(jīng)驗的積累過程中形成的，因此這類概念的內(nèi)涵(n

4、ihn)中有時包含著非本質(zhì)特性，而忽略了本質(zhì)特性。它往往是一些與科學知識相?；虿槐M一致的觀念和規(guī)則?！痹诮逃芯亢蛯嵺`中，前科學(kxu)概念指的是學習者擁有的與科學概念的涵義不相一致甚至相反的概念，是學習者形成某一科學概念之前所擁有的概念形態(tài)。按照前科學概念產(chǎn)生的時間，可將其分為：原發(fā)性前科學概念（在進入正規(guī)的科學課堂之前所形成的前科學概念）例如電池有電流；繼發(fā)性前科學概念（是個體在教師的教授下開始學習科學之后所形成的前科學概念）例如教師無法把握材料和物體的區(qū)別，就會使學生對概念進行錯誤的判斷；按其狀態(tài)來分，可分為：空殼概念（學習者知道某一概念的名稱，但并不知道其內(nèi)涵）例如對于兩棲動物的認識

5、；不完整概念（學習者把一個概念的某些特性忽略掉了，或者對一概念所包括的下位概念涵蓋不全）比如在兒童的前概念中，鳥就是會飛的動物，因而他們往往不同意雞、鴨是鳥；比如對反射的理解不全面只接受鏡子的反射作用。而對其他物體也能進行反射作用持否定態(tài)度。異質(zhì)性概念（學習者將一概念的內(nèi)涵增加，將某些特性強加于其中，導致其本質(zhì)特征發(fā)生變化）比如學生對熱能的理解。很多學生都理解為這種能量是熱的，或者說只有熱的物體才具有熱能。例如直接把光看做直線光，而不認為光是沿直線傳播的。條件缺失概念（學習者對某一事物及其屬性的判斷，忽略了其存在的前提條件）例如學生都認為燒水時冒出的“白氣”是水蒸氣；絕對化概念（忽略了特例和反

6、例的科學命題，稱為絕對化概念）例如學生認為水有熱脹冷縮的性質(zhì)，忽略了水在0-4的反常膨脹。前概念的研究也正被越來越多的小學教師認識并得以(dy)重視。不同國家進行的調(diào)查研究(ynji)表明,不同(b tn)文化背景下的兒童對日常生活中現(xiàn)象的理解及解釋具有一致性。隨著兒童自身的發(fā)展、交往范圍的擴大、文化教育的影響,兒童的已有概念也在不斷變化、重組,其天真理論也在不斷修訂、校正,并逐步獲得科學概念。因而,從本質(zhì)上講,兒童概念獲得的歷程折射出人類認識發(fā)展的規(guī)律。（二）兒童前概念的幾個特點 1個體差異性 對于課堂上的同一個實驗，兒童會給出五花八門的解釋，因為每一個學生都以自己的方式來“觀察”并解釋實驗

7、。我們自己的行為同樣如此，當我們閱讀一篇文章或者與別人討論一個話題時，我們可能會、也可能不會改變我們自己的觀點。我們在多大程度上改變自己的觀點，至少依賴于我們一開始所持有的想法，也同樣依賴于我們所聽到或讀到的觀點。2不連貫性學生們在課堂上會對物理現(xiàn)象提出不同的有時甚至是相互矛盾的解釋。即使學生與教師的觀點相矛盾，學生也不一定會意識到。我們還發(fā)現(xiàn)，同一個孩子對一類特定的現(xiàn)象會有不同的看法，有時在科學家看來是完全等同的情況，學生卻使用不同的論據(jù)作出相反的預測，甚至對于同一個現(xiàn)象，他們會在兩種解釋之間換來換去。3頑固性人們經(jīng)常注意到，即使在教學之后，學生也沒有改變他們的想法，不管教師如何竭盡全力提供

8、相反的證據(jù)來挑戰(zhàn)學生的觀點，學生仍可能對相反的證據(jù)置之不理，或者用他們已有的概念來進行解釋。4.廣泛性學生在接受正式的科學教育之前，對日常生活中的有關現(xiàn)象的大量問題都有了自己特定的理解，這一理解包羅萬象，在物理，化學，生物等等自然科學的各分支中都存在著前概念，而且還廣泛存在于各個層次的學生中。5.片面性學生(xu sheng)只關注事物的部分方面，不能對某種情況進行綜合考慮；他們往往用系統(tǒng)中某一或某些(mu xi)組成成分的特點，尤其是一些顯著特點，來解釋某一現(xiàn)象，而不是從系統(tǒng)各組成部分的相互關系方面進行解釋；此外，學生(xu sheng)還認為，只有改變了的才需要解釋，而不變的則無需解釋，它

9、們就是“事物本來的樣子”。6.負遷移性學生在對各種科學知識的學習中，先前的知識結構對新的知識結構的建立起著積極的推動作用，但有時也產(chǎn)生一些負面的影響。同時對先前科學概念的不清晰也會影響以后對新概念的掌握。7.層次復雜性學生在建構對事物意義的理解時，總是以自己的知識經(jīng)驗背景為基礎，因為不同學生看到的事物的不同方面，這主要表現(xiàn)在不同年齡段或同年齡段不同層次的學生中，對相同的科學問題有不同形式的前概念。8.反復性前概念的反復性表現(xiàn)在：學生經(jīng)學習理解了一些科學概念，過了一段時間再遇到類似的問題時，受到先入錯誤的影響又會對該概念產(chǎn)生糊涂的認識。（三）兒童前科學概念形成的機制1知覺主導思考眼見為實，是很多

