◎ 顧小雨 龔 磊

學(xué)生在學(xué)習(xí)新概念之前，他們頭腦中已經(jīng)存在一些來源于經(jīng)驗和生活實踐的、模糊的概念，我們稱之為“前概念”。前概念是學(xué)生基于當(dāng)前知識的已有認(rèn)識，它可能是正確的，也可能是模糊的、錯誤的或空白的，學(xué)生認(rèn)識事物的過程實際上就是從前概念不斷發(fā)展成科學(xué)概念的過程。

有關(guān)前概念的研究，最早可追溯到1903 年斯坦利·霍爾調(diào)查兒童對自然現(xiàn)象（如熱、霜、火等）的觀念，這是一項關(guān)于前概念的調(diào)查。1929 年，皮亞杰對前概念進(jìn)行研究后出版了《兒童關(guān)于世界的概念》一書。隨后，在20 世紀(jì)五六十年代，西方發(fā)達(dá)國家的學(xué)者受認(rèn)知心理學(xué)的影響和啟發(fā)，開始關(guān)注前概念的研究。20 世紀(jì)90 年代后，我國學(xué)者開始對前概念進(jìn)行研究并取得了很多成果，主要涉及自然科學(xué)領(lǐng)域中學(xué)生前概念對教師教學(xué)的影響?！扒案拍睢币辉~在我國首先被用在物理教學(xué)領(lǐng)域，后逐漸出現(xiàn)在生物學(xué)、數(shù)學(xué)、化學(xué)、信息科技等學(xué)科中，至今仍然是國內(nèi)外教育界和心理學(xué)界研究的熱點(diǎn)問題。而本文中提到的前概念教學(xué)，指的是基于前概念的教學(xué)。

一、了解學(xué)生前概念的意義

前概念廣泛存在于我們的思維中。在教學(xué)過程中，教師要重視學(xué)生的前概念，了解他們擁有的前概念。

（一）因材施教，以學(xué)定教

美國著名教育學(xué)奧蘇貝爾曾說過：“影響學(xué)生課堂習(xí)得的核心因素是學(xué)生已經(jīng)知道了什么，而非不知道什么?！苯處熆赏ㄟ^問卷調(diào)查、現(xiàn)代化測評技術(shù)、訪談等方式，充分了解每位學(xué)生對某個知識點(diǎn)不同的前概念，將學(xué)生大腦中模糊的或錯誤的前概念全部捕捉出來，再根據(jù)每位學(xué)生的具體情況，有針對性地設(shè)計教學(xué)活動，恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)活動能吸引學(xué)生積極主動地投入課堂活動中。通過因材施教和以學(xué)定教的教學(xué)方法更好地促進(jìn)

前概念的轉(zhuǎn)變和科學(xué)概念的形成。

（二）個性化學(xué)習(xí)

了解學(xué)生的前概念還有助于教師從學(xué)生的角度去理解、看待問題，從而改進(jìn)教學(xué)形式和方法，幫助學(xué)生構(gòu)建科學(xué)的知識體系。教師根據(jù)學(xué)生的前概念，捕捉學(xué)生的個體特點(diǎn)和差異，采取靈活的教學(xué)方式充分滿足學(xué)生的個體需求，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，教會學(xué)生用科學(xué)的思維方式去思考問題，有利于學(xué)生新知的獲得，為個性化學(xué)習(xí)創(chuàng)造可能。

二、基于學(xué)生前概念的教學(xué)活動設(shè)計

學(xué)生有效參與教學(xué)活動是基于問題情境展開的。問題情境依托核心內(nèi)容而定，學(xué)生有效參與解決核心內(nèi)容中的關(guān)鍵問題，能加深學(xué)生對于所知問題的理解，同時也指向?qū)W科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

