化學(xué)學(xué)習(xí)過程中負(fù)遷移的起因與解決策略

一、問題的提出

往CaCl2溶液中通入CO2能否產(chǎn)生白色沉淀？這是一常見的元素化合物試題，在筆者所任教的2006級(jí)學(xué)生在不同時(shí)段所做的練習(xí)中，一共碰到5次，但有相當(dāng)部分的同學(xué)做錯(cuò)的次數(shù)在3次以上，甚至有同學(xué)是靠對(duì)答案的記憶來解答試題。筆者認(rèn)為學(xué)生出現(xiàn)如此高的錯(cuò)誤率是對(duì)初中“往澄清石灰水中通二氧化碳能產(chǎn)生白色沉淀”的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行負(fù)遷移的結(jié)果。認(rèn)為CO2可以和含Ca2+溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀。認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，“遷移是已經(jīng)獲得的知識(shí)、技能、以至方法、態(tài)度與學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技能之間所發(fā)生的相互影響”。這種影響可以促進(jìn)學(xué)習(xí)（正遷移），也可能對(duì)知識(shí)的理解起抑制作用（負(fù)遷移）。正確掌握遷移方法能提高對(duì)知識(shí)理解的深度和廣度，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的融會(huì)貫通和網(wǎng)絡(luò)化的構(gòu)建，快速地實(shí)現(xiàn)知識(shí)轉(zhuǎn)換，加強(qiáng)對(duì)事物的本質(zhì)和規(guī)律的理解和認(rèn)識(shí)，提高知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。但若忽略知識(shí)遷移的條件、范圍，無限地類推、類比和想象，則容易產(chǎn)生“負(fù)遷移”，對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)、理解和運(yùn)用帶來負(fù)面的效果，甚至得出錯(cuò)誤的結(jié)論。

二、產(chǎn)生負(fù)遷移的起因

1. 思維定勢(shì)的干擾

思維定勢(shì)是指學(xué)生根據(jù)先前形成的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、習(xí)慣解決處理問題的思維方式。思維定勢(shì)也有矛盾的兩面性，它可以縮短思考過程，節(jié)省思考時(shí)間，提高效率，但往往會(huì)讓人養(yǎng)成千篇一律的解題方式和習(xí)慣。當(dāng)面對(duì)新舊問題形似而神不似的時(shí)候，思維定勢(shì)者往往會(huì)步入解題誤區(qū)，不能對(duì)新問題作出靈活的反應(yīng)，產(chǎn)生創(chuàng)造性的新思維，就會(huì)造成知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的負(fù)遷移。

（1）知識(shí)定勢(shì)

根據(jù)奧蘇伯爾的有意義接受說，學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)中必須具有適當(dāng)?shù)闹R(shí)（舊知識(shí)），以便與新知識(shí)進(jìn)行聯(lián)系，這種新舊知識(shí)之間的聯(lián)系越是充分，越有利于知識(shí)的遷移。但是在新知識(shí)的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生對(duì)新舊知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系缺乏充分的認(rèn)識(shí)，往往混淆了相似的新舊知識(shí)的界限，而產(chǎn)生學(xué)習(xí)掌握新知識(shí)的障礙與干擾造成誤答。如往漂白粉溶液中通入二氧化硫，書寫其發(fā)生的化學(xué)方程式。學(xué)生很容易聯(lián)想漂白粉失效的化學(xué)方程式Ca（ClO）2+

CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO，類比亞硫酸的酸性比碳酸強(qiáng)類推出Ca（ClO）2+SO2+H2O=CaSO3↓+

2HClO。其錯(cuò)誤的根本原因在于只關(guān)注了SO2、CO2化學(xué)性質(zhì)的相似性，把相似性等同為相同性。而忽略了兩者在性質(zhì)上的差異，SO2具有較強(qiáng)的還原性，而CO2沒有，HClO具有強(qiáng)氧化性，能夠?qū)O2氧化。又如氧化性Cu2+>H+>Zn2+，所以學(xué)生會(huì)錯(cuò)誤認(rèn)為將金屬鈉投入硫酸銅溶液中會(huì)有金屬銅析出。工業(yè)上有電鍍銅的電解池，不可能存在電鍍鋅的電解池，沒有全面地考慮在實(shí)際的氧化還原反應(yīng)中物質(zhì)氧化性的強(qiáng)弱不僅與離子本身有關(guān)，還與其濃度和存在形式有關(guān)。單一地，不加變通地利用知識(shí)解決問題可能在條件改變的時(shí)候會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論。

