搭建通往科学概念的“桥”

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摘 要： 科学学习过程就是将错误或模糊不清的前概念转变为科学概念的过程。为了让学生从前概念的“此岸”到达科学概念的“彼岸”，教师要通过引发学生的认知冲突和利用类比方法，为学生搭建通往科学概念的“桥”。

关键词： 前概念 科学概念 认知冲突

儿童从一出生就开始对世界进行探索，随着年龄增长，他们在各自生活环境中，通过感知各种现象，并结合到自身实践中，逐步形成对各种事物的理解，这就是前概念。这些前概念有些不够完整，有些含糊不清，有些甚至是错误的。但在学生学习科学时起着重要作用，因为科学概念的形成和建立是以前概念为基础的。如果把科学学习比喻成“过河”，学生的前概念就相当于“此岸”，而“彼岸”就是学生建构的科学概念。如何让学生从“此岸”到达“彼岸”，转变前概念，需要教师为学生搭建通往科学概念的“桥”。

一、利用类比方法，搭建完善模糊概念的“桥”

学生的有些前概念与科学概念并不相悖，只是不完整或模糊不清，教学中运用类比方法将新概念与认知结构中现存的前概念相联系，从而获得科学概念。类比推理的教学表征及学习方法是利用逻辑推理的思考形式，把寻常、熟悉的事物（类比对象）类比到异常、未知的事物（研究对象），然后依据两个对象之间存在某种相类似事物关系，从已知对象具有的某种性质推出未知对象具有相应的性质。

在电磁铁一课的教学中，学生的基本学情是：大部分学生对电和磁铁的性质掌握较好（因为本单元中先进行了简单电路和磁铁的教学）；一部分学生已经形成电磁铁相对原始、不够准确的初始概念；少数学生容易将电磁铁与磁铁等同认识（因为电磁铁和磁铁有很多相同性质，且一字之差），形成对错纠结的电磁铁前概念。所以学习电磁铁科学概念前，学生对电、磁铁、电磁铁这些概念已经形成自己的认识，这些就是本课教学的生长点。所以教学中通过调动、整理学生的这些前概念，与科学概念之间形成连接，从而完善前概念形成科学概念。

二、引发认知冲突，搭建转变错误概念的“桥”

错误的前概念有时很顽固，不容易转变，阻碍学生建构科学概念。如何让学生对自己原有概念感到不满呢？需要引发学生认知上的不平衡，也就是引发科学概念与学生前概念之间的矛盾，让学生意识到自己已有概念无法解释眼前现象或问题时，必须对自己已有概念进行反思，经历思想上的斗争，从而建构新的概念。

1.利用演示，引发冲突。

很多科学原理、科学概念是很抽象的知识，学生不容易理解。通过实物演示、图片演示、实验演示等方法，给学生呈现形象的教学情境，当这些教学情境与学生已有概念之间存在矛盾时，冲突就产生。

神奇的水一课中，要学生了解很多有关水的特点，如表面张力、溶解、毛细现象，这些都是很抽象的科学概念，如果仅仅通过讲授的方法，学生肯定不能理解。通过有趣的演示实验，引导学生对实验进行预测，并与实验现象进行比较，从而引发认知冲突，进行科学概念的有效教学。

如教学表面张力时，课的开始向学生出示一杯装满水的杯子，教师拿出一个回形针，问：“老师这里有个回形针，如果我把它放到这杯水的表面，猜一猜会出现什么现象？”学生都会回答是沉到水底，但实验结果是回形针漂在水面上。这与学生的预测产生极大的反差，冲击学生的前概念，矛盾冲突就产生。接着学生自然会思考：这是为什么，是什么原因造成的，这样学生就踏上建构科学概念的桥。

2.亲历探究，引发冲突。

学生在头脑中形成的错误前概念往往是根深蒂固的，仅仅通过说教的方式往往很难转变，必须让学生经历一系列有思维参与的科学探究活动，把握事物的本质特征，这样才能形成科学概念。

如在研究影响种子萌发条件的教学中，问题提出后，学生会提出很多猜测，如水、温度、阳光和土壤等。影响种子萌发的条件是水、空气和温度，其他猜测都是错误的。学生面对这么多猜测时，肯定会思考哪些猜测是正确的。这时，教师适度引导，让学生通过设计实验验证他们的猜想；最后通过对比实验结果和猜测之间的关系，发现两者的不同，从而引发认知冲突，实现概念的转变。

3.交流质疑，引发冲突。

由于每个学生的生活经历、认知水平不同，他们头脑中形成的前概念是有差异的，并且有他们认为正确的证据做支撑。这时通过师生、生生之间的交流和质疑，激起学生思维之间的碰撞，从而引发认知冲突，为建构科学概念搭建桥梁。

如在探究声音是怎样产生的一课中，大部分学生都认为声音是由于物体受到碰撞、敲击、摩擦等产生的，不能真正理解声音是由于物体振动产生的。实际教学中，学生运用实验材料发出不同声音后，学生的确提出撞击、摩擦等产生声音的各种观点。这时教师不要急于否定学生的想法，可以把学生的想法一一罗列出来。然后，提出质疑：“大家提出了这么多观点，但解释声音产生的原因却只有一个。那哪个观点是正确的，哪些观点是错误的呢？”通过分析，他们发现每一种观点只能解释一部分现象。如敲击只能解释敲击物体，却不能解释弹橡皮筋和钢尺，吹瓶子等。经过这样质疑，学生发现自己已有的概念有问题，认知冲突由此产生。

另外，认知冲突的产生与学生学习动机和态度有密切关系，那些对学习漠不关心的学生是很难产生认知冲突的，所以教学中教师要努力调动学生学习主动性和积极性。

当前，重视和发展学生的科学概念，是科学课发展的必然趋势。但学生在形成科学概念的过程中会遇到种种困难，需要教师给予恰当支持和帮助，为学生建构科学概念“搭桥铺路”。