10、兒童認識世界的一個基本特點。孩子們往往將自己對事件或現(xiàn)象的推理和理解建立在可觀察到的一些特點上。比如，只有當光強烈到足以產(chǎn)生可感覺到的效應時，如在物體表面產(chǎn)生一塊光斑，孩子才認為光是存在的，而不認為光是一種存在于空間的實體。同樣，當糖溶解到水中時，孩子們就認為糖“消失”了，而不是以細小得難以看見的粒子形式繼續(xù)存在。等等。依賴情景來思考問題，也可以說是知覺主導思考的一種體現(xiàn)。在關于“熱和溫度”的一個問題中，一個兒童選擇不銹鋼鍋來保持湯的溫度，因為“咖啡壺能很好地保溫，因此不銹鋼也能很好地保溫”。類似這樣的例子還有很多。2關注片面在很多事例中，兒童只考慮特定現(xiàn)象的幾個有限的方面，他們能集中注意的范

11、圍是由現(xiàn)象的特別明顯的知覺特征所決定的。這樣的一種特征往往使兒童產(chǎn)生一種傾向，即把某種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因解釋為物體的固有屬性或物體具有的性質(zhì)，而不是系統(tǒng)要素之間的相互作用。例如，兒童會選擇鐵的容器而不是木制的或塑料泡沫容器來存放冰塊，他們的理解是：鐵是硬的，并且鐵本身是涼的。他們根本不去考慮冰塊和容器以及與周圍空氣之間的相互關系；再如，科學家把燃燒現(xiàn)象看成是燃燒著的物質(zhì)和氧氣的相互作用，而在兒童看來物質(zhì)能否燃燒僅僅由物質(zhì)本身的特點決定。關注變化而不是關注穩(wěn)定狀態(tài)，或者說注意系統(tǒng)的暫時狀態(tài)而不是平衡狀態(tài)，也是兒童關注片面的體現(xiàn)之一。比如說，學生看到物體在運動，會承認有力的作用存在；然而當系統(tǒng)處于平衡

12、態(tài)時，他們(t men)很少想到此時也有力的作用存在。3線性因果(yngu)分析當兒童解釋事物發(fā)生的變化時，他們的分析往往遵循一種線性因果次序。他們假定一個原因，該原因會按時間順序產(chǎn)生一系列結果。在尋找解釋時，他們認為一系列事件當中總會有一些優(yōu)選方向，這意味著學生難以理解體系之間相互作用關系的對稱性。比如，看到一個容器正在被加熱，他們只想到熱源到容器這個方向的供熱過程。而從科學的角度看，這種情況是對稱的：熱源和容器在互相作用，前者失去能量的同時后者獲得能量。我們已經(jīng)看到，對于一些力學現(xiàn)象(xinxing)，學生會想到一個力或作用產(chǎn)生了物體的運動等效應；而學生很難認識到力的反作用性（也就是牛頓第

13、三定律）。4不加區(qū)分地使用科學概念兒童的科學概念與科學家的相比，顯得比較寬泛和籠統(tǒng)，在某些情況下，兒童很容易從一種意思滑向另一種意思，甚至連他們自己也不一定意識得到。比如，兒童用一個概念（如電、電流或功率）來描述或解釋簡單電路，但這一概念兼具電流、電荷以及電位差等若干個科學概念的特點。類似地，兒童的重量概念也經(jīng)常包含著體積、壓力和密度的含義?！翱諝狻钡暮x就更加廣泛了，它包含了在遠距離作用情境中的通用媒介的含義，比如引力場或磁場產(chǎn)生的力，或者“熱”傳遞所必需的媒介。（四）兒童前科學概念和科學概念的關系兒童概念的獲得主要通過兩條途徑：一是不經(jīng)過專門的教學，在日常生活中通過積累經(jīng)驗而獲得的概念，這

14、類概念稱為前科學概念或日常概念；二是在教學過程中，通過揭示概念的內(nèi)涵而形成的概念，這類概念屬于科學概念。由于小學科學教育中，概念學習的主要任務是要將兒童自發(fā)形成的前科學概念，上升為一定層次的科學概念，因此將兒童的前科學概念與科學概念充分加以對比，發(fā)現(xiàn)它們之間的關系，便顯得十分重要。心理學家奧斯本、貝爾和吉爾伯特在對眾多的有關自然科學的兒童前科學概念分析研究后，詳細說明了兒童前概念與科學概念的本質(zhì)差異。首先，兒童的前概念是以人為中心的，并且基于日常的生活經(jīng)驗；而科學概念是應用抽象概括獲得的。其次，兒童的前概念總是從直觀出發(fā)，注重細節(jié)特征；而科學概念則從事物(shw)內(nèi)部出發(fā)，強調(diào)本質(zhì)屬性。第三，

15、兒童應用到概念中的語言是日常語言，而科學概念的語言是嚴密精確的。它們可能一致，也可能有沖突，一致則前者有助于后者的學習，比如在進行金屬知識教學時，發(fā)現(xiàn)兒童金屬概念的建立常常比較順利，據(jù)分析這是由于兒童在生活中經(jīng)常接觸到銅、鐵、鋁等金屬物體，對它們的一些性質(zhì)(xngzh)比較了解，經(jīng)驗中已有“金屬(jnsh)發(fā)亮、熱得快、能傳電”等前概念。因此在形成金屬有金屬光澤、易傳熱、易導電的科學概念時就十分容易。沖突則前者干擾后者的學習。比如在兒童的前概念中，鳥就是會飛的動物，因而他們往往不同意雞、鴨、企鵝是鳥。還有一些兒童認為植物體上能吃的東西就是果實，因而把白薯、蘿卜也歸為果實。上述研究讓我們看到了兒

