论文部分内容阅读
由于学生大脑中的“相异构想”作用，输入学生大脑的有关化学教学信息往往失真和畸变，并错误地支配着学生的学习行为，对化学学习有着很大的负面影响，教学中清除一种“相异构想”要比传授一个概念、原理困难得多。
建构主义学习理论认为，学生是在原有的认知结构和知识经验基础上进行学习的，学习是一个主动建构的过程，而不是被动地吸收和储存教师所提供的零散的知识信息。因此，了解学生知识、经验的状况以及思维习惯，尤其要了解学生已有概念中那些不全面甚至错误的想法与观点，是进行科学教育的基础和前提，对提高化学教学质量有着重要的意义。
前科学概念与“相异构想”
前科学概念（前概念）亦称为日常概念，指未经专门教学，在同其他人进行日常交际和积累个人经验的过程中掌握的概念，其内涵受狭隘的知识范围限制，往往被不适当地扩大或缩小。学生正式学习某一学科前形成的前概念，有些与科学概念一致，有些与科学概念相悖，这些偏离或背离科学概念的观点与认识即为“相异构想”。
学生正式学习化学前已形成大量的前概念，其中包含众多的“相异构想”，由于学生大脑中的“相异构想”作用，输入学生大脑的有关化学教学信息往往失真和畸变，并错误地支配着学生的学习行为，对化学学习有着很大的负面影响，教学中清除一种“相异构想”要比传授一个概念、原理困难得多。因此，发现并采用一定教学方法帮助学生转变这些“相异构想”，是教育工作者迫切需要解决的课题。
中学生化学“相异构想”
的现状调查及成因分析
中学生化学“相异构想”的现状调查
调查方法和对象。我校自进入新课程改革以来，在每学年开学初一周内对初三新生进行摸底调查，旨在了解学生在没有正式接受化学学科教育之前对化学的认识程度。本次调查于2007年9月第一周进行，调查的问卷共分两部分，第一部分主要围绕一些常见物质、现象，如纯净物与混合物、溶液及溶解、燃烧、生锈等内容来设计。第二部分主要针对本地的实际情况及化学学科的特点进行设计，旨在了解学生对环保知识、化学职业的了解、化学课堂教学及化学教师的期望进行简答。调查对象为本校初三的七个班，共收回有效问卷342份。
统计结果。初步统计结果表明，初中生在学习化学之前就已经拥有较强的前科学概念,对多数化学核心知识的一致性概念和相异性概念都十分显著(“一致性”表示学生的看法与参考答案相一致，“相异性”表示学生的看法与参考答案不一致)，尤其是比较抽象的知识如溶液的均一性、溶解过程、物质的组成、分子的性质等的相异性更为突出。
现摘几项归纳（见附表1）
从第二部分回答的情况看，大多数学生对环保知识有一定的了解，能说出治理汽车尾气排放、治理水体污染、进行垃圾分类等环保措施，仅有6.2%的学生不能说出。对化学职业的了解，有11.9%的学生说不知道或不能回答。对化学课堂教学及对化学教师的期望，有52.6%的学生希望能多做实验、多动手实践，有58.8%的学生希望化学教师能幽默风趣、态度和蔼，使化学课上得生动活泼。
中学生化学“相异构想”的成因分析
从调查研究和教学实践中发现，学生产生化学“相异构想”的途径有很多，其中有的是由于学生对自然现象的观察或生活经验的积累，有的来源于日常用语与科学用语之间的差异，有的则由于学生的抽象思维能力的不足……现将学生形成“相异构想”的心理途径归纳为以下几点：
先入为主的日常生活经验。学生在日常生活中，由于知识经验有限，辩证思维还不发达，思维的独立性和批判性还不成熟，考虑问题容易产生表面化，往往会被表面现象所迷惑，看不到事物的本质，容易形成一些错误的前概念。如“纯净”与“混合”是学生日常生活中较为熟知的概念,因而有的学生认为“纯净物只含一种物质,混合物由几种物质混合而成”,“纯净物不含杂质、混合物含杂质”等。也有很多同学认为“白色”即“无色”“透明”等。
