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【内容摘要】科学概念是对事物本质属性的反映，是通过判断、推理来表达事物一般关系、基本规律的基本单元，是科学思维的细胞。所以，科学概念的教学是科学知识教学的关键。现在大量的科学教学实践表明，科学概念的教学存在一个比较大的问题，就是很多教师没有考虑到学生在学习科学概念之前头脑中已经存在的前概念。前概念具有隐蔽性和顽固性等特征，如果教师没有意识到这一点，而是把书本上的科学概念直接灌输给学生，这样学生没有真正地经历一个从前概念到科学概念的转变过程，就不能真正理解科学概念并进行运用，只是一个死记硬背的学习。学生的科学前概念是影响他科学概念学习的一个重要因素，只有考虑到学生科学前概念的教学学习活动，才能保证教师的科学教学工作顺利进行。
【关键词】科学概念 前概念 有效教学 核心素养
前概念是指学生在进行科学知识学习之前，自己已有的想法或者观点，从哲学观点出发，“前概念”是建立在感性阶段的直观概念，这些已有的知识、看法有些是不正确或者说是不完整的，有些是正确的。如果原有的知识与结构是正确合理的，这样的前概念是有助于学生同化新的科学概念、构建新的认知结构;如果学原有的知识与结构是不合理、不科学的，这可能就会阻碍学生正确理解相关科学概念，甚至在不正确的前概念干扰下，产生新的错误认识，导致无法构建正确的科学概念。如果在实际教学中，教师能提前掌握学生对于该科学概念的原有的认知，并善于用这些概念进行教学，进一步挖掘、发现和纠正，并适时的、正确地引导学生将自己的前概念进行转化、提升为相关科学知识点中的正确概念，在教学中做到有的放矢，那么科学教学的有效性就会大大地提高。下面就以我平时的教学为例，谈谈如果巧用学生前概念，提高教学的有效性。
一、利用前概念，建立矛盾冲突
美国学者纳斯伯姆和诺威克曾提出“矛盾事件”：先暴露学生错误的前概念，接着让学生尝试去解释一个矛盾事件，引起新旧概念之间的矛盾冲突，接着再对学生进行认知调整，建立正确的概念模型。教师在进行教学活动时，要让学生认识到自己头脑中已有的观点与认识是不合理、不科学的，从而产生思维的碰撞，重新构建一个新的科学概念。现在就以执教《熔化与凝固》这一节课为例：
1.引出学生错误前概念
教师：我用学生熟悉的冰块熔化引入，把一块冰放在你手里，冰会熔化，问冰为什么会熔化？
学生：手的温度比冰高，给了冰热，冰吸热后熔化了。
教师：那么冰在熔化过程中，温度是否发生变化？
学生根据自己已有的前概念，回答说冰的温度会升高，因为从手上吸收了热，这也正是他们错误前概念的显示。
2.建立矛盾并打破前概念，构建新概念
在学生暴露错误的前概念后，我立马拿出海波（硫代硫酸钠）熔化的实验装置，问怎么样使海波熔化，学生根据冰熔化的知识回答道，用酒精灯加热。然后我进行海波熔化的演示实验，让学生经历一下熔化过程中要不要继续加热，温度是否有变化。通过实验观察，学生发现海波在熔化过程中要用酒精灯持续加热，就是说海波熔化过程中要持续吸热，但温度计的示数始终保持在48℃不变，通过这个实验现象可以说彻底的打破了学生错误的前概念，认为熔化过程中温度会升高，从而建立了熔化过程中温度保持不变的新概念。
学生对于海波在熔化过程中要持续吸热，但温度保持不变的知识点，虽然通过实验现象可以得出，但对于其中的原理学生是不能理解的，這时我进一步进行一些知识拓展，解释构成海波的分子是排列整齐的，在熔化过程中，由固态变成液态，吸收的热主要用来克服分子之间的引力，增大分子间的距离，所以温度保持不变。这个解释可以根据学生的知识水平看是否需要补充进去。
