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【本文摘要】在新课程理念的学习和实践中，笔者深深感到前概念对科学概念教学的影响，如何在初中科学的课堂教学中关注前概念对科学教学的影响，是我们每一个教师必须好好思考并加以重视的一个问题，本文根据笔者在科学教学中多年的实践和思考，从前概念的特点、来源、对科学概念教学的影响及怎样把前概念转化为科学概念等方面进行了探讨和分析。 【关 键
词】前概念 初中科学难学难教到底难在什么地方？原来一直认为，科学中许多定理定律是简单而清晰的，只要用点心，是不难理解和掌握的。但现实问题是有些学生总是学不会。 我曾经把难学的原因归结为一部分科学题目太难了。如果有一天，考试的题目难度下降，学生不必训练那么多难题，科学将不再难学难教。也曾经拿艾宾浩斯的遗忘 曲线来说事，告诫学生有些内容就是要反复地、及时地复习，要不然一到考试就忘记。后来才发现其实不全是那么回事，真正的原因主要在于学生的前概念并没有完 全转变为科学概念，还处在前概念与科学概念并存的状态。 一．前概念和科学概念的差异 美国认知心理学家奥苏贝尔曾在《教育心理学：认知观点》（1978年）一书的扉页上写道：“如果我不得不把教育心理学还原一条原理的话，我会说，影响学习最重要的因素是学习者已经知道了什么[1]。”学生在学习科学概念之前，头脑中已经存在一些来自生活经历中对一般事物的直觉认识。这种在没有接受正式的科学概念教育之前对日常生活中所感知的现象,通过长期的经验积累与辨别式的学习,已形成的对事物的非本质的认识,这 种认识被称为前科学概念。前科学概念具有广泛性、自发性、顽固性、隐蔽性等特征。它的形成会对科学概念的学习产生一定的影响，这种影响有时也有积极的因 素，但是其消极因素的影响有时却是更大。因为前概念虽然也反映了一些事物的共同特征，但由于受到个人经验的限制，其内涵中忽略了本质属性而关注物体表面现 象等一些非本质属性。如在学习动物分类中，经常碰到将“鲸鱼”当作鱼类，认为只要生活在水中就是鱼类；将“蝙蝠”当作鸟类，会飞就认为是鸟类。 科学概念是由科学家心智创造的产物，是一种对科学事实、对象、现象抽象概化的想法，它可能因新事实、对象、现象的出现而加以改变、修饰、甚至放弃概念的原有诠解，重新创造一新的诠释[2]。 前科学概念和科学概念虽然同是来源于人的实践活动，他们都是由认识主体的认识活动所产生，但往往是错误的前概念严重影响了科学概念的形成。如我们讲到被子 植物和裸子植物的区别时可以看它们是不是有真正的花和果实，有花和果实的是被子植物，反之是裸子植物，这看起来是很好理解。其实不然，学生一旦听到北方人 常常说到的成语“铁树开花，哑巴说话”，很 容易根据这个成语就得出结论苏铁是被子植物；或者当我们告诉学生苏铁是裸子植物时，学生就会一致认为裸子植物也会开花，还会纷纷举例说我在哪里看到苏铁开 的花。全然忘记了科学概念中对根、茎、叶、花、果实、种子的严格定义。这其实就是科学概念和日常生活中的一些日常概念（前概念）产生了严重的冲突的例子。 这种情况的出现说明在课堂教学过程中学生要掌握的不仅是科学概念的内涵与外延，更要关注学生错误前概念带来的影响。我们在教学中更应该关注这种前概念对科 学教学的影响。 二．前概念的主要来源有哪些 针对初中学生科学教学学习中出现的前概念与科学概念与之间的关系，采用问卷调查和个案访谈相结合的方法,编制问卷对本校初中学生进行了测查。发现对学生学习影响较大的前概念主要来源于以下一些途径: 1、日常生活经验的影响。初中生的抽象思维能力还有限，在遇到较复杂问题时，总会不自觉用日常生活经验来分析。如在七年级下《二力平衡的条件》的作业本中有两道选择题学生的错误率相当大：①一位同学用水平力推停在水平面上的汽车，没有推动时的二力情况分析，有30％ 左右的学生选择人推车的力小于地面对车的摩擦力②体育课有爬绳和爬杆两种运动，某同学先后以相同的姿势顺着绳和杆匀速向上爬时时的二力情况分析，有近一半 的同学选择爬杆时受到的摩擦力较大。课后的调查发现，错误的同学说推不动车是因为自己的力气太小，多叫几个人力气变大了就可以推动了。