旧有概念的局限。实验告诉我们，使学生明确概念的外延是深化对化学概念的理解、正确运用概念解决实际问题的关键。而概念的形成往往是一个内涵不断丰富和外延不断发展的过程，学生常常会受到原有概念的局限而产生不全面的甚至是错误的概念。如生物课程中涉及到这样的知识点:“淀粉、蛋白质和脂肪都含有碳,并且都能燃烧,这样的物质叫做有机物。水分和无机盐不含碳,并且不能燃烧,这样的物质叫做无机物。”因此有些学生从名称中判断“一氧化碳是有机物”或“纤维素是无机物”等。
词语与化学用语带来的曲解。化学概念通过词语说明和定义，使直观材料的特征更鲜明、更突出，弥补了直观材料的不足，提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词语的理解来理解化学概念，并由此产生对化学概念的曲解。另外，化学用语的直观性和缺少附加说明是造成“相异构想”的一个重要原因。化学用语是化学特有的语言，能准确、简练地表达化学含义，在学生眼中它代表着正确的化学认识。但化学用语的简练使学生难以把握其内涵和外延，容易形成相异构想。
不恰当的类比推理及知识的负迁移。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，但有时用其他概念来类比推理一些化学概念时，会导致错误的结论。例如学生在日常生活看到的金属多为固态,感觉比较坚硬,有的学生认为“金属都是固态的”,多数同学认为“金属是硬的、比较坚固、比较重”等，甚至有学生认为“金刚石是金属”。又如受日常用语的影响,少数学生认为“盐”是“食盐”的简称、“金”即“金属”等。
媒体或教师的误导。学生除在化学教学的课堂、课本、资料中获取信息外，通过广播、电视、报纸杂志、因特网等渠道，也可以获取大量的化学知识，但其中不少是错误的。如广告语“本饮料由纯天然物质配制而成，绝对不含化学物质”就是不科学的。有些“相异构想”可能是由于在教学中教师过分强调正确的概念而没有突出强调导致学生误入歧途的一般性概念。也就是说教师过分强调问题的某一侧面时，会暗示学生忽略对其它方面的思考。如初中教学中教师过分强调最外层电子对元素性质的决定作用，给学生造成的暗示是原子结构的其它部分对元素的性质无影响。
促进学生“相异构想”转变的教学策略
转变学生“相异构想”的策略多且复杂，教学策略的选择也应视具体教学内容、不同学生“相异构想”形成的特点而定。因此，教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生认知结构主动建构的组织者、帮助者、促进者。如果教师能够按照学生思维建构过程实施素质教育，必将取得良好的效果。
注重课前分析。在新课讲解前，设法了解清楚学生对研究课题的“相异构想”和思维方式，弄清与新知识间相融和相悖之处，以便授课时有针对性地重点讲解，帮助学生形成科学概念。为此，可采用各种诊断措施，例如：提问、谈话、讨论等，主动搜集反馈信息，使“相异构想”的纠正具有针对性。教师对学生的“相异构想”应持一种正确的态度，应该鼓励学生勇于表明自己的“相异构想”，即使错误也不能打击讥笑。学生的很多“相异构想”可能是人类普遍存在的，只有揭示这种现象，才可能找到解决问题的方法，否则很容易打击学生的积极性，从而使学生失去学习化学的兴趣。
引发认知冲突。教学过程不是简单地用正确观点代替错误观点的过程。教师应在时机成熟的情况下，再提出科学的观点，而不能一味地用所谓的正确观点来全面否定学生。较好的途径是先分析预测学生可能带到课堂上的错误概念，在教学中有针对性地设计各种途径诱导学生“暴露”自己对概念的理解，即引发学生的认知冲突,然后采用相应的教学策略帮助学生修正错误概念，形成科学概念。
