中学化学迷思概念转变策略研究 摘要 从学生学习化学概念的困难入手, 分析“ 迷思概念”来源和特点, 根据教学一线的研究实践和NN的三步教学模式，探索进行概念转变教学的具体策略。 关键词 迷思概念；概念转变；策略 1 化学迷思概念的来源和特点 化学迷思概念是指学生在化学概念学习中，对某事件或现象，所持有的一些有别于目前科学家所公认的想法，亦即是指学生对某一科学概念的解释与教材内容部分不完全相同或不相同。迷思概念的存在会影响学生对新概念的正确理解，概念转变是指个体原有的某种知识经验由于受到与此不相一致的新知识的影响而发生的重大转变，它是对学生现有的理解、解释做出的调整、改造。[1] 当学生走进课堂，他们的头脑中早已充满了对化学现象的各种认识，已经形成了许多迷思概念。研究发现，学生头脑中的化学“ 迷思概念”主要来源于以下几个方面： 1.1日常经验 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的感觉印象, 例如纯碱是属于碱类；铅笔芯的成分是金属铅；甘油是属于油类（油脂）；金粉是粉末状态的黄金等错误概念。 1.2大众传媒 大众媒体会给学生广泛的信息资料，但从科学的观点来看，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。例如某媒体的肥皂广告：“经 PH试纸测定，该肥皂溶液性能温和，最适合人体使用。”让人认为肥皂溶液是中性的；又如某些广告使人误以为喝纯净水最健康，木糖醇的饮料和口香糖多吃无害也不蛀牙，这样的信息就会使学生形成错误的化学概念。 1.3学习环境因素 由于学校各学科内容间缺乏协调，对同一问题说法不一，或者是教材的缺陷、教师本身存在自然学科领域中的概念迷思，也会造成迷思概念, 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。例如教科书有一句话，“难溶电解质的Ksp的大小反映了难溶电解质在水中的溶解能力。表3-14列举了一些常见难溶电解质的溶度积常数和溶解度。” [2] 但通过验证发现溶度积常数可以用来判断一定浓度的离子混合是否有沉淀生成、可以解释沉淀的转化，却不能用来判断溶解度的大小，因为影响溶解度的其它因素（例如符合离子的生成、固有溶度积、水解等）都与溶度积常数无关，更不能得出“难溶电解质的Ksp的大小反映了难溶电解质在水中的溶解能力” [2]这一结论。 1.4个人认知局限 认知过程有阶段性，这同个体的生理和心理发展过程是相关的，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。 化学迷思概念的形成具有长期性、隐蔽性、持久性、个体差异性和相似性的特点。 2 概念转变的有效策略 如何知道学生头脑中存在着哪些错误概念，并使这些错误概念转变成科学的概念呢？根据教学一线的研究实践和NN的三步教学模式，笔者探索出以下几点实施概念转变的教学策略。 图1 NN的三步教学模式 2.1 巧设情景建构，走出概念迷思 情景一：“盐类的水解”问题实验情境的设计 教学活动 学生活动 设计意图 同学们所知的盐类有哪些？ 大家知道酸溶液呈酸性，碱溶液呈碱性。[设问]：盐溶液是否一定呈中性？试举例说明 。 组织讨论，例举并说明理由。 诱导学生暴露其原有的概念框架。 ［组织实验］请用自己实验台上的试剂做以下实验。 实验1：测定NH4Cl溶液、NaCl溶液、CH3COONa溶液的pH。 学生实验，观察回答 把学生引入教师精心设计好知识冲突中。 试根据以上各种盐的组成来分析实验现象，经过讨论后，谁能总结一下。 学生总结 教师引导学生揭露前概念框架的不合理性，从而使学生自愿放弃旧的观念 [板书]（书写学生的总结）实验2：往3mL0.5 mol•L-1 CH3COONa溶液中滴入2-3滴酚酞，观察颜色。加热，再观察颜色。 笔记 学生实验，观察回答 引导学生接受（或尝试建立）新的概念框架 情景二：“摄取人体必需的化学元素”案例情境的设计 ［视频］某纯净水广告 ［组织讨论］1.纯净水是纯净物吗？ 一个成年人每天需饮用2000毫升左右的水，才能保持水分收支平衡，如果一个成年人每天饮用2000毫升左右的纯净水，长期下去会不会引起身体的危害呢？ ［案例］海军医学研究所提供了临床反应：“舟山海岛战士饮用雨水半年后普遍感到乏力。”经测试，雨水中缺少矿物质，其水质与纯净水相似。 ［组织讨论］2.常饮纯净水对健康有影响吗？ 根据建构主义，学习过程是学习者建构自己的知识经验的过程。创设问题情境可以诱导学生暴露原有概念，当发现前概念框架无法解释，无力解决新问题，或者原来的概念框架并不是某些现象的最终原因，可能有更根本、更深刻的概念来取代之时，就会引起认知矛盾，制造一种“不协调”，通过教师引导，经过分析、比较、综合等思维活动，对新旧经验做出必要的调整和改造，从而使学生自愿放弃旧的观念，获得新知识的意义。 