化学迷思概念的研究和教学对策

1、化学“迷思概念”的研究和教学对策 孙建新 （浙江师范大学 化学与生命科学学院，浙江 金华 321004）摘要: 文章针对学生学习化学概念的困难入手，分析了“迷思概念”来源和特点，介绍了化学概念教学最新理论和教学模式，并结合作者的教学实践总结出了“迷思概念”转变的几种教学方法，对提高概念教学的效率有一定的理论指导和借鉴作用。关键词: 化学; 迷思概念; 教学对策中图分类号：G 6338文献标识码：A文章编号：化学概念是将化学现象、化学事实经过比较、综合、分析、归纳、类比等方法抽象出来的理性知识，它是已经剥离了现象的一种更高级的思维形态，反映着化学现象及事实的本质，是化学学科知识体系的基础。学生在

2、学习抽象的化学概念时困难重重，经常受到“迷思概念”的困扰。广大教育工作者在不断地探索提高概念教学效率的方法，因此化学概念学习与教学的理论研究受到广泛的重视。现代心理学理论、化学教育理论研究方法的重大进展指导并促进化学概念的学习与教学研究。这些研究从不同侧面和层面揭示了化学概念学习与教学的规律，为化学概念学习与教学的系统研究提供了基础。本文试图以最新的教学理论为指导结合教学实践，探索概念教学的新途径和方法。一、迷思概念建构主义理论认为，学生总是以已有的知识经验为基础来构建对新知识的理解，不同的学生对同一概念可能会有不同的理解，在学习中学生可能记住了科学概念的定义，但没有真正理解科学概念的实质，存

3、在着一些模糊甚至是错误的认识。我们把学生头脑中存在的与科学概念不一致的认识叫做“迷思概念”（Misconception）,迷思概念的存在会影响学生对新概念的正确理解，从而造成学生学习的困难。二、化学迷思概念的来源和特点（一）化学迷思概念的来源学生走进课堂时，他们的头脑中就已经充满了对化学现象的各种认识，已经形成了许多迷思概念，建构主义认为，学生头脑中的化学“迷思概念”主要来源于以下几个方面：1生活媒体因素生活经验 化学与日常生活联系的密切性决定了化学“迷思概念”的一个主要来源是生活经验。学生在日常生活中，通过直接观察和感知从大量的自然现象中获得了不少化学方面的感性知识，例如对燃烧、溶解、金属生

4、锈等一些宏观自然现象的观察以及对物质结构、物质的粒子性等微观世界的认识中获得了大量的感觉印象。生活语言 这是“迷思概念”的另一个主要来源。例如“催化”这个词容易使人认为只是加快反应速度，而导致对“催化剂”概念的片面理解；“绿色化学”、“白色污染”容易使学生认为是“绿色的化学”、“白色塑料的污染”，难以理解其真正的涵义。大众传媒 在与他人的交往中，学生回接触到大量的科学知识和经验，大众媒体也会给学生广泛的信息资料。尽管从科学的观点来看，这些知识并不总是正确的，但这些来源可能比学校科学教学有更大的影响力。例如某媒体曾这样报道“一种名为分析纯化学试剂”,文中不仅把表示物质纯度的等级术语“分析纯”看作

5、是一种化学物质，还介绍说“分析纯是一种易燃易爆的化学物质”这样的信息就使学生形成错误的化学概念。2学习环境因素研究表明，教师拥有大量的自然学科领域中的“迷思概念”，当教师的“迷思概念”和学生的知识经验相互作用时，学生理解科学概念就变得更加困难。在教学中，有时由于教师的教学语言不够严谨或者教材提供的实例的不够全面，也常常导致新的“迷思概念”或强化学生原有的“迷思概念”。例如，初中化学将氧化反应定义为“物质跟氧气发生的化学反应”，但由于教材中提供的实例仅限于物质跟氧气的反应，学生往往把“氧”理解为“氧气”导致学生概念理解的不全面。3个人认知因素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

6、的重要思维形式。学生在学习一些化学概念时运用类比思维可得到很大的帮助，例如，可以借助物理学中“速率”的概念来类比理解化学中的“反应速率”的涵义，但若不恰当地用其他概念来类比推理一些化学概念时，会导致错误的结论，不仅不会引导学生顺利实现化学概念的理解，有时甚至回造成更大的理解困难。比如学生在理解“化学平衡”时会把这一概念与力学中的“受力平衡”进行类比，认为所谓“化学平衡”就是指反应物和生成物的物质的量浓度都相等的状态。（二）化学迷思概念的特点建构主义认为：来自日常经验的概念通常是根深蒂固的尤其是基于感觉体验的概念更是如此。学生的化学“迷思概念”是学生自己的生活经验和对周围环境所建构的结果，对学生

