?余永勇

淺談初中化學(xué)利用前科學(xué)概念的教學(xué)策略

?余永勇

在化學(xué)概念教學(xué)中，教師對學(xué)生的前科學(xué)概念必須有明確的認(rèn)識，清楚其特征，并采取有效的教學(xué)策略，以幫助學(xué)生完成心理轉(zhuǎn)變過程，實現(xiàn)有意義的學(xué)習(xí)。本文結(jié)合教學(xué)實例探討了有效利用學(xué)生的前科學(xué)概念，建構(gòu)科學(xué)概念的問題。

概念教學(xué)；前科學(xué)概念；迷思概念；教學(xué)策略

概念是科學(xué)理論的基礎(chǔ)和精髓，也是思維過程的核心。初中化學(xué)的概念教學(xué)是化學(xué)課堂教學(xué)的基本內(nèi)容和重要組成部分，也是化學(xué)教學(xué)的重難點(diǎn)之一。做好概念教學(xué)，有利于學(xué)生對化學(xué)知識的感知、理解、掌握和運(yùn)用。因此做好概念的教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)學(xué)科具有十分重要的意義。

概念轉(zhuǎn)變是科學(xué)教育研究的核心問題，國內(nèi)外學(xué)者對概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)理論和學(xué)科迷思概念進(jìn)行了大量研究，揭示了科學(xué)概念學(xué)習(xí)的基本機(jī)制和學(xué)生頭腦中的各種迷思概念[1-4]。但近年來，人們對化學(xué)概念教學(xué)的研究卻很少，基本上是關(guān)于概念教學(xué)的體會，如如何識記、辨別和掌握概念等，很少涉及有關(guān)理論指導(dǎo)下的概念教學(xué)研究，如前科學(xué)概念的剖析與矯正，概念的有效建構(gòu)等[5]。

需要特別指出的是，學(xué)生不是大腦一片空白地走進(jìn)課堂的，而是帶著自己成長歷程中形成的對科學(xué)的樸素認(rèn)識[6]。奧蘇貝爾(Ausubel，1918～2008)的同化論觀點(diǎn)對概念的習(xí)得作了精辟論述，認(rèn)為學(xué)習(xí)者頭腦中已有的知識結(jié)構(gòu)在新概念的習(xí)得中起著至關(guān)重要的作用，當(dāng)新概念與頭腦中前科學(xué)概念間存在某種類屬關(guān)系時，若指導(dǎo)者能給予有效引導(dǎo)，使學(xué)習(xí)者能將新概念與頭腦中已有概念間的這種類屬關(guān)系進(jìn)行正確鏈接，將有利于學(xué)習(xí)者將新概念同化到自己頭腦的已有概念體系中，從而習(xí)得概念。因此，如何利用前科學(xué)概念進(jìn)行有效的化學(xué)概念教學(xué)，具有重要的理論意義和實用價值。

通過多年教學(xué)實踐，筆者通過采用以下幾種特別的教學(xué)策略，大大促進(jìn)了學(xué)生科學(xué)概念的有效建構(gòu)。

一、充分了解學(xué)生對本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容的前科學(xué)概念

這一方法可在科學(xué)探究的猜想環(huán)節(jié)予以實現(xiàn)。在引導(dǎo)學(xué)生猜想時，提倡“有根據(jù)的猜想”，這樣可以在很大程度上暴露學(xué)生的前概念。

例如，在探究“有關(guān)物質(zhì)粒子性方面”時，可以設(shè)計以下教學(xué)情境：

師：請大家猜猜看，空氣中的粒子之間有空隙嗎？

生：空氣中的粒子之間是沒有空隙的，是連續(xù)的、緊密排列的。

師：空氣中的粒子是怎樣分布的？

生：空氣中粒子的分布是不均勻、分層的，所有的氧氣粒子在一個層面上，所有的氮?dú)饬Ｗ釉谝粋€層面上。

師：組成物質(zhì)的粒子其大小會變化嗎？

生：組成物質(zhì)的粒子其大小是可以變化的，受熱后粒子會變大。

師：組成物質(zhì)的粒子其數(shù)量會變化嗎？

生：組成物質(zhì)的粒子其數(shù)量是可以變化的，受熱后粒子數(shù)目會增加。

師：把氣體從1升的容器轉(zhuǎn)移到2升的容器內(nèi)，氣體占據(jù)的體積會有變化嗎？

生：把氣體從1升的容器轉(zhuǎn)移到2升的容器內(nèi)，氣體占據(jù)的體積仍是1升。

通過上述例子可以看出，如何引導(dǎo)學(xué)生暴露學(xué)生已存在的前科學(xué)概念，將使教師充分了解學(xué)生其中的根本錯誤，使教師能“對癥下藥”，必將糾正學(xué)生對此概念的錯誤理解，促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建正確的科學(xué)概念。