16、童前概念與科學概念的關系。一方面，前概念確實具有局限性，有時不夠精確，甚至是曲解；另一方面，它們對科學概念的形成所產(chǎn)生的影響十分重要，不容忽視。所以說：“兒童通過各種渠道獲得的有關科學的經(jīng)驗，以及在他們的各種好奇有趣的經(jīng)歷中所形成的前概念，是他們形成科學概念的基礎?！睂W生“學不會”往往不是學生智力問題，也不是學生學習能力問題，而是教師忽略了學生要在前概念的基礎上進行新的構建。學生的前概念具有頑固性和隱蔽性，如果忽略往往會使教學產(chǎn)生以下兩種效果：一是學生學習過程中他們的前概念會與教師傳授的科學概念產(chǎn)生沖突，他們并不完全接受教師傳授的內(nèi)容，這個沖突并未在教學中解決，將對學習效果即對科學概念的理解和

17、掌握上造成影響；二是學生學習過程中有沖突的前概念沒有被調(diào)出，他們雖然很好的完成了一節(jié)課的學習，但遺忘曲線規(guī)律必然會在今后的生活或?qū)W習中使他們遺忘所學科學概念，那時候他們的前概念又會與所學科學概念產(chǎn)生沖突，對生活應用或新的學習造成影響。目前(mqin)在小學階段的“前科學(kxu)概念”研究(ynji)也有不少專家開始關注，北京市小學科學特級教師彭香老師就帶領她的工作室成員開始了研究，且取得了一定的成果。二、兒童前科學概念的測查（一）談話法所謂的談話，可以是課前談話，通過隨機抽取個別學生進行訪談獲取學生有關前概念；例如實例訪談法是指訪談者設計情境或舉出某一實例對被試學生進行開放式訪談，并對學生的

18、回答做彈性回應。比如師：把一勺糖放到一杯透明的水中，會發(fā)生什么現(xiàn)象？生：糖消失了，變成糖水了。師：糖還在杯子里嗎？生：不在了。例如概念訪談法就是訪談者將舉出某一概念要求被試學生對此進行開放式訪談，并對學生的回答做彈性回應。比如一個一年級學生關于“植物”的前概念探查。師：你聽過植物這個名字嗎？生：聽過。師：那你知道什么是植物嗎？生：樹、花、小草師：它們有什么共同的特點呢？或者說，我們可以總結一下，什么樣的東西就是植物？生：它們都是長在土里的。綠顏色的。師：前面你說到花是植物，可是我們知道像水仙花就是長在水里的呀。生：在水里的也可以。師：就是說長在水里和土里的就是植物？生：對。也可以是上課時的談話

19、，常見于課前導入階段或教學中的過渡環(huán)節(jié)，教師與學生面對面交流，老師提問，學生回答。當然在設計這些問題和事例時，我們不能只停留在“你已經(jīng)知道了什么?”“請你先說”等泛化層面，而應遵循下列標準：用學生感到可以接受的語言；能夠激發(fā)學習中的討論及學生的問題意識；指向更宏觀的基本問題和單元問題；形式可以多樣化。不僅可以通過文字提問的方式，在一些實驗性較強的課中，還可以充分利用設計課前實驗引入教學內(nèi)容。談話法的優(yōu)點在于能第一時間了解小學生對所學知識的認知程度，可以針對不同班級學生的水平調(diào)整教學內(nèi)容結構。但是(dnsh)這種方法的受眾面有局限，只涉及提問到的學生，教師不能了解所有學生的認知情況，容易把發(fā)現(xiàn)的

20、問題過分擴大或縮小。（二）問卷法學生具有向群心理，很多時候自己對某一事物的看法會受多數(shù)人（特別是優(yōu)秀學生）的影響，為了(wi le)暴露每一個學生真實認知，一般需要教師把需要了解的內(nèi)容讓小學生以書面形式表達。教師對問卷進行整理、分析，得出統(tǒng)計數(shù)據(jù)。1傳統(tǒng)(chuntng)選擇題型例如：植物進行光合作用的主要意義是什么?選出你認為較為正確的答案。A.制造氧氣提供給動物和人類的呼吸作用；B.消耗空氣中的二氧化碳,防止空氣中的二氧化碳堆積；C.制造有機物(淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等)；D.將光能轉(zhuǎn)變?yōu)檠鯕?不斷更新空氣。例如：圖中電池a是 的裝置。小電珠b是 的裝置。 A. 電能轉(zhuǎn)換成光能 光能轉(zhuǎn)換成熱能

21、 B. 化學能轉(zhuǎn)換成電能 電能轉(zhuǎn)換成光能 C. 化學能轉(zhuǎn)換成電能 電能轉(zhuǎn)換成光能和熱能 D. 化學能轉(zhuǎn)換成熱能 熱能轉(zhuǎn)換成磁能例如：荒島求生中的貝爾。格里爾斯利用手機充電電池和金屬小刀，成功點燃了一對干草。他利用小刀，直接連接電池的正負極，然后將連接電池正負極的小刀插入干草堆中，一會兒，干草被點燃了。請說說他的做法是將什么能量進行了有效的轉(zhuǎn)換？A.電能轉(zhuǎn)換成光能 B.風能轉(zhuǎn)換成電能 C.電能轉(zhuǎn)換成熱能 D.磁能轉(zhuǎn)換成動能2雙層選擇(xunz)題型例如(lr)：對于(duy)“植物白天進行光合作用,晚上進行呼吸作用”的說法你同意嗎?A.同意 B.不同意理由:1）植物沒有鼻子,所以不能進行呼吸作用

