概念转变：科学教育新视角

顾惠洁

在科学课堂上，我们常能看到这样的情形：学生有疑，教师不答，学生给出错误解释，教师不理或直接讲授等。这些现象反映出当前小学科学教学的困境，如何突破这一困境，让儿童迈出建构科学概念的第一步呢？笔者认为我们需更新理念，打开新的视角尝试教学。近年，笔者也做了些尝试，立足儿童的迷思概念，开展以概念转变为导向的科学教学。

一、迷思概念与概念转变

迷思概念是我国台湾学者由英文“misconception”翻译而来，主要意思是指会造成不利或错误的概念或想法。

某教师在执教《浮力的变化》一课时，他设计的主要教学目标是认识“物体浸入水中的体积越大，受到的浮力越大”。临近下课，学生还是认为“物体越重，受到的浮力越大”。教师虽然是基于学生已有知识经验来设计教学，但未了解到本班学生对“浮力受物重影响”这一迷思概念的顽固。由此可见，在科学教学中，学生认知结构中的迷思概念会妨碍对新知识的理解，而正确概念的传授也并不能自动地改变学生原有的迷思概念，即便教学之后，学生往往仍信奉原来的观点。那么，暴露学生的迷思概念，引发学生的认知冲突重新构建自己的知识尤其重要。这一重新建构的过程即为概念转变——一个认知冲突的形成与解决过程。

二、暴露迷思概念

建构主义强调以学生为中心，强调学生是自己知识的建构者。《义务教育科学（3-6年级）课程标准》（2011年版）指出：学生是科学学习的主体。科学课程必须建立在满足学生发展需要和已有经验的基础之上。那么，我们首先要了解学生已有经验中的迷思概念，及时调整教学。

暴露学生迷思概念的主要方法是创设一个宽松的学习环境，让学生多思敢说善质疑。在进行《摩擦力》教学时，教师通过“两手摩擦，手与桌面摩擦”的情境引导学生对摩擦力概念的理解，但学生认为运动着的物体才有摩擦力。

其次，教师通过提问、谈话、记录也可了解学生的迷思概念。在进行《物体的沉浮》教学时，教师提供了一整瓶的食盐、大半瓶的食盐、小半瓶的食盐、一整瓶蜡，预测各物体在水中的沉浮现象并说明理由。学生给出的理由：装满整瓶的沉，未装满的浮;轻的浮，重的沉，等等。在进行《果实和种子》的教学时，学生认为最外层的皮称为果皮，中间食用部分称为果肉，最内部质地较硬的称为种皮和种子。在谈到昆虫时，学生认为蚯蚓、蜗牛、蜘蛛也属于昆虫。

这一系列的迷思概念表明，学生的头脑不应该被看成一个“空的容器”或“一块白板”，恰恰相反，学生是带着对各种有关自然事物或现象的见解与看法开始在学校中学习的。找出学生迷思概念的过程也是指引我们教师把握核心概念的过程。

三、引发认知冲突，促进概念转变

皮亚杰认为，我们天生就是主动的、试探性的信息处理者，我们建构自己的知识，而不是套用现成的知识来对经验或教学作出反应。当我们原有认知结构与新知识产生矛盾时，就会努力转化与变化，实现概念转变。当然，这一过程并不是必然性的关系，我们可将认知冲突看成是概念转变的起点，为了促使学生实现概念转变，教师需创设情境，引发认知冲突。主要的教学策略有：

1.直接呈现反例

儿童带着自己的经验进入课堂，要想将儿童的迷思概念与新概念产生冲突，直接呈现反例或做实验也是一种方法。如在进行《物体的沉浮》一课时，可出示“重的不下沉，轻的不上浮”，促使儿童从原有的认知结构中走出来，重新建构知识。

再如，预测往两张纸中间吹气，两张纸向哪运动时，大部分学生认为纸会向外运动。此时，教师出示两张纸，演示往纸中间吹气，发现两张纸靠拢，与学生的预测完全相反。也就是说，教师在引发学生认知冲突时可直接提出与学生原有理解相对立的新概念，或是通过实验、演示等让学生感到与原有理解相反的事实（反例）。

2.合作学习

社会建构主义认为，知识具有社会性，即通过社会性相互作用，可以加速知识的意义建构。在这种社会建构中，认知冲突是由他人不同观点引发的。由此，在课堂上，合作与讨论也是儿童的认知发生冲突的途径，他们之间观点的对立、碰撞将会促使他们去寻找更多的信息、更新的经验、更恰当的观点。

在进行《认识常见岩石》一课时，教师出示砖、鹅卵石、瓷砖、大理石、玻璃、花岗岩的图片，让学生判断哪些属于岩石，哪些不属于岩石。

生1：岩石是天然形成的，砖是人工制造的，我认为砖、瓷砖、玻璃不是岩石。

生2：我认为玻璃是岩石，它虽然是人们加工的，但它的主要成分是二氧化硅。

……

在这个合作学习中，学生的认知冲突由产生到解决，到最终接受新的、科学的观点，实现着概念的转变。

3.探究性实验

探究性实验不仅可以使学生产生认知冲突，也可使学生在一定程度上解决认知冲突，建构自己的概念。当然，这一概念不一定是科学概念，这时还需教师进一步提示，促使学生形成科学概念。

探究性实验与普通实验不同，北京师范大学陆喜江教授认为可从以下几方面辨别：从实验目的上看，实验是否更加关注学生的学习过程和相对结论的解释;从教学理念和教师作用上看，教师是否把课堂“主角”还给学生，把学生看作是天生的探究者;从实验的内容和形式上看，实验是否与人类生活紧密相关，是否是激起学生探究欲望的问题;从教学模式上看，探究性实验是实验在前，概念的形成、规律性的认识在后，前者是后者在认识上的感性基础，后者是前者发展的必然结果。

在进行《摩擦力》的教学时，学生预测摩擦力的大小与接触面的面积大小、与物体的运动速度、与受到的拉力大小有关，这时教师可通过组织学生进行实验、记录数据、思考分析，重新对感性经验进行整理和加工，实现概念转变。

探究性实验和合作学习紧密相连，很多时候这两种策略结合在一起。他们不只能引发认知冲突，若组织得好，还可进一步解决学生的认知冲突。当然，在课堂实施中仅靠这些策略实现学生的概念转变是不够的，这就要求我们一线教师多研究学生，多研究事物的本质特征，抓住核心概念，引导学生自主建构科学概念。