通过创设问题情境引发认知冲突。设置与学生“相异构想”产生冲突的问题情景，可以让学生充分暴露错误观念，反思自身观点与科学观点之间的差异，激发其探求新知的热情。在教学中可以通过与日常生活联系紧密、能产生与学生原有观点相矛盾的化学实验等暴露学生的错误认识，引发认知冲突。例如，教师可通过“水果电池使音乐卡片发出声音”的实验，激发学生思考电能的来源，通过实物情景促进学生转变“电池中的电是通过外界充进去的”“电池本身带电”等“相异构想”。
通过揭示差异产生认知冲突。当学生看到自己认为“正确”的观点被教师宣布为“错误”时，易引起认识和情感的强烈反差，促使学生找出原有观点错误的原因。如针对学生“金属不能燃烧”的错误观点，教师可以在讲授金属有关特性或铁丝与镁条的燃烧时，呈现出错误观念，并给予纠正，再与学生讨论，总结出正确的观点与解释。教学中教师也可直接呈现出易使学生产生错误观点的情景（绿色植物通过什么作用吸收二氧化碳，又通过什么作用将二氧化碳释放到大气中），激活学生头脑中与新信息有关的“相异构想”（如分不清光合作用与呼吸作用，光合作用与蒸腾作用等），然后教师给出正确答案，解释光合作用与呼吸作用、蒸腾现象的区别与联系。该方法在引发学生认知冲突的同时，也帮助学生清晰地理解概念间的关系。
通过合作与讨论引发认知冲突。在教学中，教师可引导学生与他人（同学或老师）就某一问题进行讨论或合作，在讨论或合作中，当学生发现他人观点与自己不同，且比自己的观点更适合解决问题时，往往会对自己的观念提出怀疑，产生认知冲突和求知心理，此时，学生较易接受新的、正确的科学观念。
注重方法引导。学生在学习概念时可能产生两种常见错误：一是把非本质属性当作本质属性；二是人为地增加或减少概念的内在因素，从而改变了概念固有的内涵和外延。如学生对“十字交叉法”的错误使用。要解决此类问题，可采用“变式”教学，即从不同角度、不同方向和不同情境改变概念的非本质属性及适用范围。同时，学生“相异构想”的转变也需要学生去反思已有认识、调整已有思维方式，使学生不断地对自己的思维过程和状态进行总结和调整，在自我监控下使自己真正实现“相异构想”的转变。
（作者单位:江苏省吴江市松陵第三中学）
建构主义学习理论认为，学生是在原有的认知结构和知识经验基础上进行学习的，学习是一个主动建构的过程，而不是被动地吸收和储存教师所提供的零散的知识信息。因此，了解学生知识、经验的状况以及思维习惯，尤其要了解学生已有概念中那些不全面甚至错误的想法与观点，是进行科学教育的基础和前提，对提高化学教学质量有着重要的意义。
前科学概念与“相异构想”
前科学概念（前概念）亦称为日常概念，指未经专门教学，在同其他人进行日常交际和积累个人经验的过程中掌握的概念，其内涵受狭隘的知识范围限制，往往被不适当地扩大或缩小。学生正式学习某一学科前形成的前概念，有些与科学概念一致，有些与科学概念相悖，这些偏离或背离科学概念的观点与认识即为“相异构想”。
学生正式学习化学前已形成大量的前概念，其中包含众多的“相异构想”，由于学生大脑中的“相异构想”作用，输入学生大脑的有关化学教学信息往往失真和畸变，并错误地支配着学生的学习行为，对化学学习有着很大的负面影响，教学中清除一种“相异构想”要比传授一个概念、原理困难得多。因此，发现并采用一定教学方法帮助学生转变这些“相异构想”，是教育工作者迫切需要解决的课题。
中学生化学“相异构想”
的现状调查及成因分析
中学生化学“相异构想”的现状调查
调查方法和对象。我校自进入新课程改革以来，在每学年开学初一周内对初三新生进行摸底调查，旨在了解学生在没有正式接受化学学科教育之前对化学的认识程度。本次调查于2007年9月第一周进行，调查的问卷共分两部分，第一部分主要围绕一些常见物质、现象，如纯净物与混合物、溶液及溶解、燃烧、生锈等内容来设计。第二部分主要针对本地的实际情况及化学学科的特点进行设计，旨在了解学生对环保知识、化学职业的了解、化学课堂教学及化学教师的期望进行简答。调查对象为本校初三的七个班，共收回有效问卷342份。