22、；2）在晚上,植物會吸進氧氣,釋放二氧化碳,這一過程稱為呼吸作用；3）植物會像動物一樣,日夜隨時進行著呼吸作用,吸進氧氣,釋放二氧化碳。光合作用只是在白天進行:吸進二氧化碳,釋放氧氣；4）植物吸進二氧化碳,釋放氧氣的過程,在白天稱為光合作用,在晚上則稱為呼吸作用。5）其他 3簡答題型例如：植物的種子種到土壤里,不久便會長成幼苗,最終長成一株植物,后者的養(yǎng)分從哪里來?例如：你一定聽過小蝌蚪找媽媽的故事吧？說一說，小蝌蚪為什么找不到媽媽了呢？了解學生對兩棲類青蛙的變態(tài)發(fā)育情況。4.排序題例如：按植物的生長過程排序。考察學生對綠色植物經(jīng)歷生命周期的理解認識。植物的生命從種子開始，經(jīng)歷種子萌發(fā)、幼苗生

23、長、營養(yǎng)生長、開花結果，新的種子，幾個基本構成。（1）參加測試105人，只有3人，按照792164358，準確填寫植物生長順序。通過談話，知道他們能夠選擇從種子開始到種子結束。（2）多數(shù)學生比較正確的表明植物的生長順序。65名學生按照7（8）8（7）9216435排列。（3）選擇(xunz)7（8）8（7）9216453順序，有24人。表明學生對植物(zhw)生長的最后階段“結果(ji gu)”，缺乏準確的了解。（4）少數(shù)學生對植物從種子到幼苗的階段生長情況認識清楚。共13人，選擇7（8）8（7）921。可以看出學生擁有日常觀察植物生長過程的直接經(jīng)驗，甚至一些學生還親身種植過綠色植物。他們的經(jīng)

24、驗幫助自己建立起對植物各階段形態(tài)的認識，從種子生長到幼苗，不斷長高變大，開花，結果。認識全面但限于表層記憶，缺乏對植物生命周期，周而復始變化規(guī)律的把握。5.分類題生活中的物質(zhì)會產(chǎn)生許多變化，其中有些只是形態(tài)發(fā)生變化，有些變化則生成了新物質(zhì)。下面的各種變化中，只是形態(tài)發(fā)生變化的有（ ）；生成了新物質(zhì)的變化有（ ）。1、把乒乓球壓扁2、石蠟熔化3、汽油揮發(fā) 4、把水放入冷凍庫5、鐵塊加工成鐵絲 6、把肉拿去烤7、綠豆加水煮成綠豆湯 8、綠豆湯結成綠豆冰9、礦石粉碎 10、火藥爆炸11、煤的燃燒 12、鋼鐵生銹13、燈泡通電發(fā)光 14、自行車車胎爆破多數(shù)學生對兩種變化能夠區(qū)分，但對石蠟熔化、汽油揮發(fā)

25、的辨識度低，經(jīng)過訪談，發(fā)現(xiàn)學生不能把汽油和揮發(fā)后的物質(zhì)畫等號，認為氣體就是另一種物體了，同時由于氣體是看不見的，所以在理解起來還是有難度的。而把石蠟熔化理解成燃燒，有的人理解為溶解。問卷法的優(yōu)點是能了解到每一位學生對所學知識的認知程度，統(tǒng)計數(shù)據(jù)真實可靠，能客觀反映問題。但是問卷的試題往往帶有教師主觀意愿，問卷的質(zhì)量無法量化；而且問卷回收后，數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作繁瑣，得出結論的周期長。（三）繪圖法小學生的思維正從具體形象思維逐步向抽象邏輯思維過度，學生在語言描述方面(fngmin)還存在邏輯性不強的特點。因此為了把學生隱藏的前科學概念顯現(xiàn)出來，我們可以(ky)引領學生用繪畫的方式表達出他們對某一概念或某

26、一實驗過程的理解。這種使思維可視策略相比于傳統(tǒng)的訪談、問卷有其不可替代的優(yōu)勢。在對學生一些似是而非的模糊概念的把握上，通過學生的繪圖，教師可以(ky)探查到學生更深層的想法。例如在食物在體內(nèi)的旅行教學前，為了解學生對“食物進入人體后會到哪些地方去”，“每個地方會對食物做什么事情”的認識情況；教師給每個學生下發(fā)一張人體輪廓圖，引領學生在不與他人交流、不查閱資料的情況下獨立畫出自己的想法。例如對四季形成的前概念的了解： 可以看出，學生對四季形成有多種認識，有的認為是由于地球自轉(zhuǎn)形成的，有的認為是由于地球公轉(zhuǎn)形成的，有的認為和地球公轉(zhuǎn)過程中距離太陽遠近有關，有的認為和公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)都有關。例如對晝夜交替