3.继续深化，完善新概念
笔者继续进行书本上的实验——松香熔化，重复上述实验过程，同学们观察到松香在熔化过程中也要持续吸热，但不用于海波的是，温度一直在升高，这又建立了新的矛盾。最后通过分析总结得出这节课的主要结论：晶体在熔化过程中温度保持不变，这个固定不变的温度叫作熔点;非晶体在熔化过程中没有固定的温度，温度一直升高。但不管是晶体还是非晶体熔化过程中都要持续吸热。
教师在充分了解学生不正确的前概念后，要合理地给学生创设矛盾情境、制造认知冲突，指导学生在原有的不正确的认知上进行有效学习，培养学生自主比较分析的核心素养。
二、引导前概念，顺利构建新概念
在教过程中，具有顽固性的前概念，我们也不能一刀切完全否定，况且许多前概念本身对科学概念的建立起着桥梁和纽带作用。它是我们的认识形成过程在感性阶段的不同表象，甚至是学生形成正确科学概念的必然过程和阶段。那么如何来利用学生前概念中正确的部分呢？现在就以我执教《物质的溶解》这一节课中讲解有关饱和溶液和浓溶液，不饱和溶液和稀溶液的关系为例：
大多数学生对于这一内容的前概念是饱和溶液就是浓溶液，不饱和溶液就是稀溶液，这个不全面的认知在教学中较难断根，过一段时间就要冒出来。它实际上只是溶液的饱不饱和与浓稀的概念没有理清楚，是个不全面的前概念。要理清这里个概念，我认为可以分以下几步：
1.充分利用前概念，解决部分内容
在这节教学中，我首先安排一个演示实验1，取两个相同烧杯，分别装入等量的水，一个烧杯中加入一药匙的食盐，搅拌直到全部溶解，另一个烧杯中加入食盐直到不能再溶解。通过实验演示，观察得到同一温度下，学生很容易得出同种溶质的饱和溶液是浓溶液，不饱和溶液是稀溶液。这个实验结论与学生的前概念相符，但不同温度下的同种物质呢？同一温度下的不同种物质呢？
2.进行与前概念的比较，引入新概念
那饱和溶液一定就是浓溶液吗？不饱和溶液就是一定稀溶液吗？通过提问制造出与前概念的冲突。
教师演示实验2：在2支装有10毫升水的试管中分别加入1小药匙的蔗糖和熟石灰，振荡后，静止片刻，问你们看到了什么现象？ 学生：蔗糖全部溶解，熟石灰没有全部溶解。
教师：我们可以根据现象判断熟石灰已经达到饱和溶液，那蔗糖溶液是否饱和呢？怎么判断？
学生：现在还不能确定是否饱和，我们可以在蔗糖溶液中继续加入少量蔗糖，看能否继续溶解。
教师：继续加入少量蔗糖，振荡。发现还能继续溶解。通过实验我们可以判断之前的蔗糖溶液是不饱和的。
教师：蔗糖溶液和熟石灰溶液哪个是浓溶液？
学生：蔗糖溶液，因为相同的水中，蔗糖溶解的比熟石灰多。
教师：那现在能回答我刚开始的问题了吗？饱和溶液一定是浓溶液？不饱和溶液一定是稀溶液吗？
学生：通过是实验我发现，饱和溶液不一定是浓溶液，不饱和溶液也不一定是稀溶液。
3.综合新旧知识，建构新概念
结合前面两个演示实验，我们可以总结得出：饱和溶液不一定是浓溶液，不饱和溶液也不一定是稀溶液。只有当同一种物质在相同温度下时，其饱和溶液的浓度一定比不饱和溶液浓度大。这样在学生前概念的引导下，能对新的科学概念进一步深化认识。
三、整合前概念，化无形为有形
教师在教学过程中应当鼓励和引导我们的学生，针对教学内容大胆主动地表达自己在日常生活中观察和积累起来的前概念，并展示自己对学习内容的不同看法，主动参与到课堂教学中来，即使是学生的前概念不是那么准确和规范，甚至不具有科学性。下面我以《探究影响浮力大小因素》这一教学环节为例：
