儿童的前科学概念与转变
儿童的前科学概念与转变
范学军
一、什么是前科学概念
（一）关于儿童前科学概念界定
在日常的科学教学中，你是不是也有这样的困惑：有些科学知识学生学起来没有兴趣，有些科学知识不管怎么讲，学生都出现错误的认识，比如烧水时冒出的“白气”学生认为是水蒸气，浮在水面的物体受到的浮力大等等。出现错误的认识到底是什么原因呢？
踏进科学教室的儿童，并不是一张白纸，他带着进入课堂之前积累的所有生活经验，包括他在过去学习和生活中看到的各种现象、形成的各种观念，以及他们个体的想法，其中有一部分与当今普遍认可的科学理论是一致的，有一些则是不一致的。它们是儿童在接受正式的科学概念教育之前，对日常生活中所感知的现象，通过长期的经验积累和辨别式学习而形成的对事物的非本质的认识。比如:一些儿童认为鸡不是鸟,鳄鱼属于两栖动物等等。儿童的这些概念来自他们对自然现象的感觉体验、日常语言、大众传媒、科学课程、家庭情境中的对话等。建构主义认为儿童的这些概念并不是一些简单、零碎的错误信息,儿童有自己的“朴素物理理论”、“朴素生物理论”等,他们有自己解释、分析有关现象和事物的方法,尽管他们的解释可能与科学的观点有很大不同。因此相对于科学概念而言,我们称之为前科学概念，简称前概念。
“前概念”的提法最早由前苏联心理学家维果斯基提出，他将概念分成日常概念和科学概念两类：日常概念又称为前科学概念、错误概念。也有人把前概念也叫科学前概念、日常概念、迷思概念、另有概念、直觉概念、天真理论等。
关于“前科学概念”的界定，国内外教育界对此都有所研究。我们对北京师范大学生命科学学院李高峰、刘恩山所撰写的“‘前科学概念’的术语和定义的综述”一文中对“前科学概念”的界定表示认同。他们的观点是：在理论上，前科学概念指的是学习者将科学概念的内涵增加、减少或替换，导致外延扩大、缩小或移位的概念。
韦钰博士在《探究式科学教育教学指导》一书中也指出“心理学通常以人们掌握概念的途径不同将概念分成日常概念和科学概念。日常概念也叫模糊概念或
前科学概念，它是在日常交往和个人经验的积累过程中形成的，因此这类概念的内涵中有时包含着非本质特性，而忽略了本质特性。它往往是一些与科学知识相悖或不尽一致的观念和规则。”
在教育研究和实践中，前科学概念指的是学习者拥有的与科学概念的涵义不相一致甚至相反的概念，是学习者形成某一科学概念之前所拥有的概念形态。
按照前科学概念产生的时间，可将其分为：
原发性前科学概念（在进入正规的科学课堂之前所形成的前科学概念）例如电池有电流；
继发性前科学概念（是个体在教师的教授下开始学习科学之后所形成的前科学概念）例如教师无法把握材料和物体的区别，就会使学生对概念进行错误的判断；
按其状态来分，可分为：
空壳概念（学习者知道某一概念的名称，但并不知道其内涵）例如对于两栖动物的认识；
不完整概念（学习者把一个概念的某些特性忽略掉了，或者对一概念所包括的下位概念涵盖不全）比如在儿童的前概念中，鸟就是会飞的动物，因而他们往往不同意鸡、鸭是鸟；比如对反射的理解不全面．只接受镜子的反射作用。而对其他物体也能进行反射作用持否定态度。
异质性概念（学习者将一概念的内涵增加，将某些特性强加于其中，导致其本质特征发生变化）比如学生对热能的理解。很多学生都理解为这种能量是热的，或者说只有热的物体才具有热能。例如直接把光看做直线光，而不认为光是沿直线传播的。
条件缺失概念（学习者对某一事物及其属性的判断，忽略了其存在的前提条件）例如学生都认为烧水时冒出的“白气”是水蒸气；
绝对化概念（忽略了特例和反例的科学命题，称为绝对化概念）例如学生认为水有热胀冷缩的性质，忽略了水在0-4℃的反常膨胀。
前概念的研究也正被越来越多的小学教师认识并得以重视。不同国家进行的调查研究表明,不同文化背景下的儿童对日常生活中现象的理解及解释具有一致性。随着儿童自身的发展、交往范围的扩大、文化教育的影响,儿童的已有概念也在不断变化、重组,其天真理论也在不断修订、校正,并逐步获得科学概念。因
而,从本质上讲,儿童概念获得的历程折射出人类认识发展的规律。
（二）儿童前概念的几个特点
1．个体差异性
对于课堂上的同一个实验，儿童会给出五花八门的解释，因为每一个学生都以自己的方式来“观察”并解释实验。我们自己的行为同样如此，当我们阅读一篇文章或者与别人讨论一个话题时，我们可能会、也可能不会改变我们自己的观点。我们在多大程度上改变自己的观点，至少依赖于我们一开始所持有的想法，也同样依赖于我们所听到或读到的观点。
2．不连贯性
学生们在课堂上会对物理现象提出不同的有时甚至是相互矛盾的解释。即使学生与教师的观点相矛盾，学生也不一定会意识到。我们还发现，同一个孩子对一类特定的现象会有不同的看法，有时在科学家看来是完全等同的情况，学生却使用不同的论据作出相反的预测，甚至对于同一个现象，他们会在两种解释之间换来换去。
3．顽固性
人们经常注意到，即使在教学之后，学生也没有改变他们的想法，不管教师如何竭尽全力提供相反的证据来挑战学生的观点，学生仍可能对相反的证据置之不理，或者用他们已有的概念来进行解释。
4.广泛性
学生在接受正式的科学教育之前，对日常生活中的有关现象的大量问题都有了自己特定的理解，这一理解包罗万象，在物理，化学，生物等等自然科学的各分支中都存在着前概念，而且还广泛存在于各个层次的学生中。
5.片面性
学生只关注事物的部分方面，不能对某种情况进行综合考虑；他们往往用系统中某一或某些组成成分的特点，尤其是一些显著特点，来解释某一现象，而不是从系统各组成部分的相互关系方面进行解释；此外，学生还认为，只有改变了的才需要解释，而不变的则无需解释，它们就是“事物本来的样子”。
6.负迁移性
学生在对各种科学知识的学习中，先前的知识结构对新的知识结构的建立起着积极的推动作用，但有时也产生一些负面的影响。同时对先前科学概念的不清
晰也会影响以后对新概念的掌握。
7.层次复杂性
学生在建构对事物意义的理解时，总是以自己的知识经验背景为基础，因为不同学生看到的事物的不同方面，这主要表现在不同年龄段或同年龄段不同层次的学生中，对相同的科学问题有不同形式的前概念。
8.反复性
前概念的反复性表现在：学生经学习理解了一些科学概念，过了一段时间再遇到类似的问题时，受到先入错误的影响又会对该概念产生糊涂的认识。
（三）儿童前科学概念形成的机制
1．知觉主导思考
眼见为实，是很多儿童认识世界的一个基本特点。孩子们往往将自己对事件或现象的推理和理解建立在可观察到的一些特点上。比如，只有当光强烈到足以产生可感觉到的效应时，如在物体表面产生一块光斑，孩子才认为光是存在的，而不认为光是一种存在于空间的实体。同样，当糖溶解到水中时，孩子们就认为糖“消失”了，而不是以细小得难以看见的粒子形式继续存在。等等。
依赖情景来思考问题，也可以说是知觉主导思考的一种体现。在关于“热和温度”的一个问题中，一个儿童选择不锈钢锅来保持汤的温度，因为“咖啡壶能很好地保温，因此不锈钢也能很好地保温”。类似这样的例子还有很多。
2．关注片面
在很多事例中，儿童只考虑特定现象的几个有限的方面，他们能集中注意的范围是由现象的特别明显的知觉特征所决定的。这样的一种特征往往使儿童产生一种倾向，即把某种现象产生的原因解释为物体的固有属性或物体具有的性质，而不是系统要素之间的相互作用。例如，儿童会选择铁的容器而不是木制的或塑料泡沫容器来存放冰块，他们的理解是：铁是硬的，并且铁本身是凉的。他们根本不去考虑冰块和容器以及与周围空气之间的相互关系；再如，科学家把燃烧现象看成是燃烧着的物质和氧气的相互作用，而在儿童看来物质能否燃烧仅仅由物质本身的特点决定。
关注变化而不是关注稳定状态，或者说注意系统的暂时状态而不是平衡状态，也是儿童关注片面的体现之一。比如说，学生看到物体在运动，会承认有力的作用存在；然而当系统处于平衡态时，他们很少想到此时也有力的作用存在。
3．线性因果分析
当儿童解释事物发生的变化时，他们的分析往往遵循一种线性因果次序。他们假定一个原因，该原因会按时间顺序产生一系列结果。在寻找解释时，他们认为一系列事件当中总会有一些优选方向，这意味着学生难以理解体系之间相互作用关系的对称性。比如，看到一个容器正在被加热，他们只想到热源到容器这个方向的供热过程。而从科学的角度看，这种情况是对称的：热源和容器在互相作用，前者失去能量的同时后者获得能量。我们已经看到，对于一些力学现象，学生会想到一个力或作用产生了物体的运动等效应；而学生很难认识到力的反作用性（也就是牛顿第三定律）。
4．不加区分地使用科学概念
儿童的科学概念与科学家的相比，显得比较宽泛和笼统，在某些情况下，儿童很容易从一种意思滑向另一种意思，甚至连他们自己也不一定意识得到。比如，儿童用一个概念（如电、电流或功率）来描述或解释简单电路，但这一概念兼具电流、电荷以及电位差等若干个科学概念的特点。类似地，儿童的重量概念也经常包含着体积、压力和密度的含义。“空气”的含义就更加广泛了，它包含了在远距离作用情境中的通用媒介的含义，比如引力场或磁场产生的力，或者“热”传递所必需的媒介。
（四）儿童前科学概念和科学概念的关系
儿童概念的获得主要通过两条途径：一是不经过专门的教学，在日常生活中通过积累经验而获得的概念，这类概念称为前科学概念或日常概念；二是在教学过程中，通过揭示概念的内涵而形成的概念，这类概念属于科学概念。由于小学科学教育中，概念学习的主要任务是要将儿童自发形成的前科学概念，上升为一定层次的科学概念，因此将儿童的前科学概念与科学概念充分加以对比，发现它们之间的关系，便显得十分重要。
心理学家奥斯本、贝尔和吉尔伯特在对众多的有关自然科学的儿童前科学概念分析研究后，详细说明了儿童前概念与科学概念的本质差异。首先，儿童的前概念是以人为中心的，并且基于日常的生活经验；而科学概念是应用抽象概括获得的。其次，儿童的前概念总是从直观出发，注重细节特征；而科学概念则从事物内部出发，强调本质属性。第三，儿童应用到概念中的语言是日常语言，而科
学概念的语言是严密精确的。
它们可能一致，也可能有冲突，一致则前者有助于后者的学习，比如在进行金属知识教学时，发现儿童金属概念的建立常常比较顺利，据分析这是由于儿童在生活中经常接触到铜、铁、铝等金属物体，对它们的一些性质比较了解，经验中已有“金属发亮、热得快、能传电”等前概念。因此在形成金属有金属光泽、易传热、易导电的科学概念时就十分容易。冲突则前者干扰后者的学习。比如在儿童的前概念中，鸟就是会飞的动物，因而他们往往不同意鸡、鸭、企鹅是鸟。还有一些儿童认为植物体上能吃的东西就是果实，因而把白薯、萝卜也归为果实。
