基于前概念的初中科学探究式教学设计的实践研究

陈林飞

【摘要】本文在对前概念进行探索的过程中，一方面要知道其具体的概念，另一方面还需要对其形成的背景等进行分析，从而能够更加科学的对前概念和科学概念进行类型的划分，在此基础上，本文以《指南针为什么能指方向》为研究对象，深入探讨前概念问题，只有这样才能够更好的突破前概念的关键点，实现概念的顺利转化。

【关键词】磁；探究；前概念；科学概念

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）10-0134-03

一、问题的提出

本文所出现的“前概念”，指的是：在接触科学领域的概念和理论学习之前，学生从日常生活经验和学校实践课程当中，所形成的对外界事物感知的看法和观点（不论其正确与否）。部分前概念与科学概念是一致的，然而其特征之处在于“缺乏严谨科学的表达”，为了方便接下来的研究阐述，笔者将其统称为“朴素概念”；而还有部分概念与科学概念背道而驰，笔者将其称之为“相异概念”。对前概念进行探索过程中，一方面要知道其具体的概念，另一方面还需要对其形成的背景等进行分析，以便对前概念和科学概念的类型进行划分，进而更好的突破前概念的关键点，实现概念的顺利转化。课程标准是教材与教学的出发点和归宿。结合中小学科学课程标准中所规定的“具体内容标准”，笔者对浙教版中小学科学教科书进行了统计分析，分析结果表明：“生命世界”、“物质世界”以及“地球与宇宙”衔接率分别达到了89.80%、89.70%和72.5%，而目前所使用的初中科学教材与小学科学课程衔接方面，还普遍存在重复、连贯性差等多方面的问题。

二、案例分析—以《指南针为什么能指方向》为例

【学习目标】

1.借助于具体的实验，进一步分析磁体的含义，最终得到磁体和磁性的含义；

2.让学生通过学习后，知道磁性的分布情况；

3.学生通过具体实验，对磁体间的相互作用有更深一步的了解；

4.懂得什么是磁化；

5.对磁体的应用情况有所掌握。

【先学任务】

卷首语：亲爱的同学：请你在课前完成以下预学作业，在完成预学作业时，可以翻阅课本，也可以查阅其他教辅资料。

意图：八年级对磁已有所了解，可以采取先学后教，主动学习的模式。

任务一：我们平时玩的吸铁石能吸引哪些物体，而哪些物体又是不能吸引的？

意圖：让学生结合自己日常生活经验推测磁体能吸引哪些物质，从而引导学生进行思考。

任务二：吸铁石与吸铁石之间相互靠近会产生什么样的效果？

意图：使学生产生探究问题的欲望，实现点题的目的。

任务三：通过自己看书解释磁体、磁极、磁化的概念。

意图：使学生在课前对磁体的有关概念进行了解，为课堂教学打下基础。

【教学预设与教学现场】

环节一：预习交流

『教学预设』学生：以小组为单位，采用站立形式，通过组内交流来进行，每个学生发言完毕后自行入座，当该组所有学生落座完毕后，组内交流结束。交流过程中，发言人和记录人各一人，发言时，学生逐个进行。在交流过程中，需要特别注意记录交流过程中的疑虑问题，然后向老师或者是其他组的同学请教。

教师：要注意对各小组进行巡视，要认真听取学生交流内容，及时掌握他们的学习情况，并且在奖励板块上写上各组的“小展示”分数。如果小组全体学生均参与，则可以得到6分，每有一人没参与，则扣除一分。