27、現(xiàn)象形成的前概念的了解。學生也有多種認識，有的認為是由于地球自轉(zhuǎn)形成的，還有文字說明“每天地球都會不停地轉(zhuǎn)，等地球一邊轉(zhuǎn)到太陽那兒的時候就會亮，另一邊就會黑；而地球再轉(zhuǎn)，照到的一邊就亮，而另一邊就黑?！睂W生的語言很樸素，但是表達了學生的前概念。還有的認為和公轉(zhuǎn)有關，有的認為和公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)都有關。再如，在關于電路連接概念的學習上，學生(xu sheng)前概念狀況如何？我們可以通過課前畫圖的方式來了解學生的理解。 這些是四年級學生在自我認識中的電路連接概念，從他們的連接中可以看出有的同學覺得(ju de)電池和燈泡間只需要一根電線進行連接，也有的同學采用了復雜的連接方式，但仍然沒能連接亮燈泡。這些

28、連接方式暴露了學生對電及簡單電路概念的理解絕大多數(shù)兒童將燈泡看成是一個單向的接收器，認為(rnwi)電池是電流的提供者，而燈泡是電流的接收者。他們認為電流，能量，電壓等貯存在電池中，然后流向燈泡供其消耗。在這一過程中，電池很顯然被看作是主動的給與者，燈泡被認為是被動的接收者，或者干脆也把燈泡看成是主動的索取者：它從電池中索取所需能量。這種方法更易把握出低年級學生的前概念。低段學生表達能力相對較弱，與其逼著他們寫、說，還不如讓他們把想法畫出來。這種方法的優(yōu)點是結果直觀，教師能一眼看出問題所在；同時這種方法迎合了小學生的興趣，使學生樂于參與。但這種方法有年段局限性，高段學生參與度不高。（四）頭腦風

29、暴法在教學過程中，有時候我們經(jīng)常會要讓學生圍繞某一觀點和內(nèi)容產(chǎn)生聯(lián)想，從而了解學生對此問題的原有想法。為了更好的暴露學生此時的前概念，教師往往引領學生在提供的氣泡圖和網(wǎng)狀圖內(nèi)填入相關內(nèi)容。電水、煤都能夠發(fā)電要注意用電安全干電池里有電雷電發(fā)出的電很強電有危險不同的物體導電性能不一樣摩擦能產(chǎn)生電電能讓燈泡發(fā)光如在講電單元時為了了解學生關于電的認識水平，教師(jiosh)進行了調(diào)查：（如右圖）。由此為教師在本單元的教學提供了基礎。氣泡圖主要(zhyo)通過思維擴展記錄他們原來已經(jīng)了解的內(nèi)容。缺點是如果(rgu)學生的發(fā)散性太廣，在統(tǒng)計時會比較麻煩。（五）動手操作法如果想了解學生動手能力水平，同時了解

30、學生的知識水平，也可以采用動手實驗操作的方法，比如“如何點亮一個小電珠？”優(yōu)點是當有些學生語言或繪畫表現(xiàn)不清楚時，可以了解他們的想法，缺點是耗時。（六）日記法日記法是指先由學生就給定情境做出直觀預測，再在觀察實驗之后，由學生對其判斷和現(xiàn)象之間的差別作出回憶，進行解釋。這種方法一般應用于課堂教學結束后，是學生對預測結果與實驗結果的對比描述。這種對比描述可以直觀地讓我們看到學生前概念與科學概念之間的差異。它比較適用于小學高年級學生。比如有位老師教學擺的內(nèi)容后，引導學生寫一寫課前、課后對擺的認識。有的學生是這樣寫的：“以前只在鬧鐘中看到擺，它也沒有一起我多大的注意。所以老師問我擺的快慢與什么有關呢？

31、憑我的認識，我覺得擺的快慢與擺的重量肯定是有關系的，就像蕩秋千一樣，我爸爸在上面肯定沒有我蕩的動，因為他個子太大了。沒想到，科學卻很奇妙，當老師讓我們實驗時，我才發(fā)現(xiàn)擺的快慢與擺的重量是沒有關系的，卻和繩子的長短有關系。今天真是讓我開了眼界。”從學生的這段日記中，可以看出學生對擺快慢因素的認識受到了重量概念的影響，而且這個先入為主的重量概念首先侵占了學生對擺的主觀認識。三、如何在教學中促進兒童前科學概念轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W概念概念轉(zhuǎn)變就是學習(xux)，就是學生原有概念改變、發(fā)展和重建的過程，就是學習者由前科學概念向科學概念的轉(zhuǎn)變過程。為了促進學生實現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變，就要進行概念轉(zhuǎn)變教學。為此，教師必須充分了

32、解學生相關學科的原有知識經(jīng)驗背景，了解學生有哪些錯誤概念，并充分運用學生的原有概念創(chuàng)設教學中的認知沖突（情境），以此作為引發(fā)學生進行概念轉(zhuǎn)變學習的契機。因為要轉(zhuǎn)變學生的錯誤概念，僅僅告訴學生“正確(zhngqu)”的概念是無效的。只有在激勵性的情境中，在學生的前概念與科學概念的激烈碰撞中，才能(cinng)解決前概念與科學概念之間的矛盾沖突，實現(xiàn)由前概念向科學概念的轉(zhuǎn)變。（一）同化，概念從模糊走向精確同化是指把外部環(huán)境中的有關信息吸收進來并結合到學生已有的認知結構中，即個體把外界刺激所提供的信息整合到自己原有認知結構內(nèi)的過程；通過概念同化，學生能從含混、模糊的前概念中催生出清晰、明確的科學概念

