元認(rèn)知理論在初中化學(xué)迷思概念轉(zhuǎn)變中的應(yīng)用——以“幾種重要的鹽”為例

陸芳靜　王偉群

元認(rèn)知理論在初中化學(xué)迷思概念轉(zhuǎn)變中的應(yīng)用——以“幾種重要的鹽”為例

陸芳靜12王偉群1

（1蘇州大學(xué)材料與化工學(xué)院江蘇蘇州215006；2蘇州市木瀆實(shí)驗(yàn)中學(xué)江蘇蘇州215101）

“鹽”在初中化學(xué)中是一個(gè)十分重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容，調(diào)查結(jié)果顯示學(xué)生對(duì)于此部分內(nèi)容存在較多的迷思概念。由美國(guó)著名發(fā)展心理學(xué)家弗拉維爾（Flavell）提出的元認(rèn)識(shí)理論，即對(duì)認(rèn)知的認(rèn)知，能有效實(shí)現(xiàn)迷思概念的轉(zhuǎn)變。

元認(rèn)知理論；常見的鹽；迷思概念；概念轉(zhuǎn)變

美國(guó)著名教育心理學(xué)家奧蘇貝爾（Ausubel）在著作《教育心理學(xué)：認(rèn)知取向》的扉頁(yè)上寫道：“如果要我只用一句話說明教育心理學(xué)的要義，我認(rèn)為影響學(xué)生學(xué)習(xí)的首要因素，是他的先備知識(shí)。研究并了解學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)之前的先備知識(shí)，配合之以設(shè)計(jì)教學(xué)，從而產(chǎn)生有效的學(xué)習(xí)，就是教育心理學(xué)的任務(wù)。”

學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)的過程中，也不是空著腦袋走進(jìn)教室的，在正式學(xué)習(xí)前他們通過日常交往和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的積累，對(duì)自然界或生活中的常見現(xiàn)象和事物已經(jīng)形成一套特定的、大量的個(gè)人觀點(diǎn)與知識(shí)。當(dāng)進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)有關(guān)知識(shí)時(shí)，這些已有經(jīng)驗(yàn)和看法總是經(jīng)意或不經(jīng)意間試圖與新的信息、觀念、經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來。我們把這種在接受正規(guī)的科學(xué)教育之前，對(duì)所感知的現(xiàn)象、生活中的常識(shí)與經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)加工所得到的認(rèn)識(shí)和理解，稱為“前科學(xué)概念”。當(dāng)“前科學(xué)概念”與科學(xué)概念的含義一致時(shí)，有助于學(xué)生理解和掌握科學(xué)概念；而當(dāng)學(xué)生已形成的“前概念”與科學(xué)概念不一致時(shí)，會(huì)影響科學(xué)概念的理解，這部分概念稱為“迷思概念”。科學(xué)概念教學(xué)的重要過程之一是將迷思概念轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念。

初中化學(xué)“酸、堿、鹽”涉及的概念和反應(yīng)較多，是學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)之一。“幾種重要的鹽”是滬教版初中化學(xué)教材第七章“應(yīng)用廣泛的酸、堿、鹽”第3節(jié)的內(nèi)容。研究結(jié)果表明，學(xué)生對(duì)“鹽”的學(xué)習(xí)存在迷思概念。本文以“幾種重要的鹽”為課題，運(yùn)用元認(rèn)知理論進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變的研究。

元認(rèn)知理論，最早由美國(guó)著名發(fā)展心理學(xué)家弗拉維爾（Flavell）在《認(rèn)知發(fā)展》一書中正式提出。他認(rèn)為，“元認(rèn)知是人們關(guān)于自身認(rèn)知過程及結(jié)果或與此相關(guān)的一切事物的知識(shí)”，元認(rèn)知的核心意義是對(duì)認(rèn)知的認(rèn)知（knowingaboutknowing）。國(guó)內(nèi)學(xué)者（如董奇、陳英和等）多傾向于認(rèn)為元認(rèn)知由三個(gè)成分構(gòu)成，即元認(rèn)知知識(shí)、元認(rèn)知體驗(yàn)和元認(rèn)知監(jiān)控。這三個(gè)方面是一個(gè)相互作用的有機(jī)整體，共同實(shí)現(xiàn)對(duì)認(rèn)知活動(dòng)的監(jiān)控、反饋和調(diào)節(jié)作用。可見，國(guó)內(nèi)外心理學(xué)家對(duì)元認(rèn)知的描述都反映了一個(gè)共同的核心思想：即強(qiáng)調(diào)了認(rèn)知活動(dòng)中自我觀察、自我意識(shí)、自我監(jiān)控與自我調(diào)節(jié)的重要性。