在教學(xué)中，我們可以看到這樣一些情況：教師教的思路與學(xué)生學(xué)的思路不一致，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)得索然無味，聽得一頭霧水；教師依據(jù)自己的主觀推測進(jìn)行課堂預(yù)設(shè)，而在實際教學(xué)中卻出現(xiàn)了較大的偏差。這些情況的發(fā)生大多是因為教師沒有關(guān)注或準(zhǔn)確捕捉學(xué)生的前概念所導(dǎo)致的，所以我們應(yīng)從學(xué)生的前概念出發(fā)，把前概念作為理解知識的起點(diǎn)，在新、舊知識之間建立橋梁，在新知識與生活經(jīng)驗之間建立聯(lián)系，通過偵測學(xué)生的前概念，將學(xué)生頭腦中已有的前概念轉(zhuǎn)變?yōu)檎_的、科學(xué)的概念，根據(jù)不同類型的前概念調(diào)整教學(xué)策略，改善課堂教學(xué)行為，提高課堂教學(xué)的有效性。

筆者以“電子表格的認(rèn)識與制作”一課為例，闡述如何基于學(xué)生的前概念，調(diào)整信息科技教學(xué)策略?！半娮颖砀竦恼J(rèn)識與制作”是初中《信息科技》第一冊（試用本）第四單元第一節(jié)的內(nèi)容，本節(jié)課主要是讓學(xué)生初步了解電子表格的功能和基本結(jié)構(gòu)，能描述Excel 軟件界面及各組成部分的功能和含義；獨(dú)立執(zhí)行單元格、行、列、工作表、工作簿等的基本操作；完成數(shù)據(jù)編輯和整理并獨(dú)立操作填充柄。

（一）合理設(shè)計問題，捕捉前概念

1.問卷調(diào)查設(shè)計

教師以問卷調(diào)查的形式，對學(xué)生原有的認(rèn)知起點(diǎn)進(jìn)行了排摸，并通過詳細(xì)的前測數(shù)據(jù)，了解哪些內(nèi)容是學(xué)生已經(jīng)掌握的，掌握的程度如何，哪些內(nèi)容是學(xué)生不易理解的，需要在課堂上對學(xué)生加以引導(dǎo)的。在這個過程中，教師確定了本課的教學(xué)目標(biāo)。

本次問卷調(diào)查對象為中預(yù)（3）班全班學(xué)生，共收問卷37 份，調(diào)查的主要內(nèi)容是“表格的基本結(jié)構(gòu)”“Excel 軟件界面組成部分的含義”和“單元格、行列、工作薄、填充柄的基本操作”。問卷分為兩個部分：第一部分為主觀題，學(xué)生可結(jié)合已學(xué)知識和生活經(jīng)驗來回答；第二部分為客觀題，主要了解學(xué)生Excel 技能操作的掌握程度。調(diào)查問卷如圖1 所示。

圖1 課前問卷調(diào)查

2.調(diào)查結(jié)果分析

主觀題調(diào)查結(jié)果如下。

（1）用過表格的學(xué)生占被調(diào)查人數(shù)的81.08%；沒用過表格的學(xué)生占被調(diào)查人數(shù)的18.92%；100%的學(xué)生列舉出的表格正確。

（2）91.89%的學(xué)生對表格的基本結(jié)構(gòu)的認(rèn)識是模糊的，對“基本結(jié)構(gòu)”四個字的理解也各不相同，部分學(xué)生能寫出表格的結(jié)構(gòu)包括標(biāo)題和內(nèi)容，僅8.11%的學(xué)生知道“表頭”是表格中的一部分，對表格基本結(jié)構(gòu)的認(rèn)識比較準(zhǔn)確。

（3）60%的學(xué)生對單元格含義表述不準(zhǔn)確；81.08%的學(xué)生不知道活動單元格的含義。

（4）認(rèn)為單元格沒有地址的學(xué)生占32.43%，認(rèn)為單元格有地址的學(xué)生占67.57%，其中60%的學(xué)生列舉的地址為1 或1/1 等數(shù)字，40%的學(xué)生不知道單元格地址的表示方式。

