科学前概念的分析及应用
科学前概念的分析及应用
科学前概念的分析及应用着名发展心理学家皮亚杰的研究显示，学生在学习科学课程之前，头脑里并非是一片空白，他们在日常生活中，对客观世界中的各种事物已经形成了自己的看法，并无形中养成了各自独特的思维方式。
这种在接受正规的科学教育之前所形成的概念一般称之为科学前概念（TheconceptofScience），简称前概念。
在实际教学实践中不难看出，前概念最大的一个特点就是顽固。
本文应用。
前概念的转变条件作用的前概念，当新的科学概念和前概念比较一致时，学生在探究活动中往往会表现得比较活跃和积极，就容易达成相应的教学目标；一种是具有负向迁移作用的前概念，当新的科学概念和前概念产生冲突时，前概念则会严重干扰科学概念的构建，相应的教学任务也不易完成。
在日常科学教学研究与实施策略中，不能人为地将前概念的这两种作用相互割裂，而应平等地加以重视。
前概念在教学中的应用利用前概念的正向迁移作用完成知识迁移前概念实际上是不可多得的教学资源，要让个体看到它对自己的价值，看到它能解决的实际问题。
当然前概念的运用也是学习的目的，也是检验前概念掌握情况的重要标志，还是加深对原有概念理解的重要环节。
因为只有通过运用，学生对概念理解上的缺陷才能暴露出来，才能进一步有针对性地加以纠正、完善和深化对科学概念的理解。
如在学习六年级上册《谁选择了它们》一课时，通过对田野里生活着的绿青蛙，和沙漠中生活着的黄青蛙生活环境的分析，学生这一科学概念（前概念），从而顺利完成了知识的迁移，并让利用前概念的负向迁移作用修正原有概念对原有前概念的不满是概念修正的前提。
学生只有认识到自己原有的科学概念失去了作用，他才会去改变这一前概念。
当学生遇到原有科学概念所无法解释的事实时，就会引发认知冲突，这就会导致对原有科学概念的不满。
而这种不满，就会表现为由客观事实所引起的对原有科学概念的不信任，所以为了促进学生实现由原有前概念向科学概念的转变，需要在给学生提供丰富的感性认识的基础上激发其产生“困惑”进而形成对现有科学概念的“不满”，接受新的前概念或去寻找新的解释，形成新的前概念。
正确认识和处理科学前概念
正确认识和处理科学前概念作者：刘胜军来源：《湖北教育·科学课》2017年第02期儿童对多彩缤纷的世界，在学习之前，已经有了一定的认识，且会形成一些与科学知识相似、不尽一致甚至相悖的看法，这其实就是他们的科学前概念。
科学前概念在儿童的科学学习过程中扮演着至关重要的角色，儿童拥有的科学前概念最终会把他们引导到当前的科学概念上来，教师对学生科学前概念的把握直接影响着课堂教学的质量。
我们要在教学中，善待学生的任何科学前概念，并创设良好的教学情境，采取高效合理的教学策略，引导、纠正学生的科学前概念，使他们更好地转变、建构科学概念。
一、科学前概念的主要特征自发性。
科学前概念是在学生的大脑中自发性地建构的，没有人教他们这个问题应该这样或者那样，认识他们站在自己的立场，凭感性经验进行建构。
广泛性。
包括内容的广泛、地域的广泛以及学生的广泛。
科学前概念包罗万象，不同地区甚至不同国家的学生，以及各个层次的学生，都具有相异构想。
顽固性。
科学前概念一旦形成，就容易形成思维定势，根深蒂固、印象深刻，要想转变，相当困难。
隐蔽性。
学生头脑中的科学前概念是潜移默化形成的，以潜在形式存在，平时不易表现出来。
负迁移性。
先前的知识结构对新的知识结构的建立有时会产生负面影响。
反复性。
学生学习科学概念后，科学前概念还会对学生产生作用，使其产生糊涂的认识。
科学前概念很难在一个有限的学习时间里彻底消除，即使在学习中被纠正过，也很容易形成反复，过一段时间或毕业后又会忘记科学概念，科学前概念会继续潜伏在人的思维中。
