化学前科学概念对化学教学的影响.doc

化学前科学概念对化学教学的影响初中化学是化学学科的启蒙课程。在初中化学教材中，基本概念几乎每节都有，而化学概念是学习化学必需掌握的基础知识。化学概念是用简练的语言高度概括出来的，常包括定义、原理、反应规律等，其中每一个字、词，每一句话，每一个注释都是经过认真推敲并有其特定的意义，以保证概念的完整性和科学性，因此准确地理解概念对于学好化学是十分重要的。但是初中学生的阅读和理解能力都比较差，因此，教师在教学过程中讲清概念，把好这一关是非常重要的也是必要的。从教师的实际工作经验和众多的调查文献中我们不难发现，学生并不是一片空白地走进课堂，学生在没有接受正式的科学概念教育之前对日常生活中所感知的现象，通过长期的经验积累与辨别式的学习，已形成了对事物的非本质的认识，这种认识被称为前科学概念。如果这种认识是关于化学研究的内容，就被称为化学前科学概念。教育心理学家奥苏泊尔认为:影响学习最重要的因素是学习者已经知道了什么，我们应当根据学生前知识的状况去进行教学。显然，前科学概念对学生主动建构新概念的作用很早就已被教育学家所关注。随着社会的发展，科技的进步这种作用正越来越多地被重视，因此解决好化学前概念问题对学好化学概念很重要，对学好化学这门科学也很重要。前概念是前科学概念的简称，又称为日常概念或具体概念，它是指学生在接受化学教育之前或在化学学习过程中，通过自己的观察、体会以及对各种化学现象与化学过程的理解和认识，这些认识和理解大多是非本质的。例如，物质的燃烧一定要在空气中才能进行；催化剂一定是能加快反应速率；“糖类”一定是甜的，“酸类物质”一定是酸的；“平衡”既是静止的等等。化学前概念除具备其他学科前概念的特点外(广泛性、隐蔽性、自发性、顽固性等)，化学前概念的形成有其自身的学科特点（肤浅性、实际性等），主要原因是化学前概念来自日常生活中的某一物理现象等宏观领域，人们在认识事物的过程中，在开始接触时他们的思维过程大多依赖于直觉经验，很容易把事物的变化、物质的现象等想当然，因为这很适合人类生理及心理的需求，也符合人的认知发展规律。而要真正的揭示、理解这些现象的真实实质，必须从研究化学科学的角度出发，因为化学科学探讨的主要是分子层面上的微观领域。例如:山区学生和城市学生对“燃烧”的理解是不同的，山区学生更多地是把“燃烧”与柴火等联系在一起，而城市学生更多地是把“燃烧”与焰火液化气等联系在一起。中学生对化学前概念的形成途径有很多，主要有以下几种情况:（1）先入为主的日常生活经验。学生在日常生活中，己从大量的化学现象中获得了不少化学万面的感性知识，积累了许多生活经验，但这些凭直观感觉学习到的东西不一定都是正确的。例如，“融解”即是“溶解”;“溶解”与“消失”混为一谈等。（2）旧有概念的局限。根据心理学原理我们知道，认识过程同个体的生理和心理发展过程是有很强的相关性的，个体在认识事物的过程中也是有阶段性，学生学习化学概念也是一个渐进的、递进式的过程。例如，对氧化还原反应概念的学习，初中阶段的外延比高中阶段的外延要小的多。（3）由语词带来的曲解。概念是用一定的语词来记载和标志的，借助语词可以对感性材料进行抽象与概括，揭露事物的本质属性和共同特征。化学教学中的概念，通过语词说明和定义，使直观材料的特征更鲜明、更突出，还可以弥补直观材料的不足，揭示事物之间的内部联系。但实践告诉我们，学生常用在生活中形成的对语词的理解来理解化学概念，并由此产生对化学概念的曲解。例如，“催化”就是“促进”，因而认为在化学反应中加入“催化剂”就一定会加快反应速率。再例如，“溶液”概念中的每一个字都带三点水，因此学生会认为“溶液”就是液态的等等（4）进行不当的类比。类比是推理的一种重要方式，是人们认识新事物或做出新发现的重要思维形式。但类比的结果是否正确，还需要经过实践检验。学生在学习一些化学概念时，运用类比思维可得到很大帮助，但有时用其它概念来类比推理一些化学概念时，会导致错误的结论。