基于问题教学的初中科学课堂探究

王仁伟��

摘要：学生在接受科学知识教学之前，通过自己的观察、体验和思考已经形成了对各种科学现象的认识和理解。在教学过程中，我们应当充分了解学生的前概念，掌握学生的最近发展区，暴露学生错误的前概念，设置学生问题教学；利用学生前概念与新概念之间的联系帮助学生逐步建构科学概念的意义。

关键词：前概念；问题教学；最近发展区

目前，国内对前概念的研究主要局限在科学和数学教学中，它可以片面地理解为学生在接受科学知识教学之前，通过自己的观察、体验和思考形成对各种科学现象的认识和理解。这些前概念可能是学生对即将学习的科学知识所具有的正确认识，也可能是错误认识或是相异的构想。但这些概念却是学生头脑中已经具有的较为稳定的认知，对学生理解自然现象、接受教学的科学知识具有重要的影响。在教学过程中，我们可以利用学生对知识已具有的前概念开展教学，激起学生新旧思维之间的矛盾，造成学生的认知冲突，运用或改变其前概念，建构新知识，提高科学课堂教学的有效性。

笔者认为，如何充分利用好学生的前概念，设计学生问题教学，可以从以下几方面着手。

一、 充分调查了解学生具备的前概念，创设良好的问题情境

由于学生对自然的观察与思考，从而产生了对于每一个科学知识的初步认识和自我理解。在开展科学课堂教学之前，我们就有必要充分了解学生的前概念，掌握学生知道了什么？到什么水平？学生感兴趣的问题是什么？并以此为基础设计课堂教学。根据学生的最近发展区，为学生提供带有难度的内容，创设良好的问题情境，调动学生的积极性，发挥其潜能，超越其最近发展区而达到下一发展阶段的水平，然后在此基础上进行下一个发展区的发展。

（一） 充分利用学生对生活的感知，呈现前概念，创设問题情境

案例1：七年级上册《蒸发》一课的教学设计

在参加某次浙派名师课堂展示活动中，来自温州的鲍斌老师创设了以下教学情境，充分地了解学生的前概念，并引发学生问题，基于学生问题设计教学活动。

上课时，鲍老师先播放一段刚上完体育课全身是汗的同学正在电风扇前享受凉风的录像片段。紧接着就有以下这样的学生有效对话。

学生甲：你知道我身上的汗到哪里去了吗？

众学生答：蒸发了。

学生甲：你知道，为什么我感觉到凉爽呢？

学生乙：是因为风是凉的。

学生丙：是因为风把空气吹凉了。

学生丁：可能是汗蒸发时，吸走了身上的热，所以觉得很凉。

学生们在鲍老师创设的教学情境中，将自己具有的蒸发的前概念充分展示出来，老师也很好地了解了学生对蒸发知识的掌握情况，利用学生的前概念很好地引出学生的问题，并基于学生的问题设计课堂教学。

（二） 利用话题促进交流，给予学生充分展现前概念的机会，捕捉教学问题

在科学教学过程中我们应当充分了解、认识教学对象，寻找学生所未知的、对教学内容存在模糊的地方，以及学生的兴趣点，这样可以使科学课更为有效。因此，在课堂上，我们就很有必要利用一些生活中的热点、新闻事件作为话题，促进学生的交流，给予学生充分展现前概念的机会，同时，寻找并捕捉教学问题。

案例2：“日食”一课的教学

课上，我先给学生播放2009年7月22日在长江流域发生的日全食的视频。接下来让学生一起交流自己之前在观察日全食过程中一些令自己难忘的事。在交流过程中，有同学谈到，一开始曾用肉眼瞄了一眼太阳，结果头晕目眩，眼睛很痛；这时就有同学谈到自己用拍X光的胶片挡在眼前或通过地上一盘黑墨水观看的；有同学谈到日食发生时太阳被一点点挡住，后又一点点露出的过程；也有个别同学谈及自己与家人不远千里去杭州观看，并讲述日全食时的景象。在交流过程中，大多学生就提出：为何台州观察不到日全食？只食了一半多？

利用这一段学生的话题交流，就充分展现了学生已经具备的前概念。学生在交流中分享了彼此的前概念，教学过程中就可以避开那些学生所共知且简易的知识，捕捉学生感兴趣的问题。最终把“日食”一课的教学主要放在学生探究日食产生的原因上，让学生在探究中体验三种类型日食产生的条件。

