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【摘要】本文以《我们的食物安全吗》教学为例，论述科学课概念转变教学的三步曲：精准探测认知结构，了解已有概念;引发有意义的认知冲突，解决疑惑问题;选择策略解决认知冲突，建构科学概念。
【关键词】概念转变 认知冲突 前概念 迷思概念
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2021）13-0090-02
培养儿童科学概念是科学教育的重要目标之一。在小学阶段，教师主要是教给学生“混合思维”和“复合思维”的经验，让他们经历在‘前概念思维’的基础上探求概念、感受概念转变的过程。概念转变是原有的知识经验受到与其不一致的新经验影响而出现的改变。从前科学概念转向科学概念，实质上是儿童由理解事物的部分特征属性向理解事物共同的关键属性的过渡。然而，儿童科学概念的形成并不是自发形成的，需经过具有关键作用的、良好的教学策略干预。因此，教师务必要加强对学科本质的理解，努力提高自身的学科素养，提高教学设计和组织探究的能力，为学生深层次构建科学概念提供强有力的支持。
一、精准探测认知结构，了解已有概念
认知结构指的是学习者头脑里的知识结构，是已有观念的全部内容及其组织。虽然不同研究者的研究动机、研究重点、研究方法和理论观点不同，对认知结构的称呼也不同，常见的如知识结构、记忆结构、心智模型、已有知识、前概念等，但他们研究的目的是一样的，都是为了研究儿童对概念的组织和想法。认知心理学家奥苏泊尔认为：“如果我不得不把全部的教育心理学还原为一句话，我将会说，影响学习的唯一的、最重要的因素，是学生已经知道了什么，我们应当根据学生原有的知识状况去进行教学。”可见，在科学概念的教学中，绝不能忽视儿童的前概念，教师只有充分地理解前概念在每一个儿童身上的具体表现，了解学生概念的脉络性，找到概念的生长点，才能够真正地发展儿童的科学概念。
《我们的食物安全吗》是苏教版科学教材四年级上册《食物与消化》单元的最后一课。新课程核心理念中，强调建构主义学习理论，即新的知识要在学生原有的基础上进行建構。学习这节课，学生关于食物的经验非常丰富，他们认识很多食物的种类、能够说出很多食物的味道，甚至可以简单叙述一些食物的故事，但是对食物具体的营养成分、添加成分等内在元素却不甚清楚，所以本节课可以从食物的营养和构成入手展开教学。课堂伊始，教师首先出示一些学生平时喜欢吃的小零食，让他们说说这些小零食的主要成分是什么;然后引导学生关注包装袋上的配料表，观察配料表里除了常见的主要成分，还有其他的一些添加成分，如红曲米、八角、茴香、山梨酸甲、彭松剂、苯甲酸钠、安赛蜜等;接着提供一些食品包装袋，让学生分小组进行现场观察，仔细找一找这些小零食的配料里是否含有学习单上列出的添加成分，并做好记录。
通过这样的一个活动安排，让学生发现平日常吃的这些小食品中有各种各样添加剂的存在，进而启发他们产生“为什么要在食品中加这些添加剂”这个问题，为下一步的科学探究做好铺垫。
准确了解儿童科学概念发展的水平及特点，对科学这门课程的教学来说，只是一项非常关键的、基础性的工作，教师需要更关注的是，课中如何充分利用学生已有的经验为教学服务，如何选择适切的教学材料和方法来转变学生的原有概念，以促进学生思维的发展。因此，教师要精准地探测儿童的认知结构，在教学中做到有的放矢，建构高效课堂。
二、引发有意义的认知冲突，解决疑惑问题