上述研究让我们看到了儿童前概念与科学概念的关系。一方面，前概念确实具有局限性，有时不够精确，甚至是曲解；另一方面，它们对科学概念的形成所产生的影响十分重要，不容忽视。所以说：“儿童通过各种渠道获得的有关科学的经验，以及在他们的各种好奇有趣的经历中所形成的前概念，是他们形成科学概念的基础。”
学生“学不会”往往不是学生智力问题，也不是学生学习能力问题，而是教师忽略了学生要在前概念的基础上进行新的构建。学生的前概念具有顽固性和隐蔽性，如果忽略往往会使教学产生以下两种效果：
一是学生学习过程中他们的前概念会与教师传授的科学概念产生冲突，他们并不完全接受教师传授的内容，这个冲突并未在教学中解决，将对学习效果即对科学概念的理解和掌握上造成影响；二是学生学习过程中有冲突的前概念没有被调出，他们虽然很好的完成了一节课的学习，但遗忘曲线规律必然会在今后的生活或学习中使他们遗忘所学科学概念，那时候他们的前概念又会与所学科学概念产生冲突，对生活应用或新的学习造成影响。
目前在小学阶段的“前科学概念”研究也有不少专家开始关注，北京市小学科学特级教师彭香老师就带领她的工作室成员开始了研究，且取得了一定的成果。
二、儿童前科学概念的测查
（一）谈话法
所谓的谈话，可以是课前谈话，通过随机抽取个别学生进行访谈获取学生有关前概念；例如实例访谈法是指访谈者设计情境或举出某一实例对被试学生进行
开放式访谈，并对学生的回答做弹性回应。比如师：把一勺糖放到一杯透明的水中，会发生什么现象？生：糖消失了，变成糖水了。师：糖还在杯子里吗？生：不在了。
例如概念访谈法就是访谈者将举出某一概念要求被试学生对此进行开放式访谈，并对学生的回答做弹性回应。比如一个一年级学生关于“植物”的前概念探查。
师：你听过植物这个名字吗？生：听过。师：那你知道什么是植物吗？生：树、花、小草…师：它们有什么共同的特点呢？或者说，我们可以总结一下，什么样的东西就是植物？生：它们都是长在土里的。绿颜色的。师：前面你说到花是植物，可是我们知道像水仙花就是长在水里的呀。生：在水里的也可以。师：就是说长在水里和土里的就是植物？生：对。
也可以是上课时的谈话，常见于课前导入阶段或教学中的过渡环节，教师与学生面对面交流，老师提问，学生回答。当然在设计这些问题和事例时，我们不能只停留在“你已经知道了什么?”“请你先说”等泛化层面，而应遵循下列标准：用学生感到可以接受的语言；能够激发学习中的讨论及学生的问题意识；指向更宏观的基本问题和单元问题；形式可以多样化。不仅可以通过文字提问的方式，在一些实验性较强的课中，还可以充分利用设计课前实验引入教学内容。
谈话法的优点在于能第一时间了解小学生对所学知识的认知程度，可以针对不同班级学生的水平调整教学内容结构。但是这种方法的受众面有局限，只涉及提问到的学生，教师不能了解所有学生的认知情况，容易把发现的问题过分扩大或缩小。
（二）问卷法
学生具有向群心理，很多时候自己对某一事物的看法会受多数人（特别是优秀学生）的影响，为了暴露每一个学生真实认知，一般需要教师把需要了解的内容让小学生以书面形式表达。教师对问卷进行整理、分析，得出统计数据。
1．传统选择题型
例如：植物进行光合作用的主要意义是什么?选出你认为较为正确的答案。
A.制造氧气提供给动物和人类的呼吸作用；
B.消耗空气中的二氧化碳,防止空气中的二氧化碳堆积；
C.制造有机物(淀粉、蛋白质、脂肪等)；
D.将光能转变为氧气,不断更新空气。
例如：图中电池a是的装置。小电珠b是的装置。
A. 电能转换成光能光能转换成热能
B. 化学能转换成电能电能转换成光能
C. 化学能转换成电能电能转换成光能和热能
D. 化学能转换成热能热能转换成磁能
例如：《荒岛求生》中的贝尔。格里尔斯利用手机充电电池和金属小刀，成功点燃了一对干草。他利用小刀，直接连接电池的正负极，然后将连接电池正负极的小刀插入干草堆中，一会儿，干草被点燃了。请说说他的做法是将什么能量
进行了有效的转换？
A.电能转换成光能
B.风能转换成电能
C.电能转换成热能
D.磁能转换成动能
2．双层选择题型
例如：对于“植物白天进行光合作用,晚上进行呼吸作用”的说法你同意吗?
A.同意
B.不同意
理由:1）植物没有鼻子,所以不能进行呼吸作用；
2）在晚上,植物会吸进氧气,释放二氧化碳,这一过程称为呼吸作用；
3）植物会像动物一样,日夜随时进行着呼吸作用,吸进氧气,释放二氧化碳。光合作用只是在白天进行:吸进二氧化碳,释放氧气；
4）植物吸进二氧化碳,释放氧气的过程,在白天称为光合作用,在晚上则称为呼吸作用。
5）其他
3．简答题型
例如：植物的种子种到土壤里,不久便会长成幼苗,最终长成一株植物,后者的养分从哪里来?
例如：你一定听过小蝌蚪找妈妈的故事吧？说一说，小蝌蚪为什么找不到妈妈了呢？
了解学生对两栖类青蛙的变态发育情况。
4.排序题
例如：按植物的生长过程排序。
考察学生对绿色植物经历生命周期的理解认识。
植物的生命从种子开始，经历种子萌发、幼苗生长、
营养生长、开花结果，新的种子，几个基本构成。
（1）参加测试105人，只有3人，按照7→9→2→1→6→4→3→5→8，准确填写植物生长顺序。通过谈话，知道他们能够选择从种子开始到种子结束。
（2）多数学生比较正确的表明植物的生长顺序。65名学生按照7（8）→8（7）→9→2→1→6→4→3→5排列。
（3）选择7（8）→8（7）→9→2→1→6→4→5→3顺序，有24人。表明学生对植物生长的最后阶段“结果”，缺乏准确的了解。
（4）少数学生对植物从种子到幼苗的阶段生长情况认识清楚。共13人，选择7（8）→8（7）→9→2→1→……。
可以看出学生拥有日常观察植物生长过程的直接经验，甚至一些学生还亲身种植过绿色植物。他们的经验帮助自己建立起对植物各阶段形态的认识，从种子生长到幼苗，不断长高变大，开花，结果。认识全面但限于表层记忆，缺乏对植物生命周期，周而复始变化规律的把握。
5.分类题
生活中的物质会产生许多变化，其中有些只是形态发生变化，有些变化则生成了新物质。下面的各种变化中，
只是形态发生变化的有（）；
生成了新物质的变化有（）。
1、把乒乓球压扁
2、石蜡熔化
3、汽油挥发
4、把水放入冷冻库
5、铁块加工成铁丝
6、把肉拿去烤
7、绿豆加水煮成绿豆汤 8、绿豆汤结成绿豆冰
9、矿石粉碎 10、火药爆炸
11、煤的燃烧 12、钢铁生锈
13、灯泡通电发光 14、自行车车胎爆破
多数学生对两种变化能够区分，但对石蜡熔化、汽油挥发的辨识度低，经过访谈，发现学生不能把汽油和挥发后的物质画等号，认为气体就是另一种物体了，同时由于气体是看不见的，所以在理解起来还是有难度的。而把石蜡熔化理解成燃烧，有的人理解为溶解。
问卷法的优点是能了解到每一位学生对所学知识的认知程度，统计数据真实可靠，能客观反映问题。但是问卷的试题往往带有教师主观意愿，问卷的质量无法量化；而且问卷回收后，数据统计工作繁琐，得出结论的周期长。
（三）绘图法
小学生的思维正从具体形象思维逐步向抽象逻辑思维过度，学生在语言描述方面还存在逻辑性不强的特点。因此为了把学生隐藏的前科学概念显现出来，我们可以引领学生用绘画的方式表达出他们对某一概念或某一实验过程的理解。这种使思维可视策略相比于传统的访谈、问卷有其不可替代的优势。在对学生一些似是而非的模糊概念的把握上，通过学生的绘图，教师可以探查到学生更深层的想法。
例如在《食物在体内的旅行》教学前，为了解学生对“食物进入人体后会到哪些地方去”，“每个地方会对食物做什么事情”的认识情况；教师给每个学生下发一张人体轮廓图，引领学生在不与他人交流、不查阅资料的情况下独立画出自己的想法。
例如对四季形成的前概念的了解：
可以看出，学生对四季形成有多种认识，有的认为是由于地球自转形成的，有的认为是由于地球公转形成的，有的认为和地球公转过程中距离太阳远近有关，有的认为和公转、自转都有关。
例如对昼夜交替现象形成的前概念的了解。学生也有多种认识，有的认为是由于地球自转形成的，还有文字说明“每天地球都会不停地转，等地球一边转到太阳那儿的时候就会亮，另一边就会黑；而地球再转，照到的一边就亮，而另一边就黑。”学生的语言很朴素，但是表达了学生的前概念。还有的认为和公转有关，有的认为和公转、自转都有关。
再如，在关于电路连接概念的学习上，学生前概念状况如何？我们可以通过课前画图的方式来了解学生的理解。
这些是四年级学生在自我认识中的电路连接概念，从他们的连接中可以看出有的同学觉得电池和灯泡间只需要一根电线进行连接，也有的同学采用了复杂的连接方式，但仍然没能连接亮灯泡。这些连接方式暴露了学生对电及简单电路概念的理解——绝大多数儿童将灯泡看成是一个单向的接收器，认为电池是电流的提供者，而灯泡是电流的接收者。他们认为电流，能量，电压等贮存在电池中，然后流向灯泡供其消耗。在这一过程中，电池很显然被看作是主动的给与者，灯泡被认为是被动的接收者，或者干脆也把灯泡看成是主动的索取者：它从电池中索取所需能量。
这种方法更易把握出低年级学生的前概念。低段学生表达能力相对较弱，与其逼着他们写、说，还不如让他们把想法画出来。这种方法的优点是结果直观，教师能一眼看出问题所在；同时这种方法迎合了小学生的兴趣，使学生乐于参与。但这种方法有年段局限性，高段学生参与度不高。（四）头脑风暴法
在教学过程中，有时候我们经常会要让学生围绕某一观点和内容产生联想，从而了解学生对此问题的原有想法。为了更好的暴露学生此时的前概念，教师往往引领学生在提供的气泡图和网状图内填入相关内容。
了了解学生关于电的
认识水平，教师进行了
调查：（如右图）。由
此为教师在本单元的
教学提供了基础。
气泡图主要通过
思维扩展记录他们原
来已经了解的内容。缺
点是如果学生的发散性太广，在统计时会比较麻烦。
（五）动手操作法
如果想了解学生动手能力水平，同时了解学生的知识水平，也可以采用动手实验操作的方法，比如“如何点亮一个小电珠？”优点是当有些学生语言或绘画表现不清楚时，可以了解他们的想法，缺点是耗时。
（六）日记法