二、 暴露错误的前概念，设计问题探究

案例在全文中占了大量篇幅，这样的案例表述更容易阅读与理解，现在的文字读起来有点费力学生在接受新知识之前，借助自己对生活现象的观察与思考，已经建立了自己的概念基础，这一概念对学生来说，不管正确还是错误，它都是深刻的。倘若教学过程中，不及时纠正这些相异的构想，势必会让学生构建错误的知识体系，并对接受教学的新知识产生强烈的抵促。

案例3：“阿基米德定律”的教学

平常听课交流过程中，发现很多老师都会根据物体浸到水中水会被排开的事实，直接提出“物体受到的浮力大小与排开液体的多少有什么关系”？接下来就开始利用演示实验验证“F浮=G排液”。殊不知，学生在学习阿基米德定律之前，他们依据生活经验，脑海中已经潜藏了以下前概念：如“木块和铁块放入水中，木块会上浮，而铁块会下沉，浮力大小可能与物体自身密度有关”；“铁块在水中会下沉，而铁打造成轮船就可以浮在水面上，浮力大小可能与物体的形状有关”等等。

在教学过程中，我们不妨利用学生的这些前概念设计教学问题，利用实验纠正学生概念构建过程中的错误认知，提高教学的有效性。因此，在课堂上，我让学生根据自己对浮力的认识大胆猜想，提出影响浮力大小的因素，并说明假设的依据。然后，可以分别利用以下五组实验，逐一验证学生的一个个猜想。（不一定全部都做，看学生提出前概念的具体情况）

利用上述五个演示实验验证了学生的一个个猜想，引导学生认识到浮力大小的影响因素有：1. 液体的密度大小；2. 物体浸到液体中的体积大小。然后，再利用溢水杯演示说明：V浸=V排。最后，通过实验与学生一起验证阿基米德定律。endprint

学生通过生活经验获得的前概念，在他们的知识建构过程中具有很大的影响，如果对其中错误的前概念不加以纠正，就会严重阻碍其对科学知识的理解。在教学过程中，我们只有充分意识到学生前概念的重要性，才能更好地从学生的“学”出发，依据学生的问题设计更有效的教学。比如惯性的教学，教师也可以参考。

三、 鼓励学生大胆利用前概念提出猜想，初步体会科学变量

具体的科学问题常常都是多个因素共同造成的结果，让学生体会研究问题的复杂性，根据前概念，鼓励学生提出各种影响因素的猜想，为控制变量法引入提供基础。

案例4：滑动摩擦力大小影响因素的探究

首先学生根据自己的“前概念”，分析影响滑动摩擦力大小的影响因素，提出猜想如：（1） 滑动摩擦力大小与物体的重量有关；（2） 與物体表面的粗糙程度有关；（3） 与物体运动的方向有关。作为老师，这时既要鼓励学生提出猜想，但同时也要分析其合理性，要注意引导学生进行科学的猜想，可以追问学生：你为什么要这样想呢？可以向大家解释一下吗？通过集体分析、讨论，指出更合理的猜想，如滑动摩擦力的大小可能与压力有关；可能与接触面的粗糙程度有关；可能与物体运动的方向有关。并要求各组选取一个因素用实验进行探究。之所以要使学生分析哪些因素对问题影响，就是为了使学生能进一步体会，所谓影响因素，就是研究问题的变量。实际上，这就是在帮助学生建立控制变量的意识。

四、 重视概念之间的联系，充分挖掘新概念与前概念之间的联系

学生对知识的认识，对概念的构建，是一个不断完善和修补的过程。因此，在教学过程中，我们不能忽略学生的概念基础，重视概念之间的联系，充分挖掘新概念与前概念之间的联系，使学生在原有概念的基础上对新概念进行意义建构。

案例5：“电路故障”的教学

例题：如右图所示，当开关S闭合时，电路正常工作。突然电压表的示数变大到等于电源电压，请分析可能原因是什么？

在教学过程中，我们可以先问学生：在什么情况下电压表测量出的电压等于电源电压？

学生在回忆学过的电学知识时，就会想到图甲和图乙两种情况。

利用学生已经具有的这个前概念，再联系故障情境，让学生去分析故障的原因。最后，大多数学生能够清楚地理解定值电阻R断路或滑动变阻器短路这两种情况都会造成电压表的示数等于电源电压。

在科学教学过程中，许多科学概念的构建都是一个循序渐进的过程，我们要善于挖掘学生脑海中的概念原型，化难为易。只有充分了解学生的前概念，以学生前概念为基础设置问题教学，将更多地关注学生认知过程中的困难点与兴趣点，以此为支撑点设置教学问题，帮助学生对知识进行意义构建，既减轻了学生的负担，又提高了教学的有效性。endprint