『教学现场』

学生起立，教师对各小组的交流情况进行巡视。

其中一小组交流片段

组长：今天现由同学1进行发言，同学2进行具体记录

同学1：吸铁石能吸引所有的金属，如铁、铜等。

同学3：1的观点是错误的，吸铁石只能吸引铁，其他金属则不行。

同学4：其他金属也能被吸引的，如5毛钱的铜制硬币能够被吸引。

另一小组交流片段

发言学生：1、吸铁石能吸引铁等金属，但是木块，纸等不能被吸引。2、吸铁石与吸铁石之间会出现“同性相斥，异性相吸”的现象。

组内学生最终形成了共识，并将观点进行记录。

……

交流完毕后，教师分配小组展示任务。

【反思】在预习交流活动过程中，以下几点是需要认真去思考的：

1.部分学生未认真思考，参与积极低，为此，教师应当做到精炼、浓缩、可行，提高学生参与的积极性。

2.通过交流发现，学生对磁铁的认识也存在很多问题，这表明学生学情的多样化，作为教师，在课前预设时，必须认真考虑这一因素，要更加认真、仔细。

3.有些学生之所以在交流中发表了错误的观点，是因为他们没有认真预习，因此，需要进行适当的引导。

环节二：预习展示1

『教学预设』

对预习任务一进行小组展示，证明磁铁能够吸引的物体种类，并且有各组派出进行展示。作为教师，应当进行旁听，在必要情况下进行指导。

『教学现场』

展示学生：我很高兴代表本组对任务一进行展示……

补充学生：磁体除了吸引铁，还能吸引镍等部分物质。

教师发问询问其他同学有没有补充意见，对于发表补充意见的学生要及时加分。

如果没有学生提出疑问，则教师要对其进行评分。

教师归纳：同学的猜想具有一定的道理，具体是否正确，大家通过探究来进行验证。

环节三：合作探究1。

『教学预设』

提供以下器材，探究磁体能吸引什么？

活动1：器材：条形磁铁、木块、铜块、铁块、塑料、镍等endprint

现象1：能被磁铁吸引的物质有___________________________________。

结论1：能够吸引______、______、______的性质叫做磁性。

具有______的物体叫磁体。磁铁按形状可分为______磁铁，______磁铁等。

意图：使学生通过实践探索掌握知识，提高学生的探索精神和能力。

『教学现场』

所有小组均参与探索。

展示小组：能被磁体吸引的物质是……

探索过程中学生会提出疑问，教师则负责进行解释。

【反思】

展示过程中，教师不需要对学生的能力有疑虑，要放手让学生自己去探索，并且及时引导学生。

环节四：预习展示2

『教学预设』

对预习任务二进行小组展示，了解磁极的概念和磁极间的作用规律，其他同上。

『教学现场』

展示学生：磁体有两个磁极，分别是N极和S极，存在“同性相斥，异性相吸”的规律。

其他同学对这个“同性和异性”的字眼感到很敏感。

反驳学生：“同性和异性”是不对的，要说是同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。

其他同学认为这种说法正确，对于反驳学生要进行加分。

教师：大家讨论后发现磁极间的作用规律，下面借助于实验来进行验证！

环节五：合作探究2

『教学预设』

提供以下活动方案，要求学生先认真阅读方案，然后进行探究实验。

活动2：将小磁针静止，用磁铁靠近但不接触，观察它的运动情况，从而对磁极间的相互作用规律进行仔细分析。

结论2：由3和2可得，同名磁极间互相_______________________________，

由4和1可得，异名磁极间互相______________________________________。

意图：完成先学后教的目的，将课堂交给学生，提高学生参与的积极性，体现新课标的理念要求。

『教学现场』

学生进行操作并得出了具体的结论，部分同学的结论存在差异。

展示学生：一边演示，一边讲解，得出同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引的结论。

反驳学生：我们通过实验发现S极与S极互相吸引，S极与N极互相排斥，因此，同名磁极互相吸引，异名磁极互相排斥。

教师：大家对XX组“同名磁极互相吸引，异名磁极互相排斥”是怎么看待的？

学生：我认为他们的磁极存在问题。

教师：那如何进行验证呢？

学生：让小磁针转动后静止，然后看指向就知道其真实的磁极。

教师：试验中存在不同的情况，确实是因为部分磁针粘在一起被磁化了，如此才得出了不同的结论，大家可以自行寻找原因。

很久之后，学生还是没有找到具体的原因。

教师提示：条形磁铁靠近小磁针的时候，差不多接触在一起，但是方案要求不能接触，因此，可能这就是问题产生的原因。

学生：确实是靠的太近，导致小磁针被磁化。

教师深入设疑：磁体靠近铁棒是磁体吸引铁棒还是铁棒吸引磁体？铁棒被磁化后也有磁极吗？磁极的情况如何？……

【反思】

实验与活动能够培养学生的探究力，教师应当发挥驾驽课堂的能力，培养学生的探究和自学能力。

三、前概念教学的实施步骤

在具体教学过程中，教师应当要把握教学重点。总体来说，磁化的转化、磁极间的相互作用是教学的重点，同时也是难点。

1.提取前概念：①学生回顾已知的磁知识，提取前概念（包括朴素概念和相异概念）。②让学生利用现有的实验器材对需要区别的金属加以区分，从而辨别磁铁和铁棒。在实验探究过程中，学生暴露出错误前概念（相异概念）的原因主要包括：①缺乏对知识的总结；②知识理解的错误。他们仅仅懂得磁铁能够吸引铁，但是不知道思考其中的原因。针对这一系列的问题，教师必须要把握教学重点，以鼓励并引导学生进行思考，让学生懂得如果会出现相互排斥的情况，则说明两个物体都是磁体。