日记法是指先由学生就给定情境做出直观预测，再在观察实验之后，由学生对其判断和现象之间的差别作出回忆，进行解释。这种方法一般应用于课堂教学结束后，是学生对预测结果与实验结果的对比描述。这种对比描述可以直观地让我们看到学生前概念与科学概念之间的差异。它比较适用于小学高年级学生。比如有位老师教学《摆》的内容后，引导学生写一写课前、课后对摆的认识。有的学生是这样写的：“以前只在闹钟中看到摆，它也没有一起我多大的注意。所以老师问我摆的快慢与什么有关呢？凭我的认识，我觉得摆的快慢与摆的重量肯定是有关系的，就像荡秋千一样，我爸爸在上面肯定没有我荡的动，因为他个子太大了。没想到，科学却很奇妙，当老师让我们实验时，我才发现摆的快慢与摆的重量是没有关系的，却和绳子的长短有关系。今天真是让我开了眼界。”从学生的这段日记中，可以看出学生对摆快慢因素的认识受到了重量概念的影响，而且这个先入为主的重量概念首先侵占了学生对摆的主观认识。
三、如何在教学中促进儿童前科学概念转变为科学概念
概念转变就是学习，就是学生原有概念改变、发展和重建的过程，就是学习者由前科学概念向科学概念的转变过程。为了促进学生实现概念转变，就要进行概念转变教学。为此，教师必须充分了解学生相关学科的原有知识经验背景，了解学生有哪些错误概念，并充分运用学生的原有概念创设教学中的认知冲突（情境），以此作为引发学生进行概念转变学习的契机。因为要转变学生的错误概念，仅仅告诉学生“正确”的概念是无效的。只有在激励性的情境中，在学生的前概念与科学概念的激烈碰撞中，才能解决前概念与科学概念之间的矛盾冲突，实现由前概念向科学概念的转变。
（一）同化，概念从模糊走向精确
同化是指把外部环境中的有关信息吸收进来并结合到学生已有的认知结构中，即个体把外界刺激所提供的信息整合到自己原有认知结构内的过程；通过概
念同化，学生能从含混、模糊的前概念中催生出清晰、明确的科学概念。
在教学中要把握前概念与新概念之间的同化交接区。在教学过程中，当学生的前科学概念与新知识之间存在着共享属性时，当新知识呈现，学生便能很快地找出相应的知识点同化新概念。因为学生的感性材料基本能解决将要建立的概念。在这种情况下建立概念，一般没有很大的阻力，通过分析、归纳、分类、对比等思维方法可以摒弃非本质的东西，突出本质的特征和属性，从而实现认识上的飞跃。
1.架桥类比策略
这种策略假定，在学生掌握定量规律之前，给学生提供机会建立对现象的定性直觉的理解，这样可以促进概念的转变。利用学生原有的直觉知识，在被学生误解的“靶例”和“锚例”之间形成类比关系，通过这种方式来发展学生的理解。一些研究表明，在发展这些关系的过程中，“架桥策略”是非常有用的。
布朗和克莱门特描述的架桥策略包含四个步骤：
1）创设一个靶子问题，暴露学生与讨论的主题相关的错误概念。
2）教师举出一个符合学生直觉的类比例子。
3）教师要求学生在锚和目标事件之间作出明确的对比，并试图建立类比关系。
4）如果学生没有接受这种类比，教师再试图找到一种架桥类比。
这种架桥类比策略在小学科学教学中应用很广泛，特别是在形成一些科学思维上起到关键作用。
例如在进行“流动的空气形成风”的概念教学时，通过课前测查知道大部分学生能够理解风是由流动的空气形成的。但空气流动的动力是什么呢？学生知道的不多。所以本课首先让学生用各种方法制造风，学生用吹、扇、摇动等方法，老师提出，大自然里也有风，是谁在吹、扇、摇呢？学生无法回答了。老师继续引导，我可以不用这些方法来制造风，然后进行演示，并让学生猜想原因，之后通过模拟实验，帮助学生认识到热空气上升，冷空气补充，空气流动起来形成风，并进一步扩展到大自然，从而建立空气流动形成风的概念。再比如教学《溶解》的内容时，白糖在水中溶解的过程到底是怎样的呢？是“上多下少”，还是“上少下多”，是各个地方都有，一下子就弥漫了整杯水，还是需要经历很长时间？
加入“高锰酸钾溶于水”实验的类比后，“均匀分布”被视觉化了，学生一下子感受到了溶解的全过程。
学生有些前概念是正确的，但并不牢固，需要通过探究活动进一步巩固。例如《纸张》一课，不仅通过探究对各种纸张的结实程度进行比较，还使学生对结实这一概念进一步理解。教学中教师先通过情境活动暴露学生对“结实”一词的前概念，学生提出了“禁撕、禁拉、能承重、耐磨”等解释，这些正是“结实”的内涵。于是教师就组织学生通过撕、拉、承重、磨的手段对各种纸张的结实程度展开探究，教学活动生成自然富有实效。
学生有些前概念是不完整，需要通过探究活动帮助其建立完整的科学概念。例如《电磁铁的性质》一课，教师先让学生比较电磁铁与磁铁的异同，并用维恩图记录。学生写出磁铁有磁力，电磁铁也有磁力；磁铁能吸铁，电磁铁也能吸铁；磁铁有天然的、人造的，电磁铁就是人造的；磁铁的磁性不可控，电磁铁的磁性可控等。但是当学生写到磁铁有磁极时，他们不清楚电磁铁是否也有磁极了，因为制作电磁铁那一课中他们都是用钉子冒去吸引曲别针的。
探究活动从此开始，当学生们发现电磁铁也有磁极后却意外发现，大家的电磁铁的磁极并不一致，于是又进行深入探究。最终发现电磁铁有磁极，并且它的磁极是可控的。最终学生对电磁铁的性质有了更完整的认识。
2.证据例举策略
心理学研究表明，小学生的思维是由具体思维逐步向抽象思维过渡的。而且学生日常概念要能得以有效转化，必须建立在可观察的基础之上。因此，教学中应充分了解学生的实际情况，通过科学实验和直接观察消除科学误解。比如在指导学生探究种子发芽所需要的条件时，学生认为种子发芽需要有水分、空气、阳光、土壤（肥料）和温度。之后通过一系列的实验，证实了种子发芽时只需要适宜的温度、水分和充足的空气，只有当植物生长时才需要水分、空气、温度、阳光、土壤。
当学生转变了这种认识以后，可以追问学生：如果在屋前和屋后同时播下一粒相同的种子，哪一粒会先发芽呢？学生异口同声地回答是屋前，因为他们的前概念都认为屋前的阳光充足。可是，等实验结束后，所有学生都发现自己错了。因为屋前的土壤在太阳光强烈的照射下，水分挥发得很快，因为没有了充足的水
分，种子发芽的速度比屋后的慢了许多。
再如在摆的教学中，关于摆的初步认识，87.5%的学生原来都以为摆的快慢和摆的幅度、摆线的长度、摆的重量密切相关；10%的学生认为摆的快慢和摆重有很大的关系，而与摆绳没有多大关系；2.5%的学生认为影响摆快慢只与重量和摆幅有关。而通过实验验证，发现摆的快慢和摆幅、摆重没有什么关系，这种认识与现实的矛盾，让我们的学生对摆这个概念的认识更加理性。
我们再来看一看一位教师对《呼吸器官》一课的处理：
老师提出让学生把自己认为参与呼吸的器官画在老师事先给大家复印好的人体轮廓图上，并用可视化策略，将学生关于呼吸器官的前概念一一显现出来。
学生有的画了鼻子，嘴，心脏，肺和肝。有的画了气管和肝。有的多画了喉咙。教师没有武断地否定掉学生一些“不科学”的前概念，而是让学生看书，有的学生发现多画了胃和心脏，少画了支气管。有的发现呼吸器官有鼻、咽、喉、气管、支气管、肺。
通过学生对比亲自发现自己前概念中的错误之处，这样有利于纠正学生头脑中长期沉淀下来的不正确的前概念。
在《浮力》教学中，先以情境了解学生对“浮力”的认识。学生暴露出“浮着的物体受到的力、水给的一个托力、有往上飘的力、沉的物体好像也会受到浮力”等等。这些概念在学生的头脑中模模糊糊甚至比较凌乱。于是教师让学生感受漂浮的物体受到的力，学生归纳出“漂浮物体受到水给的一个向上的力”。教师又提供材料由学生自己设计实验方案验证下沉的物体是否受到浮力，当他们用测力计提空气中和水中的钩码后，便从数据中分析出下沉的物体也受到水的浮力。
可“越往下按浮着的东西好像越费劲”这种感觉是怎么回事呢？学生们又展开新的探究，他们发现物体浸入水中部分越多受到浮力越大，并且有的孩子又进一步证实了完全浸入水中的物体在不同的深度受到的浮力就不再变化了。通过师生共同交流，最终学生得到了一个较为完整的认知：物体在水中都将受到一个向上的浮力，并且物体浸入水中部分（占水的空间）越多受到的浮力就越大，当完全浸入水中后（占水的空间不再增大）受到的浮力不随位置的改变而改变。
正是在教师的引导下，学生们将自己零零碎碎的模糊认知完整化。
（二）顺应，概念从错误走向正确
顺应是指外部环境发生变化，而原有认知结构无法同化新环境提供的信息时，所引起的学生认知结构发生重组与改造的过程，即个体的认知结构因外部刺激的影响而发生改变的过程；根据皮亚杰的基本观点，当现有概念不能融洽新信息时，认知平衡即被破坏，通过概念顺应，学生抛弃原有的错误概念，重构清晰、明确的科学概念，这是实现认知结构新平衡的过程。
在教学中要正确处理前科学概念与新概念的顺应关系。根据皮亚杰的认知发展理论，学生在遇到新概念时总是先用已有认知结构去同化，如果获得成功，就得到暂时的平衡；如果同化不成功，则会调节已有认知结构或重新建立新的认知结构，以顺应新概念，达到新的平衡。当既有知识与待学知识之间没有共享属性时，单纯依靠一般的科学教育是很难转变的，因为学生已有的相当充分的前概念与将要建立的概念相抵触。这时，直接讲授新概念往往收不到好的效果，因为学生习惯于用原有的概念框架去理解事物，建构意义。当学生的旧概念与新概念发生矛盾时，正是教师引导学生仔细观察、认真研究的好时机。为了帮助学生弄清原因，教师应及时组织学生进行讨论、猜测、观察、实验和比较，经过实验的证明，让学生明白道理。这样，学生就能在实验中得出正确的结论，并养成辩证唯物主义的思维习惯。
1.矛盾冲突策略
一切事物要发展，必须要有既定的冲突存在，学生前概念要发展成为科学概念，需要我们不断地制造冲突，抓准冲突引发儿童向前发展。在课堂教学中我们可以有意识地利用以冲突为基础的教学策略，促使学生观点向科学观点的明确化方向发展。我们可以从以下三方面着手安排：
1）利用学习者直觉定性认识和实验定量认识之间的矛盾制造冲突。
2）利用学习者持有的解释模型和不能被这种模型解释的事件之间的矛盾制造冲突。
3）利用学生持有的观点和同学的观点之间的矛盾制造冲突。
在《给水加热》一课教学时，给学生出示两道前测题。
1、小华烧一壶水，过一会儿水开了，此时壶里水的温度大约是多少？
A88℃ B100℃ C110℃ D120℃
2、水开以后，持续加热5分钟后，水的温度最可能是多少？
A88℃ B100℃ C110℃ D120℃