学生已经具备了浮力产生的原因的知识，也有了生活经验中浮力大小影响因素的前概念。课前，我先让学生根据自己的经验将“影响浮力大小的相关因素”的有关想法记录在自己的本子上，然后上交给我，我通过查看每个学生的记录，对这些记录进行了梳理和分类。上课时，把整理好的学生的前概念呈现给大家，直接作为科学探究猜想部分。
课堂中，笔者直接给出了“影响浮力大小因素”的几个猜想，猜想一：物体所受浮力大小可能和物体的密度有关，即密度大的物体受到的浮力大，密度小的受到的浮力小。猜想二：物体所受浮力大小可能和液体的密度有关，即液体密度越大，浸在里面的物体受到的浮力越大，液体密度越小物体受到的浮力越小。猜想三：物体所受浮力大小可能和物体浸入液体的体积有关，即浸入液体的体积越大，物体受到的浮力越大，浸入液体的体积越小，物体受到的浮力越小。
然后，教师提出问题：对于上面这三种猜想，你们有没有赞同的和质疑的，可以利用桌子上的实验器材来验证我们的猜想。学生之间开始进行激烈的讨论后分别以小组为单位进行实验来检验猜想。在学生实验过程中教师进行适时地引导，然后一起总结得出结论——阿基米德原理。
关于影响浮力大小因素的猜测，对于学生而言是有一定的困难的，老师提前了解学生的前概念，进行一定的整合后直接引入课堂，节省了课堂大量的时间，而节省出来的时间正好可以引导学生进行实验来验证猜想，提高了科学课堂学习效率，也提升了学生探究实践的核心素养。
綜上所述，前概念对于学生来讲，具有先入为主，根深蒂固，生命力强等特点。因此，学生往往是带着前概念进入科学课堂学习，这也是科学教学中正常的现象，我们教师在平时的科学教学中应该积极关注学生的“前概念”，并能充分利用起来，则在激发学生学习动机，促进学生思维，加深理解，巩固知识等各个方面都能起到积极的作用，起到将不利因素转化为有利因素，是提高课堂教学效率有效途径，是提高学生科学素养的有效手段。
【参考文献】
[1]卢姗姗，毕华林.从“概念转变”到“概念理解”——科学概念学习研究的转向[J].化学教育（中英文），2018，39（1）：15-18.
[2]史瑞娣.教师要善于利用学生前概念[J].湖北教育（科学课），2017（6）：30-31.
[3]中华人民共和国教育部制定.义务教育初中科学课程标准： 2011年版[M].北京师范大学出版社，2011.
（作者单位：上海外国语大学附属浙江宏达南浔学校）
【关键词】科学概念 前概念 有效教学 核心素养
前概念是指学生在进行科学知识学习之前，自己已有的想法或者观点，从哲学观点出发，“前概念”是建立在感性阶段的直观概念，这些已有的知识、看法有些是不正确或者说是不完整的，有些是正确的。如果原有的知识与结构是正确合理的，这样的前概念是有助于学生同化新的科学概念、构建新的认知结构;如果学原有的知识与结构是不合理、不科学的，这可能就会阻碍学生正确理解相关科学概念，甚至在不正确的前概念干扰下，产生新的错误认识，导致无法构建正确的科学概念。如果在实际教学中，教师能提前掌握学生对于该科学概念的原有的认知，并善于用这些概念进行教学，进一步挖掘、发现和纠正，并适时的、正确地引导学生将自己的前概念进行转化、提升为相关科学知识点中的正确概念，在教学中做到有的放矢，那么科学教学的有效性就会大大地提高。下面就以我平时的教学为例，谈谈如果巧用学生前概念，提高教学的有效性。
一、利用前概念，建立矛盾冲突
美国学者纳斯伯姆和诺威克曾提出“矛盾事件”：先暴露学生错误的前概念，接着让学生尝试去解释一个矛盾事件，引起新旧概念之间的矛盾冲突，接着再对学生进行认知调整，建立正确的概念模型。教师在进行教学活动时，要让学生认识到自己头脑中已有的观点与认识是不合理、不科学的，从而产生思维的碰撞，重新构建一个新的科学概念。现在就以执教《熔化与凝固》这一节课为例：
