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科学课教学需要教师充分了解学生的科学前概念，以学生的科学前概念为教学的起点，通过精心设计和组织的一系列教学活动，帮助学生主动转变错误概念、完善模糊不清的概念、建构正确的概念。揭示学生的前概念是促进他们概念转变的前提。2017年，一年级重新开设了科学课，如何测查低年段学生的前概念，设计有针对性的教学活动以促进学生科学概念的转变和建构呢？本文以大象版《科学》一年级下册《空气》单元的教材设计为例，对这一问题进行探讨。
采用多种活动形式，创设心理安全的氛围
探查学生的前概念可以通过自然观察法、访谈法、画图法、纸笔问卷调查法、测验法、实验活动法等方法进行。低年段学生的语言表达能力、交流能力、书写和绘画能力较薄弱，了解他们的前概念比较困难。笔者曾对一年级两个班的学生关于空气的前概念水平进行了探查。
在第一个班，我采用单刀直入的班级谈话法前测。我要求学生先想一想，一方面是为了将学生从前面导入活动的激动情绪中稳定下来，另一方面是为了给学生一些时间来回忆自己对空气的已有认知，并有机会组织自己的表达语言。
师：关于空气我们知道它的什么秘密呢？先想一想，不要着急举手回答。
（10秒钟后，愿意提出自己见解的学生只有2名。出現这种情况的原因可能是：给予学生调取前概念的时间短了些；学生对教师提出的问题一时找不到准确的表述方式，因为这个提问对学生而言，理解与回答都有些难度。）
师：谁来说一说？
生：每个人都需要它。
师：它是谁？能说完整吗？
生：每个人都需要空气。
生：动物、植物、人类，所有东西都需要它。
师：所有东西是指什么呢？
生：就是可以活的。
师：就是所有有生命的东西，是吧？
生：对。
师：还有没有关于空气的其他认识？
生：我们不能伤害空气。
（学生为什么说“不能伤害空气”？一方面，可能是他们基于已有认知或刚才的交流，自然而然地思考：“因为都需要它，所以不要伤害它”；另一方面，也体现出一年级学生前概念中将物质生命化的特点。）
师：我们要保护空气，不要伤害它，很好。还有吗？
生：动物园里的动物都需要空气，还有我们人类。
生：刚才同学已经说过了，我们不重复说，好吗？
（对于同一命题出现重复表达是一年级学生前概念测查时经常发生的事情。）
生：为了爱护空气，不能随便燃放烟花爆竹，要在规定的地方放。
师：你怎么知道的？
生：我爸爸告诉我的。
（低年段学生经常会就某一个话题一直说下去，转变话题的主动性往往较弱。学生的已有认知离不开他们心中的“权威人士”。）
师：还有没有关于空气的秘密？空气的秘密还是有很多的。
（教师有意将学生的关注点转向其他方面，但不易成功，学生很可能不买账。）
生：不能乱扔垃圾。
师：乱扔垃圾跟空气有什么关系？
生：会污染空气。
师：垃圾会污染空气，是这样吗？
生：嗯。
师：还有吗？
（学生对垃圾污染空气出现小声争论，教学已经5分钟了，学习注意力有分散的趋势。）
师：要注意控制自己的声音，应该先举手再发言。除了保护空气之外，空气还有没有别的秘密？
（教师开始直接干预了。）
生：没有空气人类就不能活了。
师：与刚才的同学说的是一样的，所有生命都需要空气。还是重复了，有没有别的？
生：少开车。
师：为什么呢？
生：因为车排的气是有污染的。
师：汽车的尾气会污染空气，少开车，绿色出行，多骑自行车，是吗？
生：不能随便点火，不然火冒出的烟会污染空气。
（教师干预不成功，学生执着于一个问题的思考与交流，不愿意转换话题。）
师：有没有污染空气、保护空气之外的空气的秘密？