表象性。
学生的认识比较肤浅、直观，还停留在对表象的概括水平上。
二、正确认识和处理科学前概念1.尊重学生的科学前概念尊重学生的科学前概念是引导他们建构科学概念的基础。
在实际教学中，学生所表现出来的科学前概念往往有很多错误，教师不能武断地否定，应当尝试着从学生的思维角度来解释，也许会发现很多闪耀着科学火花的思维亮点。
2.注意分析学生的科学前概念在课堂教学的过程中，学生会呈现怎样的科学前概念，很难预测准确。
基于“前概念”认知的小学科学教学
基于“前概念”认知的小学科学教学在小学科学教学中，了解和认识“前概念”对学生的认知发展有着重要的作用。
所谓“前概念”是指学生在学习某一概念之前已经存在的关于这一概念的模糊、片面或错误的认识。
这些“前概念”可能来自学生的日常经验、家庭环境、社会影响等多方面因素。
教师在教学中需要深入了解学生的“前概念”，并通过有针对性的教学活动，帮助学生逐步建立正确的科学概念，从而促进学生的认知发展。
小学科学教学中需要采取多种途径了解学生的“前概念”。
教师可以通过课堂观察、提问、讨论以及开展一些形式多样的课外活动，深入了解学生对某一概念的认识情况。
还可以借助一些科学实验或参观活动，观察学生在实践中对科学现象的理解和认识。
通过这些途径了解学生的“前概念”，教师可以更加全面、深入地把握学生的认知情况，有针对性地进行教学设计。
进一步地，小学科学教学中需要通过启发性教学、引导性问答等方式帮助学生改变错误的“前概念”，逐步建立正确的科学概念。
对于学生已有的认识错误，教师可以通过提出问题、引导讨论，激发学生的思考，引导学生自己去发现问题、反思问题，从而帮助学生逐步认识到自己“前概念”的错误之处。
教师还可以设计一些富有趣味性的教学活动，让学生在实践中亲自探索、实践，通过自己的亲身经历，逐步建立起正确的科学概念。
通过观察实验现象、比较不同实验结果，学生可以逐步意识到水在不同温度下的状态变化规律，从而建立正确的蒸发、气化等概念。
小学科学教学中需要关注学生的认知发展，通过引导学生建立正确的科学概念促进学生的认知发展。
科学认知发展是一个由表层概念向深层概念逐步发展的过程，学生在建立正确的科学概念后，需要进一步深化和拓展这些概念。
教师在教学中需要注重对学生认知发展的引导和促进，通过多种教学活动，帮助学生逐步建立起复杂的科学概念体系，促进学生的科学认知水平不断提高。
科学前概念的分析与辩证利用
儿童科学前概念的例子
儿童科学前概念的例子儿童科学前概念指的是儿童在正式学习科学知识之前对自然界和科学现象的一些基本认知和理解。
这些概念通常是从亲身经验中获得的，是儿童在日常生活中对世界的探索和观察所形成的基本科学认知。
下面就让我们来看一些关于儿童科学前概念的例子。
1. 重力：一位年幼的孩子用手把一个小球推向桌子边缘，当小球落地时，孩子发现它会停下来而不是继续滚动。
这个孩子可能会提出问题：“为什么球停下来了？”这就是他对重力的一种概念认知，他通过日常生活的观察和实验，开始了解物体受到地球引力的影响。
2. 形状与颜色：当儿童玩积木的时候，他们逐渐能够感知到不同形状的积木可以搭建不同的结构，也能够发现不同颜色的积木组合在一起可以创造出美丽的图案。
这些亲身实践让孩子逐渐学会了认知形状和颜色，并开始理解它们之间的关系。
3. 水的状态变化：儿童在玩水的时候，会发现水可以变成冰、可以变成蒸气。
通过观察和实验，他们会逐渐形成关于水的固液气三态之间转化的概念，开始理解温度对物质的影响。
4. 植物生长：孩子在种植小小的豌豆或者观察家里的盆栽时，可以看到植物从种子开始生长，逐渐长成大树或花朵。
通过这一过程，他们慢慢理解植物的生长过程，并初步接触到生物学的基础知识。
