获得学生前概念的途径与方法

一、绘制概念图

概念图(concept map，缩写为CM)由美国康奈尔大学的Joseph. D. Novak教授在20世纪60年代提出，它是一种用来组织与表征知识的工具。通常将有关某一主题不同级别的概念或命题置于方框或圆圈中，再以各种连线将相关的概念和命题连接，形成关于该主题的概念或命题网络。这种把概念之间的意义联系以科学命题的形式有机地联系起来的空间网络结构图，叫概念图。

概念图包括节点、连线、层级和命题4个基本要素。其中节点表示概念；连线表示概念之间的陈述；命题是概念之间通过某个连接词而形成的意义关系；层级可有两层含义：第一，是指同一层面中的层级结构，即同一知识领域中的概念依据其概括性水平不同而分层排布，概括性最强的主级概念位于最上层，从属的逐级放在其下，而最下层为例证；第二，是不同层面的层级结构，即不同知识领域的概念图可以就某一概念实现超链接。

    可以通过让被试学生使用概念图的表示出一组相关概念之间的相互关系，来搜集其对该问题的前概念。有时候为了降低难度，也可以先由教师给出一张含有缺失项目的概念图，再由学生将其补充完整。

二、实例访谈

    实例访谈是指访谈者设计情境或举出某一实例对被试学生进行开放式访谈，并对学生的回答做弹性回应。

    笔者曾就溶解现象，请初二学生作出解释。以下是2005年12月的一份访谈记录。

师：把一勺糖放到一杯透明的水中，会发生什么现象？

生：糖消失了，变成糖水了。

师：糖还在杯子里吗？

生：在。

师：那为什么我们看不见它了？

生：它变成糖水了，所以就没有了。但其实它是在杯子里的！

师：那它还是原来的糖吗？

生：不是了。

师：有什么不一样呢？

生：你看不见它了，原来是糖，现在变成糖水分子了。

师：好，如果我把它搅拌，搅拌得很均匀，你觉得杯子上面的水甜，还是下面的甜？

师：为什么？

师：搅匀了也会沉下来？

师：好，那我再问你，如果这被糖水我们不喝，把它放几天，或者几个月，放几年，里面的糖会自己出来吗？

师：会沉在底下，飘在上面，还是？

师：为什么呢？

三、概念访谈

    一些研究者认为：一个学生对于某一概念的真正掌握程度，可以通过他可以怎样完善地向另一个人解释这个概念来考查(Teichert and Stacy ，2002 ) 。

    概念访谈法就是基于这种观点提出来的，访谈者将举出某一概念要求被试学生对此进行开放式访谈，并对学生的回答做弹性回应。

    笔者曾在2005年5月对南京市大约250名一年级小学生进行关于“植物”的前概念探查，并深入访问了大约30名学生。下面的文字是其中的两份访谈记录。

(一)

师：你听过植物这个名字吗？

生1：听过。

师：那你知道什么是植物吗？

生1：树、花、小草..…

师：他们有什么共同的特点呢？或者说，我们可以总结一下，什么样的东西就是植物？

生1：它们都是长在土里的。绿颜色的。

师：前面你说到花是植物，可是我们知道像水仙花就是长在水里的呀。

生1：在水里的也可以。

师：就是说长在水里和土里的就是植物？

生1：对。

(二)

师：你听过植物这个名字吗？

生2：听过。

师：那你知道什么是植物吗？

生2：松树、桃花、荷花…

师：你怎么会知道这么多种植物啊？

生2：妈妈告诉我的。

师：植物都有什么特点呢？

生2：植物不会动。

师：还有呢？

生2：植物不用别人喂它吃东西，但是你要是天天给它施肥浇水它就长得更好。不管它，它也没有死。

师：还有没有呢？

生2：植物的名字里面都有“木”字旁或者是“草”字头，我们王老师说的。

师：就是说植物不会动，不要别人喂，名字里面有固定的偏旁？

生2：对！

师：符合这三个条件的就是植物？

生2：(沉吟了一会儿)应该是吧。

四、预测一观察一解释法

    预测一观察一解释法(prediction-observation-explanation)，简称POE法，是指先由学生就给定情境做出预测(他们会以自身的前概念作为判断标准)，再在观察实验之后，由学生对其判断和现象之间的差别做出解释。这种方法适宜应用在利用实验创造认知冲突情境的时候。

    一个比较精彩的例子是笔者在一堂小学科学课上观摩到的。

这是植物系列专越的第一节课，教学对象是一年级的小学生，教学内容是观察种子。

教师在上课时并没有按照传统教法直接出示挂图，带领学生辫认种子内部的子叶、胚芽、胚根等各个部分，而是发给学生每人一粒经过水泡的蚕豆，请学生在不打开蚕豆的条件下，预测蚕豆宝宝里面的模样。

    孩子们的答案五花八门：有人说，里面有一个小小的树苗一样的芽；有人说，里面是黑乎乎的泥土一样的东西；又有人说，里面住着一个小姑娘……

    在一一记录了孩子们的不同答案之后，教师发给每个学生一枚安全刀片，让孩子们打开种子，看看里面究竟是什么样子的，同时验证自己的预测是否正确。

    孩子们在兴奋激动的心情下打开蚕豆，观察得非常仔细，这时教师又趁热打铁出示大挂图，和学生们一起认识讨论种子内部各部分的名称和用途，并再次让学生做出预测，种下去的种子，各个部分会长成植物的哪一部分。