通过学生的回答发现，第一题全班24人全都选择B100℃，第二题13人选A88℃，2人选B100℃，3人选C110℃，2人选D120℃。矛盾出现了。老师及时引导学生进行实验，通过对实验结果的分析，同化学生已有前概念，顺利建立了沸点是100℃的科学概念。并且通过实验，观察到水开以后，持续加热5分钟后，水的温度保持不变。通过概念顺应，扭转了学生的错误前概念，帮助学生认识到水吸热迅速变成水蒸气，从而建立沸腾的概念。
例如在教学《磁铁的性质》一课，教师在两块铁板的后面吸上了磁铁。其中一块是用磁铁的磁极吸在铁板上，另一块是用磁铁的侧面吸在铁板上。通过学生较为熟悉的“隔物吸引”游戏，学生发现撒了铁粉后一块铁板上吸了铁粉，一块铁板上没有铁粉。学生最初的猜想是没吸上铁粉的铁板后面没有磁铁，可当老师翻过铁板后学生茫然了。于是他们发现磁铁的“姿势”不一样，开始猜想磁铁不同位置磁力是不一样的。可怎么不一样，或者说哪的磁力大哪的磁力小学生们没有准确认知。甚至记录单上的猜想全班几乎全存在错误，这就需要用实验来验证一下了。
通过探究学生们最终修改了原来的错误认识，构建了“磁铁两端（N、S极）磁力最大”的科学概念。
例如在《地表的变化》认识冲积平原的教学中，老师提出是山区的土层厚还是平原的土层厚？许多学生都认为是山区的土层厚，并做出自己的解释，这时老师出示对平原和山区土层考察后的照片，发现山区土层薄，平原土层厚，这和学生的认知发生了冲突，于是顺势引导学生进行模拟实验进行研究，帮助学生认识到平原土层厚的原因，从而建立冲积平原的概念。
再拿《保温》一课为例，一位教师通过问卷的方式发现学生都能提到“保温”一词，就在课上提问“你们今天干什么穿羽绒服来啊？”（学生：暖和）“那它能起什么作用啊？”（学生：保温）“那什么是保温啊，能具体说说么？”（学生甲：就是我们到外面去很冷，身体热量会慢慢跑掉，羽绒服就能保护着它不让它跑；学生乙：我们冷的时候羽绒服能给我点热量，让我不那么冷。）追问乙“照你这么说如果往你羽绒服里放一块冰呢，它会怎么样？”（学生乙：肯定很快就化啦。）
通过了解发现学生对“保温”这一概念有两种解释：一是保护热量不丧失，二是提供热量。针对这两种前概念，教师又用棉被盖冰柜的例子引出一些学生夏天出游家长用毛巾裹冻着冰的饮料瓶的生活情境，引起矛盾冲突，让学生激烈争论使每位学生的前概念都暴露出来。然后进行实验验证，从而建立比较完整的认识——保温就是保持温度不升高和下降，从而建立保温就是减慢热的传递的概念。
例如《光的折射》一课。
为了更有效地展开本节课的教学活动，使教学更有针对性，在课前对五年级的29名同学进行了前测：
1.我们已经知道光是沿直线传播的，光照到水面也会发生反射现象，那么，请你猜想：光能通过空气进入到水中吗？
2.认为能的同学，请你推测：光由空气斜射进入水中时，光会怎样传播呢？请你在下图中画出光的传播线路图。
根据学生的原有认知，29名同学都认为光能通过空气进入到水中；有26名同学认为进入水中也是直着传播的，同时也会发生反射现象；有3名同学有自己的想法，其中，有一名同学认为光进入水中后是波纹状，因为水面会动；还有一名同学认为光进入水中后，光会分散；只有一名同学画的是偏折的，但偏折方向错误。通过前测，可以看出学生对折射现象没有正确的认知基础，这就需要在教师的帮助下逐步建构起对光的折射的认识。
基于对教材的理解及对学生的前概念了解，老师在设计本课教学时将教学过程分为三个大的环节：首先根据前测中学生的认知冲突引入本节课教学；进而利用激光笔、手电筒发出的光由空气进入水中、光由水进入到空气中、光由空气进入三棱镜、光由三棱镜进入到空气的实验活动引导学生逐步建立起光的折射概念；最后，展示并解释生活中的一些折射现象。通过三个环节的教学活动，学生的认知发展轨迹从最初的模糊的、错误的认识逐步得到修正，建立了清晰地正确的概念，进而利用新概念解释生活中的现象。
2.抽象研讨策略
学生日常概念转化成科学概念，在某种意义上就是将学生已有的感性认识发展成为理性认识，那我们该怎样发展呢？“抽象研讨”是有效地途径，因为“抽象”是在理性思维的指导下对感性材料加以“去粗取精，去伪存真”的过程，这个过程很利于磨练学生的思维能力，转化科学概念。
让我们来看看关于鸟概念的建立过程，它给我们展示了“螺旋式上升的多级‘抽象’样式。起先，我们可以通过找相同点来掌握“鸟”的感性认识。一般情况下，学生头脑中鸟是片面而分裂的。
“鸟是有头、眼睛、脚的动物。”“鸟和鱼的外表不一样，身体上有毛。”
“鸟的嘴巴是尖的，很硬。”“鸟会飞，也能走路。”
“鸟和鸡一样会生蛋。”“鸟有翅膀，但没有手。”……
然后，我们要求学生“寻找鸟区别于其它动物不同的材料”，面对上述材料，我们可以先让学生通过分小组找的形式进行第一轮抽象研讨，“你选择了哪一些材料，要说明为什么选这些材料”。然后进行第二轮抽象研讨，各组向全班同学汇报本组的相同意见和不同意见，并说明理由。这样一来，各种筛选结果的差异就出来了，有选三条材料的，有选四条、五条材料甚至更多的，在此基础上进行第三轮的抽象研讨，全班共同分析比较，哪些该“去”，哪些该“存”，为什么要“去”，为什么要“存”。这样，学生在比较，研讨，抽象中也就明白了鸟的主要特征，获得了概念的提升。
还是《呼吸器官》一课，老师在学生认识了呼吸器官后，要求学生做一次深呼吸，说说吸入的气体是沿什么路线进入我们的呼吸器官的，人体又怎样把废气排出体外的？并在人体轮廓图上画出气体进出的路线。
有的学生认为空气先顺次进入鼻子、咽喉、气管、支气管、肺，然后空气进入左肺循环一次，然后再进入右肺，再从右肺排出来。
有的认为空气进入鼻子、咽喉、气管、支气管、肺。人体不要的废气就通过放屁排出了。
当教师进一步用可视化方法暴露学生关于呼吸的前概念时，发现学生对呼吸的过程特别是气体进出的路径认识有“误解”时，教师没有立刻否定，而是用一句话“同意吗？”，让学生和学生进行辩论，让思维与思维发生碰撞，在争辩与
初中科学概念详解之-酸
初中概念详解之——酸 酸一般有腐蚀性和酸味（酸刺激产生的主要味觉）。（联想醋） 定义：在水溶液中电离出的阳离子全部都是氢离子的化合物。 酸电离产生的阴离子叫做酸的酸根离子。 酸是一类化合物的统称，这类物质大部分易溶于水中，少部分，如：硅酸，难溶于水。酸的水溶液一般可导电,酸可以和碱进行中和反应,生成水和盐。 酸的分类： 1.根据是否含氧分为含氧酸和无氧酸 含氧酸（如硫酸H2SO4、碳酸H2CO3等）无氧酸（如盐酸HCl、氢氟酸HF等） 2.根据从酸分子中可以电离出H+的个数 可以分为一元酸（HCl）、二元酸（H2SO4）、三元酸（H3PO4） 3.根据酸性强弱将酸分为强酸，中强酸，弱酸（是否能完全电离） 强酸(HCl等) 中强酸（H3PO4等）弱酸（H2CO3等） 4.根据是否是中心原子得电子分为强氧化性酸和非强氧化性酸 强氧化性酸（HNO3浓硫酸等） 相关练习 1.下列哪些物质是酸,为什么？HCl H2SO4H2S HNO3H2CO3H3PO4H2SiO3 NH3NaHCO3NaHSO4NaOH 2.下列物质中，可以确定某种物质是酸的是（） A．滴入酚酞试液不变色B．能使紫色石蕊试液变红色 C．电离时生成的阳离子全部是氢离子D．水溶液能导电 3.下列物质中，属于二元无氧酸的是（） A. H2CO3 B. H2S C. HCl D. Na2CO3 4.下列物质均含有H+离子，但不属于酸类的是( ) A．H2SO4B．H3PO4C．HCl D．NaHSO4 5.有关酸、碱、盐、氧化物的说法不正确的是（） A．酸和碱一定含有氢元素B．盐和氧化物一定含有金属元素 C．碱和氧化物一定含有氧元素D．酸和盐一定含有非金属元素 6．下列说法中，错误的是（） A．电离时生成的阴离子全部是氢氧根离子的化合物叫做碱 B．阳离子所带正电荷数与阴离子所带负电荷数肯定相等 C．电离时生成的阳离子全部是氢离子的化合物叫做酸 D．所有阳离子所带正电荷总数与所有阴离子所带负电荷总数一定相等 7．酸和碱都有的元素是（） A．氧元素B．碳元素C．氢氧两种元素D．氢元素 8．砷（As是）是一种非金属元素，它有+3价和+5价，因此可以形成两种含氧酸——砷酸和亚砷酸。砷酸的化学式为 ( ) A．As2O3B．As2O5C．H3AsO3D．H3AsO4
前科学概念的术语和定义
前科学概念的术语和定 义 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
“前科学概念”的术语和定义的综述 李高峰刘恩山* （北京师范大学生命科学学院北京100875） 摘要：本文对“前科学概念”的术语和定义进行了综述，介绍了“前科学概念”的术语及其分类、“前科学概念”的概念的不同界定，讨论了其分歧，并对未来研究作了展望。 关键词：前科学概念；术语；定义 中图分类号：G42文献标识码：A “前科学概念”的术语对前科学概念的研究具有很大的影响，因为“词的错误和不恰当的选择会极大的阻碍理解”（Francis Bacon,1620）；“前科学概念”的术语和定义是前科学概念的研究人员必须要面对的首要问题。 一、早期研究对“前科学概念”的指代 皮亚杰（Piaget Jean）在1929年出版的着作《儿童关于世界的概念》（The child’s conception of the world）就是关于前科学概念的研究。严格地讲，“儿童概念”（child’s conception）不是前科学概念的术语，因为它并不是前科学概念研究中的专门用语，而只是对“前科学概念”的描述或指代。属于此类情况的还有很多，诸如“儿童关于人体结构和内脏的概念”（Children’s conceptions of the content and structure of the human body）、“儿童关于性和生育的概念”(Children’s concepts of sexuality and birth)、“儿童关于繁殖的概念”（Children’s concepts of reproduction）、“语言对儿童速度概念的影响”(The effect of language on a child’s conception of speed)、“儿童对生物分类的理解”(Children’s understanding of classification of living organisms)、“外行理解的亚里斯多德学说、牛顿学说和物理学”（Aristotelianism, Newtonianism, and the physics of the layman）等。 二、“前科学概念”的术语 作者简介：李高峰（1970－），男，汉族，河南沁阳人，北京师范大学生命科学学院，生物学课程与教学论专业博士研究生；刘恩山（1956－），男，汉族，北京人，北京师范大学生命科学学院教授、博士生导师，北师大科学教育研究中心主任，国家生物课程标准研制组负责人。