33、。在教學中要把握前概念與新概念之間的同化交接區(qū)。在教學過程中，當學生的前科學概念與新知識之間存在著共享屬性時，當新知識呈現(xiàn)，學生便能很快地找出相應的知識點同化新概念。因為學生的感性材料基本能解決將要建立的概念。在這種情況下建立概念，一般沒有很大的阻力，通過分析、歸納、分類、對比等思維方法可以摒棄非本質(zhì)的東西，突出本質(zhì)的特征和屬性，從而實現(xiàn)認識上的飛躍。1.架橋類比策略這種策略假定，在學生掌握定量規(guī)律之前，給學生提供機會建立對現(xiàn)象的定性直覺的理解，這樣可以促進概念的轉(zhuǎn)變。利用學生原有的直覺知識，在被學生誤解的“靶例”和“錨例”之間形成類比關系，通過這種方式來發(fā)展學生的理解。一些研究表明，在發(fā)展這

34、些關系的過程中，“架橋策略”是非常有用的。布朗和克萊門特描述的架橋策略包含四個步驟：1）創(chuàng)設一個靶子問題，暴露學生與討論的主題相關的錯誤概念。2）教師舉出一個符合學生直覺的類比例子。3）教師要求學生在錨和目標事件之間作出明確的對比，并試圖建立類比關系。4）如果學生沒有接受這種類比，教師再試圖找到一種架橋類比。這種架橋類比策略在小學科學教學中應用很廣泛(gungfn)，特別是在形成一些科學思維上起到關鍵作用。例如(lr)在進行“流動(lidng)的空氣形成風”的概念教學時，通過課前測查知道大部分學生能夠理解風是由流動的空氣形成的。但空氣流動的動力是什么呢？學生知道的不多。所以本課首先讓學生用各種

35、方法制造風，學生用吹、扇、搖動等方法，老師提出，大自然里也有風，是誰在吹、扇、搖呢？學生無法回答了。老師繼續(xù)引導，我可以不用這些方法來制造風，然后進行演示，并讓學生猜想原因，之后通過模擬實驗，幫助學生認識到熱空氣上升，冷空氣補充，空氣流動起來形成風，并進一步擴展到大自然，從而建立空氣流動形成風的概念。再比如教學溶解的內(nèi)容時，白糖在水中溶解的過程到底是怎樣的呢？是“上多下少”，還是“上少下多”，是各個地方都有，一下子就彌漫了整杯水，還是需要經(jīng)歷很長時間？加入“高錳酸鉀溶于水”實驗的類比后，“均勻分布”被視覺化了，學生一下子感受到了溶解的全過程。學生有些前概念是正確的，但并不牢固，需要通過探究活動

36、進一步鞏固。例如紙張一課，不僅通過探究對各種紙張的結實程度進行比較，還使學生對結實這一概念進一步理解。教學中教師先通過情境活動暴露學生對“結實”一詞的前概念，學生提出了“禁撕、禁拉、能承重、耐磨”等解釋，這些正是“結實”的內(nèi)涵。于是教師就組織學生通過撕、拉、承重、磨的手段對各種紙張的結實程度展開探究，教學活動生成自然富有實效。學生有些前概念是不完整，需要通過探究活動幫助其建立完整的科學概念。例如電磁鐵的性質(zhì)一課，教師先讓學生比較電磁鐵與磁鐵的異同，并用維恩圖記錄。學生寫出磁鐵有磁力，電磁鐵也有磁力；磁鐵能吸鐵，電磁鐵也能吸鐵；磁鐵有天然的、人造的，電磁鐵就是人造的；磁鐵的磁性不可控，電磁鐵的磁

37、性可控等。但是當學生寫到磁鐵有磁極時，他們不清楚電磁鐵是否也有磁極了，因為制作電磁鐵那一課中他們都是用釘子冒去吸引曲別針的。探究活動從此開始，當學生們發(fā)現(xiàn)電磁鐵也有磁極后卻意外發(fā)現(xiàn)，大家的電磁鐵的磁極并不一致，于是又進行深入探究。最終發(fā)現(xiàn)電磁鐵有磁極，并且它的磁極是可控的。最終學生對電磁鐵的性質(zhì)有了更完整的認識。2.證據(jù)例舉(l j)策略心理學研究表明，小學生的思維是由具體思維逐步向抽象思維過渡的。而且學生日常概念要能得以有效轉(zhuǎn)化，必須建立(jinl)在可觀察的基礎之上。因此，教學中應充分了解學生的實際情況，通過科學實驗和直接觀察消除科學誤解。比如在指導學生探究種子發(fā)芽所需要的條件時，學生認為

38、種子發(fā)芽需要有水分、空氣、陽光、土壤（肥料）和溫度。之后通過一系列的實驗，證實了種子發(fā)芽時只需要適宜的溫度、水分和充足的空氣，只有當植物生長時才需要水分、空氣、溫度、陽光、土壤。當學生(xu sheng)轉(zhuǎn)變了這種認識以后，可以追問學生：如果在屋前和屋后同時播下一粒相同的種子，哪一粒會先發(fā)芽呢？學生異口同聲地回答是屋前，因為他們的前概念都認為屋前的陽光充足?？墒?，等實驗結束后，所有學生都發(fā)現(xiàn)自己錯了。因為屋前的土壤在太陽光強烈的照射下，水分揮發(fā)得很快，因為沒有了充足的水分，種子發(fā)芽的速度比屋后的慢了許多。再如在擺的教學中，關于擺的初步認識，87.5%的學生原來都以為擺的快慢和擺的幅度、擺線的長