    显而易见，这节课的教学效果远远优于一般的讲授式教学。

五、图示法

    图示法是学生通过画图的方式表达出他们对某一概念或某一实验过程的理解。这种使思维可视策略相比于传统的访谈、问卷有其不可替代的优势。

    首先，它更易把握出低年级学生的前概念。(人类的认知发展经过动作表征、映象表征和符号表征(其中最主要的符号是语言)当学生的心理发展还不十分完善时，他们自己的意思可能不能完全清晰地通过语言传达，而画图可以更加简易地让孩子表达出自己的真实想法。)

    其次，在对学生一些似是而非的模糊概念的把握上，通过学生的绘图，教师可以探查到学生更深层的想法。

六、词汇联想

    请学生就给定的某一个词汇进行自由联想，并说明联想到其它词汇的具体原因，即它们与原词汇之间的关系。

七、传统选择问卷

    传统选择题可以分为单项选择题和多项选择题两种。选项一般由学生对相关内容的开放式问题的回答中较为典型的答案构成。

    由选择题组成的问卷，相比于弹性回应访谈，更加利于管理，在对大量样本的测试中具有更高的效率。这一类问卷在现行的搜集方法中应用最为广泛。

八、二级原因选择问卷

    对学生的直接访谈和多项选择问卷都被验证具有良好的可行性(Osborne and Gilbert，1980；Peterson et al.，1989)但是，Treagust (1988)认为多项选择并不能全面充分地把握学生的理解，通过多项选择题无法确切了解学生做出相应选择的原因。但相比于其它方法，对于研究者来说，这一种方法比较容易进行管理和分值计算(Tan and Treagust，1999)。

于是又有研究者对这种选择题问卷做了修改，在一级选择题增加了追问学生做出相应选择的原因二级选项，这样的题目形式被称为二级原因选择(two-tier multiple-choice items)，是一种较为可行的评估学生已有前概念方法，能较深入地了解学生对于某一问题的一般性想法(Peterson and Treagust.  1989)。但同时这种二级选择也存在一些缺点，比如：相比于开放式问题，它很难收集到学生更为细节的想法。

    以下是一道用于搜集小学5、6年级学生对于“电池”概念前概念的二级选择试题：

电池内部里，“电”是否早已经聚集在一个专门储存的区域？

(     )A是         (     )B不是        (      )C不知道

你的想法或理由是：(注意只能选择一个)

(    )A.电池内部中央区域是空心的，储存着透明看不到的电。

(    )B.电池内部是一粒粒的铁沙或铁粉。

(    )C.电池内部有一个微小的发电器。

(    )D.电池内部是许多缠绕的电线或漆包线。

(    )E.电池内部中央有一根棒状的物质，储存着电。

(    )F.电池内部包含着多种不同的化学物质。

(    )G.其它_____________________。

 

在课程设计中应用学生前概念的一般策略

    1、设计导入式问题

近年来，越来越多的专家学者意识到了学生的已有前概念对其新知识建构的重要影响作用。在许多新课程的教材中，教学单元前开始单独设置“你已经知道了什么?”“请你先说”等栏目，来引发学生的己有经验或前概念。

这种对前概念的重视是可喜的，但又太过表层，不够深入，并不能很好促进学生对于新知识的建构。一般来说：导入式问题的设计标准包括四条:用学生感到可以接受的语言，能够激发学习中的讨论及学生的问题意识，指向更宏观的基本问题和单元问题。

此外，导入式问题的形式可能是多样化的，不仅可以通过文字提问的方式，在一些实验性较强的理科课程中，还可以充分利用设计课前实验引入教学内容。

 

  2、搭建认知桥梁

    课程设计的工作极为复杂，它们在专家与非专家身上表现出很大的差别。对于某些观念来说，成年人进行理解时不会存在任何问题，但是，它们对青少年学生则会显得抽象而晦涩，没有意义与价值。对于设计者来说，最大的挑战是站在学生的立场上进行设计，而不是从他们自身的立场出发。后一种情况常常发生，例如在教材编写中，对学生来说重要的观念常常被压缩为极为简略的概述。

    课程设计的意义在于搭建。许多教材只给学生提供了一个概括性的观点，至于这种观点所立足的事实或这种观点产生的过程，它很少或根本没有触及。实践证明，很多概念的建构对于学生来说，不可能通过直接定义一步到位地完成，而应根据理解的六个维度：解释、释译、运用、洞察、移情、自我认识，一步步给学生以铺垫，帮助他们建构相关知识。

    无独有偶，美国的STC科学教材在物质单元的导入，并没有预先给出物质的定义，而是耗费大量时间(长达8课时!分别开展针对学生错误前概念设计的探究活动)让学生通过实验认识到：物质都具有一定的质量，物质通常都会热胀冷缩，有的物质溶解于水，而有的物质不可以，物质具有一定连续性……

通过层层搭建在学生已有知识经验和教学预期目标之间的认知桥梁，帮助他们扫清那些似懂非懂的前概念障碍。