生：没有了。
（教师进一步提示，想让学生就空气畅所欲言，但缺乏具体、详细的指引，测查学生前概念出现了阻碍。）
生：空气进入人体之后会变成二氧化碳。
师：你怎么知道的？
生：书上说的。
师：还有吗？
生：人类呼出二氧化碳，植物吸入二氧化碳后，就会呼出空气。
（学生依然表现出就一个主题持续讨论的势头，不会主动转换话题。）
10分钟左右的谈话，一年级学生关于空气前概念的表述呈现出话题单一的趋向，同时也表现出就某一具体话题内容丰富、个别差异较大的特点。学生头脑中关于空气的前概念只有这些吗？答案是否定的。这种班级谈话法对于一年级学生来讲有些不适合。由于学生的注意力维持时间不会很长，所以这次谈话也就终止了。在这样的教学中，学生和教师谈话时，内心存在着不安全感，他们很在意教师的评价；师生对话缺乏较强的具体指向，内容和学生的生活经验缺乏联系，使得学生“不知如何言”。
在第二个班，我采用了教材中的安排，先引领学生在教室外进行了玩纸风车、吹气球等游戏活动，再提出问题，获得了不一样的效果。
师：通过玩空气游戏，你有什么发现？你知道空气的什么秘密？或者提一个问题出来。
（很多学生表现出积极发言的欲望。）
生：用嘴吹，跑起来，纸风车会转。
生：空气吹动了操场上的毛毛。
生：跑的时候会有风吹。
生：快速跑的时候突然停下，后边会有一股风。 生：我会吹葫芦丝，往里面吹空气能发出声音。
生：为什么树枝那么硬，空气还能把它吹动？
生：为什么空气能把叶子吹动？
生：空气是由什么组成的？
（一年级新生，能提出这个问题，出人意料。）
生：为什么人需要呼吸空气？
生：空气来自哪儿？
生：为什么空气什么都能吹动？
生：空气为什么可以保护人类？
生：为什么我们看不见空气？
生：地球上有空气，太空为什么没有？
生：为什么空气会有浮力？
师：你怎么知道空气有浮力？
（学生一时回答不上来。）
生：为什么本来是空气，进了嘴巴，呼出来就变成了二氧化碳？
（不得不感叹当今社会信息渠道的丰富给学生认知范围带来的影响。）
生：为什么空气摸不到呢？
生：为什么跑完步后，身上会很凉呢？
生：为什么人呼出的是二氧化碳，而树叶呼出来的却是新鲜的氧气呢？
生：跑的时候，感觉前面有空气冲向自己。
生：为什么空气吹到人的身体上会感觉特别凉快？
生：跑的时候可以带起空气。
……
在这个班测查学生前概念的活动中，学生的直接经验与间接经验都有所展现，他们所暴露出的关于空气的已有认知较丰富，也唤起了学生更多的生活经验，初步达到了前测的目的。为什么学生会呈现这样的状态？首先，游戏和提问是低年段学生喜欢的活动，儿童最爱问个为什么，对这样的活动，学生心理上是不设防的，他们觉得是安全的。其次，在游戏活动中，学生和空气进行了直接接触，很好地唤起他们关于空气的直接经验，使得后面的交流“言之有物”。最后，虽然从表面上看，学生提出的是一个个问题，但是每一个问题都暴露出他们的一些前概念，这需要教师细心分析。
由此可见，对于低年段学生来讲，测查前概念时应注意以下几点：
（1）创设心理安全的氛围，使学生愿言、敢言。
（2）尽量避免使用关于一个大主题的谈话法，可将大主题分解成具体的、直接的小主题进行测查。
（3）在学生活动的基础上测查前概念，对他们进行自然状态下的观察，通过分析了解他们的前概念。
（4）对低年段学生慎用纸笔测查法，因为反映的信息不一定是他们头脑中真实的前概念。
低年段学生科学前概念的梳理与深入分析
当我们选择并运用了适合学生的有效方法，了解了学生关于某一科學概念的前概念之后，会发现他们的前概念是一个复杂的信息系统。如何利用这些前概念使教学产生最大的价值呢？梳理和深入分析这些信息就很有必要了。
