揭示科学教师的错误概念 推进学生对科学概念的正确理解

《国家科学素质行动计划纲要(2006-2010-2020)》明确指出，要提高未成年人的科学素质，必须“完善基础教育阶段的科学教育，提高学校的科学教育质量”。只有这样，中小学生才能“掌握必要的基本科学知识和技能”。教育工作的重点始终是受教育者——运用针对受教育者的教育策略，揭露受教育者的错误观念，改变受教育者的错误观念，提高受教育者的科学观念水平。教育管理者和教育工作者经常有意识或无意识地忽略这样一个事实，即教育工作者——科学教师也有相当多的错误概念。

首先，科学教师对科学概念没有很好的理解。

(一)所有初中生物教师都有错误的生物学概念。根据2006年对六个省(河南、河北、山西、安徽、广东、辽宁)的抽样调查，被调查的374名科学教师都有错误的概念。问卷共调查了36个科学概念。最好的老师能理解34个，但仍然有两个错误的概念。最差的老师有29个错误的概念。2016年，研究人员使用同样的问卷对九个省(安徽、辽宁、江西、河南、甘肃、青海、贵州、河北、广西)的科学教师进行了抽样调查。调查显示，100%的教师仍然有错误的概念，最好理解的教师仍然有一个错误的概念，最差的教师有28个错误的概念。可以看出，近十年来，科学教师对科学概念的理解水平没有显著提高。教师有错误的概念，这意味着学生在概念学习的“源头”犯错误，而学生所学的是错误的概念。

(2)小学科学教师对小学科学概念的认知不乐观。研究人员调查了来自21个省(市、自治区)的913名小学科学教师对“钻石”、“鲸鱼”、“月相”和“日晷”四个概念的理解。钻石实际上是一种简单的物质晶体；然而，12.9%的教师(118人)不知道或错误地认为“钻石是一种珍贵的玉”或“钻石是一种重金属”。“钻石是由碳制成的”，这是一个科学概念。然而，23.0%的教师(219人)不知道或错误地认为“钻石由金属原子组成”、“钻石由各种无机物组成”和“钻石由各种无机物和有机物组成”。小学科学教师不仅在理解科学概念时犯了错误，而且在阅读和写作概念术语时也犯了错误。例如，尽管84.3%的教师(770人)知道“日晷”一词的正确发音，3.1%的教师(28人)仍然不知道它的发音，4.3%的教师(39人)把它读错为“j”u(与“旧”音相同)，5.7%的教师(52人)把它读错为“min”(与“*”音相同)，以及2.59.3%的人错误地认为“日晷是指南针”或“日晷是观察太阳运动的工具”。另外27.7%的老师不确定日晷的用途。

第二，小学科学教师不知道他们有错误的概念。

小学科学教师不仅在“钻石”和“日晷”上有错误的概念，而且在其他概念、其他内容和其他科目上也有错误的概念。错误的概念也是隐藏的，以一种潜在的形式存在于人的头脑中，这在平时是不容易表现出来的。这些特征导致人们有很多错误的概念，却没有意识到他们有错误的概念。

(一)一些科学教师不知道他们有错误的概念

例如，“鲸与马、牛和羊关系密切，因为它们都用肺呼吸”，不到一半(44.7%)的教师有这样的科学概念。此外，8.0%的教师不知道他们对“鲸”有错误的概念——他们错误地认为“鲸与鲨鱼、鲤鱼和草鱼关系密切，因为它们都生活在水中”。另有47.3%的教师有正确的概念或错误的概念，但他们不知道自己是对还是错，概念模糊(见表1)。

表1小学科学教师“鲸鱼”概念的现状

(二)30%的教师不知道自己对“月相”概念的理解是错误的

根据科学概念，第一季度的月亮面向西方，月亮大约是总面积的一半，只有10.6%的教师能正确识别第一季度的月亮，这是非常低的。相反，他们错误地识别了第一个四分之一的月亮，也相信他们是对的，占老师的31.3%。当然，他们会把错误的概念传给学生。超过一半(58.1%)的教师不能正确识别第一个四分之一月亮，并且概念模糊(见表2)。

表2小学科学教师“月相”概念的现状

三、不断提高科学教师对科学概念理解水平的几点建议

错误的概念有广泛的地区，不同国家和地区的人有错误的概念。错误的概念有广泛的学科。人们不仅有生物误差的概念，还有物理误差和化学误差的概念。错误的概念有广泛的学习阶段，小学、初中、高中和其他学习阶段的人都有错误的概念。错误的观念有很多种，不仅包括学生，还包括科学教师和科学普及工作者。因此，不仅要提高小学科学教师的科学观念水平，还要提高初高中物理、化学、生物、地理等学科的科学教师和科普工作者的科学观念水平。

首先，我们必须开发一种有效的“揭示错误概念的工具”如果一个工人想做好工作，他必须首先磨利他的工具。许多科学教师有错误的概念但不知道它们，因此使用适当的工具来揭示他们的错误概念并帮助他们更好地发现他们在理解科学概念中的问题是非常重要的。相关部门需要加强对误差概念工具和量表开发研究的支持。

二是要收集整理错误概念数据库，充分发挥错误概念的教育价值。不同年龄、不同年级学生的错误概念具有很高的一致性，揭示以前学生的错误概念对未来学生避免形成错误概念、避免走弯路有一定的价值。教师和学生之间以及不同人员之间的错误概念也有高度的一致性。因此，收集和整理错误的数据库具有很好的预警效果，是一种重要的教育教学资源。它能使科学教师和科普人员明确学生和公民在哪些方面容易形成错误观念，从而采取有针对性的教育教学策略，有针对性地降低受教育者的错误观念比例，提高他们的科学观念水平。

第三，科学概念应纳入科学教师培训课程。目前，科学教师培训课程中关于如何教的内容很多。在未来的科学教师培训课程中，应重视科学概念转化的内容，以帮助科学教师更好地理解科学概念。