5. 动物特征：儿童在观察家养宠物或者动物园的动物时，可以发现不同的动物有不同的体型、外貌、习性和饮食习惯。
通过这些观察，他们开始认知和理解动物的特征，并初步接触到动物学的基本概念。
这些例子表明，儿童在日常生活中通过观察、实验和亲身体验，逐渐形成了一些科学前概念。
这些概念虽然简单，但是为日后的正式科学学习打下了坚实的基础。
教育工作者和家长们可以通过引导和激发孩子的好奇心，帮助他们建立更多更深入的科学前概念，为他们未来的科学学习奠定坚实的基础。
初中科学教学中前概念的分类及转化
２ ． ３ 针对上述四种类型的个性转化策略 ２ ． ３ ． １ 用 实例来推翻 日常生活经验型前概念 日常生活型前概念最大的特点就是学生接触的事实大部 分就是那样的， 而 看 不到 一 些 真 实 的特 别 的 例子 ， 所 以教 师 应 该在课堂上想办法，用实例来推翻他们 的前概念。 比如水结 成 冰 温 度 一 定 要 下 降这 个 命 题 ，教 师完 全 可 以在课 堂上 做 一 个 实验 ， 用温度计的测量结果来证明在冰水共存 时， 水结成冰 温度都为 ０ ℃ ２ ． ３ ． ２用必要解释来修正专业术语错误型前概念 对于这类 问题， 我们 可以充分摸底 ， 了解哪些专业术语学 生 没有 充 分 理 解 ， 然 后 进 行 专 门 的讲 解 ， 在 以后 的教 学 中， 我 们 也要 在 出现 这 些 专业 术 语 的时 候 就讲 解 清 楚 ，讲 清 楚 术语 的内涵和外延 ， 以及典型的错 误理解 。 ２ ． ３ － ３用留余地 的教学来完善教学本身局限型前概念 由于初 中阶段基础教 育本身原因造成 的前概念，那就要 求 我们 能够 在 讲 解 这 些知 识 的时 候 ，适 当做 些 扩 充 。比 如在 讲到氧化反应的定义时 ， 要告诉同学们 ， 物质和氧的反应称为 氧 化反 应 ， 这 只是 氧 化 反应 的一 部 分而 已 ， 以后 学 习 中氧 化反 应 不 一 定要 有 氧 气 参 与 ，并 可 适 当 补 充 些反 应 前 后 元 素 化合 价升降来判断氧化反应的例子 ， 以帮助 同学们开阔眼界 ， 而不 被 教 学本 身所 局 限 。 ２ ． ３ ． ４用数 学方法来检验科 学问题纯数学化型前概念 其 实 ，科 学 问题 纯 数 学 化 的最 好 解 决 方 法 还 是 “ 以牙还 牙” ， 即用数学反推法来证明观点的错误性 。比如密度公式ｐ ＝
成功的彼岸——谈小学科学教学中前概念的应对策略
可 以从 以下 几 个 方 面着 手 ：在 课 前 有 目 的 地 设 计 一 些 问 题 调 查 一
些学生 ． 以此 获 得 学 生 的前 概 念 ．
们 所 了 解 的 只 是 表 面 上 的 东 西 至 于 铜 、 、 三 种 金 属 谁 的 导 电 铁 铝
的认 识 就 有 可 能 不 同 如 健 康 食 品 的 标 准 是 什 么 ？ 有 的学 生 家 长
的。
三 、 别 差 异 性 个 学 生 前 概 念 的形 成 在 一 定 程 度 上 受 他 们 所 处 生 活 背 景 和 经 验 的影 响 ．不 同 的 学 生 对 同 一 事 物
习 物 体 的 导 电性 能 之 前 就 已 经 知
道 了 金 属 的 导 电 性 能 很 好 ．而 他
多 的 了解 和 探 究
融 入 了学 生 自身 的 认 知 体 系 ． 所
以 学 生 的前 概 念 还 具 有 一 定 的 稳
的前概念 ．能做的就是 深入地 了 解 学情 ．勇 敢 地 面 对 学 生 的 前 概
念 ． 只有 运 用 多 种 方 式 ． 前 概 念 把
定 性 比如 ． 里 的热 水 快 速 蒸 发 壶
