前科學(xué)概念下初中化學(xué)教學(xué)方法的研究與實(shí)踐

劉力宇

摘 要：針對(duì)前科學(xué)概念對(duì)初中生學(xué)習(xí)化學(xué)的影響進(jìn)行研究，提出相應(yīng)的教學(xué)對(duì)策，并通過(guò)紙筆測(cè)試和活動(dòng)表現(xiàn)評(píng)價(jià)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，充分證實(shí)了實(shí)踐的有效性。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué)；前科學(xué)概念；教學(xué)方法研究與實(shí)踐

一、前科學(xué)概念的定義

學(xué)生在沒(méi)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(guò)長(zhǎng)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)，被稱為前科學(xué)概念。學(xué)生前科學(xué)概念的來(lái)源很多，根據(jù)問(wèn)卷情況分析和學(xué)者們對(duì)前科學(xué)概念的主要來(lái)源途徑進(jìn)行的研究，認(rèn)為它們主要來(lái)自：

（1）日常生活經(jīng)驗(yàn)中積累的一些感覺(jué)和印象。

（2）日常語(yǔ)言的習(xí)慣和一些詞語(yǔ)的誤導(dǎo)。

（3）大腦的先天結(jié)構(gòu)。

（4）教科書(shū)中一些不確切的詞語(yǔ)或插圖的引用引起對(duì)概念的誤解。

（5）周圍環(huán)境的影響。

（6）教師本身對(duì)知識(shí)理解的偏差引起學(xué)生的錯(cuò)誤。

除此之外，學(xué)生在學(xué)習(xí)其他學(xué)科的過(guò)程中，由于相類似的情景和語(yǔ)言描述，也會(huì)對(duì)某些概念產(chǎn)生模糊的認(rèn)識(shí)。

二、基于學(xué)生前科學(xué)概念影響下的初中化學(xué)教學(xué)方法的研究與實(shí)踐

1.教師教學(xué)方法的研究

教師在教學(xué)過(guò)程中扮演的角色應(yīng)該是發(fā)現(xiàn)者和引導(dǎo)者，即幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己頭腦中的前科學(xué)概念與科學(xué)知識(shí)之間的差距，并引導(dǎo)學(xué)生如何縮小差距，使科學(xué)知識(shí)代替前科學(xué)概念，從而形成正確的知識(shí)體系。

以下教學(xué)流程圖是基于美國(guó)科學(xué)教育專家杰斯琳·伊布妮沙（Jazlin Ebenezer）教授的關(guān)于一般知識(shí)的建構(gòu)模型基礎(chǔ)上改編繪制的，它描述了教師基于前科學(xué)概念影響下的教學(xué)基本過(guò)程。

教學(xué)流程圖表示，教師在教學(xué)中首先要明確學(xué)生前科學(xué)概念的表現(xiàn)形式，即“探索與分類”，然后讓學(xué)生根據(jù)自己的想法對(duì)某些問(wèn)題或事例進(jìn)行解釋，即“建構(gòu)與交流”，當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)用自己的方法行不通的時(shí)候，自然就會(huì)向老師尋求正確的途徑，這時(shí)教師可以通過(guò)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)或理論進(jìn)行解釋，讓學(xué)生在新的思維結(jié)構(gòu)下解決問(wèn)題，獲得成功，并推而廣之，使新的、科學(xué)的知識(shí)代替前科學(xué)概念，即“解釋與拓展”。而在這個(gè)過(guò)程中，每個(gè)環(huán)節(jié)都是互動(dòng)、相互改變和影響的，舊的、錯(cuò)誤的認(rèn)知結(jié)構(gòu)被打破，取而代之的是新的、科學(xué)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

2.教師教學(xué)方法的實(shí)踐

消除或利用學(xué)生前科學(xué)概念的方法很多，總體來(lái)說(shuō)，就是要激起學(xué)生前科學(xué)概念與科學(xué)概念之間的沖突，使學(xué)生意識(shí)到自己的前科學(xué)概念是不全面甚至是錯(cuò)誤的，進(jìn)而通過(guò)新的思考方式獲得科學(xué)的知識(shí)，完善知識(shí)體系。

由于初三學(xué)生剛剛接觸化學(xué)，他們固有的化學(xué)知識(shí)體系還是很零散的，內(nèi)容、形式非常接近生活，學(xué)生往往只考慮那些能直接從日常生活經(jīng)驗(yàn)中所構(gòu)建的事物的意義，而不能抓住事物的本質(zhì)和解決問(wèn)題的關(guān)鍵。且學(xué)生的思維具有一定的惰性，習(xí)慣于直接理解字面意思。

根據(jù)調(diào)查問(wèn)卷的分析結(jié)果，針對(duì)化學(xué)用語(yǔ)、基本概念、基本理論中的部分相關(guān)內(nèi)容，在教學(xué)方法的具體實(shí)踐過(guò)程中著重實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)目標(biāo)：

（1）探查學(xué)生的前科學(xué)概念。

（2）利用能夠激起學(xué)生前科學(xué)概念與科學(xué)概念之間沖突的事例，讓學(xué)生盡量用自己的前科學(xué)概念去解釋，同時(shí)不斷地發(fā)問(wèn)，直到學(xué)生發(fā)現(xiàn)用自己的前科學(xué)概念再不能解釋為止。

（3）引導(dǎo)學(xué)生使用新的、科學(xué)的知識(shí)解決問(wèn)題，使新知識(shí)替代舊有前科學(xué)概念。

下面用一個(gè)典型的例子來(lái)說(shuō)明某些知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)過(guò)程。