统计结果。初步统计结果表明，初中生在学习化学之前就已经拥有较强的前科学概念,对多数化学核心知识的一致性概念和相异性概念都十分显著(“一致性”表示学生的看法与参考答案相一致，“相异性”表示学生的看法与参考答案不一致)，尤其是比较抽象的知识如溶液的均一性、溶解过程、物质的组成、分子的性质等的相异性更为突出。
现摘几项归纳（见附表1）
从第二部分回答的情况看，大多数学生对环保知识有一定的了解，能说出治理汽车尾气排放、治理水体污染、进行垃圾分类等环保措施，仅有6.2%的学生不能说出。对化学职业的了解，有11.9%的学生说不知道或不能回答。对化学课堂教学及对化学教师的期望，有52.6%的学生希望能多做实验、多动手实践，有58.8%的学生希望化学教师能幽默风趣、态度和蔼，使化学课上得生动活泼。
中学生化学“相异构想”的成因分析
从调查研究和教学实践中发现，学生产生化学“相异构想”的途径有很多，其中有的是由于学生对自然现象的观察或生活经验的积累，有的来源于日常用语与科学用语之间的差异，有的则由于学生的抽象思维能力的不足……现将学生形成“相异构想”的心理途径归纳为以下几点：
先入为主的日常生活经验。学生在日常生活中，由于知识经验有限，辩证思维还不发达，思维的独立性和批判性还不成熟，考虑问题容易产生表面化，往往会被表面现象所迷惑，看不到事物的本质，容易形成一些错误的前概念。如“纯净”与“混合”是学生日常生活中较为熟知的概念,因而有的学生认为“纯净物只含一种物质,混合物由几种物质混合而成”,“纯净物不含杂质、混合物含杂质”等。也有很多同学认为“白色”即“无色”“透明”等。
旧有概念的局限。实验告诉我们，使学生明确概念的外延是深化对化学概念的理解、正确运用概念解决实际问题的关键。而概念的形成往往是一个内涵不断丰富和外延不断发展的过程，学生常常会受到原有概念的局限而产生不全面的甚至是错误的概念。如生物课程中涉及到这样的知识点:“淀粉、蛋白质和脂肪都含有碳,并且都能燃烧,这样的物质叫做有机物。水分和无机盐不含碳,并且不能燃烧,这样的物质叫做无机物。”因此有些学生从名称中判断“一氧化碳是有机物”或“纤维素是无机物”等。
词语与化学用语带来的曲解。化学概念通过词语说明和定义，使直观材料的特征更鲜明、更突出，弥补了直观材料的不足，提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词语的理解来理解化学概念，并由此产生对化学概念的曲解。另外，化学用语的直观性和缺少附加说明是造成“相异构想”的一个重要原因。化学用语是化学特有的语言，能准确、简练地表达化学含义，在学生眼中它代表着正确的化学认识。但化学用语的简练使学生难以把握其内涵和外延，容易形成相异构想。
不恰当的类比推理及知识的负迁移。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，但有时用其他概念来类比推理一些化学概念时，会导致错误的结论。例如学生在日常生活看到的金属多为固态,感觉比较坚硬,有的学生认为“金属都是固态的”,多数同学认为“金属是硬的、比较坚固、比较重”等，甚至有学生认为“金刚石是金属”。又如受日常用语的影响,少数学生认为“盐”是“食盐”的简称、“金”即“金属”等。
媒体或教师的误导。学生除在化学教学的课堂、课本、资料中获取信息外，通过广播、电视、报纸杂志、因特网等渠道，也可以获取大量的化学知识，但其中不少是错误的。如广告语“本饮料由纯天然物质配制而成，绝对不含化学物质”就是不科学的。有些“相异构想”可能是由于在教学中教师过分强调正确的概念而没有突出强调导致学生误入歧途的一般性概念。也就是说教师过分强调问题的某一侧面时，会暗示学生忽略对其它方面的思考。如初中教学中教师过分强调最外层电子对元素性质的决定作用，给学生造成的暗示是原子结构的其它部分对元素的性质无影响。
