1、初中生前科學概念的探究與研究【摘要】本文通過團體測查及個別訪談相結(jié)合的方法，研究了初三學生在正式學習化學知識前已有的部分前概念及其在正規(guī)概念學習過程中的開展變化，初步分析了概念轉(zhuǎn)變難易的原因，且提出了相應的教學策略。發(fā)現(xiàn)由于日常生活現(xiàn)象的影響等原因所導致的相異設(shè)想是容易轉(zhuǎn)變的；而由于機械學習對概念不能靈敏運用的原因所導致的相異設(shè)想是不容易轉(zhuǎn)變的，并據(jù)此提出了相應的概念轉(zhuǎn)變教學策略?！娟P(guān)鍵詞】初中；化學學習；前科學概念；教學策略前科學概念是指學生在未經(jīng)正規(guī)科學教育前所擁有的對自然規(guī)律的粗淺認識，它受學生日常交際，個人經(jīng)歷和學科間互相浸透等情況的影響。是當代中學生在正式學習科學知識之前就通過多種途

2、徑獲得的對有關(guān)自然現(xiàn)象的認識，它們同時反過來對學生的許多科學活動如觀察、理解、應用知識及解決問題也會產(chǎn)生重要的影響。研究說明，根據(jù)前概念對教學過程及結(jié)果的影響，可將其中的相異設(shè)想即與科學概念不符的設(shè)想分為兩類。一類是通過教學不易轉(zhuǎn)變的相異設(shè)想，另一類是通過教學易轉(zhuǎn)變的相異設(shè)想。其中第一類前概念具有很強的頑固性【1】，要想在教學中轉(zhuǎn)變學生頭腦中的錯誤的前概念，就必須理解這些概念的來源，有針對性的施行概念轉(zhuǎn)變教學策略。一、研究的目的和方法本研究采用問卷調(diào)查和個別訪談相結(jié)合的方法測查了初三學生在正式學習“我們周圍空氣一章前后對有關(guān)概念的理解情況。以弄清哪些概念是容易轉(zhuǎn)變的，哪些是不易轉(zhuǎn)變的，以及它們

3、轉(zhuǎn)變難易的原因，以此對學生化學概念的學習提供幫助。針對初中化學第二章的概念，編制了學前和學后兩份測試問卷，這兩份問卷所涉及的概念一樣，但問法不同，問卷分為兩部分，第一部分為選擇性試題，第二部分為開放性試題。本研究采取隨機抽樣的方式，測查點分布在兩個學校的六個班級，共發(fā)放問卷150份，收回有效問卷142份，并根據(jù)學生答題情況，針對個別學生進展了個別訪談，針對某些問題向教師進展了求證，通過測查，理解學生前概念的來源，并針對前概念的形成與來源提出了相應的教學對策。二、調(diào)查結(jié)果分析通過對問卷的分析我們發(fā)現(xiàn)，學生的前化學概念的形成有多種渠道，而來源不同的前概念，在教學中轉(zhuǎn)變的難易程度就會有所不同?？偫ㄆ?/p>

4、來包括以下幾種情況。1來源于日常生活現(xiàn)象的影響由于缺乏相應的科學知識或受到現(xiàn)有知識儲藏的局限，學生往往會被日常生活中某些事物的外表現(xiàn)象所蒙蔽，根據(jù)自己的理解和猜測，對一些事物做出主觀判斷，導致了學生某些相異設(shè)想的產(chǎn)生。例如：對空氣的成分問題，在學前有63.1%的學生認為空氣中氧氣含量最高，經(jīng)過個案訪談發(fā)現(xiàn)他們這樣答復是因為他們已經(jīng)理解到氧氣在日常生活中很有用，如可供動植物呼吸，可以搶救病人等。故此，主觀猜測氧氣在空氣中的含量最高。經(jīng)過學后測試，這種相異設(shè)想已根本得以消除，只有20.8%的學生仍持有原認知。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，此概念較易轉(zhuǎn)變的原因，一是因為教師在教學過程中做過強調(diào)性的講解，使學消費生了認

5、知沖突，二是由于這個問題與生活實際結(jié)合得較嚴密，比較能激發(fā)學生對這個問題進展深化認識的興趣，所以此類相異設(shè)想較易轉(zhuǎn)變。2來源于對概念認識的不全面由于受認識程度的限制，學生對化學上某些問題的認識不夠全面，從而造成相異設(shè)想的產(chǎn)生。如：對于如何防止鐵生銹的問題，在學前，大部分學生不能做出答復，而學后大部分學生都能答復出可以把鐵放在枯燥的地方或隔絕空氣的地方保存以防止生銹。但是當被問及刷漆和鍍保護膜等措施是否可以防止鐵生銹時，他們卻不能答復。這說明通過學習，學生對此類問題具有一定的認識，但是由于他們認識程度的限制，而導致答復不全面。這一類的情況經(jīng)過學生認識程度的加深，轉(zhuǎn)變起來是比較容易的。3來源于機械