体育课上因为杆比绳 要滑得多，要用更大的力气，所以爬杆时受到的摩擦力较大。这些都是日常生活是司空见惯现象，解答时根本没有想到用二力平衡的知识去分析问题。 2、科学知识的缺乏。国外一项调查显示，大部分美国成年人缺乏基本科学知识。过半（53％）受访者表示不知道地球每年围绕太阳公转一圈；近半（48％）不知道地球表面海洋和陆地的比例；逾四成（42％）不能说出人类和恐龙曾否在同一时期出现[3]。我国特别是广大农村更是缺乏科学知识，家长的科学基本素养不高，于是很多不科学的知识或迷信的说法从小就灌输在学生的头脑中。 3、 错误的阅读习惯或对科学用语的错误理解。例如，在利用分解反应制取氧气的实验中为了加快反应速度而使用了催化剂二氧化锰，学生由于对这个实验印象非常深 刻，因而有些学生会而对“催化剂”的“改变”反应速率发了理解错误，把“催化剂”等同于“促进剂”。从而误认为化学反应中加入 “催化剂”就一定是加快反应速率。 4、 旧知识的影响作用。当陈旧的、不科学的知识牢牢记在学生的头脑中后，要让学生从头脑中把它去掉，是十分困难的，况且，有些“不科学”的讲法在实际生活中又 在广泛的应用中。如在日常生活中我们把水果一般分成果皮，果肉，果核，果仁等四部分，这种分法给我们学生对花和果实的结构认识带来很大的误导，学生普遍认 为水蜜桃，外面长细毛的那层是果皮，中间的食用部分是果肉，里面坚硬的是果核。而对科学的知识（外果皮，中果皮，内果皮）置之不理。 5、多年的生活、学习及学生对宏观世界的熟悉使学生下意识地将用于认识宏观世界的方法套用在微观世界上。如在电解水的实验中，有的学生会从水电解能生成氢气（H2），又因为水的分子式是（H2O），轻易得出水中有氢气（H2），进而认为水分子是由氢分子（H2）和氧原子（O）构成。 6、其他的还有对书本例题的死记硬背导致对知识不能灵活运用，学科之间概念的相互渗透等。有时教师在上课时的一些不恰当的比喻,或者传播媒体的误导等都可能成为学生错误的前概念的来源。 三． 前概念对科学概念教学的影响 在学生的原有经验中，有些前概念在学生的头脑中已经有了相当长的发展时间，且已形成了系统的却并非科学的前概念，这些前概念使学生对科学概念的形成和理解造成了很大的困难。 1、前概念影响学生科学概念的形成 都 说“江山易改，本性难移”，由于前概念的先入为主，导致学生难以形成科学的概念。一次一位学生在学习了声速和光速之后，在作业本中关于为什么先看到闪电再 听到雷声是这样回答的，因为眼睛长在前面耳朵长在后面，后来我问他，你是怎么想到这样回答的，他说是在脑筋急转弯里看到的答案。他把脑筋急转弯里的搞笑答 案当成标准答案了。可见，有时学生对科学概念学习的困难，并不在于他们对相关现象没有想法，如果他们原来一点看法都没有，我们直接传授或灌输科学概念给他 们就可以了，问题在于学生在长期的生活中，对许多现象早已有了一些片面的、模糊的认识，这些认识（前概念）往往很难让他们一下子就接受、理解或掌握我们要 求学习的知识。打个不恰当的比方，假设我们要把东西放进一个箱子里，如果箱子是空的，直接放进去就好了，但如果那个箱子里面已经装满了乱七八糟的东西，你 就得花力气把那些东西变成你所期望的东西。大量的研究证明，这种转变绝非是件容易的事情。因为人们在认识事物的过程中，在开始接触时他们的思维过程大多依 赖于直觉经验，很容易把事物的变化、物质的现象等想当然，因为这很适合人类生理及心理的需求，也符合人的认知发展规律。 2、前概念影响学生对科学概念的理解 科 学概念强调的是科学性，它忽略了人们的主观感受，而前概念则是很照顾人们的主观感受而忽略其科学性。前概念又与一些简单的经验事实是十分吻合、与人们对事 物的理解程度十分相符，这也导致了学生易接受前概念，从而影响到学生对科学概念的理解。比如学生在学习惯性概念时，由于前概念的影响，以至于在他们的内心 深处，总是认为物体只要沿某一个方向运动，它必定受到一个沿这个方向的作用力，从而使学生对牛顿第一定律的理解总是不能深入。如果让学生讲牛顿第一定律的 内容，多半他们也能背出个一二三来，但是一到复杂的问题情境中，他们就把它无情地抛弃在一边，根本不认为会跟它有联系。