根 据 学 生 前 概 念 的 具 体 情 况 预 设 或 调 控 自 己 的 教 学 怎 样 才 能 提 前 了解 学 生 的 前 概 念 呢 ？ 我 觉 得
小 学 生 的 前 概 念 大 多 来 自他 们 的 生 活 经 验 ． 他 们 只是 凭 借 着 对 事物 的 感 觉 和 一 些 直 观 的 经 验 来 解 释 其 中 的现 象 这 种 解 释 只
性 能 最 好 ．几 乎 所 有 的 学 生 ６１ ００
其 他／ 海撷 英 教
小学中高年级学生科学前概念的分析与对策
课程篇小学中高年级学生科学前概念的分析与对策杜建伟（浙江省宁波市海曙区石碶街道栎社小学，浙江宁波）小学科学课是对学生进行科学和科技启蒙教育的一门重要的基础学科，它以实验为基础，许多的概念、规律都是建立在实验的基础之上的。
教育部2017年最新颁布的《义务教育小学科学课程标准》（以下简称《新课标》），对教科版小学科学教科书进行了修订，修订后的教科书采用了科学概念和科学探究双螺旋协同发展教学模式。
中高年级学生在接受正式的科学教育之前，已在现实生活中通过长期的经验积累与辨别式学习而获得的一些感性印象，积累的一些缺乏概括性和科学性的经验，是一些与科学知识相悖或不尽一致的观念和规则。
针对小学生所具有的这种模糊的科学前概念，我们在开展教学活动时，可以通过利用学生熟悉的事物来进行对比，帮助学生建立正确的科学概念。
对于中高年级学生科学前概念引导与纠正就显得尤为重要。
情景一：《运动与摩擦力》有学生提出摩擦力大小与快慢有关。
老师就问有多少学生也有这样的想法时，绝大多数同学都举起了手。
于是，老师将学生分为三大组，分别用实验验证有关影响摩擦力大小的因素，看看孩子的猜想是否正确。
该老师特别观察了“摩擦力大小与快慢是否有关”实验小组，在实验中，有学生边做边说：“我怎么觉得小车越快测力计显示的数值反而越小了。
”接着，他们小组又重复实验起来。
汇报时，该老师有意地先读了其他三个小组的结果，数据认为速度快与速度慢的摩擦力相差很大，速度慢的平均只有2牛，而速度快的平均有5牛。
接着又读了刚才那个小组的数据，速度快慢时的摩擦力差异只有0.1牛，但他们仍得出结论：摩擦力大小与速度有关，速度越快，摩擦力越大。
（但我们知道摩擦力大小和速度无关。
）学生似乎已形成了“科学”的已有知识，即实验就是证明猜想是正确的。
他们在做实验时，即使有疑问，也要让实验数据去符合自己的猜想。
情景二：《声音是怎样产生的》师：（出示一只玻璃瓶）能让这只瓶子发出声音吗？生：（上台演示）敲、吹。
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科学前概念的分析及应用
著名发展心理学家皮亚杰的研究显示，学生在学习科学课程之前，头脑里并非是一片空白，他们在日常生活中，对客观世界中的各种事物已经形成了自己的看法，并无形中养成了各自独特的思维方式。
这种在接受正规的科学教育之前所形成的概念一般称之为科学前概念（The concept of Science），简称前概念。
在实际教学实践中不难看出，前概念最大的一个特点就是顽固。
本文就着重从前概念的转变条件入手，分析并介绍前概念在教学中的应用。
前概念的转变条件
美国康奈尔大学的波斯纳等人借鉴了库恩、拉卡托斯等当代科学哲学家的思想，针对概念转变发生的条件，提出了著名的概念转变模型（Conceptual Change Model，简称CCM）。
他们认为一个人原有的前概念要发生改变需要具备以下四个条件：对现有概念的不满；新概念的可理解性；新概念的合理性；新概念的有效性。
根据这个模型，前概念可以分成两种，一种是具有正向迁移作用的前概念，当新的科学概念和前概念
