石林成
扬州大学生物科学与技术学院 225000
现在所推崇的建构主义学习观是强调学生以之前所获得的的知识为基础建构新知识的过程，并不是教师教授什么，学生就死记硬背什么的过程，而是强调以学生为主体，学生自我重组新旧知识的过程。因此教师需要格外注重学生的原有的所教授内容的相关的旧知识。前科学概念是学习者进行系统规范学习前所持有的可能与科学科学概念不尽一致甚至内涵完全相反的先前概念，这对教师教学有着至关重要的影响。
1.前科学概念形成原因分析
1.1内源因素
学习者的日常生活经验、学习者对于部分知识的掌握不牢固、学习者对于知识的不正当类比以及习惯于字面理解知识就是内源因素；例如呼吸就是吸收氧气，与其他无关的前科学概念就是学习者的日常生活经验所致，生物多样性就是物种多样性的概念就是习惯于通过字面去理解知识。学习者早期生理心理发展所限也是重要的内源因素，自出生以来他们就一直受到外界环境的刺激，再加上他们身心发展不平衡，所以他们经常会通过表象去认识事物，这也就渐渐造成他们对于相关知识的认知发生了偏差。有时候，他们还会运用自己已有的知识或者经验去自行解释一些现象，通过自己的主观臆想去解决问题。例如，很多学生会认为人体中的动脉数量会比静脉数量要多，其主要原因有“人体需要许多氧气和营养物质，所以需要很多动脉”等，所以，学生会主观认为动脉会比静脉更重要，以至于数量就会相对多一点，这也是学生主观臆想所造成的。
1.1外源因素
教材方面的影响、教师的影响、交叉学科的影响、家庭环境的影响以及社会媒体的影响等就是外源因素。
教师对某一知识内容的前科学概念水平较高，学生则与其成正相关。在进行教学时，教师会在不经意间对某些概念进行不完整的解释，再加上学习者自己的误解，进行不正确的类比，从而错误的概念就产生了。对于生物这种自然学科而言，联系是非常密切的，无论是跟物理还是化学，都有非常紧密的联系，从而学习者对于概念的理解，就会自行构建联系，以至于产生混淆。
在日常的家庭生活中，家庭成员经常会用一些习惯性的用语，而有一些用语会跟精准化的科学概念不太一样，学习者则会因为这些习惯性的用语而产生相应的前科学概念。社会媒体对于前科学概念的形成也具有相应的影响。电视网络等在传播某些概念时，会由于它的传播方式及途径对学习者造成一些影响，从而导致概念的混淆或者错误。
2.前科学概念探查方法
2.1访谈法
访谈法在质性研究中是最普遍且最重要的研究方式。访谈分为“结构型”、“无结构型”、“半结构型”三种类型。“结构型”访谈，是研究者起主导作用的，整个访谈过程是具有一定的结构框架的，相反而言“无结构型”访谈是没有具体的结构框架的，研究者也不再起到主导的作用，被访谈者运用自己的语言表达自己想表达的内容，最后是“半结构型”访谈，研究者以及访谈对象具有对等的作用，研究者有相应的目的，而访谈对象也能很自由的表达自己想表达的东西。所以作为前科学概念探查方法之一的访谈法是属于“半结构式”的，也就是研究者会掌握问题的主线，例如根据自身的经验，列举出中学生物学中存在哪些前科学概念，然后列举出访谈的大致提纲，对学习者进行访谈，然后给予学习者自有的空间进行发挥，最后得出访谈结果。
2.2二段式诊断性测试
二段式诊断性测试时目前国际上教学工作者经常使用的方法。
该探查方式的基本形式是：每一道题目有两段部分组成，第一个部分是诊断学生的具体知识，包含了题干以及2个或者4个简单的事实选项，第二个部分是针对在第一部分给出的答案拟定出各种可能的理由以探查学生对于知识的理解，换一句话说就是来探查学生在第一部分给出的答案的理由，这两个部分必须都要完全回答正确，才算答题成功。这种方法的优点是不仅仅重视的最后的答案，而且也没有忽略学生的真实想法，探查了学生回答第一部分答案的理由，这也就防止学生猜答案的情况发生。