（2）直覺定勢(shì)

在解決新問題時(shí)，盲目地照搬舊經(jīng)驗(yàn)，不注意新舊問題間敘述的差異，條件的不同。生搬硬套以往的學(xué)習(xí)心得，對(duì)問題的思考單一，想法簡單。例如，鐵與銅混合物中加入一定量的稀硝酸，充分反應(yīng)后剩余金屬m1g，再向其中加入一定量的稀硫酸，充分振蕩后，剩余金屬m2g，則m1與m2之間的關(guān)系是____：（A）m1一定大于m2，（B）m1可能等于m2，（C）m1一定等于m2，（D）m1可能大于m2。有的學(xué)生選B或D就是由于直覺定勢(shì)所造成。原因是學(xué)生認(rèn)為剩余金屬是Cu或Cu和Fe，加稀硫酸后就憑直覺判斷：Cu與稀硫酸不反應(yīng)，m1＝m2；Fe與稀硫酸反應(yīng)，使得m1>m2，故選B或D。殊不知，金屬與稀硝酸反應(yīng)后的溶液中隱含著NO3－，加稀硫酸后又得到了硝酸，無論什么金屬剩余都一定溶解，所以正確答案為A。

（3）類比定勢(shì)

類比定勢(shì)通常是由于新舊問題之間存在著相似或者在表面上存在相同之處，而這種相似性往往容易掩蓋它們的不同點(diǎn)，給解決問題帶來干擾。例如：NaClO叫做次氯酸鈉，其中Cl的化合價(jià)為+1，類比推論得BiClO叫做次氯酸鉍，Cl的化合價(jià)也為+1；又如H3PO4為三元酸，所以H3PO2也為三元酸；Cl2和H2O反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，所以BrCl和H2O反應(yīng)也是氧化還原反應(yīng)等等，都是學(xué)生思維靈活性、變通性和嚴(yán)謹(jǐn)性不夠的表現(xiàn)，也是類比定勢(shì)產(chǎn)生的負(fù)遷移。

2. 概念理解模糊不清

（1）前概念的干擾

前概念是指?jìng)€(gè)體在沒有接受正式的科學(xué)概念教育之前，對(duì)日常生活中所感知的現(xiàn)象，通過長期的經(jīng)驗(yàn)積累與辨別式學(xué)習(xí)而形成的對(duì)事物的非本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。這種非本質(zhì)的認(rèn)識(shí)對(duì)新概念的學(xué)習(xí)會(huì)帶來一定的干擾，如果對(duì)新概念理解不到位，前概念的感知又很深刻，最后往往會(huì)用前概念替代新概念的。例如：燃燒一定要在空氣中進(jìn)行，概念中帶“電”字的都要用電，水只要到100℃就可以沸騰；中性溶液的pH值為7；白色垃圾的顏色一定是白色的等等。

（2）對(duì)概念的內(nèi)涵和外延理解不清

概念的定義是一特定的語句，抽象程度高。對(duì)概念若只有膚淺的理解，沒有動(dòng)態(tài)地思考不同階段概念的不同表達(dá)形式和敘述，沒有考慮概念的內(nèi)涵和外延，不恰當(dāng)?shù)亍C(jī)械地、形式化地進(jìn)行知識(shí)的遷移只會(huì)建立錯(cuò)誤的關(guān)聯(lián)。