比较一致时，学生在探究活动中往往会表现得比较活跃和积极，就容易达成相应的教学目标；一种是具有负向迁移作用的前概念，当新的科学概念和前概念产生冲突时，前概念则会严重干扰科学概念的构建，相应的教学任务也不易完成。
在日常科学教学研究与实施策略中，不能人为地将前概念的这两种作用相互割裂，而应平等地加以重视。
前概念在教学中的应用
利用前概念的正向迁移作用完成知识迁移前概念实际上是不可多得的教学资源，要让个体看到它对自己的价值，看到它能解决的实际问题。
当然前概念的运用也是学习的目的，也是检验前概念掌握情况的重要标志，还是加深对原有概念理解的重要环节。
因为只有通过运用，学生对概念理解上的缺陷才能暴露出来，才能进一步有针对性地加以纠正、完善和深化对科学概念的理解。
如在学习六年级上册《谁选择了它们》一课时，通过对田野里生活着的绿青蛙，和沙漠中生活着的黄青蛙生活环境的分析，学生总结出“当周围环境发生变化时，生物的形态结构也会发生变化”这一科学概念（前概念）。
在接下来的课程学习中，面对“长颈鹿的脖子为什么会这么长？”的问题，学生很快就明白了其中的原因：因为周围环境的变化，长颈鹿的祖先改变了原有吃草的习性，而改吃驼刺合欢树的叶子，驼刺合欢树长的很高，为适应这种变化，长颈鹿的脖子也就因此发生了改变。
在课的结尾，再次利用这一科学概念（前概念），提出了一个反问
“那驼刺合欢树为了逃避被吃，会不会越来越高呢”，从而顺利完成了知识的迁移，并让学生认识到自然界物种之间的激烈斗争，使知识结构更加完整。
利用前概念的负向迁移作用修正原有概念对原有前概念的不满是概念修正的前提。
学生只有认识到自己原有的科学概念失去了作用，他才会去改变这一前概念。
当学生遇到原有科学概念所无法解释的事实时，就会引发认知冲突，这就会导致对原有科学概念的不满。
而这种不满，就会表现为由客观事实所引起的对原有科学概念的不信任，所以为了促进学生实现由原有前概念向科学概念的转变，需要在给学生提供丰富的感性认识的基础上激发其产生“困惑”进而形成对现有科学概念的“不满”，接受新的前概念或去寻找新的解释，形成新的前概念。
如在教学五年级下第一单元《物体在水中是沉还是浮》一课时，在设定了沉浮的标准以后，教师把小石头、泡沫塑料块、回形针、蜡烛、带盖的空瓶、萝卜和橡皮放在桌上，让学生预测哪些物体会沉、哪些物体会浮，并要求他们把预测结果和预测的理由填入表格。
通过他们的预测可以看出，学生普遍存在着
“物体越轻越容易浮，物体越重越容易沉”的不太正确的前概念，所以在做完实验以后，很多学生惊奇地发现自己原先的假设居然是错误的，很困惑，尤其在对回形针和萝卜的沉浮判断上，这进一步激发了他们探究物体沉浮奥秘的兴趣。
接下去，在做“改变橡皮和萝卜的重量与体积”的实验中他们修正了原有的前概念，认识到物体的沉浮其实和物体本身的材料有很大的关系，建立了“同一种材料，沉浮与其重量无关”的正确的科学概念，从而完成了知识的迁移。
作为一线的科学教师要充分重视和了解学生的前概念。
在日常的教学中对于学生的前概念不能简单粗暴地予以否定，而是要尽量做到尊重。
只有这样，才能发挥学生的主观能动性，转变学生的原有知识，使得教学有的放矢，更好地提高教学效果。
参考文献
[1] 梁平.在自然科学领域中学生的错误观念及其转变[J].外国教育资料，1999年
[2] 王小棉.论教师隐性教育观念的更新[J].教育研究，2003
[3] （美）奥苏伯尔.教育心理学[M].余星南译.人民教育出版社，1994
（作者单位：浙江省台州市玉环县城关中心小学）（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。