2.2 凸现关键词，思维导图架构新知 在概念学习中，概念中“关键词”的理解与掌握对概念的形成、迷思概念转变起到重要作用，在解决实际问题时，对信息的提取、审题中“关键词”也起到决定意义。 思维导图是用画图的方式，把要学习的主题置于圆圈或方框之中，以此为节点，放射状画出多条曲线，每条曲线的末端是与主题相关联的次级节点——关键词，而每一个节点又可以成为另一个中心主题，再向外发散，引发出更多的思维节点，直至无穷。这样，主题就与众多关键词构成了一张知识网络图，“正是这些特点使得思维导图成为知识之间建立联系的有效工具”。[3]关键词的使用将某个观点简化为所要表现的核心，在概念学习中采用思维导图的方式，可将内隐的知识转化为外显的知识，有效地帮助学生加速对科学概念的把握、对概念迷思的转变。 例1：电解质及相关概念的思维导图 图2 电解质及相关概念的思维导图 例2：《化学与生活》人体必需的化学元素的思维导图[4] 图3 人体必需的化学元素 2.3 设陷尝误, 吃堑长智 化学迷思概念具有长期性和持久性，在化学教学过程中教师的故意出错或设计陷阱，诱使学生失误出错，再利用这些契机实现概念转变，这就是被教育心理学所命名的“尝误原理”。 例一：在初中时，凡讲述如何生成氢氧化物，教科书的答案是往盐溶液中加入碱，时间长了，学生就会形成金属离子只有在碱性条件下沉淀的事实，而学习了溶度积常数后，学生要接受一些金属离子在酸性条件下也能沉淀的事实。如果学生在初中时形成的这些观念不加以改变，即使会进行一些计算，他们也没有学到、理解溶度积常数的含义。为了帮助学生形成各种金属离子产生沉淀的PH不同、有些金属离子甚至能在酸性环境下形成沉淀这一化学观念。笔者设计了如下的教学活动： 已知氢氧化铁的溶度积常数为1.1×10-36，假设有一瓶溶液，其Fe3+浓度为0.01 mol•L-1，现要使Fe3+开始沉淀，溶液的OH-浓度至少要多少？ 学生活动：利用溶度积常数，计算使Fe3+沉淀的OH-浓度。通过学生计算获得使Fe3+产生沉淀的OH-最低浓度为4.79×10-12 mol·L-1。（从学生已有知识出发，利用Ksp进行计算。） [提问]那么此时溶液PH值为多少？ 学生计算回答：PH=2.68。（把学生引入教师精心设计好知识冲突中。） [提问]一般情况下，当溶液中一个离子物质的量浓度小于1×10-5 mol•L-1时，我们认为这个离子已沉淀完全，那么本题中，要使Fe3+沉淀完全，溶液PH至少为多少？ 学生计算获得答案为：PH=1.68（引发知识冲突。） [提问]这些数据意味着什么？对你有哪些启示。 学生讨论。 [提问]经过讨论后，谁能总结一下。 学生总结：事实一：金属离子在酸性条件下也能沉淀。 事实二：Fe3+的沉淀区间为也意味着Fe(OH)3的溶解区间。（引导概念转变） 例二：习题选择强化关键词（点） 下列除杂所用试剂和操作均合理的是
选项 物质（括号中为杂质） 除杂试剂 操作 A 铁屑（汽油） 热纯碱溶液 洗涤 B BaCO3（BaSO4） 饱和Na2CO3溶液 搅拌、过滤 C 苯（苯酚） NaOH (aq) 蒸馏 D 氯化氢（Cl2） 饱和食盐水 洗气 从学生反馈看，选项A的占31.67%，说明对“油脂”、“矿物油”的概念存在混淆。通过习题的强化，可发现问题、巩固科学概念。 3 反思 3.1教师在观念上要重视学生的迷思概念 要实现学生的概念转变，教师首先要重视迷思概念，要充分地了解学生已有哪些迷思概念，并且要尊重学生的迷思概念，并承认其“局限的”合理性。这也就是要求教师要在观念上进行转变，把学生现有知识经验作为新知识的生长点，引导学生从原有的知识经验中“生长”出新的知识。 3.2迷思概念转变策略运用要适度 任何事物都有它的两面性，物极必反，迷思概念转变策略的选择要根据学生实际情况，在教学的过程中，应牢牢把握“适时”与“循度”的原则，不能一味地追求“为用而用”。 参考文献 [1] 罗秀玲，钱扬义.高一学生部分核心化学概念相异构想的探查.化学教育,2005,10:16-19 [2] 王祖浩. 化学反应原理. 江苏教育出版社, 2009:88 [3] 托尼·巴赞.思维导图一一大脑使用说明书.北京外语教学与研究出版社,2005 :101-112 [4] Sacit Kose .Diagnosing Student Misconceptions:Using Drawings as a Research Method. World Applied Sciences Journal, 2008, 3(2):283-293.
