轉變“相異構想”明確化學概念

由于學生大腦中的“相異構想”作用，輸入學生大腦的有關化學教學信息往往失真和畸變，并錯誤地支配著學生的學習行為，對化學學習有著很大的負面影響，教學中清除一種“相異構想”要比傳授一個概念、原理困難得多。

建構主義學習理論認為，學生是在原有的認知結構和知識經驗基礎上進行學習的，學習是一個主動建構的過程，而不是被動地吸收和儲存教師所提供的零散的知識信息。因此，了解學生知識、經驗的狀況以及思維習慣，尤其要了解學生已有概念中那些不全面甚至錯誤的想法與觀點，是進行科學教育的基礎和前提，對提高化學教學質量有著重要的意義。

前科學概念與“相異構想”

前科學概念（前概念）亦稱為日常概念，指未經專門教學，在同其他人進行日常交際和積累個人經驗的過程中掌握的概念，其內涵受狹隘的知識范圍限制，往往被不適當地擴大或縮小。學生正式學習某一學科前形成的前概念，有些與科學概念一致，有些與科學概念相悖，這些偏離或背離科學概念的觀點與認識即為“相異構想”。

學生正式學習化學前已形成大量的前概念，其中包含眾多的“相異構想”，由于學生大腦中的“相異構想”作用，輸入學生大腦的有關化學教學信息往往失真和畸變，并錯誤地支配著學生的學習行為，對化學學習有著很大的負面影響，教學中清除一種“相異構想”要比傳授一個概念、原理困難得多。因此，發現并采用一定教學方法幫助學生轉變這些“相異構想”，是教育工作者迫切需要解決的課題。

中學生化學“相異構想”

的現狀調查及成因分析

中學生化學“相異構想”的現狀調查

調查方法和對象。我校自進入新課程改革以來，在每學年開學初一周內對初三新生進行摸底調查，旨在了解學生在沒有正式接受化學學科教育之前對化學的認識程度。本次調查于2007年9月第一周進行，調查的問卷共分兩部分，第一部分主要圍繞一些常見物質、現象，如純凈物與混合物、溶液及溶解、燃燒、生銹等內容來設計。第二部分主要針對本地的實際情況及化學學科的特點進行設計，旨在了解學生對環保知識、化學職業的了解、化學課堂教學及化學教師的期望進行簡答。調查對象為本校初三的七個班，共收回有效問卷342份。

統計結果。初步統計結果表明，初中生在學習化學之前就已經擁有較強的前科學概念，對多數化學核心知識的一致性概念和相異性概念都十分顯著(“一致性”表示學生的看法與參考答案相一致，“相異性”表示學生的看法與參考答案不一致)，尤其是比較抽象的知識如溶液的均一性、溶解過程、物質的組成、分子的性質等的相異性更為突出。

現摘幾項歸納（見附表1）

從第二部分回答的情況看，大多數學生對環保知識有一定的了解，能說出治理汽車尾氣排放、治理水體污染、進行垃圾分類等環保措施，僅有6.2%的學生不能說出。對化學職業的了解，有11.9%的學生說不知道或不能回答。對化學課堂教學及對化學教師的期望，有52.6%的學生希望能多做實驗、多動手實踐，有58.8%的學生希望化學教師能幽默風趣、態度和藹，使化學課上得生動活潑。

中學生化學“相異構想”的成因分析

從調查研究和教學實踐中發現，學生產生化學“相異構想”的途徑有很多，其中有的是由于學生對自然現象的觀察或生活經驗的積累，有的來源于日常用語與科學用語之間的差異，有的則由于學生的抽象思維能力的不足……現將學生形成“相異構想”的心理途徑歸納為以下幾點：

先入為主的日常生活經驗。學生在日常生活中，由于知識經驗有限，辯證思維還不發達，思維的獨立性和批判性還不成熟，考慮問題容易產生表面化，往往會被表面現象所迷惑，看不到事物的本質，容易形成一些錯誤的前概念。如“純凈”與“混合”是學生日常生活中較為熟知的概念，因而有的學生認為“純凈物只含一種物質，混合物由幾種物質混合而成”，“純凈物不含雜質、混合物含雜質”等。也有很多同學認為“白色”即“無色”“透明”等。

舊有概念的局限。實驗告訴我們，使學生明確概念的外延是深化對化學概念的理解、正確運用概念解決實際問題的關鍵。而概念的形成往往是一個內涵不斷豐富和外延不斷發展的過程，學生常常會受到原有概念的局限而產生不全面的甚至是錯誤的概念。如生物課程中涉及到這樣的知識點:“淀粉、蛋白質和脂肪都含有碳，并且都能燃燒，這樣的物質叫做有機物。水分和無機鹽不含碳，并且不能燃燒，這樣的物質叫做無機物。”因此有些學生從名稱中判斷“一氧化碳是有機物”或“纖維素是無機物”等。

詞語與化學用語帶來的曲解。化學概念通過詞語說明和定義，使直觀材料的特征更鮮明、更突出，彌補了直觀材料的不足，提示事物之間的內部聯系。但實踐告訴我們，學生常用在生活中形成的對詞語的理解來理解化學概念，并由此產生對化學概念的曲解。另外，化學用語的直觀性和缺少附加說明是造成“相異構想”的一個重要原因。化學用語是化學特有的語言，能準確、簡練地表達化學含義，在學生眼中它代表著正確的化學認識。但化學用語的簡練使學生難以把握其內涵和外延，容易形成相異構想。