更新教育理念转变教学行为
更新教育理念转变教学行为 网络转载 我们的学生考起试来，分数是高的；实际工作起来，能力却不高。我们的中学生在国际大赛中屡屡获奖，而我们却与诺贝尔奖无缘。为什么？难道是我们的学生不聪明？不，问题出在我们的教育理念、我们的教育行为。长期以来，我们重视知识的传授，却忽视过程的研究，重视学生知识的积累，却忽视启发学生探究问题的能力，使学生的创新能力没有得到开发，甚至遭到了扼杀。早就听说以色列和中国家长对放学后问的不一样，一个是“作业做完了没有”，一个是“你问老师问题了吗”，简单的一句话就透出教育理念的不同。这种不同的教育理念会直接导致国民素质的差异。 如果我们仍停留于传统的教育理念，不改变教师的教育行为，以教师为中心的灌输式的教学就会一直进行下去。我们就不可能培养出具有创造热情、创新意识的人才。因此，我们必须立即更新我们的教育理念。 一、我们需要什么样的教育理念 教育理念是指导教育行为的思想观念和精神追求。是教育活动的指南，是教育行为的向导，也是动员人们为之努力的精神力量。可以说如果没有一个先进的教育理念，就不可能有先进的教育行为，也就不可能培养出适应时代要求的人才。因此我们至少应该在以下几方面更新教育理念： 1．变传授知识为以培养学生的问题意识。教师并不是以知识的传授为目的，而是以激发学生的问题意识、加深问题的深度、探求解决问题的方法，特别是形成自己对解决问题的独立见解为目的。因为要保护和发展学生的创造性，首先要保护和发展学生的问题意识，进行问题性教学。问题意识、问题能力可以说是创新意识创新能力的基础。有问题虽然不一定有创造，但没有问题一定没有创造。 2．变希望学生掌握知识为希望学生掌握分析知识、选择知识、更新知识的能力。知识是人们认识的结果，是已经获得的结果，也是已经过去的结果。知识不是一层不变的，知识的本质并不在于它的确定性和稳定性，恰恰相反，知识的本质在于它的不确定性，在于它的不断变化，知识的本质在于不断地推陈出新。学习科学知识很重要，而形成科学态度，科学精神更重要。所谓开展态
读《概念转变的科学教学》有感
读《概念转变的科学教学》有感 当阅读了一本名著后，相信大家一定领会了不少东西，不妨坐下来好好写写读后感吧。到底应如何写读后感呢？以下是小编帮大家整理的读《概念转变的科学教学》有感，仅供参考，希望能够帮助到大家。 当我拿起蔡铁权教授的《概念转变的科学教学》时，初看标题，让我感到有点陌生和难以理解。而当我看完整本书以后，我感到书中所谓的概念转变，不仅仅是科学中的概念学习方法的转变，也是对教师教育概念的方法的一种转变。 在进行概念转变的科学教学之前，首先对教学用书和教师的素质就有很高的要求。书中提到，作为一名科学教师，在进行教学的同时，首先应该深刻的理解和把握什么是科学本质。然而现实情况是，作为一名科学教师，我感到十分惭愧，我思索良久依然无法表达出到底什么才是科学本质。是实事求是的态度与精神，还是利用工具去认识自然，还是将经验转化为理论的认识呢？如果从课标上入手的话，科学本质的学习更偏向于科学自然的认识和学习以及科学素养的培养。对于处于初中阶段的学生而言，我认为要让学生理解什么是科学本质是不切实际的。在我看来，只有教师理解了什么是科学的本质之后，才能在教学和生活中潜移默化的影响学生。如果能对学生的科学学习和理解产生一定的影响，就算影响甚微，也是值得欣慰的一件事情。 初看科学概念的学习，我想当然的认为在初中阶段是没有特别难以理解的科学概念，这是我对初中科学的认识的第一个不足。殊不知每一个学生都对自然界充满自己的认知，而这种认知是现在的我难以想象的，学生的想法总是让我十分惊讶。回顾我过去一年的教学，最初，我把学生的认知水平和理解能力估计太高，学生常常跟不上我的思路。之后，我常常把学生当做一张“白纸”，最终还是没能正确把握学生的学情。而有意义的教学正如书中所提到的，了解学生的前概念，发现学生的迷思概念，解决学生的迷思概念，从而建立起新的科学概念。 这样的教学首先就会带来一个问题，如何了解学生的前概念？书中提到的方法有许多，如：诊断式传统测验题、概念图法、访谈法、关系图法、V形图、二段式测验、DoE访谈等。但书中重点介绍了概念图法、访谈法、二段式测验和观察法。 对于概念图法，在去年的一年中我已有所尝试，我在单元复习课堂上曾给学生建立概念图，但当时都是以我为中心，并未对学生加以过多的指导。而且当时我在黑板上罗列出的概念图更像是一种知识条目而非书中所阐述的概念图，这是我对概念图认识不清所导致的第二个认识上的不足。况且最让我难以把握的是，概念图对学生到底有没有作用，至今我还不甚了解。在学习了书中的`概念图的做法以后，我开始对概念图的设计有了大概的了解，比起去年的懵懂，今年的我打算继续尝试，将书中所阐述的理论应用与课堂当中。 如果真的能对学生的概念转变起到一定的作用，那真是大有益处。对于概念图的教授，在我看来，第一步还是应该从教师指导出发，让学生了解什么是概
前概念的教学理论
小学生科学前概念的成因分析及解决策略 【摘要】学生在新知识学习前，对所学知识已有的认识和了解，这就是学生的前概念。小学生受认知水平的限制，他们的科学前概念大多是不完整的、模糊的甚至是错误的。这种种前概念常根深蒂固地留在小学生脑中，短时间内很难改变。由于教师对学生科学前概念的认识不足，在课堂教学中就出现了“老师教得累，学生学得累，最后学生还是不清楚”的负效率现象。由此可见，对小学生科学前概念的研究，直接影响到课堂效率的提高。那么小学生这些偏颇的前概念从何而来？教师该如何正确引导？本文从这两个问题出发，以笔者实际教学过程中总结的经验为例，阐述个人的一些思考与研究。 【关键词】前概念认知教学小学科学 科学前概念是小学生在科学课前，对所学知识已有的认识和了解。小学生的前概念有的与科学概念相似，有的与科学概念相悖。在教学中我发现：如果学生的前概念和科学概念比较一致时，学生就容易理解、掌握所学知识，教师也教得轻松；反之，学生就会觉得很难接受，同一知识点往往反复出错，教师虽竭尽全力但收效甚微，让人颇感无奈。所以在实际教学中，如果教师能够提前了解小学生的科学前概念，就能在教学中做到有的放矢，从而提高课堂教学效率。 目前，国内一些教育工作者对前概念的研究虽已取得了一定的成果和经验，但这些研究内容更多是为了服务中学教学。随着中小学知识联系日益紧密，前概念的研究也正被越来越多的小学教师认识并得以重视。小学科学课程标准中就明确指出：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[1]。可见，前概念在小学生的科学学习中扮演着非常重要的角色。以下就是这几年我在教学过程中，对小学生科学前概念的一些思考和研究。 一、了解小学生科学前概念的途径 （一）直接提问法。常见于课前导入阶段，教师与学生面对面交流，老师提问，学生回答。这种方法的优点在于能第一时间了解小学生对所学知识的认知程度，可以针对不同班级学生的水平调整教学内容结构。但是这种方法的受众面有局限，只涉及提问到的学生，教师不能了解所有学生的认知情况，容易把发现的问题过分扩大或缩小。 （二）问卷调查法。教师把需要了解的内容让小学生以书面形式表达。教
教师需要转变的教育教学观念
教师需要转变的教育教学观念 教师是教育教学的设计者、组织者、支持者，其行为直接关系教育教学的组织形式、学生的思维形式和学习行为发展方向。教师的教育教学行为是受教育教学思想支配的，教师必须树立正确教育教学观，彻底放弃与社会主义现代化建设未来发展方向不相适应的传统教育教学观念，才能自觉实施正确教育教学行为。 一、教师要放弃“相信自己告诉学生什么，学生就能学会什么”的观念 教师要“相信只有学生自己学习才会更有效，相信学生的学习结果要通过某种活动来实现，只有当学生发挥了自己的积极性才能学会”。学生的各种学习过程都是在教师指导下，学生通过合作学习，主动探索、反复体验，获得知识、懂得道理的过程，是“实践-认识-再实践”循环往复的认识过程。而教师的讲解“告之”，学生只能记忆和背诵教师给定的内容，不可能消化和理解，也不可能掌握和应用，提即不可能学会“什么”。 二、教师要放弃“学生的学习行为是教师奖惩的结果”的观念 教师要“相信学生要做出的学习行为，是与满足学生
自我需要联系在一起的”。只有教师的“奖惩”符合学生心理需要，学生才能产生行为动机，只有学生反复获得自我满足后，才能增强自信心，确立行为信念，选择符合规范的行为。如果学生认为教师的表扬是虚假的，或能导致他脱离集体，尽管教师想激励学生进步，学生也会不买账，而做出不良反映;如果学生认为教师的批评是恶意的、跟他过不去，或能丧失他在集体中的地位，尽管教师出于“恨铁不成钢”，学生也不会理解，必然产生抵抗情绪，或反抗行为。可见认为“较多地对学生优点或错误做出反映是好意”，未必妥当。因为学生会因教师的批评成为消极目标，也会因教师的表扬使学生成为众矢之的。但绝不是说学生不需要教师的表扬和批评。关键是教师的表扬和批评必须选择时间、场合和对象，在充分了解学生的兴趣、情绪、性格，以及学生的家庭、集体中的处境和突发事件的基础上，从满足学生的自我需要的实际出发，选择真实和适度的表扬与批评，使学生乐于接受，自觉发扬长处，改正缺点。 三、教师要放弃“学生的任务就是接受，教师的任务就是设法使学生‘知识瓶’装得满满”的观念 教师在这种教育教学思想指导下，认为学生获得知识数量与质量同教师的传授知识的数量与质量成正比。于是当教师在有限的时间内，向学生传授了最多的知识时，会感到很自慰。当学生安静地听教师讲课时，教师会感到很自豪。
初中科学教学中迷思概念转变的实践与探索
