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心理学说,学生的思维过程是对表象进行简单的归纳,其往往忽视概念建构的推理过程,直接得出前概念。曾宝俊说,科学课有时候需要“摧毁”学生的错误前概念。科学教育教师要顺势而为,彻底纠正学生的错误前概念,为重构学生的概念系统提供一切可能性。在教学中,教师要重视高级思维参与,对学生未经推理得出的结论进行分析,去伪存真,让学生告别轻信。
一、表象——建构起“海市蜃楼”的概念大厦
为什么要摧毁学生的某些错误前概念呢?在《科学素养的导航图》一书中指出,学生的概念不应该是支离破碎的,而是按照一定的结构组织起来的,组成了概念系统。波普尔说,科学理论要是有一个或几个理论被证伪,整个理论也就被证伪。我们或许摧毁的并不仅仅是一个简单的基础概念,或许是一座学生本引以为豪的“概念大厦”或许唯有此,学生才能有所顿悟。
某些错误的前概念直接影响学生的概念系统的建构,错误的概念系统也就是在不知不觉中建立起来,而被学生认为是理所当然的。如亚里士多德的古典力学系统一样,虽然漏洞百出却被奉为真理。学生在实验過程中,面对纷繁的实验现象,倾向于选择更加接近自己前概念的证据,却与真理擦肩而过。
学生的观察往往只关注并不可靠的表象。例如曾宝俊在《自由落体运动》一课中,学生看着沙包、木块、纸飞机……自由地在空中划出轨迹,却不曾去思考表象背后的科学真理,尽管真理就在眼前,对“空气”在作祟如此视而不见。表象成功地骗过了学生智慧的眼睛,错误前概念就这样在不知不觉中建立。学生普遍相信“眼见为实”,在生活中主动建构起“物体自由下落的速度和物体的重量有关,且物体越重物体下落越快,物体越轻下落越慢”这一错误前概念。
事实上,学生的概念当然是可以建立在表象之上的,建立在一个虚无的基础上,甚至,在这个概念上创造一个看似无懈可击的概念系统……而建造者却信以为真,这一切是那么的虚无缥缈,不堪一击。教师应找到这一错误前概念,对建立其概念的表象进行分析,摧毁学生原有的推理过程,为学生主动重构一个正确的概念,建立一个正确的概念系统奠基。
二、逻辑——摧毁着“虚无缥缈”的概念根基
如何摧毁学生的错误的概念呢?波普尔说,找出理论的一个反例,从而否定理论,即证伪。对于生活经验的总结,构成了学生的概念系统。如果这一概念系统中最底层的前概念是错误的,那么整个概念系统也将是极其脆弱的。教学中,我们要设法寻找学生的这些错误前概念,用显而易见的反例来“摧毁”它,以达到摧毁学生的整个概念系统的目的。
在摧毁的过程中,我们或举例,或分析,来摧毁学生的错误前概念。我们可以列举出反例来打破概念的平衡,才能为新概念的建立提供可能。在科学教学中,最重要的一点是我们要对于建构学生的那些表象进行有效的分析。在教学中,我们要列举这些表象,进行分析,或者利用逻辑的推理来抽丝剥茧,寻找表象背后的本质。这样才能彻底摧毁学生“自以为是”的概念,为新的概念系统的建立提供可能。
(一)反例,叩开概念教学批判的大门
为什么用反例摧毁学生概念的方法是可行的呢?皮亚杰说,教学应该遵循平衡→打破平衡→再平衡……的原则,促进学生认知结构的发展。据此,我们在科学课堂就是要搭建打破“概念平衡”的教学环境,提供反例就是为了让教学的方向更加明确,让学生思维的指向更加专注。例如《物体在水中的沉与浮》一课中,学生错误地认为“重的物体沉、轻的物体浮”。教师在教学中,要彻底的摧毁学生的这一前概念,必须要课堂中列举出反例。教师在课堂上出示较轻的回形针和较重的木块,轻轻地放到水中间,放手,就发现回形针下沉,木块上浮。从而推翻了学生“重的物体沉、轻的物体浮”这一错误概念。