学习《我们的食物安全吗》这一课，通过小零食添加成分现场观察的小活动，学生注意到了食品中的添加成分，心里也产生了一系列疑惑：这些零食中为什么要加这些东西？加这些东西有什么好处？这些东西对人体有害吗？如果不加这些东西我们的食物会怎样呢？等等。在接下来的环节，教师需给予学生充足的时间和空间，让他们说出心中的疑惑，再鼓励他们对自己的问题进行大胆的猜想。由于学生处于信息时代，信息来源广，同时他们在生活中看得多，听得也多，对其中一些问题能够直接发表自己的意见。例如有学生说现在工厂生产的食品大多都添加了香精、防腐剂等成分，大量进食会影响人的身体健康，并列举了一些与食品添加剂有关的负面消息，如苏丹红事件、毒奶粉事件等;紧接着就有学生大胆质疑：“既然食品添加剂对人体有害，为什么生产食品时还要添加它？”此问题一出引发了一场激烈的思想交锋，观念在猜想和争论中不断碰撞。此时，教师不能急于调和学生间的矛盾，而是给予他们更多讨论和探索的时间、空间，让他们的观念在碰撞中融合、定型，让他们的思维在交流中产生火花，最终形成合作探究、解决问题的学习模式。
“认知冲突”是指个体意识到个人认知环境与结构存在差异，或者是个人认知结构内部不同成分间的不一致所形成的状态。引发有意义的认知冲突在概念转变过程中具有关键性作用，因为只有体验到认知分歧、产生认知冲突感，学习者才能更真切感受已有知识概念的不足，进而意识到调整或者替换已有概念的必要性。对此，在课堂教学中，教师要努力营造一个促进儿童概念转变的学习环境，如提供一个能够激发他们相互讨论并思考不同看法的机会，促使他们知觉推理历程的不一致性;或安排一些探究性实验、现场调查等活动。教师有意识地引发学生有意义的认知冲突，才能使学生对学习主题更有兴趣。学生的学习动机被激发后，才会试图调整新、旧经验，激活已有知识和推理能力。
三、选择策略解决认知冲突，建构科学概念
科学课教学中，一旦学生产生了认知冲突，意识到自己的知识系统是有瑕疵的，那么教师应该立即采取合适的策略进行各种建构活动。例如帮助学生建构所需要的知识背景、建构本体论类别、设计探究性实验、引进反例或使用科学的数据和资料进行解释等来帮助学生削弱迷思概念的根基，建立新的平衡，从而解决这一认知冲突，建构科学概念，最终实现概念的良好转变。
在前面的环节中，学生出现了争论，这些争论是教师有针对性引发的认知冲突，目的是让学生注意力及思考的方向聚焦于“这些添加剂存在的诸多为什么”，激发学生探究的兴趣。对于争论中学生自己的零星经验和猜想，究竟它们对不对、是否科学，学生急需一个科学的解释，以推动自我认知的提升。这时，教师不需要滔滔不绝地讲解和介绍添加剂的相关知识，而是把课前整理的一些资料及时地提供给学生，并让他们有选择、有重点地阅读自己感兴趣的资料。通过阅读，学生对各类添加剂，特别是对生活中存在添加剂的食品有了基本的认识——只能适量吃，不可贪吃，否则添加剂在人体内经过量的积累，会引起质的反应，最终危害人体健康。在此基础上，再对学生进行健康饮食指导，纠正他们的不良饮食行为、饮食习惯，使其逐渐形成科学的饮食观念，如此便能达到通过学习科学知识促进生活质量提高的目的，使科学与生活有了更加紧密的联系。最后，教师还让学生把自己的收获，特别是关于绿色食品的知识带回家与爸爸妈妈分享与交流，以提高整个家庭的科学生活意识。至此，科学课程的育人价值真正体现了出来。
诚然，绝大多数的科学概念都比较复杂，有时即便学生出现了认知冲突，也不一定能够马上转变他们根深蒂固的已有概念。所以，教师需认识转变概念是一个渐进的发展过程，设计教学活动要切合儿童认知发展规律，要符合当前课程内容螺旋上升的编排方式。
儿童的科学学习是概念转变的过程，教师只有不断加强基础理论和实践探索的教学，综合运用多种教学方法，才能够让学生更好地掌握正确的科学概念。