1.依据前概念的类型进行分类梳理
首先，对于比较大的概念，我们可以根据概念的主次层级分层梳理。如可以将关于空气的前概念分解为空气的物理性质、化学性质、与生物的关系等进行分类梳理，然后，再综合进行深入分析。
其次，关于某一比较具体的前概念，可以根据前概念与科学概念的关系进行分类梳理。学生头脑中的前概念可分为四类：正确的前概念、错误的前概念、迷失的前概念、空无的前概念。在学生的前概念中，有的经验和知识具有一定合理性，可称之为正确的前概念，例如，学习“空气是无色透明的”这个概念前学生就知道“空气是看不见的”，教师可以借用这些经验和知识帮助学生不断生成新的认知结构。学生的前概念中也存在着一些不科学的知识和经验，可称之为错误的前概念。这些经验对新知识的学习起阻碍作用，例如，在学习“水里也有空气”前，学生会认为“水里是没有空气的”。在一定意义上，教学的最大价值在于通过教学活动来纠正学生错误的前概念。
2.逐一分析前概念，深入挖掘前概念的形成原因
对每一个学生的每一条具体的前概念，我们都应该深入分析，特别是对低年段学生。
（1）透过现象看本质。低年段学生表达能力较弱，我们表面上听到或看到的学生关于某一概念的描述，和他们内心真正的前概念之间可能会有一定误差，如学生会说“空气不能吃”，但实际上他想表达的是“空气可以呼吸”。
（2）要注意分析学生前概念的形成原因。有的前概念是学生的直接经验，如有的学生认为“空气是有气味的”，这是因为他确实在空气中闻到过一些不同的气味。有的前概念是间接经验，如有的学生认为“人吸到肚子里的空气呼出来变成了二氧化碳”，这个认知明显是间接经验。教师要了解这些经验的获得途径，以便使后续的概念教学更有针对性。
低年段学生科学概念转变的教学策略
有研究表明，在科学学习过程中，个体原有的某种知识经验由于受到与之不一致的新知识的影响，会对现有的理解或解释作出调整和改造，发生由个体的生活概念变为科学概念的概念转变。为了在教学中实现学生的概念转变，教师需要采取有效的教学策略，即在对教学活动有清晰认识的基础上，高效地完成对教学活动进行调节和控制的一系列执行过程。
对于低年段学生来讲，科学概念的转变也是一件棘手的事情。我们不难发现，学生自发产生的理论是很难转变的，在让他们抛弃固有概念之前，需要设计一些学习活动，使他们与他们的各种不正确的、自发的理论抗争。
1.创设认知冲突
为使概念转变能够实现，要让学生感受到他们个人的理论和解释与正确的科学概念相冲突，要使他们改变现有观点，就要让他们在思想斗争中重组思维方法，在个人想法和科学概念之间建立合理的联系。仅靠“灌输”是不能使学生信服地改变他们的前概念的。
例如，在《找空气》一课的教学过程中，教师可以提出问题：“水里有空气吗？”以此创设问题情境，使学生产生认知冲突。当学生对此问题有争议时，组织他们各自寻找证据，支持自己的观点，在辩论中、辨析中使得科学概念逐渐清晰。学生在这样的学习过程中会表现出改变自己前概念的意愿。
2.渗透实证意识
低年段学生更容易接受“亲眼见到的事实”，从而自觉地抛弃错误概念，接受正确的概念。为实现学生概念的转变，教师既要有丰富的科学知识，还应使学生崇尚科学的实证精神和探索精神，认识到科学解释是可以变化的。如《找空气》一课，学生大多认为粉笔里没有空气，教师可以组织学生通过“将粉笔放入水中，观察发现粉笔中逸出气泡”的实验获得实证，以尊重证据的精神达成概念的转变。
3.重视反馈，巩固概念转变