如同系物是指“結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)ＣＨ2原子團(tuán)的物質(zhì)”。從概念內(nèi)涵出發(fā)此概念有兩個(gè)關(guān)鍵詞：一是結(jié)構(gòu)相似；二是相差一個(gè)或若干個(gè)ＣＨ2原子團(tuán)。結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，結(jié)構(gòu)相似說明兩物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)相似，而有機(jī)物的性質(zhì)是官能團(tuán)決定的，所以兩種物質(zhì)應(yīng)該為同一類物質(zhì)。由“相差一個(gè)或若干個(gè)ＣＨ2原子團(tuán)”可知，同系物之間至少要相差一個(gè)ＣＨ2原子團(tuán)。同系物的定義雖然出現(xiàn)在烷烴中，但從概念內(nèi)涵為結(jié)構(gòu)相似，在組成上相差一個(gè)或若干個(gè)ＣＨ2原子團(tuán)可以推出它的外延即同系物包括其他的類型，如烴的衍生物等。

3. 規(guī)律理解不全

化學(xué)原理、變化規(guī)律具有一般性和普遍性，適用范圍廣。對(duì)化學(xué)規(guī)律不斷總結(jié)就能夠提高解題能力、應(yīng)變能力和知識(shí)遷移能力。但若對(duì)基本原理、規(guī)律沒有認(rèn)真學(xué)習(xí)、深刻理解，未牢固掌握各種不同現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為化學(xué)原理的內(nèi)在本質(zhì)，只是一知半解，似懂非懂，在用規(guī)律解決新問題時(shí)只是套用規(guī)律，不注意規(guī)律的使用條件、適用范圍和特殊性，可能就會(huì)適得其反。例如，勒沙特列原理：“如果改變?nèi)我粋€(gè)影響平衡的條件，平衡就向能夠削弱這種改變的方向移動(dòng)。”學(xué)生根據(jù)此原理遷移在恒容的條件下往有氣體參加或生成的反應(yīng)中充入與此體系無關(guān)的“惰性“氣體，壓強(qiáng)增大，平衡移動(dòng)。造成錯(cuò)誤結(jié)論的原因是因?yàn)樵谔自恚瑳]有理解壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響最后歸納到濃度的范疇，雖然充入氣體，但原體系中各氣體在體積不變的條件下濃度不變，故平衡不移動(dòng)。

三、解決策略探討

1. 變式教學(xué)

布魯納認(rèn)為，學(xué)生在其中經(jīng)歷某件事情越是多樣，就越有可能把該事情與其他事件聯(lián)系起來。而變式訓(xùn)練可以從不同角度（包括正面和反面）對(duì)某一概念、原理、規(guī)律進(jìn)行剖析，明確適用條件和范圍，可能產(chǎn)生的片面理解和思考誤區(qū)。變式訓(xùn)練可以以例題為基礎(chǔ)，對(duì)例題所涉及的知識(shí)點(diǎn)加深、延伸、拓展和遷移，增強(qiáng)面對(duì)新情景時(shí)找出新舊問題之間存在聯(lián)系的能力，從而確定所需解決的新問題采用何類知識(shí)的延伸或拓展。“一題多變、一題多解、一題多用”的問題解決訓(xùn)練有助于化學(xué)知識(shí)的靈活遷移，防止負(fù)遷延的發(fā)生。

例題：兩電極為Pt，兩極分別通入氫氣和氧氣，電解質(zhì)為氫氧化鈉溶液時(shí)正極的電極反應(yīng)為

。

【變式1】將例題中的氫氧化鈉溶液改為硫酸溶液，試寫出答案。

【變式2】將例題中分別通入一氧化碳和氧氣，原電池兩極的電極反應(yīng)和電解質(zhì)溶液pH的變化。

【變式3】將變式2中的氫氧化鈉溶液改為硫酸溶液。

【變式4】將原電池中的惰性電極分別換為鋁電極和鐵電極，電解質(zhì)溶液改為稀硫酸，求原電池的兩極的電極反應(yīng)和總反應(yīng)式。

【變式5】將變式4的稀硫酸改為稀硝酸。

【變式6】將變式4中的稀硫酸改為濃硫酸。

【變式7】將變式4中的稀硫酸改為濃硝酸。

2. 對(duì)比教學(xué)