初中科学教学中迷思概念转变的实践与探索【摘要】概念是中学科学学习的主要内容之一，迷思概念的存在干扰了学生对新知识的获得，阻碍了学习。本文介绍了迷思概念的成因、迷思概念的探查，并结合现代信息技术对转化迷思概念的教学策略进行了探索。 【关键词】迷思概念科学教学信息技术 【中图分类号】g632【文献标识码】a【文章编号】1006－9682（2012）04－0149－03 【abstract】concept is one of the main content of science courses learning in secondary school. the misconceptions interfere with students’ acquisition of new knowledge, and inhibit learning of new knowledge. this thesis describes the causes of misconceptions, the exploration of misconceptions. at the same time, this thesis is to explore the strategy of misconceptions transformation based on modern educational technology. 【key words】misconceptionsscience teachinginformation technology 学生在接受学校教育之前，他们已经通过对日常生活中的一些现象的观察和体验，而形成了一些个人的观点。这些观点并非都是错误的，但有时候却是片面的、模糊的甚至与科学概念是对立的。
新课程改革三大基本理念
新课程改革三大基本理念 1、关注学生发展。 新课程的课堂教学评价，要体现促进学生发展这一基本理念。这一理念首先体现在教学目标上，即要按照课程标准、教学内容的科学体系进行有序教学，完成知识、技能等基础性目标，同时还要注意学生发展性目标的形成。其次，体现在教学过程中，教师要认真研究课堂教学策略，激发学生学习热情，体现学生主体，鼓励学生探究，高效实现目标。在进行学生教学发展过程中，老师的角色定位也很关键，正确的做法，老师应是一个引导者、方法的建立者，而不是简单的知识传授者，充分发挥学生在学习过程中的能动性。 2.强调教师成长。 依据新课程评价目标的要求，课堂教学评价要沿着促进教师成长的方向发展。其重点不在于鉴定教师的课堂教学结果，而是诊断教师课堂教学中学生提出的问题，制定教师的个人发展目标，满足教师的个人发展需求。 3、重视以学定教。 新课程课堂教学要真正体现以学生为主体，以学生发展为本，就必须对传统的课堂教学评价进行改革，体现以学生的“学”来评价教师“教”的“以学定教”的评价思想，强调以学生在课堂教学中呈现的状态为参照来评价课堂教学质量。提倡“以学定教”，主要从学生的情绪状态、注意状态、参与状态、交往状态、思维状态、生成状态六个方面评价。 ①情绪状态：学生是否具有浓厚的兴趣，对学习具有好奇心和求知欲；是否能长时间保持兴趣，能否自我调节和控制学习情绪；学习过程是否愉悦，学习愿望是否可以不断得以增强。 ②注意状态：学生是否始终关注讨论的主要问题，并能保持较长的注意力；学生的目光是否始终追随发言者（教师或学生）的一举一动；学生的倾听是否全神贯注，回答是否具有针对性。 ③参与状态：学生是否全员参与学习活动；是否积极主动地投入思考并踊跃发言，兴致勃勃地参与讨论和发言，是否自觉地进行练习。 ④交往状态：看整个课堂气氛是否民主、和谐、活跃；学生在学习过程中是否友好分工与合作；是否能虚心地听取他人的意见，尊重他人的发言。遇到困难时，学生能否主动与他人交流、合作，共同解决问题。
浅谈初中化学概念教学
浅谈初中化学概念教学 在初中化学教材中，化学概念几乎每节都有，多而抽象，这些概念是用简练的语言高度概括出来的，常包括定义、原理、反应规律等。其中每一个字、词、每一句话、每一个注释都是经过反复推敲并有其特定的意义，以保证概念的完整性和科学性。化学概念是学习化学必须掌握的基础知识，准确地理解概念对于学好化学是十分重要的。初中学生的阅读和理解能力都有待培养和提高。因此，教师在教学过程中讲清概念，引导学生理解掌握概念就显得非常重要和必要。通过借鉴一些名师的观点，结合自己的看法，我认为初中化学概念教学要从以下几方面入手。 一、联系生活，从实际出发辨析概念 根据新课标的要求，化学教学要注重联系生活实际，培养学生学化学用化学的意识。例如日常生活中的食物腐败和冰雪融化等变化究竟是物理变化还是化学变化呢？教师可以联系生活实际分析，食物腐败之前可以供食用，腐败之后不能食用。为什么食物腐败之后不能食用呢，引导学生得出食物腐败过程中有新物质生成，所以该变化属于化学变化；冰雪融化之前是固态水，融化之后是液态水，组成没有变，只不过它的状态发生了变化，所以该变化是物理变化。从而得出物理变化和化学变化的本质区别为有无新物质生成。 二、注重实验，利用实验引出概念 在实际教学中，教师要通过演示实验来集中学生的注意力，并对现象分析，要引导学生正确地推理，来形成化学基本概念。例如，在讲化学变化与物理变化两个概念时，教师可以用研钵研碎块状胆矾和胆矾溶液与氢氧化钠溶液反应两个小实验来证明。教师可以边演示边提问，让学生充分思考：在两个对比实验中变与不变的是什么？这两种变化有什么不同？看起来这是一个极为简单的实验，学生在观察变与不变的现象时能回答出以下两点：研碎块状胆矾的过程中胆矾的形状变了，但其成分没有变；而胆矾溶液与氢氧化钠溶液反应过程中，有蓝色的沉淀物生成。引导学生讨论这两种变化又有什么不同，然后指出第一种变化中没有生成其他物质是物理变化，第二种变化中有蓝色的沉淀物生成是化学变化，这样从这两个对比实验中引出了两种不同“变化”的概念。通过总结、举例练习，明确物理变化、化学变化概念的意义，了解二者的区别和联系。在应用实验引出概念的教学中更要重视学生实验的直接体验。 三、抓住关键字词，讲清概念含义 化学概念有着极强的严密性和准确性，教师在教学过程中，要充分把握化学概念的特点，要及时纠正某些用词不当及概念认识上的错误，这样，既可以使学生深刻领会概念的含义，还有利于培养学生严密的逻辑思维习惯。例如，在讲“单质”与“化合物”这两个概念时，一定要强调概念中的“纯净物”三个字。因为单质或化合物首先应是一种纯净物，即是由一种物质组成的，然后再根据它们组成元
解前概念
了解前概念转化前概念构建新概念 ——浅谈小学科学前概念的转化策略 莫城中心小学朱丽佳 【摘要】 小学科学探究活动，是一个教师引导学生将前概念转化为科学概念的历程。教师在课堂教学前，应对学生的前概念进行了解，如果学生的前概念与科学概念像吻合，将有利于其科学概念的形成；如果学生的前概念与科学概念相冲突，那么教师应采取合适的教学措施，有效的促进学生前概念向科学概念的转化。 【关键字】小学科学前概念科学概念概念转化 【正文】 小学生在进入科学课堂前，他们的头脑并不是空的“容器”，他们对日常生活中所感知的现象，有自己各种各样的观点和想法。我们把儿童这种根据日常生活中的经验而形成的对外部世界的直觉式理解称为前概念或初始想法。将科学界经过反复研究后得出的对外部世界的系统性的解释称为科学概念。小学科学探究活动，其实就是一个教师引导学生将前概念转化为科学概念的历程。 学生的前概念，有的是和科学概念相吻合的，有的却是和科学概念背道而驰的。对学生的前概念进行了解、转化是找到高效课堂教学的切入点。下面结合笔者在教学工作中的实例，谈谈在科学探究中，有效把握与转化学生科学前概念的一些方法和策略。 一、获得学生前概念的方法 教师在进行课堂教学之前，应对学生的前概念进行调查和了解，并进行分析，从而能深入帮助学生纠正错误的前概念，这是教学的准备工作。获得学生科学前概念的方法一般有以下几种。 1．访谈法 一些研究者认为，一个学生对于某一概念的真正掌握程度，可以通过他能否完善地向另一个人解释这个概念来考察。概念访谈法就是基于这个观点提出来的，访谈者例举出某一概念，要求被测学生对此进行开放式访谈，并对学生的回答做出弹性回应。教师在访谈的过程中，不仅要了解学生的已有知识，还要在访谈的时分析学生的思维过程，所以，如何设计访谈也值得教师思考。 以下是笔者在执教《水能溶解一些物质》一课时设计的前概念访谈问题，在课前访问了约20名学生，记录了其中一名学生的回答。 师：你见过把盐放到水里吗？
当今世界最先进的教育、教学理念和教学模式
当今世界最先进的教育、教学理念和教学模式 （一）世界教育的五大趋势 1、教育终身化。终生教育原则普遍地为世界各国所接受，在70 年代进行教育改革的国家中，日本最先提出终生教育为教改前景，“必须建立以向终生学习体系过渡为主轴的新教育体系。”日本面向21 世纪教育改革的基本目标“就是实现终生学习的社会”。1991 年 4 月18 日，前美国总统布什发布的《美国2000 年计划》的教育战略中进一步强调，学习是终生的事业，要求全体美国人终生学习知识和技能，一辈子当学生，并号召开展一场把美国改造成“学生之国”的运动。 2、教育民主化。教育对象多元化、教育方式多元化。教育要培养学生的独特个性，就是要使学生的个性自由发展，增强学生的主体意识，形成学生的开拓精神、创造才能，提高学生的个人价值。包含三层含义：一指教育的人性化、人道化，尊重人和人的个性，突出学生在整个教育过程中的主体地位，培养学生的主体意识和主体能力；二指教育的个人化和个别化；三指学校的个性特色。 3、教育以人为本、面向世界。传统的课程观也发生了相应的转变。课程是一种发展的过程，而不只是特定的知识体系的载体，课程成为师生共同参与探求知识的过程。课程