（5）83.78% 的 學(xué) 生 對Book1 和Sheet1的理解是模糊的；16.22%的學(xué)生對Book1 和Sheet1 的理解是空白的。

（6）16.21%的學(xué)生對填充柄的概念是模糊的；64.87%的學(xué)生對填充柄的概念是錯誤的；18.92%的學(xué)生對填充柄的概念是空白的。

客觀題調(diào)查結(jié)果見表1。

表1 調(diào)查問卷客觀題數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果

（二）分析調(diào)查數(shù)據(jù)，整理前概念

1.認(rèn)知層次淺

調(diào)查問卷的數(shù)據(jù)顯示學(xué)生在生活中都用過或看到過表格，對于表格有初步的了解，全班學(xué)生都能列舉生活中的表格，但大部分學(xué)生對表格的基本結(jié)構(gòu)及Excel 界面的認(rèn)識是模棱兩可的，大多都從生活親身實踐體驗、概念本身術(shù)語和字面意思出發(fā)，真正理解概念的學(xué)生非常少，個別學(xué)生也僅停留在知道的學(xué)習(xí)水平，認(rèn)知的層次較淺。部分Excel 的功能鍵，學(xué)生不是很明確，對于操作更是一知半解，特別是對于填充柄的使用，64.86%的學(xué)生選擇了“不會”。

2.已學(xué)知識的影響

學(xué)生對于Excel 界面和單元格的認(rèn)識建立在已學(xué)軟件Word 基礎(chǔ)上。Excel 表格與Word表格之間有一部分相似之處，也有一些區(qū)別。在本節(jié)課前，學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識了Word 表格中單元格的概念并學(xué)習(xí)了一些操作方法，如插入表格，在表格中填充內(nèi)容（文本、數(shù)值或圖片）及刪除內(nèi)容等，這些形成了一部分學(xué)生的前概念，另一部分學(xué)生因遺忘而沒有形成前概念。兩者操作方法完全相同的地方有助于學(xué)生新知識或新方法的獲得，如Word 和Excel 表格填充內(nèi)容及其方法是一致的；兩者概念和操作方法不同的地方給學(xué)生學(xué)習(xí)Excel 表格造成一定的阻礙。以修改單元格的內(nèi)容為例，在Excel中有三種方法修改內(nèi)容，而學(xué)生只會與Word相同的一種方法——使用退格鍵。

3.具有差異性

主觀題的差異性表現(xiàn)在對同一概念學(xué)生前概念的不同，有的學(xué)生是空白的，有的學(xué)生是模糊的，有的學(xué)生是錯誤的。

客觀題的差異性表現(xiàn)在對同一技能掌握程度的不同，從前測統(tǒng)計數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)在“對單元格內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改”和“插入、刪除行（列）”兩項上，學(xué)生之間的差異比較明顯。

（三）根據(jù)前概念，設(shè)計課堂教學(xué)

信息意識是本學(xué)科的核心素養(yǎng)之一。因此，在確定教學(xué)目標(biāo)時，教師要梳理和精選能對學(xué)生終生學(xué)習(xí)和發(fā)展有較大價值的、相關(guān)性高的、遷移可能性較大的、時效性長的核心知識，將其融入具體教學(xué)目標(biāo)中，通過設(shè)計不同類型的教學(xué)活動，引導(dǎo)學(xué)生通過自主合作、探究等學(xué)習(xí)方式，提升學(xué)習(xí)能力，主動建構(gòu)知識，實現(xiàn)信息的最大價值。

在充分了解學(xué)生前概念的基礎(chǔ)上，確立了本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)，將學(xué)生不太熟悉的“獨(dú)立操作填充柄并探究其適用范圍”定為教學(xué)難點(diǎn)，而教學(xué)重點(diǎn)是“獨(dú)立完成數(shù)據(jù)編輯和數(shù)據(jù)整理”。