一、依據(jù)元認(rèn)知知識(shí)，了解迷思概念的成因

元認(rèn)知知識(shí)是個(gè)體具有的關(guān)于認(rèn)知活動(dòng)的一般性知識(shí)，是個(gè)體對(duì)于影響認(rèn)知過程和認(rèn)知結(jié)果的因素的認(rèn)知。為了了解學(xué)生迷思概念形成的原因，新課之前，筆者進(jìn)行了有關(guān)“鹽”的迷思概念的問卷調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容為：①生活中的鹽與化學(xué)學(xué)習(xí)中的鹽有何區(qū)別？②列舉生活中你熟悉的鹽。③“鹽”都可以食用嗎？④鹽溶液都是中性嗎？如果不是，請(qǐng)列舉你所知道的實(shí)例。⑤你知道的鹽有哪些用途？問卷結(jié)果顯示，學(xué)生對(duì)“鹽”的認(rèn)知存在一定迷思，主要有：①由日常生活經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)致，61.7%的學(xué)生認(rèn)為“鹽”就是“食鹽”。②由大眾傳媒影響，70%的學(xué)生認(rèn)為生活上的鹽具有咸味，可以食用，而化學(xué)上的鹽指工業(yè)用鹽，不可以食用，對(duì)人體有一定危害。③受學(xué)生認(rèn)知能力水平影響，約10%的學(xué)生認(rèn)為酸具有酸性，堿具有堿性，因而鹽就具有鹽性。純堿有堿性，不是一種鹽，是一種堿。

二、通過元認(rèn)知體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)迷思概念的轉(zhuǎn)變

元認(rèn)知體驗(yàn)是主體在從事認(rèn)知活動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的認(rèn)知和情感體驗(yàn)。它可能發(fā)生在認(rèn)知活動(dòng)的任一時(shí)刻，不僅有認(rèn)知活動(dòng)進(jìn)行時(shí)對(duì)獲取知識(shí)的知覺，也有對(duì)認(rèn)知過程中所經(jīng)歷的情緒、情感的覺察。元認(rèn)知體驗(yàn)直接影響認(rèn)知任務(wù)的完成情況，積極的元認(rèn)知體驗(yàn)會(huì)激發(fā)主體的認(rèn)知熱情，調(diào)動(dòng)主體的認(rèn)知潛能，提高認(rèn)知加工的速度和有效性。

為了讓學(xué)生認(rèn)識(shí)純堿是一種鹽，首先教師通過圖片告訴學(xué)生家庭廚房的堿面就是純堿，可以洗油污、煮臘八粥等，純堿在工業(yè)上也有廣泛用途，可生產(chǎn)玻璃、造紙、紡織、制作松花蛋、日用化學(xué)工業(yè)等。學(xué)生在這種元認(rèn)知體驗(yàn)的情感中既有一定的新鮮感，也有一定的迷茫感。這時(shí)教師給學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)室中的純堿，是白色粉末狀固體，易溶于水，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定水溶液呈堿性，這是純堿俗名的依據(jù)。就在學(xué)生自認(rèn)為對(duì)純堿的認(rèn)識(shí)正確時(shí)，教師要求學(xué)生看試劑瓶的標(biāo)簽，認(rèn)識(shí)純堿的學(xué)名是碳酸鈉，化學(xué)式Na2CO3，明確告之純堿屬于鹽，因?yàn)閺幕瘜W(xué)的角度，鹽是由金屬離子或銨根與酸根離子構(gòu)成的物質(zhì)。在這種矛盾認(rèn)知中，學(xué)生的情感有了更大的波動(dòng)：“為什么形成堿性溶液的物質(zhì)不是堿呢？”這時(shí)教師要求學(xué)生回憶堿的定義，知道像氫氧化鈉、氫氧化鉀和氫氧化鈣等堿組成上都有氫氧根，而純堿的組成與此不符。可見鹽溶液不一定都呈中性，可能呈堿性，也可能呈酸性。這樣學(xué)生對(duì)鹽的概念實(shí)現(xiàn)了初步的轉(zhuǎn)變。

三、實(shí)施元認(rèn)知監(jiān)控，促進(jìn)正確概念的掌握

元認(rèn)知監(jiān)控是指主體在進(jìn)行認(rèn)知活動(dòng)的過程中，將自己正在進(jìn)行的認(rèn)知活動(dòng)作為對(duì)象，不斷地對(duì)其進(jìn)行積極而自覺地監(jiān)視、控制和調(diào)節(jié)的過程。在認(rèn)知活動(dòng)過程前，往往要設(shè)定目標(biāo)，做好計(jì)劃。在過程中會(huì)通過及時(shí)評(píng)價(jià)，反饋認(rèn)知活動(dòng)中的有關(guān)信息。若與認(rèn)知目標(biāo)相一致，則繼續(xù)下去，逐漸逼近。如與認(rèn)知目標(biāo)相背離，則應(yīng)及時(shí)修正、調(diào)整認(rèn)知策略。