2.3课堂提问法
该方法一般用于课堂导入的阶段，教师运用相应情境导入当天需要学习章节的相关内容，在导入过程中，提出一些学生可以回答的问题，而这些问题的设置需要能引起学生的兴趣，不能太困难，可以假设出问题一提出，学生会回答出哪些答案。例如在讲光合作用和呼吸作用的时候，可以问学生绿色植物是否只有在白天才进行光合作用，晚上才进行呼吸作用呢？教师通过学生的回答来发现问题，并及时对自己的教学活动进行调整。
3.前科学概念的转变方法
在进行概念转变之前，我们需要确定，概念转变需要具备4个条件。条件一是学习者对于已有概念的质疑或者不满，条件二是新的概念是需要能被理解的。条件三是新的概念需要合理，新概念要与学习者所接受的概念具有一致性，这样学习者才会认为该概念合理，如果出入太大的话，学习者就不容易被说服。条件四是新概念具有一定的价值，学习者需要通过这些新概念解决不太容易解决的问题。
3.1 三阶段教学模式
该转变方法是美国密歇根大学Nussbaum 和Novick 所提出的，主要是针对在教学过程中转变学生的头脑中的概念，简称“NN三步教学模式”。主要内容包括三个有效步骤。步骤一是利用有效的问题情境使学生暴露出自身的前科学概念，学生能够完整阐述自己的前科学概念；步骤二是教师为学生引入新的相关经历，使得学生对所学的概念产生不满，这样学生就会逐渐在概念上形成认知冲突，新概念的引入需要足够有说服力，这样才能使学生认识到自己原先的观点是不完整甚至是不正确的，是需要进一步修正的；步骤三是在学生设法解决上面遇到的认知冲突时，会积极对新概念进行相关评价，渐渐地会形成顺应，从而学生会形成新概念图式。
3.2 五步教学法
五步教学法是Driver和Oldham提出来的。第一个步骤教师在教学之前，先总结出教授的内容需要探讨的问题，并在后面的教学活动中将这些问题呈现出来，从而引起学生思考。第二个步骤是小组探讨及合作，相互讨论，并积极表达，暴露自身前概念。第三个步骤就是教学，首先学生们通过小组之间的交流，分析彼此之间已经拥有的概念，再经过老师的指引，引起可能的认知冲突，对自己的认知冲突进行同化和顺应；然后依据彼此间的讨论，学习者再经过努力将前科学概念改变为科学概念。第四个步骤是应用阶段，就是学生有机会将新的概念应用到不同学习中，并加以回顾。
3.4 四步教学策略
此策略是Krajcik提出的，约瑟夫萨克拉伊契克分析了不同的概念转变教学模式，认为概念转变过程主要由四部分组成，首先学习者描述自己的理解和认识，其次重建的理解和认识，然后新的理解和认识的应用，最后将新的认识和以前的认识和了解作比较。
关于转变方法，大体可总结为利用相关方法是学生暴露出前科学概念，再设置相关的情境冲突，帮助学生进行转变，大多数学者是在转变方法上有各自的见解，有通过教师点拨的，也有通过小组合作的，还有通过矛盾冲突自行探索的。在最后巩固科学知识阶段，有通过口头反复叙述科学概念的，也有让学生自行巩固的，还有通过生物学史，讲清楚概念的来源、形成和建立，使学习者对获得科学概念的，最后对科学概念进行应用，加以巩固。
4.开发与利用
自2011年义务教育课程标准颁布以来，国内对该领域也越发关注，国内外大量的前概念诊断研究成果不断涌现，但前概念的诊断方式方法多样且各有利弊，需要结合学习内容和学生学段等实际学情，针对性设计与运用，以更加有效、准确地诊断学生前概念，遗憾的是这方面研究尚鲜见报道，有待学界后续予以更多的投入与关注，更有待教师自身、教师教育机构更多的实践探索与尝试。依据前科学概念转变的方法可以构建相关的教学模式是我们需要努力的方向。