7、的化学迷思概念进行分析，会发现有以下特点：1广泛性；2具有内隐性；3具有顽固性；自发性四、迷思概念转变教学的理论依据美国学者奥苏伯尔认为，概念形成和概念同化是学生学习概念的两种基本形式，了解概念形成和概念同化的机制，根据概念形成和概念同化来制订教学策略，能有效地提高化学概念的教学质量。（一）概念形成理论化学概念至少包含4个要素，一是概念的名称，如“酸”、“碱”、“盐”等，它们各代表一类事物；二概念的内涵，指概念正例的共同本质属性；三是概念的外延，即概念所包含的一切对象；四是概念的正例、反例。同类事物即为其正例，非同类事物则为反例。如盐酸、硫酸、硝酸等是酸的正例，氢氧化钠等为其反例。概念形成是通

8、过知觉、辨别、假设、检验等心理过程，找到被肯定的属性并将之应用到概念正例中，排除非本质属性，发现概念关键属性的过程。概念的形成可用如下图式来概括： A A 表示要学习的新概念 a1 a2 a3一表示化学概念的具体例证a1 a2 a3 由于A处于例证上位，这种学习常称为上位学习。 （二）概念的同化理论认知心理学派认为同化是指主体利用已有的心理机能结构一图式，对外界刺激进行过滤或改变的作用，将外界刺激吸收到本身的结构中，引起图式量变的过程。同化理论的核心是：新的意义是新知与认知结构中原有的概念或命题相互作用的产物。实现概念同化应具备一定条件：首先，学习者要具备把新概念与认知结构中原有的适当观念关联

9、起来的意向；其次，学习材料呈现新概念对学习者必须具有潜在意义，表现在：一是学习的概念本身应具有逻辑意义；二是学生原有认知结构中已具备同化新概念的适当上位概念。实现概念同化，两个条件缺一不可，否则会导致机械学习。五、教学模式和对策（一）概念转变的教学模式国内外教育研究者、认知心理学家和学科课程的编制者对概念的教学模式进行了大量的研究，提出了许多概念教学的模式，并进行了教学实验，结果表明这些教学模式在一定的教学主题上能有效地指导教师的概念教学。Krajcik四步教学模式就是其中的一种，约瑟夫萨·S克拉伊契克（JosephKrajcik）分析了不同的概念转变教学模式，认为这些教学模式有助于

10、学生将个人知识和科学知识合二为一，相互整和他将概念转变教学设想为一种动态、循环的过程，认为这一过程主要有四部分组成：（1）学生描述他们的理解和认识；（2）重新建构理解和认识；（3）应用新的理解和认识；（4）将新的理解和认识与以前的理解和认识做比较。将上述的四个过程设计成一个教学模型如下：学生比较新、旧概念学生重新建构理解和认识（同化）学生和教师交流、阐明自己的理解利用反例使学生面对冲突情景学生建构新的理解 学生应用新的理解和认识（顺应）学生在不同概念间建构新理解 描述自己的理解和认识（意向） （二）概念转变的教学方法1善于解剖概念，把握概念内涵外延 化学概念具有严密的科学性，因此概念教学应让学

11、生准确把握概念的内涵外延，消除“迷思概念”的顽固性，正确掌握概念的实质。在教学中经常采用下列3种解剖方式：一是咬文嚼字理解概念，如催化剂中的“改变”二字，就隐含着“加快和减慢”两层意思。二是剖析词语含义。如溶解度的概念，讲解时把定义的4个句式分解开来，即：其一是在一定温度下，其二是指在100g溶剂中，其三是指达到饱和状态时，其四指在上述情况下溶解溶质的克数。三是强调关键字词，从而浓缩概念，显现概念实质。如催化剂的概念，可向学生强调“一变、二不变”这一关键。又如在讲电解质概念时对定义中的溶熔或能导电、化合物这些字、词要给予强调。注意不同教学阶段概念的衔接 同一化学概念在不同教学阶段定义可能会有差