信息科技的概念非常抽象，從學(xué)生的認(rèn)知水平和能力狀況來看，他們常常需要具象、直觀的實例來幫助他們構(gòu)建邏輯思路。這也是學(xué)科素養(yǎng)中對學(xué)生計算思維的培養(yǎng)，幫助學(xué)生從特殊、具體、繁復(fù)的信息系統(tǒng)問題中，抽象出其隱含的、一般的、本質(zhì)的內(nèi)容、要素及其之間的邏輯結(jié)構(gòu)，從而為分析問題提供形象的認(rèn)知材料，以發(fā)現(xiàn)問題內(nèi)在的運(yùn)動規(guī)律并予以把握。因此，本節(jié)課的教學(xué)中，在前概念偵測后，將原來以教師演示和學(xué)生個人練習(xí)為主的方式改變?yōu)橐曰顒釉O(shè)計、小組討論和合作的方式貫穿整節(jié)課，讓學(xué)生動手實踐，積極參與到對知識的學(xué)習(xí)中去。

其次是“三段路徑”。第一個是用在傳統(tǒng)建筑材料替代上，這也是當(dāng)前的主要路徑；第二是把磷石膏當(dāng)成化工品，如磷石膏分解制硫酸副產(chǎn)水泥或石灰；第三是把磷石膏用在土壤修復(fù)上，楊三可強(qiáng)調(diào)，磷石膏是很好的修復(fù)土壤的材料，對于礦山的充填、鹽堿地土壤的改良等有很好的作用。他說：“這三個路徑都是指向磷石膏綠色建材，我認(rèn)為要把磷石膏當(dāng)成綠色建材來定位與開發(fā)?！?/p>

本節(jié)課共設(shè)計了5 個環(huán)節(jié)，分別是比一比（比較不同軟件的異同）、識一識（認(rèn)識界面和表格的基本結(jié)構(gòu)）、試一試（自主選擇并完成操作任務(wù)）、探一探（探究填充柄的概念和適用范圍）以及評一評（本節(jié)課學(xué)習(xí)知識的掌握情況自我評價）。筆者創(chuàng)設(shè)不同的活動激發(fā)學(xué)生的好奇心，以小組討論和合作的方式，讓學(xué)生在問題和任務(wù)的引導(dǎo)下，大膽地進(jìn)行實踐和探索，相互探究和交流，在討論的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理地分析，這樣才會讓學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)前概念與新概念的異同，從而以新概念替換原來的前概念。

在教學(xué)過程中，學(xué)生要把握具體的內(nèi)容，就必須有一定的背景知識經(jīng)驗作基礎(chǔ)，以便同化和掌握新的知識。針對客觀題部分的前概念偵測，在“數(shù)據(jù)編輯和數(shù)據(jù)整理”環(huán)節(jié)設(shè)計中，筆者由全班學(xué)生完成同樣的任務(wù)，改為學(xué)生從原有的認(rèn)知基礎(chǔ)出發(fā)，選擇完成三種層次的學(xué)習(xí)任務(wù)，分別是基礎(chǔ)任務(wù)、進(jìn)階任務(wù)和拓展任務(wù)，任務(wù)難度逐步提升。本節(jié)課中學(xué)生通過完成教師設(shè)計的任務(wù)，掌握表格的基本操作和數(shù)據(jù)編輯整理的一般方法，學(xué)生任務(wù)單見表2。

三、基于學(xué)生前概念的教學(xué)方法策略

（一）使用遷移類比，轉(zhuǎn)化前概念

筆者在導(dǎo)入新課后，先請學(xué)生玩一個小游戲——大家來找“茬”，觀察Word 與Excel的界面，找一找兩者相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，以小組為單位，比一比哪組學(xué)生找得又多、又快、又準(zhǔn)。

