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精心准备的一节课却没有达到预定的教学效果；教学中反复强调的内容，学生在课后作业和考试中却还是出了错，这些都是教师在教学中经常遇到的问题。那么，为什么教师自认为讲透了的知识学生还是不能真正理解？是学生笨还是教师没有真正了解他们？
其实，学生在学习新的科学知识内容之前，头脑中并不是一张白纸，他们对有关科学现象或问题有着或多或少想法，并伴随着一定的思维方式，我们把这些原有的认知结构和认知模式统称为前认知。所以学生学习科学的过程不是简单地把书本上和教师课堂讲授的内容装入自己头脑的过程，而是一个在一定的教学情境中转变和发展自己的前认知的过程，是认知结构和认知模式的变化过程。因此教师在教学生学习新知识之前，必须充分考虑前认知对学生学习新知识的影响，践行“以学定教”，才能切实提高课堂教学实效。
1提供更多的实例或反例，转变学生的前认知
有些前认知出现的原因仅仅是在日常生活中缺乏相应的经验，那么教师就要为其提供更多的例子。在日常生活中，学生通过生活亲身经历或是电视新闻，知道房屋失火以后需要用水来灭火，那么学生很可能认为在遇到其它不同的情况时也都用水来灭火。这时，教师如能提供更多的例子来丰富学生的感性经验，就能引发学生认识到自己原有经验的局限性和表面性。比如，教师可以演示桌上一滩酒精着火以后，用水并不能扑灭；一小块金属钠着火以后，如果用水来灭火，火势反而更旺……通过提供这些在日常生活中不易遇见的实例或反例，让学生了解更多的灭火方法（黄沙、干冰）以加深对燃烧本质的理解。
2创设情境，引发、解决认知冲突，转变学生的前认知
学生对科学概念本质的认识过程，主要由前认知与科学概念之间产生的矛盾冲突引起，因此采用创设情境，引发认知冲突的方法来促进概念转变，对于纠正学生错误前认知是一种极为有效的教学策略。
2。1通过特殊文本引发认知冲突
特殊文本有两种类型：一种是批驳性文本，也就是直接呈现学生的错误观念；另一种是非批驳性文本，即首先呈现与错误观念无直接关系的新信息，以此来激活学生头脑中与新信息相关的原有错误认知。通过我们的研究发现在实际教学中教师应该紧扣引发认知冲突的实质目标，灵活使用这两种文本。
案例1八年级“物质粒子模型”教学中的例题：充满空气的气球（完全密封不漏气），放置几天后会缩小，是因为
A。空气粒子的形状变了
B。空气没有固定的体积，气体变形
C。气球的橡胶粒子有空隙
D。空气被压缩了
从生活中的经验得出气球变小是因为漏气，而漏气就是因为空气被压缩或气球变形引起的。这就是用特殊文本产生认知冲突。
案例2《构成物质的粒子》教学片段
教师：我们知道数学上50加50等于100成立，现在我把50 mL水和50 mL酒精相混合后总体积，会是多少呢？
学生：100 mL（异口同声）
教师：接下来就是见证奇迹的时刻（教师演示该实验），学生观察后表现出非常惊讶，并急着想知道答案。极大激化学生前认知与科学概念之间的矛盾冲突，后面的教学自然顺理成章。
2。2创设问题情境引发认知冲突
建构主义的教学主张：“通过解决问题来学习，这就要求不断创设问题情境。所谓问题情境就是在教材内容与学生的原有认知结构之间制造一些”不协调“，从而把学生引入一种与问题有关的情境中。”问题情境所指问题可以是一个问题，也可以是一系列问题。在教学中设计问题情境，问题的设计需要由浅入深，层层递进，促进学生认知结构的改组与重建。
案例3蒸发致冷的教学片段
教师：初秋游泳并不感到很冷，可是上岸后风一吹，有什么感觉？
学生：很冷（打寒颤）。