6、學習對概念的死記硬背導致對知識不能靈敏運用，在解釋遇到的生活現(xiàn)象時，學生頭腦中雖然有現(xiàn)成的結(jié)論，但是在運用的過程中往往還是按照自己以前的經(jīng)歷考慮問題。比方對于如何區(qū)分“純潔物和“混合物，在學前有33.8%的學生認為冰水混合物是混合物，其判斷根據(jù)是以物質(zhì)是否是混合或是否干凈為標準。在學后雖然大部分學生對此問題有了正確判斷，但當筆者變換問題方式對該組概念進展考察時，仍有30.1%的學生認為干凈的河水為純潔物。經(jīng)過個案訪談發(fā)現(xiàn)教師對此是做過詳細講解的，而且這部分學生對純潔物和混合物的定義都能很純熟地背誦或默寫，說明他們并沒有真正理解“純潔物和“混合物概念的含義，只是機械地記憶了其要義，而沒有建構(gòu)起廣

7、泛聯(lián)絡(luò)的知識體系，因此，當在自己所熟悉的問題情景中解決問題時如教師講過的類似例題，可以很好地運用概念類比做出正確判斷；但是當問題情景發(fā)生改變時，學生就會仍不自覺的運用自己以前的區(qū)分標準進展判斷。再如，學前很少有學生能答復出如何區(qū)分物理變化和化學變化的本質(zhì)；在學后大部分學生都知道應以“是否有新物質(zhì)生成作為區(qū)分標準，但是在實際運用中卻又出現(xiàn)了許多錯誤。例如：仍有27.6%的學生認為紅磷的紅色是化學性質(zhì)。以上幾種情況都是由于學生對概念死記硬背，機械記憶，沒有將其內(nèi)化到自己的認知構(gòu)造中，沒有能建構(gòu)合理的概念網(wǎng)絡(luò)，從而無法正確把握概念的內(nèi)涵及外延，自然也就不能正確運用到問題解決過程中，這類情況的相異設(shè)想

8、是不易轉(zhuǎn)變的。4來源于舊知識的影響舊有知識即學生從報紙或書刊上獲得的某些知識。這些知識在當時的環(huán)境中可以解釋某些問題，但是這些知識往往過于籠統(tǒng)，不夠深化。當學生運用舊知識經(jīng)歷無法解釋一些現(xiàn)象與事實時，往往會參加一些自己的推理和臆測，即想當然地運用自己的“理論進展解釋，容易形成片面的理解2。例如：學前測試發(fā)現(xiàn)，大多學生都知道氧氣能支持燃燒，受此影響，一部分學生在被要求對“假設(shè)把一支帶火星的木條深化瓶中，木條不能復燃的原因做出解釋時，給出的解釋是“瓶中無氧氣。這說明由于學生舊有知識的不深化性，導致了學生在利用其解決所遇到問題時的片面理解。這種相異設(shè)想是比較容易消除或轉(zhuǎn)變的，只要教師在學生舊有知識的

9、根底上加以深化，就可有效消除舊有知識的影響。如上述問題的學后測試說明，經(jīng)過學習，學生已經(jīng)知道這種情況可能是由于瓶中氧氣缺乏而引起的，而不能絕對地認為是沒有氧氣存在。經(jīng)過訪問和調(diào)查得知，關(guān)于氧氣的制取和性質(zhì)教師是做過實驗的，而且教師對每一種可能出現(xiàn)的情況都做出了相應的講解。所以學生對此理解得較為透徹，從而消除了舊有知識的影響。三、調(diào)查結(jié)果對教學的啟示建構(gòu)主義認為，學習者所建構(gòu)的知識是將他們的已有知識與新知識結(jié)合，其中包括已有知識的修改和知識機構(gòu)的重組。早期認識主義學習理論的重要代表人勒溫認為：學習就是認知構(gòu)造的轉(zhuǎn)換過程。皮亞杰那么進一步討論了認知構(gòu)造轉(zhuǎn)變的問題，認為個體的學習是同化和順應的認知建

10、構(gòu)過程與平衡不平衡新的平衡的認知開展過程的統(tǒng)一2。同化即個體把外部刺激所獲得的信息整合到原有認知構(gòu)造的過程，順應即原有認知構(gòu)造發(fā)生質(zhì)的變化，形成新的認知過程。主體通過同化和順應與外界環(huán)境的互相作用到達平衡狀態(tài)，但這種平衡是暫時的，一旦原認知與新認知產(chǎn)生沖突，就會出現(xiàn)不平衡。概念轉(zhuǎn)變正是在此根底上提出的一種基于前概念研究成果的教學理論，在教學中如何把學生不完好或不正確的前概念轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W認識，使學生的原有認知構(gòu)造得以全面系統(tǒng)的修正，從而順利地進展知識機構(gòu)的重組，到達新的平衡是教師在教學理論中首先應該考慮解決的問題。尤其是學生頭腦中潛在的那些較難轉(zhuǎn)化的前概念?；趯φ{(diào)查結(jié)果的分析，筆者認為可以采用以

