科学前概念的分析及应用

科学前概念的分析及应用 著名发展心理学家皮亚杰的研究显示，学生在学习科学课程之前，头脑里并非是一片空白，他们在日常生活中，对客观世界中的各种事物已经形成了自己的看法，并无形中养成了各自独特的思维方式。这种在接受正规的科学教育之前所形成的概念一般称之为科学前概念（The concept of Science），简称前概念。在实际教学实践中不难看出，前概念最大的一个特点就是顽固。本文就着重从前概念的转变条件入手，分析并介绍前概念在教学中的应用。 前概念的转变条件 美国康奈尔大学的波斯纳等人借鉴了库恩、拉卡托斯等当代科学哲学家的思想，针对概念转变发生的条件，提出了著名的概念转变模型（Conceptual Change Model，简称CCM）。他们认为一个人原有的前概念要发生改变需要具备以下四个条件：对现有概念的不满；新概念的可理解性；新概念的合理性；新概念的有效性。 根据这个模型，前概念可以分成两种，一种是具有正向迁移作用的前概念，当新的科学概念和前概念比较一致时，学生在探究活动中往往会表现得比较活跃和积极，就容易达成相应的教学目标；一种是具有负向迁移作用的前概念，当新的科学概念和前概念产生冲突时，前概念则会严重干扰科学概念的构建，相应的教学任务也不易完成。在日常科学教学研究与实施策略中，不能人为地将前概念的这两种作用相互割裂，而应平等地加以重视。 前概念在教学中的应用 利用前概念的正向迁移作用完成知识迁移 前概念实际上是不可多得的教学资源，要让个体看到它对自己的价值，看到它能解决的实际问题。当然前概念的运用也是学习的目的，也是检验前概念掌握情况的重要标志，还是加深对原有概念理解的重要环节。因为只有通过运用，学生对概念理解上的缺陷才能暴露出来，才能进一步有针对性地加以纠正、完善和深化对科学概念的理解。如在学习六年级上册谁选择了它们一课时，通过对田野里生活着的绿青蛙，和沙漠中生活着的黄青蛙生活环境的分析，学生总结出 “当周围环境发生变化时，生物的形态结构也会发生变化”这一科学概念（前概念）。在接下来的课程学习中，面对“长颈鹿的脖子为什么会这么长？”的问题，学生很快就明白了其中的原因：因为周围环境的变化，长颈鹿的祖先改变了原有吃草的习性，而改吃驼刺合欢树的叶子，驼刺合欢树长的很高，为适应这种变化，长颈鹿的脖子也就因此发生了改变。在课的结尾，再次利用这一科学概念（前概念），提出了一个反问“那驼刺合欢树为了逃避被吃，会不会越来越高呢”，从而顺利完成了知识的迁移，并让学生认识到自然界物种之间的激烈斗争，使知识结构更加完整。 利用前概念的负向迁移作用修正原有概念 对原有前概念的不满是概念修正的前提。学生只有认识到自己原有的科学概念失去了作用，他才会去改变这一前概念。当学生遇到原有科学概念所无法解释的事实时，就会引发认知冲突，这就会导致对原有科学概念的不满。而这种不满，就会表现为由客观事实所引起的对原有科学概念的不信任，所以为了促进学生实现由原有前概念向科学概念的转变，需要在给学生提供丰富的感性认识的基础上激发其产生“困惑”进而形成对现有科学概念的“不满”，接受新的前概念或去寻找新的解释，形成新的前概念。如在教学五年级下第一单元物体在水中是沉还是浮一课时，在设定了沉浮的标准以后，教师把小石头、泡沫塑料块、回形针、蜡烛、带盖的空瓶、萝卜和橡皮放在桌上，让学生预测哪些物体会沉、哪些物体会浮，并要求他们把预测结果和预测的理由填入表格。通过他们的预测可以看出，学生普遍存在着“物体越轻越容易浮，物体越重越容易沉”的不太正确的前概念，所以在做完实验以后，很多学生惊奇地发现自己原先的假设居然是错误的，很困惑，尤其在对回形针和萝卜的沉浮判断上，这进一步激发了他们探究物体沉浮奥秘的兴趣。接下去，在做“改变橡皮和萝卜的重量与体积”的实验中他们修正了原有的前概念，认识到物体的沉浮其实和物体本身的材料有很大的关系，建立了“同一种材料，沉浮与其重量无关”的正确的科学概念，从而完成了知识的迁移。 作为一线的科学教师要充分重视和了解学生的前概念。在日常的教学中对于学生的前概念不能简单粗暴地予以否定，而是要尽量做到尊重。只有这样，才能发挥学生的主观能动性，转变学生的原有知识，使得教学有的放矢，更好地提高教学效果。 参考文献 1 梁平.在自然科学领域中学生的错误观念及其转变J.外国教育资料