化學(xué)中有較多的概念字面意思相近，實(shí)際卻有很大的區(qū)別。通過對(duì)相似、相近或相關(guān)的知識(shí)進(jìn)行比較分析，不僅能讓學(xué)生對(duì)知識(shí)本質(zhì)更加明晰，而且能確切地認(rèn)識(shí)它們之間的區(qū)別和聯(lián)系，從根本上杜絕由于概念混淆不清而導(dǎo)致記憶不深刻，從而有利于防止和消除知識(shí)的負(fù)遷移。譬如：“同位素、同系物、同素異形體、同分異構(gòu)體”四個(gè)概念，在高中教學(xué)的不同階段出現(xiàn)，但學(xué)生往往忽略它們之間的區(qū)別，最后混為一談，常常發(fā)生張冠李戴的情況。若在課堂上教師能將四個(gè)概念組合在一起采用對(duì)比教學(xué)，明確同位素重在同位（在元素周期表中相同的位置），針對(duì)的是原子；同系物重在同系（同一系列），針對(duì)的同一類物質(zhì)的不同物質(zhì)；同素異形體重在同素（同一元素），針對(duì)的是單質(zhì)；而同分異構(gòu)體重在同分（相同的化學(xué)式），針對(duì)的是化學(xué)式相同的不同結(jié)構(gòu)物質(zhì)。通過引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比分析，可以更好地掌握和區(qū)分這四個(gè)概念，從而防止因混淆關(guān)系而導(dǎo)致錯(cuò)誤。

3. 問題教學(xué)

認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，學(xué)生的知識(shí)形成過程是外來信息與學(xué)生原有知識(shí)和思維結(jié)構(gòu)相互作用的過程。學(xué)生最終知識(shí)的獲得來源于思維的撞擊，這種撞擊越厲害最后學(xué)生獲得的知識(shí)越牢固，越不容易引起負(fù)遷移。學(xué)生很多的負(fù)遷移來源于教師“填鴨”式教學(xué)。忽視了學(xué)生主體活動(dòng)的過程，課堂上學(xué)生缺少思考，或者思考不充分。教師過多地追求了課的容量、密度和進(jìn)度，而忽略了學(xué)生的思維發(fā)展的培養(yǎng)。最后造成學(xué)生套結(jié)論、背公式的尷尬局面。課堂上教師有意識(shí)地進(jìn)行問題教學(xué)，讓學(xué)生知道其所以然，真正達(dá)到啟發(fā)學(xué)生思維和培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。如鹽類水解的內(nèi)容學(xué)習(xí)之后，解決Mg（OH）2能夠溶解在NH4Cl中的原因分析，可能學(xué)生根據(jù)鹽類水解的知識(shí)，得出NH4Cl溶液顯酸性，Mg（OH）2在酸性溶液中自然溶解。但教師可以引導(dǎo)學(xué)生書寫Mg（OH）2的溶解平衡，Mg（OH）2?葑Mg2++2OH—，NH4++OH—?葑NH3·H2O，此時(shí)Mg（OH）2的溶解平衡被破壞，覆蓋在鎂表面的Mg（OH）2減少，固體溶解引發(fā)思考，確定溶解原因的多重性。又如氯氣通入滴有酚酞的NaOH溶液中，溶液褪色的可能原因分析，讓學(xué)生帶問題出教室：在師生的共同合作中，在學(xué)生之間思維碰撞下，獲得一些辯證性的結(jié)論，充實(shí)原有的知識(shí)體系。當(dāng)再進(jìn)行知識(shí)遷移時(shí)，能明確遷移的范圍和適用條件，防止負(fù)遷移的發(fā)生。

四、結(jié)論

按照辯證法，事物有其兩面性，遷移這一常用的學(xué)習(xí)方法也有其雙重性，教師應(yīng)該應(yīng)用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法促進(jìn)學(xué)生的正遷移，以得到事半功倍的效果。對(duì)學(xué)生可能產(chǎn)生混淆的知識(shí)進(jìn)行反復(fù)辨析，不斷推敲，明確知識(shí)之間的相互聯(lián)系和區(qū)別，充分給學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)口、動(dòng)腦的時(shí)間和機(jī)會(huì)，增強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生善于“歸納、總結(jié)、探究”的學(xué)習(xí)方法，使學(xué)生成功地跨過負(fù)遷移。