1.引出学生错误前概念
教师：我用学生熟悉的冰块熔化引入，把一块冰放在你手里，冰会熔化，问冰为什么会熔化？
学生：手的温度比冰高，给了冰热，冰吸热后熔化了。
教师：那么冰在熔化过程中，温度是否发生变化？
学生根据自己已有的前概念，回答说冰的温度会升高，因为从手上吸收了热，这也正是他们错误前概念的显示。
2.建立矛盾并打破前概念，构建新概念
在学生暴露错误的前概念后，我立马拿出海波（硫代硫酸钠）熔化的实验装置，问怎么样使海波熔化，学生根据冰熔化的知识回答道，用酒精灯加热。然后我进行海波熔化的演示实验，让学生经历一下熔化过程中要不要继续加热，温度是否有变化。通过实验观察，学生发现海波在熔化过程中要用酒精灯持续加热，就是说海波熔化过程中要持续吸热，但温度计的示数始终保持在48℃不变，通过这个实验现象可以说彻底的打破了学生错误的前概念，认为熔化过程中温度会升高，从而建立了熔化过程中温度保持不变的新概念。
学生对于海波在熔化过程中要持续吸热，但温度保持不变的知识点，虽然通过实验现象可以得出，但对于其中的原理学生是不能理解的，這时我进一步进行一些知识拓展，解释构成海波的分子是排列整齐的，在熔化过程中，由固态变成液态，吸收的热主要用来克服分子之间的引力，增大分子间的距离，所以温度保持不变。这个解释可以根据学生的知识水平看是否需要补充进去。
3.继续深化，完善新概念
笔者继续进行书本上的实验——松香熔化，重复上述实验过程，同学们观察到松香在熔化过程中也要持续吸热，但不用于海波的是，温度一直在升高，这又建立了新的矛盾。最后通过分析总结得出这节课的主要结论：晶体在熔化过程中温度保持不变，这个固定不变的温度叫作熔点;非晶体在熔化过程中没有固定的温度，温度一直升高。但不管是晶体还是非晶体熔化过程中都要持续吸热。
教师在充分了解学生不正确的前概念后，要合理地给学生创设矛盾情境、制造认知冲突，指导学生在原有的不正确的认知上进行有效学习，培养学生自主比较分析的核心素养。
二、引导前概念，顺利构建新概念
在教过程中，具有顽固性的前概念，我们也不能一刀切完全否定，况且许多前概念本身对科学概念的建立起着桥梁和纽带作用。它是我们的认识形成过程在感性阶段的不同表象，甚至是学生形成正确科学概念的必然过程和阶段。那么如何来利用学生前概念中正确的部分呢？现在就以我执教《物质的溶解》这一节课中讲解有关饱和溶液和浓溶液，不饱和溶液和稀溶液的关系为例：
大多数学生对于这一内容的前概念是饱和溶液就是浓溶液，不饱和溶液就是稀溶液，这个不全面的认知在教学中较难断根，过一段时间就要冒出来。它实际上只是溶液的饱不饱和与浓稀的概念没有理清楚，是个不全面的前概念。要理清这里个概念，我认为可以分以下几步：
1.充分利用前概念，解决部分内容
在这节教学中，我首先安排一个演示实验1，取两个相同烧杯，分别装入等量的水，一个烧杯中加入一药匙的食盐，搅拌直到全部溶解，另一个烧杯中加入食盐直到不能再溶解。通过实验演示，观察得到同一温度下，学生很容易得出同种溶质的饱和溶液是浓溶液，不饱和溶液是稀溶液。这个实验结论与学生的前概念相符，但不同温度下的同种物质呢？同一温度下的不同种物质呢？
2.进行与前概念的比较，引入新概念
那饱和溶液一定就是浓溶液吗？不饱和溶液就是一定稀溶液吗？通过提问制造出与前概念的冲突。
教师演示实验2：在2支装有10毫升水的试管中分别加入1小药匙的蔗糖和熟石灰，振荡后，静止片刻，问你们看到了什么现象？ 学生：蔗糖全部溶解，熟石灰没有全部溶解。
教师：我们可以根据现象判断熟石灰已经达到饱和溶液，那蔗糖溶液是否饱和呢？怎么判断？
