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。

图片(e)是一位10小学生的解释图。他也认为地球是圆形的，但是地面是平的，地面的周围是海洋。还认为只有通过宇宙飞船才能发现地球是圆的。

（2）地球是圆的，但它上部是空气，下部是地面和水；

8－11岁的学生中很多人持有这种观点。他们认为地球是球形的，但是它是由两个半球合成的球体。上半个球体充满了空气，下半球体是地面和水。当访谈者让学生进一步解释地球上的日出日落的时候，他们绘出了图(b)，他们认为太阳围绕着地球东升西落，周而复始。

（3）地球是球形的，但是他们不明白地球引力的方向。

对于那些知道地球是一个实体的球的学生，

访谈者让他们画出装有水的瓶子放在地球的不同位置会出现的情况。右图是学生绘制的图。图上有两个瓶子其中一个塞有盖子，另一个是敞口的。放在地球上方的瓶子里的水位于底部，而放在地球下方的瓶子的里水会往下流，敞口的瓶子里的水将全部溢出。有相当多学生持有这种观点。这说明有些学生对于地心引力还不了解，还没有真正理解地球是球体的实质。

如果再让学生画在地球上朝同一个开口、不同方向的隧道扔物体的情况，学生会绘制出下图中的错误图。当访谈者问学生的原由时，他们的回答是图(a)中K路线朝下一些，所以物体会落入到K隧道中。

而图(b)的隧道N更竖直一些，所以物体会朝着N路线落下。

（4）地球是球型的，知道地球引力指向球心，但是不明白地球引力的作用情况。

对于那些已经知道地球引力指向的学生，访谈者让他们解释物体穿越地心隧道的情形。以上学生所画的解释图都认为物体能够穿过隧道。这说明了学生不明白地球引力的作用情况。

（5）这种观点与科学的观点一致。

只有极少数的学生画出了以上正确的解释图，但是其中的绝大部分只是一种巧合。所以从总体上看小学生还无法解释有关地球引力的作用效果。

2．力与运动

对于力与运动，8－11岁的学生普遍存在以下五种观点：

（1）力与活着的物体的有关，只有具有生命的物体才有力；

（2）物体运动的时候一定有力的作用；

（3）物体运动得速度越快，它所受到的力也就越大；

（4）如果物体不运动了，它就不受力了；

（5）假如一个物体在运动着，那么作用在它上面力的方向与物体的运动方向一致。

持观点（1）的多是一些年龄相对较小的学生。其他四种观点在这些学生中间极其普遍。如上图所示，学生认为物体在下落的过程中会受到向下的力作用，物体下落得越快受到的力就越大；当物体往上运动时会受到向上的力的作用，当物体上升到最高点时它就不受力了。

3．有关人的消化道

当访谈者问：学生食物从口进入以后，它们在人体内所经过的路径如

何？学生的回答大致归为下图中的三类：

一个入口，一个出口，如图(a)所示；两个入口，一个出口，如图(b)所示；两个入口，没有出口，如图(c)所示。

4．有关简单电路

访谈者首先让8-11岁的学生用一节电池、两根导线来点亮一个小灯泡。当灯泡亮了以后，让他们解释电路的电流情况。学生一般有以下三种解释：第一种观点如图

(a)所示，学生认为电流从电池的正极出发到达灯泡，于是灯泡就亮了；

第二种观点如图

(b)所示，学生认为电流从电池两端出发到达灯泡；

第三种观点

如图(c)所示，电流从正极出发，然后经过小灯泡，最后流回负极。第三种观点是科学的。

访谈者给出正确解释后，让学生进一步用串联的方法点亮两个功率不同的小灯泡，然后再问他们在这个串联电路中的电流情况。结果有两种情况：第一种解释是，学生认为更亮的灯泡流过的电流更多，电流从正极出发的时候电流量较大，当它回到负极的时候电流就变少了；第二种解释是，流过两个灯泡的电流一样多，但是电流从正极出发的时候电流量较大，当它回到负极的时候电流就变小了。