教师：现在把电扇对着温度计吹，温度计的示数将如何变化？
学生：示数下降。
教师：接下来就是见证奇迹的时刻（教师演示该实验），学生观察后表现出非常惊讶。（通过以上情境引发新知识与前认知的冲突，因为在学生生活经验中认为吹风凉快或冷是因为风的缘故，而忽略蒸发吸热的本质。）
教师：那么在什么情况下吹温度计的示数才会下降？
学生：温度计上涂酒精或水（解决问题，实现由前认知向科学知识的转化）
教师：按照你们的方案进行实验，示数会一直下降吗？（继续引发冲突）
案例4饱和溶液和不饱和溶液
学生通过实验发现向一杯水中不断地加入蔗糖，最后会有一部分蔗糖不能继续溶解，此时教师指出现在所得到的溶液就是饱和溶液（不包括未溶解的蔗糖），然后请同学为饱和溶液下个定义。
学生：不能继续溶解某种溶质的溶液。（往往忽略一定温度和一定量的溶剂这两个条件，这时教师不能急于将这两个条件提出，而是要创设情境）
教师：有没有办法让未溶解的蔗糖继续溶解呢？（学生继续思考，然后实验亲自实践，于是就意识到只有在温度和溶剂量一定时饱和溶液和不饱和溶液才有意义。这样的情境创设有利于突破难点，促进学生对知识的意义建构。）
3开展合作学习，转变学生的前认知[HJ1。35mm]
由于生活背景、经验背景、个体特征的差异，不同学生对同一事物或现象的认识和理解往往有一定的差别，有的较全面，有的较片面，有的较深刻，有的较肤浅，这种差别是学生之间彼此的学习资源。学生在交流各自观点的过程中，不仅了解了许多自己不知道的知识，丰富了自己的见识，而且当发现自己的观点与他人不同时，也可以引发认知冲突，促进反思，重新构建新的知识。研究证明，在从事概念图的学习任务中，合作学习比学习者独自建立概念图的效果要好。
案例5《水的净化》
把泥浆水、自来水、肥皂水等材料分别呈现在学生面前，要求通过实验得到纯净水，教学方式采用小组内合作和小组间竞争，要求学生通过讨论制定出实验方案并比一比哪一组的方案最有效、最可行。
阶段一：通过讨论同学们罗列出了水中可能含有的杂质有：不溶于水的固体杂质、溶于水的杂质、微小生物三大类。
阶段二：讨论制定泥浆水、自来水、肥皂水三种水的净化方案。
讨论片段：甲：自来水很干净，不用净化就可以喝了。
乙：我家的自来水都是烧过才喝，不能直接喝。
丙：自来水中也有杂质，如一些微小生物，妈妈说喝了要拉肚子的。
丁：那如何净化呢？……
学生在交流各自观点的过程中，不仅了解了许多自己不知道的知识，丰富了自己的见识，而且当发现自己的观点与他人不同时，也可以引发认知冲突，促进反思，重新构建新的知识。研究证明，在从事概念图的学习任务中，合作学习比学习者独自建立概念图的效果要好。
4形成科学概念体系，转变学生的前认知
学生在学习科学过程中，经常会出现“学了后面忘了前面”的现象，除了正常遗忘外，很重要的一个原因是学生没有将知识融会贯通，把科学概念系统化，形成一个较为完整的科学知识体系。科学概念是科学理论的基础，学生的知识结构即概念体系。理想的体系应该结构合理、层次分明，并且能正确反映客观事物。在前认知转变过程中，学会使用概念图或框架图来描绘概念体系，是一个行之有效的办法。
案例6构成物质的粒子
这部分内容非常抽象，要求学生在学习物质的粒子模型后用来解释热胀冷缩、扩散、对流等现象，存在一定的难度，因此绘制粒子模型的概念图能帮助学生形成科学的概念体系，理解概念的内涵和外延。图1为粒子模型的概念图。
[TP6CW34。TIF，BP#]
概念图是思维的可视化表征，是以分析、分层、综合的形式表示出知识之间相互联系的网络结构图，能够有效地促进学生的知识建构。