提出反例,能刺激学生的神经,动摇学生概念系统的根基。反例,更像是摧毁学生错误概念大厦的导火索,引起学生思维的火花。但是仅仅依靠反例是不够的。应用反例的摧毁并不能引导学生体会逻辑的错误历程,达不到反思学生思维经历的目的;所以对于学生思维过程的研究,将是有效和值得研究的。对于学生思维规律的研究,能促使学生对自己思维历程的反思。要彻底摧毁学生的错误概念系统,还是要借助逻辑的力量。
(二)推理,挖掘学生思维错误的根源
伽利略说,“追求真理的可靠途径就是把实验放在任何推理面前,而一个合理的实验将不会和推理相对立。”所以,教学要追求在实验过程后,运用逻辑推理再考验理论的正确性。因为逻辑的力量远比想象的强大。例如《自由落体运动》一课中,在这一课中,曾宝俊老师成功地引导学生去发现了“空气”在作祟,影响了学生的判断,从而摧毁了学生的推理的根基。但是,教师要彻底摧毁学生的错误前概念,可以在课堂上重复“两个铁球同时着地”的推理过程。假设重球比轻球先着地,那么把重球和轻球连接起来,轻球必然拉住重球,使之比单独的重球晚着地。但是重球和轻球的总质量却比重球大,这样就建构了一对矛盾,推翻了原先的假设。从而从逻辑推理上推翻了学生“自由落体运动与物体重量相关”这一错误概念。
教师所要做的事情,其实就是建构一个互相矛盾的教学情境。这样教学的基本思想是让学生明白表象并不可靠,真理往往隐藏在表象的后面,需要应用逻辑的强大力量进行推理验证。而推理本身,就蕴藏着彻底摧毁错误概念系统的巨大能量。
纵观学生的错误前概念的纠正过程,教师所做的,无非提供帮助,让学生主动发现推理过程中的错误。教师要善于点悟、启发、引导,使学生在“苦思冥想”后“茅塞顿开”,喜获理性之乐。建立学生“眼见未必为实”的观念,促进学生理性思维的有效发展。
【作者单位:常熟市吴市中心小学 江苏】
一、表象——建构起“海市蜃楼”的概念大厦
为什么要摧毁学生的某些错误前概念呢?在《科学素养的导航图》一书中指出,学生的概念不应该是支离破碎的,而是按照一定的结构组织起来的,组成了概念系统。波普尔说,科学理论要是有一个或几个理论被证伪,整个理论也就被证伪。我们或许摧毁的并不仅仅是一个简单的基础概念,或许是一座学生本引以为豪的“概念大厦”或许唯有此,学生才能有所顿悟。
某些错误的前概念直接影响学生的概念系统的建构,错误的概念系统也就是在不知不觉中建立起来,而被学生认为是理所当然的。如亚里士多德的古典力学系统一样,虽然漏洞百出却被奉为真理。学生在实验過程中,面对纷繁的实验现象,倾向于选择更加接近自己前概念的证据,却与真理擦肩而过。
学生的观察往往只关注并不可靠的表象。例如曾宝俊在《自由落体运动》一课中,学生看着沙包、木块、纸飞机……自由地在空中划出轨迹,却不曾去思考表象背后的科学真理,尽管真理就在眼前,对“空气”在作祟如此视而不见。表象成功地骗过了学生智慧的眼睛,错误前概念就这样在不知不觉中建立。学生普遍相信“眼见为实”,在生活中主动建构起“物体自由下落的速度和物体的重量有关,且物体越重物体下落越快,物体越轻下落越慢”这一错误前概念。
事实上,学生的概念当然是可以建立在表象之上的,建立在一个虚无的基础上,甚至,在这个概念上创造一个看似无懈可击的概念系统……而建造者却信以为真,这一切是那么的虚无缥缈,不堪一击。教师应找到这一错误前概念,对建立其概念的表象进行分析,摧毁学生原有的推理过程,为学生主动重构一个正确的概念,建立一个正确的概念系统奠基。