2.建立认知冲突：要让学生慢慢巩固同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引等概念。学生在实验中，用强磁铁的N（S）端靠近（几乎接触）小磁针的N（S）端，结果出现先排斥，后小磁针又瞬间和强磁铁的同名磁极吸引在了一起。此时，学生表示不理解，教师及时引导他们进行分析讨论。

3.建构科学概念：教师要让学生对磁相互吸引的不同情况之间的联系进行分析，讓学生思考铁能否变成磁铁。教师要让学生探讨以下几个方面的问题：①铁棒被磁铁吸引的根本原因是什么。②磁化铁棒的磁体的磁极与软铁棒被磁化后的磁极之间有什么关系。学生对上述问题进行思考之后，就会对磁铁的概念以及磁化的概念有更深入的了解。

4.深化概念理解：教师还需要进一步引导学生分析靠近强磁铁的小磁针先被排斥，后被吸引的原因，从而深化学生对概念的理解。

5.反思与评价：教师引导学生反思概念转化的过程，让要学生认识到概念的学习不光是要进行记忆，还必须挖掘其内涵和外延。

四、前概念教学结果反思及应用对策

（一）前概念教学结果反思

学生以前就接触过“磁”的性质，并且明白两端磁性最强。通过教学过程发现，学生对磁铁的认知误区即“相异概念”主要体现在：①磁铁能吸引铁，但铁不能吸引磁铁。②能吸引磁铁的金属必须是具有磁性的磁体。③学生缺乏磁化的概念。

从教学过程来分析，学生对“磁”的概念是有所了解的，他们也知道磁铁和铁之间的可以相互吸引等等。因此，在教学过程中，首先是通过一定的探究方式让学生回顾磁的概念，将教学的重心放在“磁极间的相互作用”和“磁化”上。磁化是学生前概念之外的概念，因此，在教学过程中，必须要将其作为重要知识点来进行讲解。endprint

笔者在教学过程中，把“小磁针靠近强磁体先被排斥，再被吸引”从练习题搬到了实验展示台，使得学生在实验过程中加深对“磁”概念的理解。从最终的效果来分析，上述概念转化的教学方式充分考虑了学生的思维习惯和接受能力，使得学生对科学概念有了更深入的理解，从而在学习过程中，能够更好的构建科学概念，进而促进学生建构知识和解决问题的能力得到有效的提升。

（二）前概念教学在初中科学中的应用对策

1.揭示、分析学生的前概念

并不是每一个学生都愿意将自己的前概念毫无保留的在教师或同学面前暴露出来。前概念毕竟是学生私人化的想法，或多或少都很天真、朴素甚至错误。学生会害怕自己的前概念被教师或同学知道以后，会遭到教师或同学的嘲笑和轻视，这样会令学生产生自卑感，削弱学生的自信心。在这种情况下揭示学生的前概念，对于学生的学习并无益处。因此，在揭示学生的前概念之前，教师必须对学生介绍前概念的相关知识，使学生明白不仅是自己，其他同学，甚至教师、科学家都曾有过不尽正确的前概念，持有前概念不仅是正常而普遍的现象，而且前概念还是自己在学习中可加以利用的宝贵资源。教师要在班级中营造民主自由的风气，学生之间尊重彼此的观点，他人的观点即使与自己不同，也具有一定的价值甚至比自己的观点更有价值。另外，教师还要使学生对科学概念做出正确的认识，科学概念也不是绝对的永恒的真理，科学概念只是现时代的暂时的真理，可能随着人类认识的深化，科学概念还会做出相应的修改。在这样的前提之下，揭示学生的前概念并允许学生之间相互评论前概念才不会有太大的危险。

2.制定、实施相应的教学策略

事实上，揭示学生的前概念以后，不仅要对其进行理性分析，还需展开针对性的课堂教学内容实施。教师需要把握好课堂教学目标，在此基础上制定与之相适应的教学策略，将可能出现的情况全部考虑到位，制定多个针对性的策略场景，以免出现应对不及的问题。假如在课堂教学当中，真的出现一些没有考虑到的意外状况，教师也应当及时反应，具体情况具体分析，快速改变教学实践方案。对于开放式探究性学习来说，实际上是很难做到完全掌握学生所有探究方案的，此时更需要教师具有极强的反应能力和丰富的教学经验以随机應变地调整自己的教学方案，提高学生建构科学概念和解决问题的能力。

参考文献

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[3]温爱东.内容分层教学的实践——以《指南针为什么能指示方向》为例[J].现代中小学教育，2012，（02）：20-22.endprint