的组织向跨学科和综合化的方向发展，从强调积累知识走向发现和创造知识。承认和尊重人们的意见和价值观的多元性，在各种观点、观念相互冲撞、融合的过程中寻求一致或理解。 4、教育信息化。全球涌动的数字化教育浪潮随着信息技术的飞速发展而巨浪澎湃。在美国，自前总统克林顿1992 年上任之后，就实施了多项规模较大的中小学教育信息化工程。据美国教育部2000 年2 月16 日发表的一份调查报告显示，美国中小学日益重视以多媒体电脑和因特网为手段的现代教育方法，100% 的中小学上网，是从小学到大学实行“人、机、路、网”成片的唯一国家。表现方式主要有：多媒体技术；计算机网络；多媒体计算机网络教学；多媒体远程教学。教育信息化对现行教育（教学内容、教学过程、教学方式、师生角色、教育目标）五方面产生了极大影响。 5、教育国际化。教师和学生的国际流动；国际教育援助活动；各国在教育思想、教育内容、教育方式和教育模式等方面相互交流和影响；国际上学校之间的合作交流；举办国际教育学术会议。美国已确定在中国设点招生考试。 （二）当代世界共同追求的教育理念：要学生学会生存；学会关心；学会学习；学会创新；会学合作；学会负责。曾经有一位记者采访一个正在山区放羊的孩子，问：“你放羊干什么？”“放羊挣钱。”“挣钱干什么？”“挣钱娶媳妇。”“娶媳
4-1-6促进学生科学概念理解的教学设计
促进学生科学概念理解的教学设计 文章来源：化学课程网 胡久华支瑶 （北京师范大学化学学院 100875 北京市第三十五中学 100032） 摘要：促进学生科学概念理解的教学设计应遵循建构主义教学理论，以学习者为中心，通过对各种过程和资源的设计支撑学生的建构活动，按照“研究教学内容的知识脉络——分析学生的认识脉络——设计建构概念的问题——提供学生解决问题所需的证据”这一基本思路完成教学设计。此外，在进行教学设计时，要重视学生认识方式的建构，创设形成概念认识的学习情境，以及提供多样认识建构的学习活动等。 关键词：科学概念教学设计建构主义 科学概念的学习使学生更加本质地认识事物与现象，促进科学知识的系统化与结构化，帮助学生发展逻辑推理能力，提高学生的科学素养。因此，在教学过程中，应设计符合学习规律和学生学习心理的多样化教学活动，尽可能地启迪学生思维，增进学生对科学概念的认识建构与理解水平，避免对科学概念的机械记忆。但是，已有的研究表明科学概念教学的效果往往不是很理想，学生对科学概念的认识不能达到较高水平。导致这一现象的主要原因在于教师在教学过程中没有让学生进行科学概念的建构过程。为了实现学生对科学概念认识的深层次理解，教学设计的思路与策略是什么？本文结合案例进行了理论分析与实践探讨。 一、促进学生科学概念理解的教学设计理论 怎样的教学设计能够促进学生的科学概念理解？要想回答这个问题，首先要清楚如何才能促进学生的科学概念认识。 建构主义的教学理论认为，对学习内容较为深刻的理解和掌握是通过学生主动建构来达到的，而不是通过教师向学生传播信息获得的。学习者在一定的情景下学习，或利用自己原有认知结构的有关经验同化新知识或通过“顺应”、改造、重组原有的认知结构来同化新知识，理解、掌握学习内容，达到对新知识意义的建构。建构主义提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习，也就是说，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用，教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的传授者与灌输者。学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被灌输的对象。因此，教学设计强调以
儿童的前科学概念与转变
儿童得前科学概念与转变 范学军 一、什么就是前科学概念 (一)关于儿童前科学概念界定 在日常得科学教学中,您就是不就是也有这样得困惑:有些科学知识学生学起来没有兴趣,有些科学知识不管怎么讲,学生都出现错误得认识,比如烧水时冒出得“白气”学生认为就是水蒸气,浮在水面得物体受到得浮力大等等。出现错误得认识到底就是什么原因呢? 踏进科学教室得儿童,并不就是一张白纸,她带着进入课堂之前积累得所有生活经验,包括她在过去学习与生活中瞧到得各种现象、形成得各种观念,以及她们个体得想法,其中有一部分与当今普遍认可得科学理论就是一致得,有一些则就是不一致得。它们就是儿童在接受正式得科学概念教育之前,对日常生活中所感知得现象,通过长期得经验积累与辨别式学习而形成得对事物得非本质得认识。比如:一些儿童认为鸡不就是鸟,鳄鱼属于两栖动物等等、儿童得这些概念来自她们对自然现象得感觉体验、日常语言、大众传媒、科学课程、家庭情境中得对话等、建构主义认为儿童得这些概念并不就是一些简单、零碎得错误信息,儿童有自己得“朴素物理理论”、“朴素生物理论”等,她们有自己解释、分析有关现象与事物得方法,尽管她们得解释可能与科学得观点有很大不同、因此相对于科学概念而言,我们称之为前科学概念,简称前概念、 “前概念”得提法最早由前苏联心理学家维果斯基提出,她将概念分成日常概念与科学概念两类:日常概念又称为前科学概念、错误概念。也有人把前概念也叫科学前概念、日常概念、迷思概念、另有概念、直觉概念、天真理论等。 关于“前科学概念”得界定,国内外教育界对此都有所研究。我们对北京师范大学生命科学学院李高峰、刘恩山所撰写得“‘前科学概念’得术语与定义得综述"一文中对“前科学概念”得界定表示认同。她们得观点就是:在理论上,前科学概念指得就是学习者将科学概念得内涵增加、减少或替换,导致外延扩大、缩小或移位得概念。 韦钰博士在《探究式科学教育教学指导》一书中也指出“心理学通常以人们掌握概念得途径不同将概念分成日常概念与科学概念、日常概念也叫模糊概念或
初中科学教学措施
初中科学教学措施 初中科学教学措施篇一 本学期，我接手了八年级和九年级两个班级的科学课程教学，更是兼职学校的教导工作。而教导工作非常的繁重，使得我在课堂教学方面的时间投入，有些不够。但一直以来，都是勤勤恳恳、认认真真的进行我的教学工作。如今临近学期结束了，我也对自己这个学期的教学工作进行了总结，目的是希望能准确的对待自己的工作，更希望能把握好以后的教学方向和目标。 一、制定符合学生实际情况的教学计划 由于八、九年级学生的学情不同，学风不同，原有的知识构成也不同，这就要求我在制定教学计划的时候，要特别注意他们所隐含的不同情况。 对于九年级学生，因为八年级的时候，我已基本上掌握他们的学习情况(以前的科学是另外一个科学教师任教的，所以我只是基本上有所了解)和他们的知识构成。而对于他们的学生更是耳濡目染、深刻了解。针对这些情况，这个学期开学的时候，我就制定了一个非常详细的教学计划，在执行教学工作的过程中，我走的也是严格、负责的路线，就是希望能使自己的教学工作顺利的进行。
对于八年级学生，由于我们之间已经有了一年多的接触，对学生的学习情况和状态，都有比较详细的了解。深知这个班级学生的基础知 识掌握和成绩存在着严重的两极分化现象，但这个班级有一个很好的条件：学生的纪律非常好，这让我在制定教学计划时，有了充分的准备--利用学生之间的传、帮、带作用。在此种种条件下，我本着面向全体学生，既注重实效、有注重实际的精神，制定好了这个学年的工作计划和这个学期的教学计划。 二、抓好教学过程、激励并维持学生的学习兴趣。 由于八年级的学习情况很差，导致基础知识的进一步掉落，到了九年级，班级里对学习感兴趣的学生人数已经大打折扣，这给我自己的教学带来了一定的难度。同时，这个班级的学习氛围非常差，班级里有3/4的学生没有学习状态，更没有学习的心思。如果一味的贯彻学习目的和内容，我怕会引来更差的效果，在备课的时候，我往往想的更多的是如何对课堂内容进行处理，让枯燥的学习生活多一点精彩。但我并没有因为这样，而放弃了优秀的学生，或者放弃了后进生，尽量的让我的课堂多一些气氛，而至于课本上那些深奥的专业术语，我更多的是进行深入浅出的分析，实在不行的，再另外处理。一年下来，虽然没有取得很好的成绩，但也没有让学生失去科学的兴趣。(我觉得在一个毫无学习氛围的班级里上课，真的好辛苦) 。
小学科学前概念_刘忠学
小学生的前概念与科学教学 刘忠学 摘要：前概念在学生的学习中扮演着重要的角色，有些学生不理解新的学习内容，不是因为他们智力的低下，而是由于他们的已有认识和新内容之间存在着不协调因素，造成了认知上的困难。本文列出了国内外一些专家和教师对于小学生前概念的一些研究成果，从中分析出它们的一些特点，并根据这些特点对我们的科学教学和教材的编写提出一些建议和思考。 关键词：前概念；教学；小学科学 学生在学习科学概念之前，他们对这些概念大都有了一定的认识和了解，这种已有的认识和了解即为科学学习中的前概念。前概念在学生的科学学习中扮演着非常重要的角色。新概念的形成建立在它的前概念基础之上。当科学概念和前概念比较一致时，学生就容易理解；反之，他们就会觉得很难。所以在实际的科学教学中，如果教师能够把握住学生的前概念，就会使得教学有的放矢，就能更好地提高教学效果。因此研究和调查学生的科学前概念是一项非常有意义的工作。目前国外对于学生的前概念研究已有一定的历史和经验，已取得了丰富的成果；而现在我国的一些科学教育工作者也越来越多地开始关注学生的前概念研究。下面是本人及国内外一些专家和教师对于小学生科学前概念一些研究结果。希望这些研究能给
教师的教学以及教材的编写带来一定的启示和思考。 一、学生的科学前概念 调查以下这些科学前概念的方法主要有访谈法和提问法，另外在访谈中有的还用到了绘图和实验操作等手段。研究的对象主要是8－12岁的小学生。 1．对地球的认识 访谈的对象是8－11岁的小学生,他们对于地球的形状和引力问题的认识,大致可以归为以下五种。 （1）我们生活的地球是平的，不是像球体一样圆的。 当访谈者问这些学生地球是什么形状的时候,他们几乎都说地球是球形的,而当访谈者进一步让学生对地球的形状进行解释时,却发现他们并没有真正理解这一事实，在他们思维的深处还是认为地球是平的。以下学生绘制的关于地球形状的解释图正说明了这一点。 图片(a)是一位8岁小学生画的。她认为地球是圆的，就像地面上的路一样弯曲。 图片(b)是一位8岁小学生的解释画。他认为地球是圆，就山顶的形状一样。 图片(c)也是一位8岁小学生的解释画。他认为存在两个地球，一个地球在天上（图上的小圆代表的是天上的地球），它是圆球形的。另一个是我们脚踩的地球，它是扁平的。 图片(d)是一位11岁学生的解释图。他认为地球是圆形的，但是地面是平的，地面的周围是海洋。他还画了一个哥伦布环球航行的路线图。
科学概念教学五要素