有的时候，并不是实验做完了，现象观察了，结论获得了，就意味着学生的概念已经转变了，他们的前概念很可能仍然占据着他们的头脑。所以，还需要引导学生在更多的不同情境中进一步应用新概念，以巩固概念转变的成果。
北京市朝阳区花家地实验小学
（100012）
北京市朝阳区教育研究中心
（100028）
采用多种活动形式，创设心理安全的氛围
探查学生的前概念可以通过自然观察法、访谈法、画图法、纸笔问卷调查法、测验法、实验活动法等方法进行。低年段学生的语言表达能力、交流能力、书写和绘画能力较薄弱，了解他们的前概念比较困难。笔者曾对一年级两个班的学生关于空气的前概念水平进行了探查。
在第一个班，我采用单刀直入的班级谈话法前测。我要求学生先想一想，一方面是为了将学生从前面导入活动的激动情绪中稳定下来，另一方面是为了给学生一些时间来回忆自己对空气的已有认知，并有机会组织自己的表达语言。
师：关于空气我们知道它的什么秘密呢？先想一想，不要着急举手回答。
（10秒钟后，愿意提出自己见解的学生只有2名。出現这种情况的原因可能是：给予学生调取前概念的时间短了些；学生对教师提出的问题一时找不到准确的表述方式，因为这个提问对学生而言，理解与回答都有些难度。）
师：谁来说一说？
生：每个人都需要它。
师：它是谁？能说完整吗？
生：每个人都需要空气。
生：动物、植物、人类，所有东西都需要它。
师：所有东西是指什么呢？
生：就是可以活的。
师：就是所有有生命的东西，是吧？
生：对。
师：还有没有关于空气的其他认识？
生：我们不能伤害空气。
（学生为什么说“不能伤害空气”？一方面，可能是他们基于已有认知或刚才的交流，自然而然地思考：“因为都需要它，所以不要伤害它”；另一方面，也体现出一年级学生前概念中将物质生命化的特点。）
师：我们要保护空气，不要伤害它，很好。还有吗？
生：动物园里的动物都需要空气，还有我们人类。
生：刚才同学已经说过了，我们不重复说，好吗？
（对于同一命题出现重复表达是一年级学生前概念测查时经常发生的事情。）
生：为了爱护空气，不能随便燃放烟花爆竹，要在规定的地方放。
师：你怎么知道的？
生：我爸爸告诉我的。
（低年段学生经常会就某一个话题一直说下去，转变话题的主动性往往较弱。学生的已有认知离不开他们心中的“权威人士”。）
师：还有没有关于空气的秘密？空气的秘密还是有很多的。
（教师有意将学生的关注点转向其他方面，但不易成功，学生很可能不买账。）
生：不能乱扔垃圾。
师：乱扔垃圾跟空气有什么关系？
生：会污染空气。
师：垃圾会污染空气，是这样吗？
生：嗯。
师：还有吗？
（学生对垃圾污染空气出现小声争论，教学已经5分钟了，学习注意力有分散的趋势。）
师：要注意控制自己的声音，应该先举手再发言。除了保护空气之外，空气还有没有别的秘密？
（教师开始直接干预了。）
生：没有空气人类就不能活了。
师：与刚才的同学说的是一样的，所有生命都需要空气。还是重复了，有没有别的？
生：少开车。
师：为什么呢？
生：因为车排的气是有污染的。
师：汽车的尾气会污染空气，少开车，绿色出行，多骑自行车，是吗？
生：不能随便点火，不然火冒出的烟会污染空气。
（教师干预不成功，学生执着于一个问题的思考与交流，不愿意转换话题。）
师：有没有污染空气、保护空气之外的空气的秘密？
生：没有了。
（教师进一步提示，想让学生就空气畅所欲言，但缺乏具体、详细的指引，测查学生前概念出现了阻碍。）
生：空气进入人体之后会变成二氧化碳。
师：你怎么知道的？
生：书上说的。
师：还有吗？
生：人类呼出二氧化碳，植物吸入二氧化碳后，就会呼出空气。