学生：现在还不能确定是否饱和，我们可以在蔗糖溶液中继续加入少量蔗糖，看能否继续溶解。
教师：继续加入少量蔗糖，振荡。发现还能继续溶解。通过实验我们可以判断之前的蔗糖溶液是不饱和的。
教师：蔗糖溶液和熟石灰溶液哪个是浓溶液？
学生：蔗糖溶液，因为相同的水中，蔗糖溶解的比熟石灰多。
教师：那现在能回答我刚开始的问题了吗？饱和溶液一定是浓溶液？不饱和溶液一定是稀溶液吗？
学生：通过是实验我发现，饱和溶液不一定是浓溶液，不饱和溶液也不一定是稀溶液。
3.综合新旧知识，建构新概念
结合前面两个演示实验，我们可以总结得出：饱和溶液不一定是浓溶液，不饱和溶液也不一定是稀溶液。只有当同一种物质在相同温度下时，其饱和溶液的浓度一定比不饱和溶液浓度大。这样在学生前概念的引导下，能对新的科学概念进一步深化认识。
三、整合前概念，化无形为有形
教师在教学过程中应当鼓励和引导我们的学生，针对教学内容大胆主动地表达自己在日常生活中观察和积累起来的前概念，并展示自己对学习内容的不同看法，主动参与到课堂教学中来，即使是学生的前概念不是那么准确和规范，甚至不具有科学性。下面我以《探究影响浮力大小因素》这一教学环节为例：
学生已经具备了浮力产生的原因的知识，也有了生活经验中浮力大小影响因素的前概念。课前，我先让学生根据自己的经验将“影响浮力大小的相关因素”的有关想法记录在自己的本子上，然后上交给我，我通过查看每个学生的记录，对这些记录进行了梳理和分类。上课时，把整理好的学生的前概念呈现给大家，直接作为科学探究猜想部分。
课堂中，笔者直接给出了“影响浮力大小因素”的几个猜想，猜想一：物体所受浮力大小可能和物体的密度有关，即密度大的物体受到的浮力大，密度小的受到的浮力小。猜想二：物体所受浮力大小可能和液体的密度有关，即液体密度越大，浸在里面的物体受到的浮力越大，液体密度越小物体受到的浮力越小。猜想三：物体所受浮力大小可能和物体浸入液体的体积有关，即浸入液体的体积越大，物体受到的浮力越大，浸入液体的体积越小，物体受到的浮力越小。
然后，教师提出问题：对于上面这三种猜想，你们有没有赞同的和质疑的，可以利用桌子上的实验器材来验证我们的猜想。学生之间开始进行激烈的讨论后分别以小组为单位进行实验来检验猜想。在学生实验过程中教师进行适时地引导，然后一起总结得出结论——阿基米德原理。
关于影响浮力大小因素的猜测，对于学生而言是有一定的困难的，老师提前了解学生的前概念，进行一定的整合后直接引入课堂，节省了课堂大量的时间，而节省出来的时间正好可以引导学生进行实验来验证猜想，提高了科学课堂学习效率，也提升了学生探究实践的核心素养。
綜上所述，前概念对于学生来讲，具有先入为主，根深蒂固，生命力强等特点。因此，学生往往是带着前概念进入科学课堂学习，这也是科学教学中正常的现象，我们教师在平时的科学教学中应该积极关注学生的“前概念”，并能充分利用起来，则在激发学生学习动机，促进学生思维，加深理解，巩固知识等各个方面都能起到积极的作用，起到将不利因素转化为有利因素，是提高课堂教学效率有效途径，是提高学生科学素养的有效手段。
【参考文献】
[1]卢姗姗，毕华林.从“概念转变”到“概念理解”——科学概念学习研究的转向[J].化学教育（中英文），2018，39（1）：15-18.
[2]史瑞娣.教师要善于利用学生前概念[J].湖北教育（科学课），2017（6）：30-31.
[3]中华人民共和国教育部制定.义务教育初中科学课程标准： 2011年版[M].北京师范大学出版社，2011.
（作者单位：上海外国语大学附属浙江宏达南浔学校）