基于前概念的低年段小学生科学概念建构研究

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　　小学阶段义务教育中科学教育负责实施科学启蒙教育的任务，确保低年段学生在学习过程中掌握科学概念、理解科学概念以及认识自然科学规律，小学生对于科学概念理解是学生所要达到的科学素养水平之一。在科学概念教学中，低年段的小学生对科学概念已有一些认知，并不是“一张白纸”，并对于相关科学概念存在一些前概念。在教学中，教师应该足够关注并尊重小学生的前概念，针对错误的前概念应加以足够的重视并纠正。
　　2017年9月起，小学科学课程起始年级由3年级提前至1年级。定位与“语文”“数学”同等重要，成为小学核心课程。2017年教育部颁布了新的《义务教育小学科学课程标准》，指出，科学教学应首先关注学生已有的知识基础和认知发展水平，并新增了“技术与工程领域”的内容，由原来的14个概念增加到18个概念。
　　小学科学课程主要是通过科学概念的建立，培养小学生的科学素养，为他们的继续学习和终身发展打好基础，正所谓“学非探其花，要自拔其根”。科学概念教育是课堂教学基础，也是课堂教学的中心环节及最重要的一部分。良好的科学概念教育能给小学生树立正确的认知观;能激发小学生强烈的科学探究意识;能给小学生创造共同探索科学奥秘的氛围，为今后的科学学习奠定坚实的基础。
　　前科学概念是学生在接触科学知识前，对现实生活现象所形成的经验型概念。有的前科学概念与科学知识相似、有的与科学知识相悖或不尽一致，但却广泛存在于每个人的思维中。低年段的小学生正处于认知发展不完善阶段，对一些科学概念常常依据自己独特的认知方式进行理解，这些认知可能不正确，这样就会对一些科学概念产生偏差，产生前科学概念，从而影响正确科学概念的建构。
　　一、低年段小学科学概念特点
　　（一）描述性
　　通过科学概念的分析，不难发现概念具有描述性的特点。如：科学家：发现大自然奥秘的人;工程师：设计、发明、创造产品的人;月相变化：月亮的形状叫月相，月亮的圆缺变化叫作月相变化。
　　有些科学概念小学生较难掌握、难以理解，而且受前概念的影响，学生理解往往也是不完整的。观察与实验是描述的关键，要掌握科学概念，需要学生通过实验、活动探究学会多方位、细致入微地观察探索。如：月相变化的概念，通过“月亮的圆缺变化”简明的文字进行描述，使此概念易于低年段的小学生理解。科学家及工程师的概念，若要严谨地进行阐述，会产生低年段小学生难以理解的词汇。所以，在对低年段小学生科学概念定义时，会将此类概念通过言简意赅的语言、易于理解的方式进行描述。
　　（二）特征性
　　概念主要就是将事物的共性特征进行整合，这种特征是具体的、形象的。通过此类概念的阐述，能够清晰地把握此概念的特征。例如“水”的特征为“无色”“无气味”“无味道”“透明的液体”，所以在定义“水”的概念时，小学科学教科书是这样定义的，水在常温之下是一种无颜色、无气味、无味道、透明的液体。小学生在学习水的概念时，便能了解到水的相关特征。又如：“空气”的概念，空气是一种无色、无气味、无味道、透明的气体，同样体现了定义性概念的特征性的特点。
　　（三）形象性
　　在低年段小學生科学概念中，不难看到有些概念具有形象性，这样符合低年段小学生的心理认知，将文字概念形象地跃然于纸上。
　　【例】溶解是像盐粒和胭脂红这样，放入水中后会均匀地分散，最后它们的颗粒不见了的现象。教材上的科学概念并不是没有采用科学家概念，而是依据内涵特征通过形象的叙述形式体现。溶解的概念科学家是这样定义的：两种以上物质混合而成为一个分子状态的均匀分布的过程。然而，这样的科学概念不符合低年段小学生的心理特征和认知水平。分子的概念是低年段小学生无法理解的，分子在水中怎么分布，怎能没变化，低年段小学生是无法想象的。所以说，在二年级科学教材中解释溶解概念时，将颗粒溶解到水中的现象形象地展现在小学生面前。这样的概念采用形象叙述的方法进行定义，通过溶解概念，不仅掌握溶解的过程，还能联想到教师在教学时是如何进行教学活动、实验是怎么进行的、溶解到底是什么样子的、哪些物质能溶解，以便低年段小学生达到利于理解利于记忆的效果。