【作者简介】朱阿娜，硕士研究生学历，高级教师，全国优秀教师，江苏省教学名师，研究方向为科学课程教育教学。
【关键词】概念转变 认知冲突 前概念 迷思概念
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2021）13-0090-02
培养儿童科学概念是科学教育的重要目标之一。在小学阶段，教师主要是教给学生“混合思维”和“复合思维”的经验，让他们经历在‘前概念思维’的基础上探求概念、感受概念转变的过程。概念转变是原有的知识经验受到与其不一致的新经验影响而出现的改变。从前科学概念转向科学概念，实质上是儿童由理解事物的部分特征属性向理解事物共同的关键属性的过渡。然而，儿童科学概念的形成并不是自发形成的，需经过具有关键作用的、良好的教学策略干预。因此，教师务必要加强对学科本质的理解，努力提高自身的学科素养，提高教学设计和组织探究的能力，为学生深层次构建科学概念提供强有力的支持。
一、精准探测认知结构，了解已有概念
认知结构指的是学习者头脑里的知识结构，是已有观念的全部内容及其组织。虽然不同研究者的研究动机、研究重点、研究方法和理论观点不同，对认知结构的称呼也不同，常见的如知识结构、记忆结构、心智模型、已有知识、前概念等，但他们研究的目的是一样的，都是为了研究儿童对概念的组织和想法。认知心理学家奥苏泊尔认为：“如果我不得不把全部的教育心理学还原为一句话，我将会说，影响学习的唯一的、最重要的因素，是学生已经知道了什么，我们应当根据学生原有的知识状况去进行教学。”可见，在科学概念的教学中，绝不能忽视儿童的前概念，教师只有充分地理解前概念在每一个儿童身上的具体表现，了解学生概念的脉络性，找到概念的生长点，才能够真正地发展儿童的科学概念。
《我们的食物安全吗》是苏教版科学教材四年级上册《食物与消化》单元的最后一课。新课程核心理念中，强调建构主义学习理论，即新的知识要在学生原有的基础上进行建構。学习这节课，学生关于食物的经验非常丰富，他们认识很多食物的种类、能够说出很多食物的味道，甚至可以简单叙述一些食物的故事，但是对食物具体的营养成分、添加成分等内在元素却不甚清楚，所以本节课可以从食物的营养和构成入手展开教学。课堂伊始，教师首先出示一些学生平时喜欢吃的小零食，让他们说说这些小零食的主要成分是什么;然后引导学生关注包装袋上的配料表，观察配料表里除了常见的主要成分，还有其他的一些添加成分，如红曲米、八角、茴香、山梨酸甲、彭松剂、苯甲酸钠、安赛蜜等;接着提供一些食品包装袋，让学生分小组进行现场观察，仔细找一找这些小零食的配料里是否含有学习单上列出的添加成分，并做好记录。
通过这样的一个活动安排，让学生发现平日常吃的这些小食品中有各种各样添加剂的存在，进而启发他们产生“为什么要在食品中加这些添加剂”这个问题，为下一步的科学探究做好铺垫。
准确了解儿童科学概念发展的水平及特点，对科学这门课程的教学来说，只是一项非常关键的、基础性的工作，教师需要更关注的是，课中如何充分利用学生已有的经验为教学服务，如何选择适切的教学材料和方法来转变学生的原有概念，以促进学生思维的发展。因此，教师要精准地探测儿童的认知结构，在教学中做到有的放矢，建构高效课堂。
二、引发有意义的认知冲突，解决疑惑问题