表2 學(xué)生任務(wù)單

學(xué)生回答，教師點(diǎn)評和梳理，見表3（以Microsoft Office 2007 版為例）。

表3 Word 和Excel 異同點(diǎn)梳理

教師講解兩者的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。Word 和Excel 在“新建”“打開”“保存”和“另存為”等基本操作上的方法是一樣的，但Word和Excel 的主要功能不同，Word 主要是對文字信息的處理，而Excel 主要是對數(shù)值信息的處理。

師：Excel 的標(biāo)題欄默認(rèn)為Book1，我們可以把它看成是生活中的一本書，這本書由一頁頁紙組成，每一頁由一行行的字組成，每一行由一個個字或標(biāo)點(diǎn)符號組成。在Excel 中，書就是“工作薄”，頁就是“工作表”，也就是大家看到的Sheet1、Sheet2 和Sheet3，行是“x行x 列”，字或標(biāo)點(diǎn)符號是“單元格”。老師展示梳理后的表格，見表4。

表4 學(xué)生生活經(jīng)驗對應(yīng)Excel 中的概念

【片段分析】本環(huán)節(jié)的設(shè)計從學(xué)生的已有經(jīng)驗入手，先比較已學(xué)軟件Word 和新軟件Excel 界面的異同，把Word 中學(xué)過的知識和操作方法遷移到Excel 中，再以學(xué)生熟悉的事物來進(jìn)行類比，把枯燥的知識和概念用靈活生動的方式來講解，把Excel 想象成一本書，從書的組成結(jié)構(gòu)理解Excel 的組成部分，范圍由大到小，幫助學(xué)生進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí)和有效記憶。使用遷移類比的策略，轉(zhuǎn)化學(xué)生片面的前概念，解決學(xué)生“知其然，不知其所以然”的困惑，找到概念與學(xué)生生活之間的聯(lián)系，幫助學(xué)生進(jìn)一步理解正確的科學(xué)概念，構(gòu)建新的知識體系。

（二）創(chuàng)設(shè)沖突情境，糾正前概念

教師演示Excel 中相關(guān)工具——填充柄的操作步驟。

師：剛才老師演示的是序號1 ～10 的填充，接下來請同學(xué)們以四人為一個小組，使用填充柄工具及其“自動填充選項”合作完成場景1和場景2 兩個任務(wù)，探究填充柄還能運(yùn)用于哪些數(shù)據(jù)或生活場景中。

場景1：每位同學(xué)在學(xué)校都有自己對應(yīng)的學(xué)號，在我們學(xué)校以“入學(xué)年份+班級+序號”組成，如“20180301”“20180302”等，請同學(xué)們打開“中預(yù)（3）班學(xué)號.xlsx”，完成“學(xué)號”和“學(xué)?！眱闪械奶畛?。

場景2：單詞是英語學(xué)習(xí)過程中很重要的部分，小明的媽媽要求小明每天學(xué)會一個單詞并進(jìn)行記錄，請同學(xué)們打開“2018 年10 月單詞.xlsx”，完成“日期”一列的填充。

某一小組的討論過程如下。

生1：我在“中預(yù)（3）班學(xué)號.xlsx”表格中，補(bǔ)充了“20180303”～“20180337”的學(xué)號，我填入的是不同的數(shù)字。

生2：我在“2018 年10 月單詞.xlsx”表格中，填入1，使用填充柄后填充的還是1。

生3：使用填充柄往下拉以后，可以選中自動填充選項，選擇填充序列，就能變成1～31。

生4 ：我在“中預(yù)（3）班學(xué)號. xlsx”表格中，填入“上海市澄衷初級中學(xué)”往下拉以后，下面的單元格都變成了“上海市澄衷初級中學(xué)”；在“2018 年10 月單詞.xlsx”表格中，填入1日，用和生3 相同的方法，填的是1 日～31 日，所以可以填入相同的文本和不同的數(shù)字。