二、在教學(xué)中促進(jìn)學(xué)生的概念轉(zhuǎn)變

要轉(zhuǎn)變學(xué)生的前科學(xué)概念，僅僅告訴學(xué)生“正確”的科學(xué)概念是沒有用的，學(xué)生可能記住了科學(xué)概念的定義，但并不意味著就徹底放棄了原有的錯誤概念。概念轉(zhuǎn)變過程不是一個簡單的知識替換，學(xué)生必須明確他們個人的觀念或證據(jù)是不適當(dāng)?shù)幕蚴遣煌暾?，而科學(xué)的概念可以作為一個更具有說服力的取代物，這時概念轉(zhuǎn)變才能發(fā)生。

例如，根據(jù)調(diào)查有超過三分之一的學(xué)生認(rèn)為物質(zhì)燃燒的過程是一個質(zhì)量減少的過程，燃燒后剩余物質(zhì)的質(zhì)量一定比燃燒前可燃物的質(zhì)量小。通過實驗測量鎂帶燃燒前后以及紅磷燃燒前后質(zhì)量的測定，分析得出質(zhì)量守恒定律，使學(xué)生明白物質(zhì)燃燒后質(zhì)量減少是沒有把參加反應(yīng)以及反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量都考慮進(jìn)去。從而使他們明確個人原來的觀念或證據(jù)是不適當(dāng)?shù)幕蚴遣煌暾?，而科學(xué)的概念更具有說服力。

三、在教學(xué)中有效利用迷思概念

初中學(xué)生在接受正統(tǒng)科學(xué)教育之前，就已經(jīng)通過對日常生活中的一些現(xiàn)象的觀察和體驗，形成了許多概念。在這些概念中，一些是反映客觀世界的樸素概念，但更多的是有悖于科學(xué)的錯誤概念。我們把學(xué)生頭腦中存在的錯誤概念或與科學(xué)概念不完全一致的認(rèn)識叫迷思概念。迷思概念不能正確地反映事物的本質(zhì)而僅僅反映事物的一些表面現(xiàn)象，違背了科學(xué)道理[7]。學(xué)生頭腦中的迷思概念是形成正確科學(xué)概念的基礎(chǔ)。因此在具體教學(xué)過程中，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，有效的利用學(xué)生的迷思概念，進(jìn)行修正和重建，直至形成完整而正確的科學(xué)概念。

四、在教學(xué)中重視模型運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力

模型在教學(xué)中是一種解決問題的方法，模型教學(xué)的最大好處就是能將枯燥的微觀結(jié)構(gòu)知識轉(zhuǎn)化成有趣的、比較容易理解的畫面。能夠打開學(xué)生的知識視野，激發(fā)學(xué)生的想象空間，學(xué)生的理解就會更深入。通過運(yùn)用模型可以突出重點(diǎn)，抓住本質(zhì)特征和屬性，可以消除學(xué)生思維方面的片面性和表面性，提高學(xué)生思維的獨(dú)立性、批判性和創(chuàng)造性，從而使學(xué)生能夠?qū)ψ约簭纳钪行纬傻那翱茖W(xué)概念分析區(qū)別，拋棄錯誤概念，形成正確的科學(xué)概念。教學(xué)中可以充分運(yùn)用或創(chuàng)造條件，運(yùn)用模型，從而為大面積提高教學(xué)質(zhì)量打好基礎(chǔ)。

例如在“分子和原子”一節(jié)教學(xué)中講分子有關(guān)知識時，由于分子比較抽象，現(xiàn)實中獨(dú)立的分子看不見，因此給教學(xué)帶來一定的困難。但通過運(yùn)用宏觀物體建立模型，如用大米和大豆來類比水分子和酒精分子，便能使抽象的分子具體化、形象化，就可以很好地啟發(fā)學(xué)生去認(rèn)識和理解，收到較好的教學(xué)效果。

五、在教學(xué)中適當(dāng)干預(yù)學(xué)生思維方式，重新構(gòu)建科學(xué)概念

教學(xué)實踐證明，學(xué)生的思維方法直接關(guān)系到對知識的理解、掌握和吸收[9]。學(xué)生學(xué)習(xí)過程并不都是新信息的點(diǎn)滴累積過程，而是學(xué)生關(guān)于自然現(xiàn)象的原有概念的發(fā)展或轉(zhuǎn)變，我們教學(xué)的重點(diǎn)不在于學(xué)習(xí)者的主動調(diào)適，而是側(cè)重于教師的適當(dāng)干預(yù)，為新的思維方式提供“支架”。