总之，前认知是科学教学中绕不过的一个“坎”，只有教师的高度重视，才能使前认知真正成为科学教学中“可用之材”，在实际教学中能充分利用前认知，才能真正做到“以学定教”，切实提高科学课堂教学的质量和效率。
其实，学生在学习新的科学知识内容之前，头脑中并不是一张白纸，他们对有关科学现象或问题有着或多或少想法，并伴随着一定的思维方式，我们把这些原有的认知结构和认知模式统称为前认知。所以学生学习科学的过程不是简单地把书本上和教师课堂讲授的内容装入自己头脑的过程，而是一个在一定的教学情境中转变和发展自己的前认知的过程，是认知结构和认知模式的变化过程。因此教师在教学生学习新知识之前，必须充分考虑前认知对学生学习新知识的影响，践行“以学定教”，才能切实提高课堂教学实效。
1提供更多的实例或反例，转变学生的前认知
有些前认知出现的原因仅仅是在日常生活中缺乏相应的经验，那么教师就要为其提供更多的例子。在日常生活中，学生通过生活亲身经历或是电视新闻，知道房屋失火以后需要用水来灭火，那么学生很可能认为在遇到其它不同的情况时也都用水来灭火。这时，教师如能提供更多的例子来丰富学生的感性经验，就能引发学生认识到自己原有经验的局限性和表面性。比如，教师可以演示桌上一滩酒精着火以后，用水并不能扑灭；一小块金属钠着火以后，如果用水来灭火，火势反而更旺……通过提供这些在日常生活中不易遇见的实例或反例，让学生了解更多的灭火方法（黄沙、干冰）以加深对燃烧本质的理解。
2创设情境，引发、解决认知冲突，转变学生的前认知
学生对科学概念本质的认识过程，主要由前认知与科学概念之间产生的矛盾冲突引起，因此采用创设情境，引发认知冲突的方法来促进概念转变，对于纠正学生错误前认知是一种极为有效的教学策略。
2。1通过特殊文本引发认知冲突
特殊文本有两种类型：一种是批驳性文本，也就是直接呈现学生的错误观念；另一种是非批驳性文本，即首先呈现与错误观念无直接关系的新信息，以此来激活学生头脑中与新信息相关的原有错误认知。通过我们的研究发现在实际教学中教师应该紧扣引发认知冲突的实质目标，灵活使用这两种文本。
案例1八年级“物质粒子模型”教学中的例题：充满空气的气球（完全密封不漏气），放置几天后会缩小，是因为
A。空气粒子的形状变了
B。空气没有固定的体积，气体变形
C。气球的橡胶粒子有空隙
D。空气被压缩了
从生活中的经验得出气球变小是因为漏气，而漏气就是因为空气被压缩或气球变形引起的。这就是用特殊文本产生认知冲突。
案例2《构成物质的粒子》教学片段
教师：我们知道数学上50加50等于100成立，现在我把50 mL水和50 mL酒精相混合后总体积，会是多少呢？
学生：100 mL（异口同声）
教师：接下来就是见证奇迹的时刻（教师演示该实验），学生观察后表现出非常惊讶，并急着想知道答案。极大激化学生前认知与科学概念之间的矛盾冲突，后面的教学自然顺理成章。
2。2创设问题情境引发认知冲突
建构主义的教学主张：“通过解决问题来学习，这就要求不断创设问题情境。所谓问题情境就是在教材内容与学生的原有认知结构之间制造一些”不协调“，从而把学生引入一种与问题有关的情境中。”问题情境所指问题可以是一个问题，也可以是一系列问题。在教学中设计问题情境，问题的设计需要由浅入深，层层递进，促进学生认知结构的改组与重建。
案例3蒸发致冷的教学片段
教师：初秋游泳并不感到很冷，可是上岸后风一吹，有什么感觉？
学生：很冷（打寒颤）。
教师：现在把电扇对着温度计吹，温度计的示数将如何变化？
学生：示数下降。
教师：接下来就是见证奇迹的时刻（教师演示该实验），学生观察后表现出非常惊讶。（通过以上情境引发新知识与前认知的冲突，因为在学生生活经验中认为吹风凉快或冷是因为风的缘故，而忽略蒸发吸热的本质。）