生5：我在新的工作薄中試了一下1 月至12 月，也可以用填充柄做出來。

教師引導(dǎo)：學(xué)號、日期、月份之間有什么相同點(diǎn)嗎？

生5：都是有順序的數(shù)字。

【得到結(jié)論】相同文本以及有順序的數(shù)據(jù)。

【片段分析】本環(huán)節(jié)以小組合作和探究的方式開展，教師通過演示實踐、創(chuàng)設(shè)情境和小組討論探究的方法，讓學(xué)生暴露出錯誤或模糊的前概念，產(chǎn)生不同的認(rèn)知沖突，通過認(rèn)知沖突，轉(zhuǎn)化錯誤的前概念，解決本節(jié)課的難點(diǎn)。建立在認(rèn)知沖突基礎(chǔ)上的教學(xué)策略包括三個基本步驟：第一是初始階段，其要點(diǎn)在于使學(xué)生明確認(rèn)識自己的前概念，這一步驟在問卷調(diào)查中已完成；第二是認(rèn)知沖突階段，通過演示呈現(xiàn)或操作實踐引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突；第三是認(rèn)知沖突解決階段，教師鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行認(rèn)知調(diào)整，建構(gòu)科學(xué)概念。教師演示填充柄的操作步驟后，引發(fā)學(xué)生的第一次認(rèn)知沖突，消除對填充柄錯誤的前概念，把模糊的前概念清晰化，沒有前概念的學(xué)生不存在第一次認(rèn)知沖突，對新知識的接受程度更快；接著，教師提出新的任務(wù)，請學(xué)生根據(jù)不同情境，小組合作探究填充柄的適用范圍，以組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)的方式進(jìn)行分組，組內(nèi)學(xué)生對填充柄的前概念也存在差異性。在討論和探究的過程中，學(xué)生各抒己見，自由地相互碰撞產(chǎn)生“火花”，引發(fā)學(xué)生產(chǎn)生第二次認(rèn)知沖突，思考自己的認(rèn)知是否正確，和同伴的認(rèn)知是否一致，不一致的話差別在哪里，然后將錯誤的前概念糾正，最后建構(gòu)正確的科學(xué)概念。在操作過程中發(fā)現(xiàn)填充數(shù)據(jù)的規(guī)律，可以是相同的數(shù)據(jù)，也可以是有序列的數(shù)據(jù)，找到填充柄適用范圍是有規(guī)律的數(shù)據(jù)如序號、日期、數(shù)列等以及相同的文本或數(shù)值，再應(yīng)用到實際生活場景中。

四、思考與展望

概念是初中信息科技教學(xué)的重要部分，重視和加強(qiáng)對學(xué)生前概念的調(diào)查研究，能有效促進(jìn)教師在教學(xué)重難點(diǎn)的把握、教學(xué)方法和策略的應(yīng)用等方面，做到有的放矢、游刃有余。學(xué)習(xí)始于思考，思考源于疑問。創(chuàng)設(shè)能引導(dǎo)學(xué)生深入思考的氛圍，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)、學(xué)生心理特征和認(rèn)知規(guī)律，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、啟發(fā)思維、指向?qū)W科核心素養(yǎng)的原則設(shè)計問題，能幫助學(xué)生將所學(xué)知識與實際生活融會貫通，并能用所學(xué)知識來解決現(xiàn)實生活中的一些實際問題，以達(dá)到讓學(xué)生掌握學(xué)科知識、鍛煉思維能力、提高創(chuàng)新意識和實踐能力的目的。

在教學(xué)過程中，有效的前概念學(xué)習(xí)策略能讓學(xué)生通過已有的認(rèn)知去理解新知概念，學(xué)會概括和完善概念，達(dá)到利用概念自主探究問題的教學(xué)目標(biāo)。當(dāng)然，前概念的轉(zhuǎn)化過程不是一蹴而就的，需要我們長期不懈地進(jìn)行教學(xué)實踐研究。