科学概念教学五要素 李高峰 唐艳婷 (陕西师范大学生命科学学院 西安 710062) 摘 要 科学概念教学的五个基本要素是概念的语词、内涵、外延、例证及其前科学概念。语词是概念的符号,语词和概念之间并不是一一对应的。内涵和外延是概念的两个基本特征。内涵是概念的含义,是通过定义的方法来界定的;外延是概念的全部对象,是通过划分的方法来明确的。概念的例证是形成科学概念的必要支持。前科学概念是科学概念教学的重要课程资源。 关键词 科学概念 教学要素 概念教学 科学概念是客观事物的共同属性和本质特征在人们头脑中的反映,是对科学事物的抽象,是人们观察、实验和思维相结合的产物,是组成科学知识的基本单元,是形成科学学科结构的基础[1]。进行科学概念的教学,提高概念教学的效率,要关注与科学概念相关的五个基本要素———科学概念的语词、内涵、外延、例证及其前科学概念。 1 科学概念的语词 概念是人们认识的结果,它反映客观事物的思想;语词是一些表示事物或表达概念的声音与笔划;“概念是语词的思想内容”,“语词是概念的语言形式”[2],概念与语词是密切联系的。概念的存在,必须依附于语词;不依附于语词的赤裸裸的概念是不存在的。语词的学习属于表征学习的范畴,即学习单个符号或一组符号的意义;表征学习是概念学习的基础和前提。语词和概念之间并不是一一对应的。 1.1 同一概念可以用不同的语词来表达 语词是民族习惯的产物,不同的民族用来表示同一事物的语词可以是不同的,如中文和英文对同一概念就是用不同的语词来表达,像“细胞”和“cell”、“脱氧核糖核酸”和“DNA”、“基因”和“gene”、“反射”和“reflex”,两者都表达相同的概念。有时,在同一民族语言中,也常常用不同的语词来表达同一概念。如生物多样性保护的方式之一“易地保护”也称为“迁地保护”;又如“过敏反应”、“超敏反应”和“变态反应”三词都表达同一概念。 1.2 同一语词也可以表达不同的概念 同一个语词在不同的语境中可以表达不同的概念,即一词多义,必须结合具体语境加以理解。例如,“白头翁”既可以表达一种鸟,也可以表达一个老头;“杜鹃”既可指一种叫“杜鹃”的鸟,也可以指一种叫“杜鹃”的花。另外,许多科学概念都有狭义和广义之分。如“新陈代谢”,狭义指生物体活细胞中全部有序的化学变化;广义指生物体与外界环境之间的物质和能量的交换以及生物体内的物质和能量的转变过程[3]。又如“翻译”,既指“把一种语言文字的意义用另一种语言文字表达出来”,也指“做翻译工作的人”,在生物学中还指“游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质”的过程。 2 科学概念的内涵 概念的内涵,“就是概念所反映的事物的特有属性”[2],又称概念的含义;内涵是概念的质的规定性,它表明概念所反映的对象“是什么”。任何一个概念都是有内涵的。在科学教学中,科学概念常常是通过对“事物的本质特征”或其内涵的“确切而简要的说明”[4]来界定的,也就是概念的定义。定义是“揭示事物的特有属性(固有属性或本质属性)的逻辑方法”[2]。定义的方法主要有两种: 2.1 属加种差定义 “属加种差的定义,就是定义项是由属与种差组成的定义”[2]。例如,“基因”的定义“基因是有遗传效应的DNA片段”,被定义项是“基因”,定义项是“有遗传效应的DNA片段”,即被定义项(基因)=属(DNA片段)+种差(有遗传效应的)。定义“表现型是指生物个体表现出来的性状”,定义项是由属“性状”与种差“生物个体表现出来的”组成的。 科学概念的定义还常用事物发生或形成过程中的情况作为种差,这种定义方法称为发生定义。如“转录”的定义“RNA是在细胞核中,以DNA的一条链为模板合成的,这一过程称为转录”[5];“二肽”的定义“由两个氨基酸分子缩合而成的化合物,叫做二肽”。发生定义中,还有一些以事物发生的原因作为种差,称为因果定义。例如,“光合作用第一个阶段中的化学反应,必须有光才能进行,这个阶段叫做光反应阶段”;“(人类的红绿色盲、抗维生素D佝偻病的遗传表现与果蝇眼色的遗传非常相似,)它们的基因位于性染色体上,所以遗传上总是和性别相关联,这种现象叫做伴性遗传”。 2.2 语词定义 “语词定义就是规定或说明语词的意义的定义”。有的科学概念是说明的语词定义,如“ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写。……其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,……ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物”;“出生率是指在单位时间内新产生的个体数目占该种群个体总数的比率”。有的科学概念是规定的语词定义,之所以要规定,是因为在科学研究中,有些词或词组太长了,说起来或写起来很不方便,
最新初中科学概念教学中运用“先行组织者”策略
初中科学概念教学中运用“先行组织者” 策略
“先行组织者”策略在初中科学概念教学中的运用 摘要：科学概念是科学学习的重要组成部分，本文结合具体案例，从科学实验、模拟模型、对比类比、科学史、多层次问题5方面，探讨了先行组织者教学策略在建构科学概念中的运用。 关键词：先行组织者科学概念有效教学 “先行组织者”教学策略是美国教育心理学家奥苏贝尔首先提出来的，是学生在学习新知识前教师首先为学生提供的一些引导性材料或者引导学生先进行一些相关的思考和实践。“先行组织者”策略有助于学生发现自己已有的认知结构中与新知识有关的知识或能力，从而主动地将新知识与这些知识联系起来，让学生更好的自我建构起知识的体系，提高学习的效率。 初中科学是一门涵盖理、化、生、地理等相关知识的综合学科，科学概念比较抽象，有些相近的概念易混淆，有些概念又很零散，学生对科学概念的学习和理解比较困难。通过近几年的教学实践，教师可以通过实验、模拟、类比、科学史、图片等方面采取先行组织者策略，改善学生的认知结构，让学生更快更好地同化每一个新概念。 1.以科学实验为“先行组织者”提升学生对概念的理解力 科学是一门以实验为基础的学科，如果把科学实验作为概念建立的“先行组织者”，并且通过引导学生对实验现象开展交流与讨论，在结论的得出过程中也就能顺利的得出了科学概念，同时将结论适当的推广，还能对科学概念进行总结和提升。 案例1：学生对“电磁感应”概念的“一部分导体、切割磁感线、感应电流”
的理解是一个难点。我在课堂教学中就安排了这样一组实验：（1）取一段导线ab放在U型磁体中并向各个方向运动；（2）另取一根长导线cd连接到导线ab 的两端，再使导线ab放在U型磁体中并向各个方向运动；（3）拆下导线cd，先连上一个电流表，再串联连接到导线ab的两段，再使导线ab放在U型磁体中并向各个方向运动；（4）把电流表换成灵敏电流计，重复实验；（5）拆下导线ab，取一个矩形线圈代替导线ab，并让整个线圈都在磁场中运动。通过一组循序渐进的实验，学生会慢慢体会到探究的历程，这种从实验不成功慢慢到成功的过程，学生的思维不断被刺激，而且始终处于高度活跃状态，学生会自主的分析感应电流产生的条件，也更容易让学生理解“电磁感应”这一科学概念。如果教师的演示实验一步到位，直接得出概念，反而不能很好的理解为什么要闭合电路？为什么只能是部分导体？怎样才叫做切割磁感线？ 用实验做先行组织者既能加强学生对科学概念的深刻理解，又能培养学生严谨的实验思维能力。 2.以模拟、模型为“先行组织者”使深奥概念浅显化 模拟法是指先设计出于某被研究现象或过程（即原型）相似的模型，然后通过模型，间接的研究原型规律性的实验方法。模型的建立有助于学生更好地理解一些复杂的科学概念，或者把微观概念宏观化，也可以把宏观概念微观化，从而达到认识和理解概念的目的。 案例2：在学习分子的构成、DNA的结构、生态系统的组成等知识时组织学生利用身边的一些废旧物品制作相关的模型，发现学生非常感兴趣，效果也相当不错，既避免了枯燥的理论学习又培养了动手能力，并且让学生感觉到科学实验并没有很神秘，科学实验其实就在身边。例如，学生用马铃薯、橡皮泥、
初中科学概念教学
初中科学概念教学 【摘要】科学概念是科学基础知识的重要组成部分，是初中科学教学的重点，只有学好了科学概念并能将之运用于解决实际生活问题，才能更好地掌握基础知识。本文以《运动和力》学习为例，从①围绕核心概念展开教学；②在纠错中重新构建概念；③揭示概念的本质，理解概念；④结合实际，巩固概念等四个方面，结合教学过程，阐述了初中科学概念教学中的几点心得。 【关键词】初中科学；概念教学 科学概念是科学基础知识的重要组成部分，是初中科学教学的重点，只有学好了科学概念并能将之运用于解决实际生活问题，才能更好地掌握基础知识。与小学课程相比，他们学的概念变得越来越抽象。在学习科学的进程中，需要逐渐去掌握一些应用更为广泛的概念，因此必然会更为抽象。如果这些概念的建立不能追溯和连接到更为具体的经验，对这些概念的理解会发生困难。下面我谈谈在初中科学概念教学中的几点心得。 一、围绕核心概念展开教学 在浙教版初中七（下）科学《运动和力》一章中，有参
照物、匀速直线运动、力、重力、平衡力、摩擦力、压力等概念，但这些概念都围绕“运动与力的关系”而展开，所以“运动和力的关系”是这一章的主线，也是这一章的核心概念。通常情况下，教师都会按照教材的顺序，先介绍机械运动，接着学习力的概念和重力，至《牛顿第一定律》一节提出“运动与力究竟有怎样的关系”的问题，进而得出牛顿第一定律。由于学生在前面的概念学习中不知这些知识在本章中的地位，更不知它们对“运动和力的关系”这一核心概念构建的意义，他们貌似扎扎实实地学习着，得到的却只是孤零零的知识――这样的结果是只把握局部，不能从全局认识运动和力的关系。即使学生“扎实”、“顺利”地学习重力、平衡力、摩擦力等概念，但等到学习“二力平衡的条件”这一节时，面对稍复杂些的问题，他们就会错误百出。 郭思乐教授认为：学习本质上是一个领悟的过程，人的知识常常栖息在某一个整体的领悟上面。因此，我们在本章教学时，可以站在整体的高度统筹安排，让学生在学习局部知识时感知整体，再在较高的层次上把握整体，建构核心概念，这样做，有助于学生理解与他们生活相关的事件和现象。为此，我在本章内容的教学时，就围绕“运动和力的关系”这一核心概念展开。 教了机械运动后，在学习力的概念时，先让学生举出不同的机械运动，得出力的概念和力的作用效果，这时再返回