例如在講“酸與金屬反應(yīng)”時，可以給學(xué)生做三個實驗：把鋅粒分別放在盛有稀硫酸、濃硫酸和稀鹽酸的試管里讓學(xué)生觀察，結(jié)果學(xué)生發(fā)現(xiàn)盛有稀硫酸和稀鹽酸的試管里有氫氣放出，盛有濃硫酸的試管里沒有氫氣放出。這會讓學(xué)生覺得這一事實違背了教材中介紹的金屬跟酸反應(yīng)的規(guī)律：在金屬活動性順序中，排在氫前的金屬能置換出酸里的氫。這時教師可及時向?qū)W生解釋濃硫酸具有強(qiáng)氧化性這一特殊性是導(dǎo)致這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。

通過上述教學(xué)，讓學(xué)生明白在我們研究物質(zhì)的化學(xué)變化及其規(guī)律時，既要注意同類物質(zhì)的共性，又不可忽視某些物質(zhì)的個性。原理或規(guī)律是相對的、有條件的，一切應(yīng)從實際出發(fā)，具體問題要具體分析。

六、在教學(xué)中積極開展合作學(xué)習(xí)

從心理學(xué)情感理論來看，學(xué)生進(jìn)行得愉快和諧，富有成效的合作學(xué)習(xí)，自然會產(chǎn)生快樂有趣的情緒氣氛。這種學(xué)習(xí)氛圍一旦形成并保持下去，必會給學(xué)生帶來高漲的學(xué)習(xí)熱情。

合作學(xué)習(xí)旨在挑戰(zhàn)他們已有的概念并引導(dǎo)他們在必要的時候修正他們的前科學(xué)概念，它可以克服個體知覺系統(tǒng)的局限性。學(xué)生與學(xué)生之間通過合作、交流與討論，使他們超越自己原來狹隘的認(rèn)識，了解彼此的見解。而且，在合作學(xué)習(xí)中，每個學(xué)生都是積極的參與者，在自由平等、相互信任的氣氛中最適宜表達(dá)各種荒誕的觀念，這些荒誕的觀念有些是自相矛盾的，在激烈的爭論和積極的思考中，常常會促使他們認(rèn)識到自己原有認(rèn)識的片面性和不合理之處，從而萌發(fā)一些新的猜想，這些猜想往往已經(jīng)走進(jìn)真理的邊緣。

學(xué)生的前科學(xué)概念，有的是正確的，有的則是錯誤的，它積蓄著極大的教學(xué)能量，是學(xué)生建立科學(xué)概念的基礎(chǔ)[10]。因此教師要充分重視學(xué)生已有的前科學(xué)概念，整合優(yōu)化教學(xué)策略，把握學(xué)習(xí)起點(diǎn)，使學(xué)生形成精致的、正確的科學(xué)概念。

[1]胡衛(wèi)平，劉建偉.概念轉(zhuǎn)變模型：理論基礎(chǔ)，主要內(nèi)容，發(fā)展與修正[J]學(xué)科教育，2004，(12)：24～38.

[2]Mansoor Nia.How to Facilitate Students’Conceptual Understanding of Chemistry： A History and Philosophy of Science Perspective[J].Chemical Education International，2005，6(1)：1～5.

[3]Reinders Duit，David F.Treagust. Conceptual Change： A Powerful Framework for Improving Science Teaching and Learning[J].International Journal of Science Education，2003，25(6)：671～688.

[4]王秀榮，范林，魏銳.化學(xué)反應(yīng)的階段隱喻及迷思概念[J].化學(xué)教育，2012，33，(9)：69～71.

[5]游隆信.生物學(xué)概念的教學(xué)策略探析[J].生物學(xué)教學(xué).2005，30，(2)：46.

[6]朱玉軍，劉東方.概念轉(zhuǎn)變教學(xué)的基本理論依據(jù)和有效策略-以高中化學(xué)為例(J).課程，教材，教法(京)，2013，6：98～102.

[7]鄒小斌.基于科學(xué)概念有效形成的課堂教學(xué)策略研究[Z].浙江杭州江南實驗學(xué)校.

[8]陸林忠.例談初中科學(xué)迷思概念修正和重建的教學(xué)策略[J].中國教師(京)，2012，9上：62～65.

[9]劉媛媛.融入化學(xué)教育中的科學(xué)思維方法培養(yǎng)[J].教育理論與實踐，2004，(9).

[10]李燕.轉(zhuǎn)化前概念，實施有效教學(xué)[J].化學(xué)教與學(xué)(南京)，2012，10：16～17.

江西省上饒市婺源縣朱熹中學(xué) 333200)