12、别，这是教材充分考虑学生的认知水平及接受能力。如初中化学中酸性溶液明确定义为PH7，到高中阶段学习了水的离子积之后，酸性溶液是指溶液中C H十>COH-的溶液，这时当溶液PH<7时它可能显酸性、碱性，也可能显中性。作为教师就应该及时剖析，让学生明白概念具有阶段性，讲清初中化学中概念的局限性，给学生认知领域注入新的血液。又如氧化还原反应初中化学中从得氧、失氧的角度分析，高中化学中从化合价的升降，电子的得失，有机化学中又从得氢失氢的角度分析，在每一个教学阶段都应该剖析清楚它们的内在联系，扫清学生的心理障碍。3充分利用多种教学手段，帮助学生形成概念 中学生的思维能力的发展正是从形象思维到

13、抽象思维的过渡时期，形象思维多于抽象思维，对抽象概念的学习一般离不开感性材料的支持。因此讲授概念时要遵循人们的认识规律，从感性到理性，从具体到抽象。做到从直观入手，通过观察、感受、分析、抽象概括而引出概念。一是引导学生联系生活经验去认识化学概念，如讲授“分子”时可以从糖溶于水、氨气扩散、湿衣服晾干等日常生活中亲身感受，说明分子的客观存在，再用比喻方法描述分子的大小，就可把摸不到的分子深深印在学生脑海里。二是利用实验、模型、挂图、录像、多媒体等直观教具认识概念。如开始学习化学时对物理变化、化学变化、物理性质、化学性质等概念的传授，即可通过这种方法进行教学：拿一根蜡烛，加热熔化和点燃两种现象加以对

14、比，先让学生指出其不同之处，再加以总结、归纳、得出物理变化、化学变化的结论，学生会对这类概念理解得透，记忆得深。有关物质的性质、变化、实验技术等方面的概念，例如，初中化学中催化剂、溶液、饱和溶液与不饱和溶液、化合、分解、吸热反应、放热反应、质量守恒定律、溶解、结晶以及高中化学中取代反应、加成反应、煤的干馏、酯化反应、电解等，这些概念都是通过实验的途径引出的。4调动学生已有知识，同化理解新概念当新的概念形成的时候，人的大脑中要进行把新概念同已有知识或前科学概念相比较，相联系的过程为新概念在大脑里已有的知识结构寻找适当的位置，新概念就被联结拼合上去成为大脑知识结构的一部分，被消化吸收，这就是同化。

15、中学生大脑里的知识结构比较简单，同化新概念的能力不强，这就要求教师努力调动学生已有的知识，调整学生头脑中的认知结构，帮助学生加强新旧概念间的联系，同化理解新概念。如化学平衡是动态平衡，学生对动态平衡不容易接受，但如果把化学平衡同进水管和出水管的水槽中水的平衡联系起来，这些概念就容易理解。又如，关于物质的量及其单位摩尔的新概念，对学生来说陌生又难懂，但如果把物质的量同质量、长度、时间等物理量联系起来，把摩尔同千克、米、秒等基本单位联系起来，学生就容易找到新旧概念的联结点。5弄清概念间的关系，逐步编织概念网络 学生持有的“迷思概念”具有差异性和相似性的，化学概念不是孤立的，总是处于与其他概念的相互

16、联系中。使学生弄清概念间的关系，对于他们更深刻地把握概念的内涵与外延，辨析概念间的区别与联系，编制概念网络具有重要作用。例如高中“同”字概念：要注意的是，随着学习的深入，要教会学生不断对概念网络进行补充与完善。 总之，化学“迷思概念”转变的教学要求教师首先要弄清楚学生已有的前科学概念，并提供具体的具有说服力的科学事实，使学生认识到自己原有概念的不足，产生认知上的冲突，采用科学的教学方法，使学生实现对科学概念的全面、准确的理解。 参考文献1王振超浅谈化学概念教学方法中学化学教学参考，2000,(11) 2孙国娣正确把握化学概念教学策略中学化学教学参考，2000,(5)3王秋芳中学化学概念教学的几点体会化学教学，1996,(10)4毕华林初中化学概念教学的几点思考化学教育，1996,(9)5夏立先化学概念教学应注意的几个问题中学化学教学参考，1999, (7)6徐晓英浅谈初中化学概念的教学化学教育，1996,(7)7徐土根，柯桦建构主义与化学概念教学中学化学教学参考2003,(5)