為了使學(xué)生自覺進(jìn)行元認(rèn)知監(jiān)控，教師簡(jiǎn)介純堿的制法，特別提及我國(guó)化工專家侯德榜在純堿制造方面作出了重大貢獻(xiàn)，鼓勵(lì)學(xué)生將知識(shí)學(xué)以致用。在學(xué)生轉(zhuǎn)化了迷思概念后，為了及時(shí)了解學(xué)生對(duì)鹽概念的掌握情況，教師創(chuàng)設(shè)情境，一是使學(xué)生用學(xué)習(xí)碳酸鈉的方法探究碳酸氫鈉的性質(zhì)，讓學(xué)生通過模仿、類推等方法，獲得相似物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)，二是通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)雞蛋殼中含有碳酸鈣，形成碳酸鹽的概念，進(jìn)而對(duì)鹽的概念有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

在這個(gè)過程中，教師會(huì)不斷根據(jù)目標(biāo)檢查學(xué)生，如要求學(xué)生根據(jù)它們的化學(xué)式歸納出碳酸鹽的共同特點(diǎn)，根據(jù)反應(yīng)的性質(zhì)歸納出碳酸鹽的共同特點(diǎn)，等等。每當(dāng)學(xué)生達(dá)到目標(biāo)，教師就會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生，讓學(xué)生獲得積極的元認(rèn)知體驗(yàn)，保持活動(dòng)的熱情。若學(xué)生達(dá)不到目標(biāo)，就會(huì)對(duì)存在的問題、不足采取相應(yīng)措施來修正。如教師要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，檢驗(yàn)雞蛋殼中是否含有碳酸鈣。學(xué)生開始設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案是：“取少量雞蛋殼于試管，加入稀鹽酸，觀察是否產(chǎn)生氣泡，若有氣泡產(chǎn)生，則雞蛋殼中含有碳酸鈣”。教師就問這個(gè)方案合理嗎？有學(xué)生提出物質(zhì)中加入稀鹽酸產(chǎn)生氣泡，該氣體不一定是二氧化碳，也可能是氫氣。所以必須用澄清石灰水證明氣體成分。經(jīng)過討論，學(xué)生提出了第二種方案：取少量雞蛋殼于試管，加入稀鹽酸，并把產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，若產(chǎn)生的氣泡能使澄清石灰水變渾濁，則雞蛋殼中含有碳酸鈣。經(jīng)過討論，學(xué)生也總結(jié)了碳酸鹽的檢驗(yàn)方法：檢驗(yàn)物質(zhì)中是否含有碳酸鹽，需要的試劑：稀鹽酸和澄清石灰水；進(jìn)行的操作：取樣，加入稀鹽酸，并把產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，若澄清石灰水變渾濁，則證明該樣品中含有碳酸鹽。

對(duì)前測(cè)的試題稍加修改，在新課結(jié)束后讓實(shí)驗(yàn)班學(xué)生再次作答。統(tǒng)計(jì)迷思概念轉(zhuǎn)變情況，如下：①對(duì)于鹽的認(rèn)識(shí)，98%的學(xué)生知道在化學(xué)上鹽是一類物質(zhì)，不僅僅是食鹽。②對(duì)于鹽溶液的酸堿性，80%的學(xué)生知道鹽溶液不一定呈中性，可能呈堿性，也可能呈酸性。③對(duì)于鹽的用途，不僅僅局限在食鹽可以食用，大部分學(xué)生都能說出其他鹽的多種用途。可知利用元認(rèn)知原理教學(xué)，學(xué)生的迷思概念能有效轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念。

四、教學(xué)反思

初中化學(xué)的難點(diǎn)之一就在“酸、堿、鹽”，此部分內(nèi)容有幾個(gè)特點(diǎn)：概念多、物質(zhì)多、反應(yīng)多，學(xué)生往往在學(xué)習(xí)時(shí)感到棘手。將元認(rèn)知原理運(yùn)用到初中化學(xué)教學(xué)，也是一種嘗試。多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)于自身的“前概念”，特別是迷思概念根深蒂固，難以轉(zhuǎn)變。如果僅用題海戰(zhàn)術(shù)和“填鴨式”教學(xué)，收效甚微，而元認(rèn)知是主體自身對(duì)認(rèn)知的認(rèn)知，具有自我反思層面，這與“學(xué)生為主體”理念一致。只有學(xué)生主體進(jìn)行認(rèn)知反思，認(rèn)識(shí)到自身不足甚至錯(cuò)誤，并學(xué)會(huì)及時(shí)修改、調(diào)整，才能從本質(zhì)上有意識(shí)地實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變。

［1］鄧瑩.元認(rèn)知與化學(xué)平衡概念形成的相關(guān)研究［D］.南昌：江西師范大學(xué)，2008

［2］鄒晶娟.初中生有關(guān)“鹽”前概念的探查和概念轉(zhuǎn)化策略的研究［D］.長(zhǎng)春：東北師范大學(xué)，2011

［3］張雅明.元認(rèn)知發(fā)展與教學(xué)：學(xué)習(xí)中的自我監(jiān)控與調(diào)節(jié)［M］.合肥：安徽教育出版社，2012

1008-0546（2016）11-0009-02

G633.8

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2016.11.003