11、下幾種策略來促進學生的概念轉(zhuǎn)換。1創(chuàng)設(shè)教學情景，引發(fā)認知沖突，激發(fā)學生的學習興趣心理學研究說明：人不能長期容忍認知的不平衡，即原有的認知與現(xiàn)有認知之間存在的矛盾沖突。人都有填補認知空缺，解決認知沖突的本能，一旦引發(fā)這種認知沖突，就會引起學生認知心理的不平衡，就能激起學生的求知欲和好奇心，使學消費生解決這種認知沖突獲得心理平衡的動機【3】。因此在化學教學過程中，教師應該首先探知并充分利用學生的前概念，采取多種教學手段使前概念與科學概念之間產(chǎn)生類比，創(chuàng)設(shè)適當?shù)慕虒W情景，引發(fā)學生的認知沖突，從而激發(fā)起學生的學習興趣，使學生積極主動的去解決這種沖突。如就空氣中各組分氣體的含量，我們不妨先讓學生回憶所知

12、道的氣體的名字和用途，這時學生的腦海中就會浮現(xiàn)出在生物課上學的氧氣，氮氣，二氧化碳等氣體以及它們的用途，教師緊接著再問大家認為那種氣體在空氣中的含量最高？然后就學生的答復做出分析，把正確的答案及解釋講給學生，這樣設(shè)置一系列的問題，引發(fā)了認知沖突，促進了概念轉(zhuǎn)變，使學生記憶得更深化。1聯(lián)絡(luò)實際，引發(fā)認知沖突，促進概念轉(zhuǎn)變我們賴以生存的物質(zhì)世界，時時處處都與化學嚴密相關(guān)。而學生的一些相異設(shè)想又來源于對日常生活現(xiàn)象的主觀臆測，因此，教師在授課過程中，不妨多聯(lián)絡(luò)日常生活中所用到的化學知識，使教學更加貼近生活。這樣可以豐富教學內(nèi)容，使學生將直接經(jīng)歷與間接經(jīng)歷結(jié)合起來，擴大概念的外延，增強對概念的全面認識

13、，從而改變頭腦中的相異設(shè)想，促進前概念的轉(zhuǎn)變。如教師在提到鐵與氧氣反響的問題時，就可以適當?shù)纳婕耙恍┯嘘P(guān)生活中防止鐵生銹的常識性問題，這樣不僅可以使學生全面認識金屬的氧化原理，從而豐富其金屬防銹知識，同時還增強了學生解決實際問題的才能，更有利于科學概念的學習。2通過實驗事實，引發(fā)認知沖突，促進概念轉(zhuǎn)變適當增加實驗內(nèi)容，將一些不容易轉(zhuǎn)變的相異設(shè)想所涉及的教學內(nèi)容設(shè)計成實驗形式，引導學生認真觀察實驗現(xiàn)象，當實驗現(xiàn)象與學生的前概念不符時，學生就會產(chǎn)生認知沖突，從而使學消費生矛盾心理【3】。此時，教師再因勢利導，促進學生認識到自己前概念的片面性，從而放棄前概念，實現(xiàn)認知構(gòu)造的轉(zhuǎn)變。如上述木條復燃與氧的

14、含量之間的關(guān)系問題，教師就可以巧妙設(shè)計不同氧氣含量使木條復燃的系列實驗，通過讓學生觀察實驗現(xiàn)象來引發(fā)認知沖突，教師再因勢利導，從而促進學生修改或轉(zhuǎn)變原有的片面的認知，建構(gòu)起新的科學概念?？傊?，簡單的灌輸式教學方法教給學生的科學概念是不可能讓學生真正理解科學概念并徹底放棄原有概念的。教師只有通過一定的方法激起學生的學習興趣，再結(jié)合實驗和運用一定的教學策略，才能促使學生真正的理解科學概念并純熟的應用科學概念去解決實際問題，從而到達教學的目的。2幫助學生建構(gòu)完善的知識體系，促進前概念的轉(zhuǎn)變上述由于概念認識的不全面、機械學習或舊知識的影響帶來的相異設(shè)想問題，從其根源上講，都可以歸因于學生知識體系的不完善。初中化學內(nèi)容豐富，知識覆蓋面廣，而且缺少簡單化的規(guī)律聯(lián)絡(luò)，使知識點比較零碎，而初中學生的歸納總結(jié)才能又比較差，因此造成概念學習上的諸多困難，這就需要教師在授課的過程中不