案例：

課題“質(zhì)量守恒定律”的引入。

教師：大家學(xué)習(xí)過(guò)物理，物理學(xué)里有一個(gè)很著名的守恒定律，還記得嗎？

學(xué)生：能量守恒定律。

教師：對(duì)。它的內(nèi)容還記得嗎？

學(xué)生：能量不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，只能從一種能轉(zhuǎn)化為另一種能。

教師：好。在化學(xué)里，也有一個(gè)很著名的守恒定律，跟物理的能量守恒定律很近似，叫做質(zhì)量守恒定律，也就是說(shuō)，在化學(xué)反應(yīng)里，質(zhì)量也是不能憑空產(chǎn)生，憑空消失的。接下來(lái)，我們用幾個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證一下，同時(shí)注意觀察，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

上面這個(gè)例子中涉及的前科學(xué)概念（學(xué)生頭腦中的物理知識(shí)）可能和化學(xué)毫不相干，但它真實(shí)存在，并已在學(xué)生頭腦中形成了有一定科學(xué)性的知識(shí)，學(xué)生通過(guò)類比，能夠很輕易地將質(zhì)量守恒定律同化在自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)中，比起一上課就要學(xué)生做實(shí)驗(yàn)、單刀直入式的引入方法要更自然，更有目的性。從這個(gè)例子可以看出，學(xué)科之間的知識(shí)有時(shí)是可以相互借鑒的，而前科學(xué)概念也不一定都是要“打倒”的，我們可以根據(jù)具體情況利用它，為教學(xué)服務(wù)。

三、教學(xué)效果評(píng)價(jià)

1.認(rèn)知測(cè)驗(yàn)評(píng)價(jià)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)班和普通班的測(cè)驗(yàn)水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，了解教學(xué)實(shí)踐對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握所起的作用，從而得出教學(xué)實(shí)踐是否能幫助學(xué)生更好地掌握化學(xué)概念和理論的結(jié)論。

下表為實(shí)驗(yàn)班和普通班在學(xué)習(xí)人教版新教材中的“自然界的水”“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”“化學(xué)方程式”三個(gè)單元后的測(cè)驗(yàn)成績(jī)與統(tǒng)計(jì)分析。

說(shuō)明：Z檢驗(yàn)是統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)中的一種方法，是用正態(tài)分布的理論來(lái)推論差異發(fā)生的概率，從而比較兩個(gè)平均數(shù)的差異是否顯著。當(dāng)Z<1.96時(shí)，顯著性概率P>0.05，兩統(tǒng)計(jì)量差異不顯著；當(dāng)Z>1.96時(shí)，顯著性概率P<0.05，兩統(tǒng)計(jì)量差異顯著。

根據(jù)Z檢驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)表明，實(shí)驗(yàn)班的成績(jī)與普通班成績(jī)比較確實(shí)有顯著差異，說(shuō)明基于前科學(xué)概念教學(xué)方法的建立與實(shí)踐利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握與建構(gòu)，學(xué)生的知識(shí)認(rèn)知水平有較大的提高。為了從多方面對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，除了對(duì)學(xué)生進(jìn)行“認(rèn)知測(cè)驗(yàn)”的評(píng)價(jià)，還根據(jù)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中的表現(xiàn)進(jìn)行了“活動(dòng)表現(xiàn)評(píng)價(jià)”。

2.活動(dòng)表現(xiàn)評(píng)價(jià)

活動(dòng)表現(xiàn)評(píng)價(jià)的范圍很廣，主要是評(píng)價(jià)學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)所表現(xiàn)出的分析問(wèn)題的思路、對(duì)知識(shí)理解的正確性以及是否使用科學(xué)概念來(lái)替代前科學(xué)概念，從而確認(rèn)所采取的教學(xué)方法與實(shí)踐過(guò)程能否幫助學(xué)生構(gòu)建良好的化學(xué)知識(shí)體系。

案例：“純凈物與混合物”概念教學(xué)完畢，設(shè)計(jì)以下情景讓學(xué)生解決，從中對(duì)比實(shí)驗(yàn)班和普通班的差異。下表為活動(dòng)性表現(xiàn)評(píng)價(jià)的情景設(shè)計(jì)案例。

活動(dòng)性表現(xiàn)評(píng)價(jià)的情景設(shè)計(jì)案例

續(xù)表

四、結(jié)果與討論

從案例教學(xué)中可以看出，只有讓學(xué)生的前科學(xué)概念與科學(xué)概念發(fā)生強(qiáng)烈的沖突，前科學(xué)概念才有可能被轉(zhuǎn)化。而且，學(xué)科之間的知識(shí)有時(shí)是可以相互借鑒、遷移的，前科學(xué)概念并非都不利于科學(xué)概念的形成。我們可以根據(jù)具體情況利用它，為教學(xué)服務(wù)。根據(jù)數(shù)據(jù)分析來(lái)看，基于前科學(xué)概念的教學(xué)對(duì)學(xué)生的科學(xué)概念和理論的建構(gòu)與形成確實(shí)起到很大的幫助，同時(shí)還訓(xùn)練、培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的嚴(yán)密性和科學(xué)性。學(xué)生在活動(dòng)中表現(xiàn)出來(lái)的解題思路，反映了經(jīng)過(guò)針對(duì)前科學(xué)概念的教學(xué)，學(xué)生對(duì)已學(xué)習(xí)的知識(shí)建立起了正確的框架。長(zhǎng)期堅(jiān)持下去，化學(xué)知識(shí)體系中幾個(gè)重要的“結(jié)點(diǎn)”連成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)后，學(xué)生必然能建立起科學(xué)、正確的化學(xué)知識(shí)體系。

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