39、度、擺的重量密切相關；10%的學生認為擺的快慢和擺重有很大的關系，而與擺繩沒有多大關系；2.5%的學生認為影響擺快慢只與重量和擺幅有關。而通過實驗驗證，發(fā)現(xiàn)擺的快慢和擺幅、擺重沒有什么關系，這種認識與現(xiàn)實的矛盾，讓我們的學生對擺這個概念的認識更加理性。我們再來看一看一位教師對呼吸器官一課的處理：老師提出讓學生把自己認為參與呼吸的器官畫在老師事先給大家復印好的人體輪廓圖上，并用可視化策略，將學生關于呼吸器官的前概念一一顯現(xiàn)出來。學生有的畫了鼻子，嘴，心臟，肺和肝。有的畫了氣管和肝。有的多畫了喉嚨。教師沒有武斷地否定掉學生一些“不科學”的前概念，而是讓學生看書，有的學生發(fā)現(xiàn)多畫了胃和心臟，少畫了支

40、氣管。有的發(fā)現(xiàn)呼吸器官有鼻、咽、喉、氣管、支氣管、肺。通過學生對比親自發(fā)現(xiàn)自己前概念中的錯誤之處，這樣有利于糾正學生頭腦中長期沉淀下來的不正確的前概念。在浮力(fl)教學中，先以情境了解學生對“浮力(fl)”的認識(rn shi)。學生暴露出“浮著的物體受到的力、水給的一個托力、有往上飄的力、沉的物體好像也會受到浮力”等等。這些概念在學生的頭腦中模模糊糊甚至比較凌亂。于是教師讓學生感受漂浮的物體受到的力，學生歸納出“漂浮物體受到水給的一個向上的力”。教師又提供材料由學生自己設計實驗方案驗證下沉的物體是否受到浮力，當他們用測力計提空氣中和水中的鉤碼后，便從數(shù)據(jù)中分析出下沉的物體也受到水的浮力。可

41、“越往下按浮著的東西好像越費勁”這種感覺是怎么回事呢？學生們又展開新的探究，他們發(fā)現(xiàn)物體浸入水中部分越多受到浮力越大，并且有的孩子又進一步證實了完全浸入水中的物體在不同的深度受到的浮力就不再變化了。通過師生共同交流，最終學生得到了一個較為完整的認知：物體在水中都將受到一個向上的浮力，并且物體浸入水中部分（占水的空間）越多受到的浮力就越大，當完全浸入水中后（占水的空間不再增大）受到的浮力不隨位置的改變而改變。正是在教師的引導下，學生們將自己零零碎碎的模糊認知完整化。（二）順應，概念從錯誤走向正確 順應是指外部環(huán)境發(fā)生變化，而原有認知結構無法同化新環(huán)境提供的信息時，所引起的學生認知結構發(fā)生重組與改

42、造的過程，即個體的認知結構因外部刺激的影響而發(fā)生改變的過程；根據(jù)皮亞杰的基本觀點，當現(xiàn)有概念不能融洽新信息時，認知平衡即被破壞，通過概念順應，學生拋棄原有的錯誤概念，重構清晰、明確的科學概念，這是實現(xiàn)認知結構新平衡的過程。在教學中要正確處理前科學概念與新概念的順應關系。根據(jù)皮亞杰的認知發(fā)展理論，學生在遇到新概念時總是先用已有認知結構去同化，如果獲得成功，就得到暫時的平衡；如果同化不成功，則會調(diào)節(jié)已有認知結構或重新建立新的認知結構，以順應新概念，達到新的平衡。當既有知識與待學知識之間沒有共享屬性時，單純依靠一般的科學教育是很難轉(zhuǎn)變的，因為學生已有的相當充分的前概念與將要建立的概念相抵觸。這時，直

43、接講授新概念往往收不到好的效果，因為學生習慣于用原有的概念框架去理解事物，建構意義。當學生的舊概念與新概念發(fā)生矛盾時，正是教師引導學生仔細觀察、認真研究的好時機。為了幫助學生弄清原因，教師應及時組織學生進行討論、猜測、觀察、實驗和比較，經(jīng)過實驗的證明，讓學生明白道理。這樣，學生就能在實驗中得出正確的結論，并養(yǎng)成辯證唯物主義的思維習慣。1.矛盾(modn)沖突策略一切事物要發(fā)展，必須要有既定的沖突存在，學生前概念要發(fā)展成為科學概念，需要我們不斷地制造沖突，抓準沖突引發(fā)兒童向前發(fā)展。在課堂教學中我們可以有意識地利用以沖突為基礎的教學策略，促使學生觀點向科學觀點的明確化方向(fngxing)發(fā)展。我

44、們可以從以下三方面著手安排：1）利用學習者直覺定性認識和實驗(shyn)定量認識之間的矛盾制造沖突。2）利用學習者持有的解釋模型和不能被這種模型解釋的事件之間的矛盾制造沖突。3）利用學生持有的觀點和同學的觀點之間的矛盾制造沖突。在給水加熱一課教學時，給學生出示兩道前測題。1、小華燒一壺水，過一會兒水開了，此時壺里水的溫度大約是多少？A88 B100 C110 D1202、水開以后，持續(xù)加熱5分鐘后，水的溫度最可能是多少？A88 B100 C110 D120通過學生的回答發(fā)現(xiàn)，第一題全班24人全都選擇B100，第二題13人選A88，2人選B100，3人選C110，2人選D120。矛盾出現(xiàn)了。老師