促进学生“相异构想”转变的教学策略
转变学生“相异构想”的策略多且复杂，教学策略的选择也应视具体教学内容、不同学生“相异构想”形成的特点而定。因此，教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生认知结构主动建构的组织者、帮助者、促进者。如果教师能够按照学生思维建构过程实施素质教育，必将取得良好的效果。
注重课前分析。在新课讲解前，设法了解清楚学生对研究课题的“相异构想”和思维方式，弄清与新知识间相融和相悖之处，以便授课时有针对性地重点讲解，帮助学生形成科学概念。为此，可采用各种诊断措施，例如：提问、谈话、讨论等，主动搜集反馈信息，使“相异构想”的纠正具有针对性。教师对学生的“相异构想”应持一种正确的态度，应该鼓励学生勇于表明自己的“相异构想”，即使错误也不能打击讥笑。学生的很多“相异构想”可能是人类普遍存在的，只有揭示这种现象，才可能找到解决问题的方法，否则很容易打击学生的积极性，从而使学生失去学习化学的兴趣。
引发认知冲突。教学过程不是简单地用正确观点代替错误观点的过程。教师应在时机成熟的情况下，再提出科学的观点，而不能一味地用所谓的正确观点来全面否定学生。较好的途径是先分析预测学生可能带到课堂上的错误概念，在教学中有针对性地设计各种途径诱导学生“暴露”自己对概念的理解，即引发学生的认知冲突,然后采用相应的教学策略帮助学生修正错误概念，形成科学概念。
通过创设问题情境引发认知冲突。设置与学生“相异构想”产生冲突的问题情景，可以让学生充分暴露错误观念，反思自身观点与科学观点之间的差异，激发其探求新知的热情。在教学中可以通过与日常生活联系紧密、能产生与学生原有观点相矛盾的化学实验等暴露学生的错误认识，引发认知冲突。例如，教师可通过“水果电池使音乐卡片发出声音”的实验，激发学生思考电能的来源，通过实物情景促进学生转变“电池中的电是通过外界充进去的”“电池本身带电”等“相异构想”。
通过揭示差异产生认知冲突。当学生看到自己认为“正确”的观点被教师宣布为“错误”时，易引起认识和情感的强烈反差，促使学生找出原有观点错误的原因。如针对学生“金属不能燃烧”的错误观点，教师可以在讲授金属有关特性或铁丝与镁条的燃烧时，呈现出错误观念，并给予纠正，再与学生讨论，总结出正确的观点与解释。教学中教师也可直接呈现出易使学生产生错误观点的情景（绿色植物通过什么作用吸收二氧化碳，又通过什么作用将二氧化碳释放到大气中），激活学生头脑中与新信息有关的“相异构想”（如分不清光合作用与呼吸作用，光合作用与蒸腾作用等），然后教师给出正确答案，解释光合作用与呼吸作用、蒸腾现象的区别与联系。该方法在引发学生认知冲突的同时，也帮助学生清晰地理解概念间的关系。
通过合作与讨论引发认知冲突。在教学中，教师可引导学生与他人（同学或老师）就某一问题进行讨论或合作，在讨论或合作中，当学生发现他人观点与自己不同，且比自己的观点更适合解决问题时，往往会对自己的观念提出怀疑，产生认知冲突和求知心理，此时，学生较易接受新的、正确的科学观念。
注重方法引导。学生在学习概念时可能产生两种常见错误：一是把非本质属性当作本质属性；二是人为地增加或减少概念的内在因素，从而改变了概念固有的内涵和外延。如学生对“十字交叉法”的错误使用。要解决此类问题，可采用“变式”教学，即从不同角度、不同方向和不同情境改变概念的非本质属性及适用范围。同时，学生“相异构想”的转变也需要学生去反思已有认识、调整已有思维方式，使学生不断地对自己的思维过程和状态进行总结和调整，在自我监控下使自己真正实现“相异构想”的转变。
（作者单位:江苏省吴江市松陵第三中学）