学习《我们的食物安全吗》这一课，通过小零食添加成分现场观察的小活动，学生注意到了食品中的添加成分，心里也产生了一系列疑惑：这些零食中为什么要加这些东西？加这些东西有什么好处？这些东西对人体有害吗？如果不加这些东西我们的食物会怎样呢？等等。在接下来的环节，教师需给予学生充足的时间和空间，让他们说出心中的疑惑，再鼓励他们对自己的问题进行大胆的猜想。由于学生处于信息时代，信息来源广，同时他们在生活中看得多，听得也多，对其中一些问题能够直接发表自己的意见。例如有学生说现在工厂生产的食品大多都添加了香精、防腐剂等成分，大量进食会影响人的身体健康，并列举了一些与食品添加剂有关的负面消息，如苏丹红事件、毒奶粉事件等;紧接着就有学生大胆质疑：“既然食品添加剂对人体有害，为什么生产食品时还要添加它？”此问题一出引发了一场激烈的思想交锋，观念在猜想和争论中不断碰撞。此时，教师不能急于调和学生间的矛盾，而是给予他们更多讨论和探索的时间、空间，让他们的观念在碰撞中融合、定型，让他们的思维在交流中产生火花，最终形成合作探究、解决问题的学习模式。
“认知冲突”是指个体意识到个人认知环境与结构存在差异，或者是个人认知结构内部不同成分间的不一致所形成的状态。引发有意义的认知冲突在概念转变过程中具有关键性作用，因为只有体验到认知分歧、产生认知冲突感，学习者才能更真切感受已有知识概念的不足，进而意识到调整或者替换已有概念的必要性。对此，在课堂教学中，教师要努力营造一个促进儿童概念转变的学习环境，如提供一个能够激发他们相互讨论并思考不同看法的机会，促使他们知觉推理历程的不一致性;或安排一些探究性实验、现场调查等活动。教师有意识地引发学生有意义的认知冲突，才能使学生对学习主题更有兴趣。学生的学习动机被激发后，才会试图调整新、旧经验，激活已有知识和推理能力。
三、选择策略解决认知冲突，建构科学概念
科学课教学中，一旦学生产生了认知冲突，意识到自己的知识系统是有瑕疵的，那么教师应该立即采取合适的策略进行各种建构活动。例如帮助学生建构所需要的知识背景、建构本体论类别、设计探究性实验、引进反例或使用科学的数据和资料进行解释等来帮助学生削弱迷思概念的根基，建立新的平衡，从而解决这一认知冲突，建构科学概念，最终实现概念的良好转变。
在前面的环节中，学生出现了争论，这些争论是教师有针对性引发的认知冲突，目的是让学生注意力及思考的方向聚焦于“这些添加剂存在的诸多为什么”，激发学生探究的兴趣。对于争论中学生自己的零星经验和猜想，究竟它们对不对、是否科学，学生急需一个科学的解释，以推动自我认知的提升。这时，教师不需要滔滔不绝地讲解和介绍添加剂的相关知识，而是把课前整理的一些资料及时地提供给学生，并让他们有选择、有重点地阅读自己感兴趣的资料。通过阅读，学生对各类添加剂，特别是对生活中存在添加剂的食品有了基本的认识——只能适量吃，不可贪吃，否则添加剂在人体内经过量的积累，会引起质的反应，最终危害人体健康。在此基础上，再对学生进行健康饮食指导，纠正他们的不良饮食行为、饮食习惯，使其逐渐形成科学的饮食观念，如此便能达到通过学习科学知识促进生活质量提高的目的，使科学与生活有了更加紧密的联系。最后，教师还让学生把自己的收获，特别是关于绿色食品的知识带回家与爸爸妈妈分享与交流，以提高整个家庭的科学生活意识。至此，科学课程的育人价值真正体现了出来。
诚然，绝大多数的科学概念都比较复杂，有时即便学生出现了认知冲突，也不一定能够马上转变他们根深蒂固的已有概念。所以，教师需认识转变概念是一个渐进的发展过程，设计教学活动要切合儿童认知发展规律，要符合当前课程内容螺旋上升的编排方式。
儿童的科学学习是概念转变的过程，教师只有不断加强基础理论和实践探索的教学，综合运用多种教学方法，才能够让学生更好地掌握正确的科学概念。
【作者简介】朱阿娜，硕士研究生学历，高级教师，全国优秀教师，江苏省教学名师，研究方向为科学课程教育教学。