不恰當的類比推理及知識的負遷移。學生在學習一些化學概念時，運用類比思維可得到很大幫助，但有時用其他概念來類比推理一些化學概念時，會導致錯誤的結論。例如學生在日常生活看到的金屬多為固態，感覺比較堅硬，有的學生認為“金屬都是固態的”，多數同學認為“金屬是硬的、比較堅固、比較重”等，甚至有學生認為“金剛石是金屬”。又如受日常用語的影響，少數學生認為“鹽”是“食鹽”的簡稱、“金”即“金屬”等。

媒體或教師的誤導。學生除在化學教學的課堂、課本、資料中獲取信息外，通過廣播、電視、報紙雜志、因特網等渠道，也可以獲取大量的化學知識，但其中不少是錯誤的。如廣告語“本飲料由純天然物質配制而成，絕對不含化學物質”就是不科學的。有些“相異構想”可能是由于在教學中教師過分強調正確的概念而沒有突出強調導致學生誤入歧途的一般性概念。也就是說教師過分強調問題的某一側面時，會暗示學生忽略對其它方面的思考。如初中教學中教師過分強調最外層電子對元素性質的決定作用，給學生造成的暗示是原子結構的其它部分對元素的性質無影響。

促進學生“相異構想”轉變的教學策略

轉變學生“相異構想”的策略多且復雜，教學策略的選擇也應視具體教學內容、不同學生“相異構想”形成的特點而定。因此，教師要由知識的傳授者、灌輸者轉變為學生認知結構主動建構的組織者、幫助者、促進者。如果教師能夠按照學生思維建構過程實施素質教育，必將取得良好的效果。

注重課前分析。在新課講解前，設法了解清楚學生對研究課題的“相異構想”和思維方式，弄清與新知識間相融和相悖之處，以便授課時有針對性地重點講解，幫助學生形成科學概念。為此，可采用各種診斷措施，例如：提問、談話、討論等，主動搜集反饋信息，使“相異構想”的糾正具有針對性。教師對學生的“相異構想”應持一種正確的態度，應該鼓勵學生勇于表明自己的“相異構想”，即使錯誤也不能打擊譏笑。學生的很多“相異構想”可能是人類普遍存在的，只有揭示這種現象，才可能找到解決問題的方法，否則很容易打擊學生的積極性，從而使學生失去學習化學的興趣。

引發認知沖突。教學過程不是簡單地用正確觀點代替錯誤觀點的過程。教師應在時機成熟的情況下，再提出科學的觀點，而不能一味地用所謂的正確觀點來全面否定學生。較好的途徑是先分析預測學生可能帶到課堂上的錯誤概念，在教學中有針對性地設計各種途徑誘導學生“暴露”自己對概念的理解，即引發學生的認知沖突，然后采用相應的教學策略幫助學生修正錯誤概念，形成科學概念。

通過創設問題情境引發認知沖突。設置與學生“相異構想”產生沖突的問題情景，可以讓學生充分暴露錯誤觀念，反思自身觀點與科學觀點之間的差異，激發其探求新知的熱情。在教學中可以通過與日常生活聯系緊密、能產生與學生原有觀點相矛盾的化學實驗等暴露學生的錯誤認識，引發認知沖突。例如，教師可通過“水果電池使音樂卡片發出聲音”的實驗，激發學生思考電能的來源，通過實物情景促進學生轉變“電池中的電是通過外界充進去的”“電池本身帶電”等“相異構想”。

通過揭示差異產生認知沖突。當學生看到自己認為“正確”的觀點被教師宣布為“錯誤”時，易引起認識和情感的強烈反差，促使學生找出原有觀點錯誤的原因。如針對學生“金屬不能燃燒”的錯誤觀點，教師可以在講授金屬有關特性或鐵絲與鎂條的燃燒時，呈現出錯誤觀念，并給予糾正，再與學生討論，總結出正確的觀點與解釋。教學中教師也可直接呈現出易使學生產生錯誤觀點的情景（綠色植物通過什么作用吸收二氧化碳，又通過什么作用將二氧化碳釋放到大氣中），激活學生頭腦中與新信息有關的“相異構想”（如分不清光合作用與呼吸作用，光合作用與蒸騰作用等），然后教師給出正確答案，解釋光合作用與呼吸作用、蒸騰現象的區別與聯系。該方法在引發學生認知沖突的同時，也幫助學生清晰地理解概念間的關系。

通過合作與討論引發認知沖突。在教學中，教師可引導學生與他人（同學或老師）就某一問題進行討論或合作，在討論或合作中，當學生發現他人觀點與自己不同，且比自己的觀點更適合解決問題時，往往會對自己的觀念提出懷疑，產生認知沖突和求知心理，此時，學生較易接受新的、正確的科學觀念。

注重方法引導。學生在學習概念時可能產生兩種常見錯誤：一是把非本質屬性當作本質屬性；二是人為地增加或減少概念的內在因素，從而改變了概念固有的內涵和外延。如學生對“十字交叉法”的錯誤使用。要解決此類問題，可采用“變式”教學，即從不同角度、不同方向和不同情境改變概念的非本質屬性及適用范圍。同時，學生“相異構想”的轉變也需要學生去反思已有認識、調整已有思維方式，使學生不斷地對自己的思維過程和狀態進行總結和調整，在自我監控下使自己真正實現“相異構想”的轉變。

（作者單位:江蘇省吳江市松陵第三中學）