初中科学学生前概念的调查研究

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引言

维果斯基是前概念研究的奠基人物，他开创性地建立了日常概念（前概念）与科学概念的分类体系，为概念教学的研究提供了重要思路。他使人们认识到，概念学习不只是概念获得，也包含着概念转变，因此，在教学科学概念时不能将学生视为“白纸一张”，应当考虑学生接受教育前已有的前概念。

调查目的

概念是初中学科知识中的系统元素。科学概念的建立是解决教学问题的前提，学生在运用科学概念进行推理、判断过程中要得出正确的结论，首先要正确地掌握概念、理解概念。前概念一般是指学生在学习某科学概念之前由长期的日常经验形成的对事物、现象的看法和观念。而中学生考虑问题容易产生表面性，且往往会被表面现象所迷惑，而看不到事物本质。所以易形成一些错误的前概念。在初中科学教学中，不能忽视学生大脑中形成的前概念，对正确的应加以利用，对错误的要认真引导消除。

我对衢州市菁才中学初一的学生进行了问卷调查，调查初一学生认知冲突策略在科学概念教学中的有关研究。通过调查结果给出关于初中学生关于科学学科前概念教学的相关措施。

调查时间与地点

1. 调查时间：2012.03-2012.04

2. 调查地点：菁才中学

调查对象与方法

1.调查对象：菁才中学初一全体学生

2.调查方法：本调查主要采用问卷法，用自编问卷发给被试作答

问卷设计从三个方面进行的：

（1）中学生对于科学概念的了解；

（2）初中学生当前适应的科学教师授课方式；

（3）学生对于科学学习的学习方法。

3.问卷结构：选择题、判断题

4.问卷调查人数：645人（男生人数：368；女生人数：277）

5.本项研究发放问卷：645份，回收645份

调查结果与分析

（一）调查结果

1.两栖动物指的是既能生活在水中，又能生活在陆地上的动物

A.对（52.1%） B.错（40%） C.不知道（7.9%）

2.无花果树无花而结果

A.对（74%） B.错（30%） C.不知道（6%）

3.白气是指水蒸气

A.对（51%） B.错（49%） C.不知道（0）

4.植物由小苗长成大植株，营养主要来自土壤

A.对（62.7%） B.错（37.3%） C.不知道（0%）

5.物体运动是因为有力，没有力就不能运动

A.对（80%） B.错（18.1%） C.不知道（1.9%）

6.跳伞运动员匀速下落，受到的向下的力大于向上的力

A.对（84.4%） B.错（15.6%） C.不知道（0%）

7.甲队和乙队进行拔河比赛，甲队赢了，是因为甲队的拉力比乙队大

A.对（87.6%） B.错（10.4%） C.不知道（2%）

8.踢出去的足球能继续向前滑行，是因为足球受到向前的冲力

A.对（75.6%） B.错（24，4%） C.不知道（0%）

9.汽车刹车时不会马上停下，就是因为惯性

A.对（90.8%） B.错（9.2%） C.不知道（0%）

10.汽车速度越大，惯性就越大

A.对（70%） B.错 （30%） C.不知道（0%）

11.同一物体离平面镜越近，成的像越大，离平面镜越远，像越小

A.对（43.8%） B.错（54%） C.不知道（2.2%）

12.老师在讲解概念时，你喜欢老师怎样讲解让你容易接受

A.一味灌输（0%） B.通过实验讲解（51.7%）

C.创设一些矛盾情境，引发争议的（48.3%）

13、当你在上课时发现老师讲解的知识和你想的很不一样时，你会_____

A.认为老师是对的，没有必要讨论（27%） B.不理解，算了 （15%）

C.举手失意老师，表达出自己的想法（58%）

14、当你质疑老师时，老师的态度如何

（ ）

A、态度和蔼 （52.1%） B、态度恶劣（4.3%） C、表扬你（43.6%）

（二）调查结果分析

（1）第1道题有52.1%的学生选择A，第2道题有74%的同学选择A，第3道题有51%的同学选择A。这3道题的出错率这么高，这么多的同学都选择A，这说明我们学生在理解有些科学知识时，单凭自己对一些科学概念的字面意思直接解释，凭自己的直觉推理、对名词、规律、定理进行错误推广。

（2）第4 道题有62.7%的学生选择A，学生认为植物生长所需的营养主要来自土壤，这与学生的生活经验直接相关。在种植植物时，往往要施一些肥料，这个经验使学生认为植物所需营养来自土壤。这能说明我们学生科学概念的形成首先来源于自己的生活经验和直观感受，以生活常识先入为主。

（3）5、6、7、8这几道题目说明学生理解的力与物理学中的力有差别。第5题说明学生对力和运动的关系的理解是根据经验来判断的，存在很多错误的观点。有80%的同学认为物体运动要受到力的运动。第8题也是说明75.6%的学生认为踢出去的足球能继续在草地上运动是因为受到向前的冲力。也能说明学生在判断有没有受到这个力时，不能将力是物体对物体的作用联系起来。对“力的作用是相互的”大多数学生都能够认识到，但是有87.6%的学生认为拔河比赛时是甲队赢了乙队是因为甲队的拉力大于乙对的拉力。