例如有的学生在学习了酸具有酸的通性、碱具有碱的通性后就会认为盐具有盐的通性。学生在学习初三化学课程之前已经有了十多年的生活经验，接触了形形色色的化学现象，因而他们头脑中自发形成的前概念涉及的范围是相当的广泛的。当然这种广泛是相对的，他们对能看得见、摸得着、日常生活经常接触的事物形成了较多的前概念，而对那些比较抽象的化学知识则很少有前概念。例如学生对燃烧、溶解等均有较多的前概念，而对化合价、化学反应方程式等则很少有前概念。学生所具有的这些前概念情况对化学教学既有好的一面也有不利的一面。学生的前概念(片面的、甚至错误的)有极强的顽固性。学生甚至在学习了化学课程几周后，又恢复了最初的原有概念。为什么前概念如此顽固呢?这是因为学生花费了相当的时间与精力建构了自己的认知结构、知识体系(都是朴素的)，他们在心理上还是在理智上都离不开它们。学生头脑中的那些前概念含有对自然界的先入为主的印象，又是自己切身体验到的东西。因此，学生往往对自己早先形成的各种前概念深信不疑，不试图将这种原有的观念迁移到新学知识中去。在化学实际教学中，我们教师如果无视学生的前概念，学生认知结构中的前概念不但会妨碍新知识的获得，而且会导致学生产生更多的片面的、甚至是错误的概念。另一方面，大量的教学实践证明，学生头脑中的不少前概念会促进科学概念的建构与掌握。这样的前概念对教师和学生来说都是一种资源，我们应该把这种资源作为让学生理解新知识的“生长点”，引导学生从原有的前概念生长出新的科学概念。例如，蜡烛等的燃烧是学习燃烧的前概念；酸味是学习酸类性质的前概念等。教师应该抓住这一契机，帮助学生建构正确的化学概念。针对化学前概念化学教学的影响，我们立足本质，扬长避短，克服前概念的不良影响，发挥好其优点，使其为我们的化学教学服务。为了能够及时获得学生前概念的准确信息，教师在进行教学设计时应调查、诱导学生暴露原有的概念。常用的方法有谈话、书面表达、墙报、分类卡片、大脑实验、设计与制度、调查问卷、预测和解释等。当教师了解学生前概念的基础后就要认真分析、辨别学生头脑中已有的概念对新概念学习的作用是消极的还是积极的，选择适当的教学策略针对学生心理结构进行教学，即要善于同化和重组学生的概念，要把培养思路教学作为知识体系教学的前提，帮助学生把已学得的内容不断纳入新学得的内容体系中去，使学生认知结构中原有的观念和新知识建立起实质性的联系，即不断地进行知识点的联结、构建、组块和结构化，以发展认知网络。新知识与原有知识网络中可以利用的适当观念构成三种关系：第一种，原有观念为上位的，新的知识是下位的;第二种，原有的观念为下位的，新的知识是上位的;第三种，原有观念和新知识是并列的。这种新观念需要与认知结构中原有观念发生非人为的和实质性的联系，新旧观念发生相互作用，其结果是新概念获得意义，原有认知结构发生改组。下面是一些具体的实例分析：(1)学生基本能分清“物理变化”和“化学变化”的本质，影响这方面知识的前概念主要是由于受到某些反应条件、不熟悉物质之间的反应和物质的性质等造成的。学生基本上能够用“变化中是否有新物质生成”来判断发生的变化是物理变化还是化学变化，如“白纸被撕碎”为物理变化，“白纸被点燃”是化学变化，但由于初三学生所接触的化学反应有限，所以对于判断“碘单质受热”这类变化的正确率很低。由于“受热”是一种化学反应条件，如“高锰酸钾受热分解”，所以在这个反应条件的误导下，大部分学生认为碘单质受热也会分解。随着知识的积累，学生受这方面的前概念的影响将会越来越小。(2)对于“混合物”与“纯净物”，学生受到前面的“洁净”、“洁白”、“澄清透明”、“无污染”等前概念的影响。对于空气是混合物这一知识点，教师在课堂上反复提到，所以几乎所有的学生都能判断“干燥的空气”是混合物，但对于“洁白的雪花”，有的学生认为是纯净物。