教师：那么在什么情况下吹温度计的示数才会下降？
学生：温度计上涂酒精或水（解决问题，实现由前认知向科学知识的转化）
教师：按照你们的方案进行实验，示数会一直下降吗？（继续引发冲突）
案例4饱和溶液和不饱和溶液
学生通过实验发现向一杯水中不断地加入蔗糖，最后会有一部分蔗糖不能继续溶解，此时教师指出现在所得到的溶液就是饱和溶液（不包括未溶解的蔗糖），然后请同学为饱和溶液下个定义。
学生：不能继续溶解某种溶质的溶液。（往往忽略一定温度和一定量的溶剂这两个条件，这时教师不能急于将这两个条件提出，而是要创设情境）
教师：有没有办法让未溶解的蔗糖继续溶解呢？（学生继续思考，然后实验亲自实践，于是就意识到只有在温度和溶剂量一定时饱和溶液和不饱和溶液才有意义。这样的情境创设有利于突破难点，促进学生对知识的意义建构。）
3开展合作学习，转变学生的前认知[HJ1。35mm]
由于生活背景、经验背景、个体特征的差异，不同学生对同一事物或现象的认识和理解往往有一定的差别，有的较全面，有的较片面，有的较深刻，有的较肤浅，这种差别是学生之间彼此的学习资源。学生在交流各自观点的过程中，不仅了解了许多自己不知道的知识，丰富了自己的见识，而且当发现自己的观点与他人不同时，也可以引发认知冲突，促进反思，重新构建新的知识。研究证明，在从事概念图的学习任务中，合作学习比学习者独自建立概念图的效果要好。
案例5《水的净化》
把泥浆水、自来水、肥皂水等材料分别呈现在学生面前，要求通过实验得到纯净水，教学方式采用小组内合作和小组间竞争，要求学生通过讨论制定出实验方案并比一比哪一组的方案最有效、最可行。
阶段一：通过讨论同学们罗列出了水中可能含有的杂质有：不溶于水的固体杂质、溶于水的杂质、微小生物三大类。
阶段二：讨论制定泥浆水、自来水、肥皂水三种水的净化方案。
讨论片段：甲：自来水很干净，不用净化就可以喝了。
乙：我家的自来水都是烧过才喝，不能直接喝。
丙：自来水中也有杂质，如一些微小生物，妈妈说喝了要拉肚子的。
丁：那如何净化呢？……
学生在交流各自观点的过程中，不仅了解了许多自己不知道的知识，丰富了自己的见识，而且当发现自己的观点与他人不同时，也可以引发认知冲突，促进反思，重新构建新的知识。研究证明，在从事概念图的学习任务中，合作学习比学习者独自建立概念图的效果要好。
4形成科学概念体系，转变学生的前认知
学生在学习科学过程中，经常会出现“学了后面忘了前面”的现象，除了正常遗忘外，很重要的一个原因是学生没有将知识融会贯通，把科学概念系统化，形成一个较为完整的科学知识体系。科学概念是科学理论的基础，学生的知识结构即概念体系。理想的体系应该结构合理、层次分明，并且能正确反映客观事物。在前认知转变过程中，学会使用概念图或框架图来描绘概念体系，是一个行之有效的办法。
案例6构成物质的粒子
这部分内容非常抽象，要求学生在学习物质的粒子模型后用来解释热胀冷缩、扩散、对流等现象，存在一定的难度，因此绘制粒子模型的概念图能帮助学生形成科学的概念体系，理解概念的内涵和外延。图1为粒子模型的概念图。
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概念图是思维的可视化表征，是以分析、分层、综合的形式表示出知识之间相互联系的网络结构图，能够有效地促进学生的知识建构。
总之，前认知是科学教学中绕不过的一个“坎”，只有教师的高度重视，才能使前认知真正成为科学教学中“可用之材”，在实际教学中能充分利用前认知，才能真正做到“以学定教”，切实提高科学课堂教学的质量和效率。