在日常生活中，学生都知道速度很快 的物体（比如高速行驶的车）很难停下来，所以有的学生就很轻易得出速度越大的物体惯性也就越大。学生在学摩擦力的时候，也往往只根据接触面是否光滑来判断 摩擦力的大小，忽略了平衡力有关知识，如两手抓着两只相同质量的啤酒瓶，其中一只瓶壁很光滑，则学生几乎都认为不光滑的摩擦力要比光滑的瓶子受到的摩擦力 大些。这些都是前概念严重影响学生对科学概念的理解的例子。 四．怎样把前概念转化为科学概念 前概念对科学概念有如此重大的影响，那怎样来转变学生原有的错误的前概念呢？在教学实践中，我从以下几方面入手，取得较好的教学效果： 1、加强实物演示，丰富感性认识 中学生 的抽象思维在很大程度上还从属于经验思维，需要感性经验支持。加强实物演示，丰富感性认识，有利于消除错误前概念，确立正确科学概念。在和学生座谈时，有 学生反映在科学课上，有的老师很少在黒板上板书、画图示，也很少做过实验，有的只是口头介绍，或者只是让她们记住结论。这样要让学生真正理解科学概念，是 何等的困难。因为中学生思维带有一定的片面性和表面性，他们往往以物质外部的非本质的属性作为依据，形成错误认识。因此教学中应了解学生的实际，通过实物演示消除错误概念。如很多学生认为用吸管吸饮料，里边的饮料是自己吸上来，从而对大气压存在的理解产生偏差。所以教学中针对这种问题设计一个实验：一只带橡胶盖子的玻璃瓶，一根吸管，将吸管穿过橡胶塞盖子插入到装满水的瓶中（没有空气），然后让学生去吸瓶中的水，通过学生演示会发现无法将瓶中的水吸上来，这样就可以排除学生已形成的错误认识，进一步理解大气压的存在。所以，抓住中学生学习科学的思维特点，充分利用实物演示及创造条件进行实物演示，积极消除学生的错误前概念，对提高科学学习效果是重要的。 2、重视模型运用，培养逻辑思维能力 重视模型的运用，培养学生逻辑思维能力，消除学生思维障碍。教学中可以充分运用或创造条件，运用模型，从而为大面积提高教学质量打好基础。模型是科学中对实际问题忽略次要因素、突出主要因素经过科学抽象而建立的新的物理形象。通过运用模型可以突出重点，抓住本质特征和属性，可以消除学生思维方面的片面性和表面性，提高学生思维的独立性、批判性和创造性，从而使学生能够对自己从生活中形成的朴素物理概念分析区别，抛弃错误概念，形成科学概念。如在“物质的构成”一节教学中讲分子运动论有关知识时，由于分子与分子间有空隙比较抽象，因为现实中独立的分子看不见，因此给教学带来一定的困难．但通过运用宏观物体建立模型，如用大米和大豆来类比水分子和酒精分子，便能使抽象的分子具体化、形象化，就可以很好地启发学生去认识和理解，收到较好的教学效果。 3、适当干预思维方式，重新构建科学概念 学生学习过程并不都是新信息的点滴累积过程，而是学生关于自然现象的原有概念的发展或转变，我们教学的重点不在于学习者的主动调适，而是侧重于教师的适当干预，为新的思维方式提供“支架”[4]。如在这样问题中（汽车在爬坡时在输出功率不变时，为了增大牵引力以利于爬坡，一般汽车采用的方法是A减小速度B增 大速度）有相当多的学生选增大速度，究其原因，是学生在骑自行车时，都有这个经验，上坡前加快速度有利于冲上坡去，从而导致了学生的认识错误，在教学中， 我先从能量转化的角度（动能转化成势能）分析学生认识的合理性，然后向学生提出两个问题①你冲到坡顶的速度和在坡底的速度哪个大？②如果这个坡很长，你是 否还能一直用这么速度冲上坡去，为什么？当学生疑惑不解时再引导学生从公式变形分析P＝W/t＝Fs/t＝Fv 来分析当输出功率不变时F和v的关系。同时引导学生观察运货的大卡车上坡时的速度是怎样的。这样适当干预学生思维，学生很容易重新构建科学概念。 大 量的教学实践证明，错误的前概念虽然暂时影响了科学概念的形成与理解，但只要引导得法、教育得当，也可以让学生及时更正错误观点，重新构建科学概念，从而 使学生在更高层次上去观察世界。学生的这些前概念也是一种宝贵的资源，我们应该把这种资源作为让学生理解新知识的“生长点”，引导学生从原有的前概念生长 出新的科学概念。
【参考文献】
[1]王磊等编译
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