（学生依然表现出就一个主题持续讨论的势头，不会主动转换话题。）
10分钟左右的谈话，一年级学生关于空气前概念的表述呈现出话题单一的趋向，同时也表现出就某一具体话题内容丰富、个别差异较大的特点。学生头脑中关于空气的前概念只有这些吗？答案是否定的。这种班级谈话法对于一年级学生来讲有些不适合。由于学生的注意力维持时间不会很长，所以这次谈话也就终止了。在这样的教学中，学生和教师谈话时，内心存在着不安全感，他们很在意教师的评价；师生对话缺乏较强的具体指向，内容和学生的生活经验缺乏联系，使得学生“不知如何言”。
在第二个班，我采用了教材中的安排，先引领学生在教室外进行了玩纸风车、吹气球等游戏活动，再提出问题，获得了不一样的效果。
师：通过玩空气游戏，你有什么发现？你知道空气的什么秘密？或者提一个问题出来。
（很多学生表现出积极发言的欲望。）
生：用嘴吹，跑起来，纸风车会转。
生：空气吹动了操场上的毛毛。
生：跑的时候会有风吹。
生：快速跑的时候突然停下，后边会有一股风。 生：我会吹葫芦丝，往里面吹空气能发出声音。
生：为什么树枝那么硬，空气还能把它吹动？
生：为什么空气能把叶子吹动？
生：空气是由什么组成的？
（一年级新生，能提出这个问题，出人意料。）
生：为什么人需要呼吸空气？
生：空气来自哪儿？
生：为什么空气什么都能吹动？
生：空气为什么可以保护人类？
生：为什么我们看不见空气？
生：地球上有空气，太空为什么没有？
生：为什么空气会有浮力？
师：你怎么知道空气有浮力？
（学生一时回答不上来。）
生：为什么本来是空气，进了嘴巴，呼出来就变成了二氧化碳？
（不得不感叹当今社会信息渠道的丰富给学生认知范围带来的影响。）
生：为什么空气摸不到呢？
生：为什么跑完步后，身上会很凉呢？
生：为什么人呼出的是二氧化碳，而树叶呼出来的却是新鲜的氧气呢？
生：跑的时候，感觉前面有空气冲向自己。
生：为什么空气吹到人的身体上会感觉特别凉快？
生：跑的时候可以带起空气。
……
在这个班测查学生前概念的活动中，学生的直接经验与间接经验都有所展现，他们所暴露出的关于空气的已有认知较丰富，也唤起了学生更多的生活经验，初步达到了前测的目的。为什么学生会呈现这样的状态？首先，游戏和提问是低年段学生喜欢的活动，儿童最爱问个为什么，对这样的活动，学生心理上是不设防的，他们觉得是安全的。其次，在游戏活动中，学生和空气进行了直接接触，很好地唤起他们关于空气的直接经验，使得后面的交流“言之有物”。最后，虽然从表面上看，学生提出的是一个个问题，但是每一个问题都暴露出他们的一些前概念，这需要教师细心分析。
由此可见，对于低年段学生来讲，测查前概念时应注意以下几点：
（1）创设心理安全的氛围，使学生愿言、敢言。
（2）尽量避免使用关于一个大主题的谈话法，可将大主题分解成具体的、直接的小主题进行测查。
（3）在学生活动的基础上测查前概念，对他们进行自然状态下的观察，通过分析了解他们的前概念。
（4）对低年段学生慎用纸笔测查法，因为反映的信息不一定是他们头脑中真实的前概念。
低年段学生科学前概念的梳理与深入分析
当我们选择并运用了适合学生的有效方法，了解了学生关于某一科學概念的前概念之后，会发现他们的前概念是一个复杂的信息系统。如何利用这些前概念使教学产生最大的价值呢？梳理和深入分析这些信息就很有必要了。
1.依据前概念的类型进行分类梳理
首先，对于比较大的概念，我们可以根据概念的主次层级分层梳理。如可以将关于空气的前概念分解为空气的物理性质、化学性质、与生物的关系等进行分类梳理，然后，再综合进行深入分析。