所以，即使教师已经把判断标准给了学生，但由于受到前概念的影响，学生还是不自觉地用自己的方法(如:颜色、状态、所处的环境等)来判断物质的纯净与否。(3)学生对“物质的构成”有较多的想法，所涉及的前概念也比较广泛。如对“物质的构成”内容中的组成物质微粒的名称、类别、大小、微粒的组成形式。学生基本上能正确写出组成物质的粒子名称，可以看出前概念对于名称的影响较小。但对于粒子的样子和它们以什么方式组合在一起，则认识的是五花八门，大部分学生认为不论是哪种粒子，都是实心或空心的圆圈或球体，靠单线连接或紧密堆积方式组合在一起，也有的学生认为粒子之间应该是有间隙的。学生之所以有这么多的想法，完全因为他们没有亲眼见到物质粒子的结构，通过示意图也很难有正确的认识，因此只能靠平时对宏观事物的认识来想象。例如有的学生看到书本上有地球与乒乓球的对比图，就会下意识地认为原子是乒乓球形状的，或者有的学生看到H2O中有“H2”，就会认为水中含有氢气。这种前概念对化学概念学习产生的影响主要是由于学生习惯通过文字阅读来理解文字表面的东西，空间想象能力较弱。(4)微观粒子行为引起宏观现象的变化，对3于学生来说是一个难点，特别是通过微观粒子变化解释化学变化过程。大多学生能够正确地使用分子运动的特征来解释为什么“人能闻到花香”、“在课室里能闻到饭堂的饭菜香”这些现象，而不再使用“香气飘到人的鼻孔里，人就闻到了”这种解释，说明经过常规教学，学生对于分子能够运动以及它们产生的宏观现象已经比较清楚，但应该注意的是，这些例子是教师最喜欢或是书本中最经常提到的，所以并不排除学生死记硬背的可能。虽然学生对粒子运动所引起的物理方面的宏观现象比较熟悉，但具体分析“木炭在氧气中燃烧，生成二氧化碳”这一化学变化中粒子的变化，很少有学生能用类似“分子破裂成为原子，原子重新组合成为新的物质”这样的语句来描述，大部分只是通过宏观现象描述，如“有白烟”、“有水蒸气”等，或者是“碳原子和氧气分子化合生成二氧化碳”、这说明学生虽然是经过了学习，但是对微观粒子变化及其出现的宏观现象之间的关系仍然混淆不清，或者不善于使用微观变化解释宏观现象。这种前概念的产生可能是来源于学生观察化学实验时只注重了表面现象，对反应现象的记忆强于对反应本质的分析。(5)对于“溶液的基本概念”，虽然影响这个知识点的前概念较多，但是经过教学，是较易转变的。在教学酌初期，影响“溶液浓度大小”的前概念主要来源于生活中的经验，比如“颜色深的、气味强的溶液浓度大”、“浓溶液是饱和的，稀溶液是不饱和的”等，那么就会有同学根据颜色的深浅认为5克的CuSO4溶液比10克的NaCl溶液浓度大，这说明大多数学生都已将上述前概念认知同化，转变为科学概念，认为“溶液的浓稀与溶液是否有颜色、是否饱和没有太大联系”。而对于“溶液的形成”，学生已基木不再认为“溶质溶于溶剂后，溶液是一种新的物质”。“溶液的基本概念”的虽然在学生学习初期有较多的前概念影响，但是由于溶液与生活联系紧密，只要教师指导得当，就可以从生活中再找出相应的例子，将前概念推翻，重新建构新的科学概念。(6)关于“燃烧条件”，由于学生的前概念与本概念有较多的重合点，故对它造成的影响不大。学生对生活中的燃烧非常熟悉，因此对其条件的联想也比较容易，但是在学习中最大问题是对“着火点”这个词的运用，部分学生用“温度到达一定的极限”、“有一定的温度”来描述“着火点”的，说明头脑中的旧知识对新知识的形成造成了一定的局限。但由于这些描述是非常容易转化的，只需多次重复练习即可解决。(7)学生基本能正确理解“质量守恒定律”，其影响主要是来自于物理知识“能量守恒定律”。由于物理中的“能量守恒定律”使学生认识到能量不能凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种能转化为另一种能，这就有助于帮助学生认识到在化学中质量也有类似的转化，其根源在于化学变化是粒子之间的变化，粒子不消失，质量也不消失。这类由其他学科造成的前概念有时能起