　　（四）规律性
　　规律性概念是通过逐步探究归纳获得的，概念表达的语句简洁明了。例如：植物依赖周围环境中的土壤、光、水分、温度等因素而生存。此科学概念展现了归纳性的特点，通过对一种或多种植物的观察，从个别到一般总结出植物的生存环境。
　　因而，在低年段小学生获得概念过程时，学生可以用自己的话语来表达，只要是正确的理解，就能抓住要点，但切忌词不达意的胡乱猜测。
　　（五）概述性
　　如“磁铁总是同时存在着两个不同的磁极，相同的磁极相斥，不同的磁极相吸。”这个科学概念的核心是理解磁铁的性质，不仅概括相同的磁极相斥，还叙述不同的磁极相吸。又如：“力可以使物体的形状发生改变。”言简意赅的文字将力的概念进行概述。
　　二、低年段小学生科学前概念分类
　　“学生不是空着头脑走进课堂”，在接触正确的科学概念前，低年段学生对科学概念已有一些认知，正确的认知可以帮助学生更好理解科学知识，然而错误的认知就会影响科学概念的学习。此时前概念对科学概念的学习产生了一定的影响。
　　1. 矛盾型
　　学生针对一些科学概念能够理解，但是在概念应用时就会无法解释、无法自圆其说、产生矛盾。如：举出互相矛盾的例子、在解释说明概念时出现错误与概念内涵相矛盾。此时所产生的前概念可以归类于“矛盾”型。如：科学概念，地球是球形的。产生的前概念，地球是球形的，大地是平坦。地球是球形的，因为地球仪是球形的。
　　2. 偏差型
　　学生对于一些科学概念存在着一些认知偏差，和正确的科学概念之间存在一些距离，需要教师给予科学的引导，逐步完善学生的概念认知。这类概念正确性相对不高，需要教师特别关注引导，将这类前概念定义为“偏差”型。如：科学概念，动物的特征是能运动、需要食物维持生命、能生长、能产生下一代。产生的前概念，玩具狗属于动物。 　　3.迷思型
　　另一些前概念在认知上出现了很大的错误，对今后的学习构建正确的科学概念有较大冲突，有碍于科学概念的构建，因此将把这类正确性很低的前概念定义为“迷思”型前概念。如：科学概念，月相变化：月亮的形状叫月相，月亮的圆缺变化叫作月相变化。产生的前概念，月亮上有嫦娥，玉兔、月相变化就是月亮自身形状的变化、月亮白天休息，夜晚工作。
　　三、低年段小学科学前概念形成原因
　　（一）先入为主的日常生活经验
　　学生在日常生活中经常看到铁块沉于水中的现象，于是就在头脑中形成了铁块可以沉没于任何液体中的前概念。当演示铁块漂浮于水银面上时，许多学生根本就不相信，而是认为这是老师在玩魔术。这就是前概念对科学概念教学的影响。前概念在学生的科学学习中扮演着非常重要的角色，科学概念的形成建立在它的前概念基础之上。关于力，有些学生从生活经验得知力有大小，部分学生可以利用力的大小描述力（如用劲大、用劲小、力气大、力气小等），但幾乎没有学生想到力的方向不同，力的作用效果不同。
　　（二）相近科学概念之间的混淆
　　在低年段小学科学概念中，相近的科学概念往往有很多。这些概念从表面上看联系紧密，但是从本质属性上来看，又存在较大差异性。绝大多数低年段小学生往往缺乏具体的科学情景，在认知和理解上往往存在不够到位的问题，因而很容易产生混淆，甚至将关系简单化。1-2年级学生对于“力作用于物体，可以使物体移动”有初步印象，但对于“力作用于物体可使物体形变”认识较为模糊，他们认为有的物体会形变，有的不会 。对于力与运动这两个概念，低年段学生是混淆的。什么是力？什么是运动？它们之间又有什么样的联系？大多数孩子分不清楚。
　　在“描述物体的位置与方向”，学生能较好地运用“前后远近”描述位置，对于“左右”不能顺利地辨认，“东南西北”的辨别就更加困难。
　　（三）科学方法的不当使用