其次，关于某一比较具体的前概念，可以根据前概念与科学概念的关系进行分类梳理。学生头脑中的前概念可分为四类：正确的前概念、错误的前概念、迷失的前概念、空无的前概念。在学生的前概念中，有的经验和知识具有一定合理性，可称之为正确的前概念，例如，学习“空气是无色透明的”这个概念前学生就知道“空气是看不见的”，教师可以借用这些经验和知识帮助学生不断生成新的认知结构。学生的前概念中也存在着一些不科学的知识和经验，可称之为错误的前概念。这些经验对新知识的学习起阻碍作用，例如，在学习“水里也有空气”前，学生会认为“水里是没有空气的”。在一定意义上，教学的最大价值在于通过教学活动来纠正学生错误的前概念。
2.逐一分析前概念，深入挖掘前概念的形成原因
对每一个学生的每一条具体的前概念，我们都应该深入分析，特别是对低年段学生。
（1）透过现象看本质。低年段学生表达能力较弱，我们表面上听到或看到的学生关于某一概念的描述，和他们内心真正的前概念之间可能会有一定误差，如学生会说“空气不能吃”，但实际上他想表达的是“空气可以呼吸”。
（2）要注意分析学生前概念的形成原因。有的前概念是学生的直接经验，如有的学生认为“空气是有气味的”，这是因为他确实在空气中闻到过一些不同的气味。有的前概念是间接经验，如有的学生认为“人吸到肚子里的空气呼出来变成了二氧化碳”，这个认知明显是间接经验。教师要了解这些经验的获得途径，以便使后续的概念教学更有针对性。
低年段学生科学概念转变的教学策略
有研究表明，在科学学习过程中，个体原有的某种知识经验由于受到与之不一致的新知识的影响，会对现有的理解或解释作出调整和改造，发生由个体的生活概念变为科学概念的概念转变。为了在教学中实现学生的概念转变，教师需要采取有效的教学策略，即在对教学活动有清晰认识的基础上，高效地完成对教学活动进行调节和控制的一系列执行过程。
对于低年段学生来讲，科学概念的转变也是一件棘手的事情。我们不难发现，学生自发产生的理论是很难转变的，在让他们抛弃固有概念之前，需要设计一些学习活动，使他们与他们的各种不正确的、自发的理论抗争。
1.创设认知冲突
为使概念转变能够实现，要让学生感受到他们个人的理论和解释与正确的科学概念相冲突，要使他们改变现有观点，就要让他们在思想斗争中重组思维方法，在个人想法和科学概念之间建立合理的联系。仅靠“灌输”是不能使学生信服地改变他们的前概念的。
例如，在《找空气》一课的教学过程中，教师可以提出问题：“水里有空气吗？”以此创设问题情境，使学生产生认知冲突。当学生对此问题有争议时，组织他们各自寻找证据，支持自己的观点，在辩论中、辨析中使得科学概念逐渐清晰。学生在这样的学习过程中会表现出改变自己前概念的意愿。
2.渗透实证意识
低年段学生更容易接受“亲眼见到的事实”，从而自觉地抛弃错误概念，接受正确的概念。为实现学生概念的转变，教师既要有丰富的科学知识，还应使学生崇尚科学的实证精神和探索精神，认识到科学解释是可以变化的。如《找空气》一课，学生大多认为粉笔里没有空气，教师可以组织学生通过“将粉笔放入水中，观察发现粉笔中逸出气泡”的实验获得实证，以尊重证据的精神达成概念的转变。
3.重视反馈，巩固概念转变
有的时候，并不是实验做完了，现象观察了，结论获得了，就意味着学生的概念已经转变了，他们的前概念很可能仍然占据着他们的头脑。所以，还需要引导学生在更多的不同情境中进一步应用新概念，以巩固概念转变的成果。
北京市朝阳区花家地实验小学
（100012）
北京市朝阳区教育研究中心
（100028）