“影响固体沉浮因素”科学前概念成因分析及转化策略

◇王 瑜

基于对学生的前概念的了解，我选择对61名学生对“有关影响固体沉浮的因素”的前概念进行研究，选用问卷调查结合课堂教学的方法，提出了几项策略：课堂与前测结合，暴露学生前概念；发挥“同化”作用，抓住“科学”前概念；巧设认知冲突，转化错误前概念；循序渐进，逐步转化前概念；创设情境，形成科学概念。

一、问题的提出

（一）研究的意义

日常概念也称“前概念”，是指未经专门的教学，与其他人在日常交际和积累个人经验的过程中慢慢形成并掌握的概念。当日常概念和科学概念的含义一致时，有利于学生对科学概念的掌握；当前概念和科学概念相违背时，则会影响科学概念的形成。

（二）研究的问题

本研究的目的是调查“学生对影响物体沉浮的因素”的前概念有哪些，并在教学实践中寻找促进前概念向科学概念发展的方法。

二、关于“影响物体沉浮的因素”的前概念探查以及其成因分析

（一）研究对象

本实验的研究对象为红太阳旭日景城小学三年级共61名学生，六年级共57名学生。并根据本节课的教学重点设计了问卷调查。

（二）问卷题目

问题1：物体放入水中会发生什么？

问题2：你认为有的物体会浮，有的物体会沉，这与什么有关？

（三）探查结果及分析

三年级：在回答第一个问题时，53名（86.8%）的学生认为把物体放入水中有沉浮。可见大多数的学生在前概念中已经有沉和浮的概念。

在回答第二个问题时，得到的回答主要有3种：有83.6%的学生认为“沉浮”与轻重有关。有13.1%的学生认为与大小有关。2名学生（0.16%）认为两侧都有。经过进一步的访谈，发现认为与“大小”有关的则有62.5%的人认为小的浮，大的沉；有37.5%的人认为大的浮，小的沉。

（四）关于“影响物体沉浮因素”前概念形成原因的总结

1.源于学生的生活经验

学生在现实生活中经常会遇见“物体沉浮”的现象。这些生活经验有些和科学概念是相符的，有利于学生科学概念的形成；有些生活经验与科学概念不相符，会妨碍学生科学概念的形成。

2.源于小学生自身的特点

儿童在认识事物的时候容易单一化地判断影响物体的因素。所以对于大多数学生而言，影响“物体沉浮因素”都是单一的，不是“轻重”，就是“大小”。

三、有关“影响物体沉浮因素”前概念转化的策略

（一）课堂与前测结合，暴露学生前概念

学生的前概念不但能让老师抓住教学的突破口。更能让学生了解自己，从而随着教学的深入对自己的前概念更好地进行同化和顺应。所以教学的第一步，我设计让学生先充分暴露自己的前概念。

{教学片断}

师：同学们都知道，把一个物体放入水中，有的会浮，有的会沉。那么影响物体沉与浮的因素究竟是什么呢？小组讨论。

学生归纳出和我们前测相同的3种情况。第一，可能是轻重；第二，可能是大小；第三，可能大小和轻重都有关系。

（二）发挥“同化”作用，抓住“科学”前概念

前概念并非都是错误的，当日常概念和科学概念的含义一致时，有利于学生对科学概念的理解和掌握。根据我们的前测发现，认为“轻重”或是“大小”决定物体的沉浮，只是认识得不够全面，并不是错。

{教学片断}

师：有的同学认为这与物体的轻重有关，但就让我们先来研究研究“影响物体沉浮因素”是不是与“物体的轻重”有关。你有什么好方法。

生：做实验。

师追问：你想设计一个什么实验，来研究“影响物体沉浮因素是不是与物体的轻重有关”？

生：对比实验

师：小组讨论，这个对比实验要注意什么？

小组汇报：我们要注意，水的量，物体的大小都是相同的。

教师提供器材：一盆水、同样的密封药瓶里面装有棉花、水、沙子。

通过了这个实验证明了“物体的沉浮”与物体的轻重有关，重的沉，轻的浮。这与大多数同学的前概念是吻合的，经过这样的教学过程，学生强化了“物体的沉浮与轻重有关”这一概念。

（三）巧设认知冲突，转化错误前概念

每个学生都认为自己的前概念是正确的。所以在教学中，只有当学生对自己原有前概念产生不满意时才会激起学生的求知欲和好奇心。

{教学片断}

出示：沉入水中的小石子和浮在水中的巨轮。

提问：思考——除了“轻重”会给物体的沉浮带来影响以外，还可能有什么原因？

在教学中选择小石子和大船这样“重的浮，轻的沉”的实例，引发了概念的冲突。当孩子已经意识到——物体的沉浮与物体的轻重和大小都有关系的时候。教师再一次引发认知冲突。

{教学片断}

出示实验：将同一个鸡蛋放入水中，它沉下去，不断加盐，它浮了起来。

让学生进一步研究物体沉浮与液体密度的关系。

（四）循序渐进，逐步转化前概念

在上面的课例中，我们也发现转化孩子的前概念不是一蹴而就的，因为学生的前概念是复杂的。所以教师必须耐下心来分析前概念，帮助孩子同化和顺应。

（五）创设情境，形成科学概念

在刚刚的教学中，我也创设了“大船和小石头”“普通水和盐水”这两个情境来引发认知冲突。在教学中，通过创设探究情境，让学生根据自己的理解，试着用前概念去解释实验现象，让学生强烈意识到前概念的存在与问题。