45、及時引導學生進行實驗，通過對實驗結果的分析，同化學生已有前概念，順利建立了沸點是100的科學概念。并且通過實驗，觀察到水開以后，持續(xù)加熱5分鐘后，水的溫度保持不變。通過概念順應，扭轉(zhuǎn)了學生的錯誤前概念，幫助學生認識到水吸熱迅速變成水蒸氣，從而建立沸騰的概念。例如在教學磁鐵的性質(zhì)一課，教師在兩塊鐵板的后面吸上了磁鐵。其中一塊是用磁鐵的磁極吸在鐵板上，另一塊是用磁鐵的側(cè)面吸在鐵板上。通過學生較為熟悉的“隔物吸引”游戲，學生發(fā)現(xiàn)撒了鐵粉后一塊鐵板上吸了鐵粉，一塊鐵板上沒有鐵粉。學生最初的猜想是沒吸上鐵粉的鐵板后面沒有磁鐵，可當老師翻過鐵板后學生茫然了。于是他們發(fā)現(xiàn)磁鐵的“姿勢”不一樣，開始猜想磁鐵不

46、同位置磁力是不一樣的。可怎么不一樣，或者說哪的磁力大哪的磁力小學生們沒有準確認知。甚至記錄單上的猜想全班幾乎全存在錯誤，這就需要用實驗來驗證一下了。通過探究學生們最終(zu zhn)修改了原來的錯誤認識，構建了“磁鐵(cti)兩端（N、S極）磁力(cl)最大”的科學概念。例如在地表的變化認識沖積平原的教學中，老師提出是山區(qū)的土層厚還是平原的土層厚？許多學生都認為是山區(qū)的土層厚，并做出自己的解釋，這時老師出示對平原和山區(qū)土層考察后的照片，發(fā)現(xiàn)山區(qū)土層薄，平原土層厚，這和學生的認知發(fā)生了沖突，于是順勢引導學生進行模擬實驗進行研究，幫助學生認識到平原土層厚的原因，從而建立沖積平原的概念。再拿保溫一課

47、為例，一位教師通過問卷的方式發(fā)現(xiàn)學生都能提到“保溫”一詞，就在課上提問“你們今天干什么穿羽絨服來?。俊保▽W生：暖和）“那它能起什么作用??？”（學生：保溫）“那什么是保溫啊，能具體說說么？”（學生甲：就是我們到外面去很冷，身體熱量會慢慢跑掉，羽絨服就能保護著它不讓它跑；學生乙：我們冷的時候羽絨服能給我點熱量，讓我不那么冷。）追問乙“照你這么說如果往你羽絨服里放一塊冰呢，它會怎么樣？”（學生乙：肯定很快就化啦。）通過了解發(fā)現(xiàn)學生對“保溫”這一概念有兩種解釋：一是保護熱量不喪失，二是提供熱量。針對這兩種前概念，教師又用棉被蓋冰柜的例子引出一些學生夏天出游家長用毛巾裹凍著冰的飲料瓶的生活情境，引起矛盾

48、沖突，讓學生激烈爭論使每位學生的前概念都暴露出來。然后進行實驗驗證，從而建立比較完整的認識保溫就是保持溫度不升高和下降，從而建立保溫就是減慢熱的傳遞的概念。例如光的折射一課。為了更有效地展開本節(jié)課的教學活動，使教學更有針對性，在課前對五年級的29名同學進行了前測：1.我們已經(jīng)知道光是沿直線傳播的，光照到水面也會發(fā)生反射現(xiàn)象，那么，請你猜想：光能通過空氣進入到水中嗎？2.認為能的同學，請你推測：光由空氣斜射進入水中時，光會怎樣傳播呢？請你在下圖中畫出光的傳播線路圖。根據(jù)學生的原有認知，29名同學都認為光能通過空氣進入到水中；有26名同學認為進入水中也是直著傳播的，同時也會發(fā)生反射現(xiàn)象；有3名同學

49、有自己的想法，其中，有一名同學認為光進入水中后是波紋狀，因為水面會動；還有一名同學認為光進入水中后，光會分散；只有一名同學畫的是偏折的，但偏折方向錯誤。通過前測，可以看出學生對折射現(xiàn)象沒有正確的認知基礎，這就需要在教師的幫助下逐步建構起對光(du gung)的折射的認識。基于對教材(jioci)的理解及對學生的前概念(ginin)了解，老師在設計本課教學時將教學過程分為三個大的環(huán)節(jié)：首先根據(jù)前測中學生的認知沖突引入本節(jié)課教學；進而利用激光筆、手電筒發(fā)出的光由空氣進入水中、光由水進入到空氣中、光由空氣進入三棱鏡、光由三棱鏡進入到空氣的實驗活動引導學生逐步建立起光的折射概念；最后，展示并解釋生活中

50、的一些折射現(xiàn)象。通過三個環(huán)節(jié)的教學活動，學生的認知發(fā)展軌跡從最初的模糊的、錯誤的認識逐步得到修正，建立了清晰地正確的概念，進而利用新概念解釋生活中的現(xiàn)象。2.抽象研討策略學生日常概念轉(zhuǎn)化成科學概念，在某種意義上就是將學生已有的感性認識發(fā)展成為理性認識，那我們該怎樣發(fā)展呢？“抽象研討”是有效地途徑，因為“抽象”是在理性思維的指導下對感性材料加以“去粗取精，去偽存真”的過程，這個過程很利于磨練學生的思維能力，轉(zhuǎn)化科學概念。讓我們來看看關于鳥概念的建立過程，它給我們展示了“螺旋式上升的多級抽象樣式。起先，我們可以通過找相同點來掌握“鳥”的感性認識。一般情況下，學生頭腦中鳥是片面而分裂的?！傍B是有頭、眼睛、腳的動