二、逻辑——摧毁着“虚无缥缈”的概念根基
如何摧毁学生的错误的概念呢?波普尔说,找出理论的一个反例,从而否定理论,即证伪。对于生活经验的总结,构成了学生的概念系统。如果这一概念系统中最底层的前概念是错误的,那么整个概念系统也将是极其脆弱的。教学中,我们要设法寻找学生的这些错误前概念,用显而易见的反例来“摧毁”它,以达到摧毁学生的整个概念系统的目的。
在摧毁的过程中,我们或举例,或分析,来摧毁学生的错误前概念。我们可以列举出反例来打破概念的平衡,才能为新概念的建立提供可能。在科学教学中,最重要的一点是我们要对于建构学生的那些表象进行有效的分析。在教学中,我们要列举这些表象,进行分析,或者利用逻辑的推理来抽丝剥茧,寻找表象背后的本质。这样才能彻底摧毁学生“自以为是”的概念,为新的概念系统的建立提供可能。
(一)反例,叩开概念教学批判的大门
为什么用反例摧毁学生概念的方法是可行的呢?皮亚杰说,教学应该遵循平衡→打破平衡→再平衡……的原则,促进学生认知结构的发展。据此,我们在科学课堂就是要搭建打破“概念平衡”的教学环境,提供反例就是为了让教学的方向更加明确,让学生思维的指向更加专注。例如《物体在水中的沉与浮》一课中,学生错误地认为“重的物体沉、轻的物体浮”。教师在教学中,要彻底的摧毁学生的这一前概念,必须要课堂中列举出反例。教师在课堂上出示较轻的回形针和较重的木块,轻轻地放到水中间,放手,就发现回形针下沉,木块上浮。从而推翻了学生“重的物体沉、轻的物体浮”这一错误概念。
提出反例,能刺激学生的神经,动摇学生概念系统的根基。反例,更像是摧毁学生错误概念大厦的导火索,引起学生思维的火花。但是仅仅依靠反例是不够的。应用反例的摧毁并不能引导学生体会逻辑的错误历程,达不到反思学生思维经历的目的;所以对于学生思维过程的研究,将是有效和值得研究的。对于学生思维规律的研究,能促使学生对自己思维历程的反思。要彻底摧毁学生的错误概念系统,还是要借助逻辑的力量。
(二)推理,挖掘学生思维错误的根源
伽利略说,“追求真理的可靠途径就是把实验放在任何推理面前,而一个合理的实验将不会和推理相对立。”所以,教学要追求在实验过程后,运用逻辑推理再考验理论的正确性。因为逻辑的力量远比想象的强大。例如《自由落体运动》一课中,在这一课中,曾宝俊老师成功地引导学生去发现了“空气”在作祟,影响了学生的判断,从而摧毁了学生的推理的根基。但是,教师要彻底摧毁学生的错误前概念,可以在课堂上重复“两个铁球同时着地”的推理过程。假设重球比轻球先着地,那么把重球和轻球连接起来,轻球必然拉住重球,使之比单独的重球晚着地。但是重球和轻球的总质量却比重球大,这样就建构了一对矛盾,推翻了原先的假设。从而从逻辑推理上推翻了学生“自由落体运动与物体重量相关”这一错误概念。
教师所要做的事情,其实就是建构一个互相矛盾的教学情境。这样教学的基本思想是让学生明白表象并不可靠,真理往往隐藏在表象的后面,需要应用逻辑的强大力量进行推理验证。而推理本身,就蕴藏着彻底摧毁错误概念系统的巨大能量。
纵观学生的错误前概念的纠正过程,教师所做的,无非提供帮助,让学生主动发现推理过程中的错误。教师要善于点悟、启发、引导,使学生在“苦思冥想”后“茅塞顿开”,喜获理性之乐。建立学生“眼见未必为实”的观念,促进学生理性思维的有效发展。
【作者单位:常熟市吴市中心小学 江苏】