（4）第9题说明学生能用惯性解释一些现象，如90.8%的学生认为“汽车刹车时不会马上停下，就是因为惯性”，等等。但对惯性大小的问题，有70%的学生认为物体的速度越快、惯性越大。

（5）第10、11题对平面镜成像的认识，约43.8%的学生认为同一物体离平面镜越近，成的像越大，离平面镜越远，像越小。这一前科学概念完全是根据生活常识来判断的。

（6）第12、13、14题是关于学生对于教师授课方法的认可。

首先，当老师在讲解概念时，学生比较喜欢通过实验讲解以及教师创设一些相比较好的情境来进行教学的方式；

其次，当学生在上课时发现老师讲解的知识和你想的很不一样时，大家还是很愿意主动表达自己的想法；

最后，当学生质疑老师时，老师的态度一般是表扬和鼓励的时候被大多数同学所认可。

调查结论

人们知识的获得，能力的发展，都是在不断的质疑中实现的。学生为什么会有疑问，就是老师在讲解时设置了引发学生认知的冲突的问题，从而激发起学生的前概念。学生通过不断的解决问题，逐渐建构自己的知识网络，这样才能真正掌握知识，才能灵活运用知识。教师不仅要激发和维持学生的好奇心，更要引导学生善于发现问题，提出问题。

（1）在本课题的调查研究中，我们可以很高兴的看到我们身边的老师已经非常重视学生质疑态度的养成。教师在课堂上既不能急于求成，也不能强行纠正，鼓励学生质疑，可以巧妙的让学生在学习中的不断讨论和对话，引发学生的认知冲突，允许学生为自己的前概念辩护，使学生间或师生间充分交换对同一事物与概念的不同看法。当学生发现自己所持有的概念、观念与他人不同时，他人的观念比自己的更合理，能更好的解决自己悬而未决的问题时，他们往往会对自己先前所持有的观念提出怀疑。在这种认知冲突中，学生易于接收新的、正确的科学概念。

（2）通过本次的调查、访谈、统计分析、初中生在学习科学前已形成丰富的科学前概念。总体来看，有些核心概念，大部分学生的想法都是正确的；而有些概念几乎没有学生对此有正确的前概念。 科学概念的形成首先来源于自己的生活经验和直观感受，以生活常识先入为主。其次通过自己单凭直觉的推理、对名词、规律、定理进行错误推广。科学前概念是学生根据自己的经验观察和理解世界得出的结果，但却是学生思维的产物，也是学生理解新事物的基础，有其存在的客观性。教师不能忽视他的存在，更不能总是一味的指责和嘲笑学生的前科学概念，否则将会挫伤学生的自尊心，降低学生的学习兴趣，甚至对学习产生畏惧心理。只有对学生的前科学概念因势利导，有效的加以应用，才能使学生积极的建构自己的知识网络。

建议

现代心理学表明：在课堂教学中设置认知冲突，造成然认知结构的不平衡性，可以调动学生认知的驱动力，促使学生去寻根究底。课堂中教学可通过实验演示，学生和教师、学生和学生之间的相互讨论交流中引发学生认知冲突，促进学生认知顺应，促进学生头脑中的前概念发生转变。如何引发学生的认知冲突，我认为可以试着从以下几个方面尝试：

（一）利用个别交谈和小组合作，全面了解学生的前概念

不同学生对同一事件、同一问题有不同的认识，课堂上应提供给学生充分表达的机会，可通过小组合作学习让学生得以充分表达和讨论。

（二）利用科学实验和实物演示，制造认知冲突，丰富学生感性认识，消除错误前概念

科学实验所展示的神奇变化与直观鲜明的现象是学生对科学产生兴趣的主要来源，能激发学生前后认知冲突。正确的实验结论是最有说服力的，实验有利于激发学生的学习兴趣，使学习理解起来更形象。实验应尽可能在教师指导下，让学生自己动手去做。实验前先让学生根据自己的理解预测实验结果，先是定性的，然后是定量的把实验结果和自己预测的结果对比，使学生信服科学概念的正确。

（三）创设矛盾情境激发认知冲突

科学教学必须通过创设科学情境把学生引入科学的世界。创设一个适合探究的矛盾情境，就能激发学生的好奇心和探究欲望。所以，要充分利用和发掘教材以及学生活动中的矛盾因素，把学生置于矛盾氛围之中，使学生产生解决矛盾的迫切需要，从而激起认知冲突。

（四）强化变式训练，让学生反复运用新的科学概念

概念的练习课要有目的性、针对性，重视相近相似、易错易混的对比练习。新概念要及时练，重点概念反复练，注意概念的巩固。

（五）循序渐进，启发学生思维，通过联系实际分析、对比，确立正确概念

在教学上，教师因势利导，让学生把前概念和科学概念对照比较，引起冲突，让学生为自己的前概念辩护，让学生独立地寻找所学科学知识要领的主要特征和属性，意识到自己脑子里发生的转变，从而使他们真正明白课堂上所讲的内容。学生一旦弄清道理，将会大大提高学习科学的积极性，收到“错中求正”的良好效果，转变、拓宽、重建他们的思维结构。

本文系《认知冲突策略在科学概念教学中的应用研究》课题的研究成果，项目编号为QX12019。