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前概念也被称为是“孩子的概念”、“替代的概念”、“日常概念”、“个人概念”…等等。学生前概念从产生的途径上可以分为两种形式:一种是在正式接受教育以前,学生根据日常经验,在与自然和社会环境的相互作用过程中形成的对事物、现象的看法和观念。另一种是学生在正式学习以后,在学校教学情境中形成的。前概念中有的概念与认识和科学概念相一致,有的和科学概念不一致,这些不一致的看法和观念就叫做相异构想,它类似于我们常说的错误概念。这两类前概念在本质上是相同的,它们都反映了学生思维过程对直觉、经验的依赖。 相异构想具有广泛性、自发性、顽固性和隐蔽性的特点。它广泛地存在于各个层次的学生脑海中,可以自行调整、变通后与学生在课堂中接收到的有关科学观念并存于学生的认知结构中,成为较为隐蔽且根基甚深的一部分观念;在面临较复杂的情境时,就会唤起它们。这种现象在各种层次的学生中都不同程度地存在,不易引起注意和被纠正。这些相异构想会对学生接受、形成和发展科学概念和认识起到阻碍、消极的影响。 从文献资料来看,国际上和台湾地区对前概念研究的比较多,相异构想转变的领域多集中在物理、生物、数学等方面;国际上关于化学的学生前概念的研究无论数量上还是质量上都比较落后,对化学领域相异构想转变的研究也主要集中在高中阶段。国内关于科学教学中学生前概念及其转变问题的学习心理研究才刚刚开始,研究主要集中在前概念的探查阶段。 本研究采用自编的“初中生化学前概念探查问卷”对初二、初三共约910余名学生进行了探查,统计数据显示学生在物质的同一性、燃烧、溶液、质量守恒等方面存在显著的相异构想。通过探查我们认为初中生产生相异构想的主要原因是缺乏具体性常识性知识和抽象性概括性知识、思维方法不当、受思维定势的消极影响和相关概念的干扰等因素的影响;其中最主要的原因是缺乏具体性、常识性知识。在常规教学中初中生的前概念可能未受教学影响;为应付考试而有所改变但原有观念并未发生实质性变化;日常概念被错误地用来解释当前的情境从而被错误地强化;日常概念被认为不合理但又未建立起合理的科学概念而处于一种混乱的不协调的状态。 通过探查知道了学生头脑中存在着哪些前概念,那么如何使这些前概念转换成科学的概念呢? 首先,应有针对性地选择事例或现象,让学生用自己的前概念去对事例或现 象进行解释,使他们产生认识上的冲突,从而感觉到有改变认知结构的需要。接着通过 实验事例把科学概念告诉学生,并把科学概念应用到更为广泛更为深刻的现象中去,当 学主在新的思维结构下有更多成功的时候,他们就会接受科学概念。 我们采用化学研究性实验引入、探究学习与合作学习相结合的方式,利用分层随机 抽样法在2002年9月中旬选择知识点“燃烧”对学生进行了相异构想的转变。在课堂上 我们通过“水中火龙”实验使学生深刻领会了燃烧的两个条件:“镁带在二氧化碳气体 中燃烧”的实验更是给学生带来了认知上的冲突,促进了学生相异构想的转变。统计数 据显示转变效果显著。 因此通过对初中生化学相异构想的探查和转变,我们认为: 1.初中生在化学方面普遍存在前概念,应在探明学生大脑中存在哪些前概念的情况 下,根据初中生相异构想产生的原因和特点,有针对性地对学生的相异构想进行转变。 2.相异构想的转变的难易程度与概念的类别有很大的关系。研究和实践表明,如果 相异构想与科学概念之间存在类别内差异,概念的改变是比较容易发生的:主要通过增 加或减少一些属性方式来改变概念结构,经过常规的科学教育就比较容易转化和改变。 如果相异构想与科学概念之间存在类别间差异,单纯的常规教学是很难转变的,必须通 过转变学生的概念框架才能进行相异构想的转变。 3.相异构想转变具体到实践中,我们可以从这几个步骤来操作,教师:问卷编制-+ 试测一问卷调整一测试一统计分析一设计问题一分析讨论一概念转变一应用一测验一反 馈与补救;学生:认知冲突一产生改变认知结构的需要一概念转变一应用一形成科学概 念。