　　很多低年段小学生由于科学知识不够充足，对生活的认识不够全面，思维往往又具有单向性。在这些因素的共同作用下，学生对科学知识的归纳分析过程往往存在一定的主观片面性，难以准确把握科学概念的内在本质。“鲸鱼”常被误认为是“鱼”，但经由增加对鲸鱼的了解，使既有的知识表征逐渐与哺乳类的特性联结，则鲸鱼的分类就不再属于鱼类而是哺乳类。
　　（四）知识的负迁移
　　在科学学习中也常常经过从已知到未知，从旧知中生发新知的认识过程，这种心理现象就是迁移。先前知识对以后知识的学习产生消极的影响，就称为负迁移。
　　例如：学生了解“热胀冷缩”的原理，所以认为水结冰，体积就会变小，然而这个认知是错误的。
　　四、基于前概念的低年段小学生科学概念建构策略
　　（一）以生活经验为起点，通晓学情
　　由于低年段小学生首次以课程形式正式学习科学，对于科学概念也存在错误的认知。低年段学生前概念积累呈现个性特征，由于生活环境、学习基础、感悟体验等方面都存在差异性，体现在学生前概念积累时，学生之间会有较大差距。若想准确地理解科学概念，教师就需要了解学生对于哪些科学概念存在前概念。教师在课堂教学之前，或者是教学之初，要有学情调查意识，利用各种教学手段，探知低年段学生前概念掌握情况，这样可以为教学设计和调整提供充分信息支持。现代信息技术快速发展，为学生获得认知创造良好条件，作为教师，不可低估学生前概念积累水平，以免降低课堂教学设计的针对性。
　　因此，课前的摸底测查就显得十分必要。摸底测查，就是对于下节课要学习的知识点或在每个单元的开始，教师进行前测。测查的形式可以是多种形式相结合，教师深入学生中去，以学生朋友的身份，可以是访谈，可以是问卷调查，可以是教师的侧面观察，可以是将知道的写出来，考虑到低年段小学生识字写字能力，也可以将所想的画出来。充分了解学生的前概念，并认真做好记录，收集学生的前概念并进行分析、梳理和归类，在科学课堂上做到有的放矢。
　　（二）以本质为抓手，举例剖析
　　在教学总结时，凭借教师单纯的说教当然无法引起学生的共鸣，就算学生死记硬背把所学知识都记下来，这种印象也不会深刻。在教学中，在当前学习的过程中如果出现相关的知识内容时，教师有意识地对知识进行拓展延伸，让学生了解其中的内容。
　　每一个低年段小学生具有的前概念各不相同，各有各的特点。而作为科学教师，要充分认识前概念对学生学习的重要性。从学生的前概念出发，充分尊重学生的前概念，采取一定的教学策略来丰富学生的感性认识，消除学生错误前概念。在科学教学活动设计、材料准备、教材学习难度、学生心理层次等方面有效把握，做到有的放矢、游刃有余，从而让更多的学生在经历科学知识的学习后，逐步认识到原有认知的不足和缺陷，乐于接受新的科学概念替代原有认知，逐步提高科学概念的理解层次，形成准确的科学概念。
　　（三）以成因为依据，激发思维
　　针对低年段学生的重要性，在教学过程中教师应该结合学生学习的实际情况，合理安排和规划当前的教育方法、目标和教学内容。充分激发学生的学习兴趣，在兴趣的带领和推动下，教师充分利用各种教学方法，引导学生学习，更为重要的是教会学生学习的方法，不能只是教师推动一下，学生学习一点，而应该是学生积极主动的学习。
　　在科学课中如何将概念引入，直接关系到学生对概念的理解、接受。低年段小学生学习概念一般以感知具体事物，获得感性认知开始的。因此，教师的课堂中重视科学问题情境的创设，激发学生的思维，使学生产生积极主动的学习新知识的欲望，这种欲望是低年段学生建构科学概念的前提。
　　（四）以知识为基石，纠偏引正
　　低年段小学生对科学概念进行学习和掌握时，总会不自觉对科学概念进行扩大或缩小，影响了其对科学概念的准确理解与掌握。
　　在利用相关旧知时，要认真寻找它与新知的共同因素，通过类化作用去同化和顺应新知。有比较才有鉴别，有些新知往往与有关旧知既有联系又有区别，教学时，可先复习已经学过的旧知，然后对比着学习新知，并着重弄清它们的异同点，对原有的知识结构进行合理的分解、调整、重组，达到“以旧探新”之目的。
　　【作者单位：渤海大学教育科学学院辽宁】
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