高中化学“迷思概念”的转变

                                陈静

摘要：学生头脑中原有的“迷思概念”会影响学生对化学科学概念的正确认识，本人通过探讨化学迷思概念的成因、特征，尝试提出有效促进学生化学迷思概念转变的策略。　　

关键词： 化学概念、迷思概念、化学迷思概念的转变　　

1 问题的提出　　

化学概念是将化学现象、化学事实经过比较、综合、分析、归纳、类比等方法抽象出来的理性知识，它是已经剥离了现象的一种更高级的思维形态，反映着化学现象及事实的本质，是化学学科知识体系的基础。从事中学化学教学工作多年，深感学生对化学概念的正确理解和掌握对新知识的学习及化学问题的解决都至关重要。　　

但是，在课堂教学中，教师常遭遇这样的尴尬：认真研究过教材、教法，学生也似乎听懂了所讲的化学概念，并能用精确的语言或表达式给予准确的表述，自我感觉效果不错，在检测中才惊讶地发现，学生对某些概念的理解并不到位、不全面、甚至是错误的，并且出现“屡做屡错、屡教不改”的情况，让人百思不得其解。例如在电解质的教学中，经过反复强调，学生对“电解质是指在熔融状态下或在水溶液中能导电的化合物”这句话可以说是“滚瓜烂熟”了，但在解决具体问题时，还是用错误的把铁、氯气或二氧化碳等当作电解质。　　

究其原因，学生并不是脑袋空空地进入学习情境的，很可能是学生头脑中原有的“迷思概念”在起反作用，影响了学生对化学概念的正确认识。　　

2 迷思概念　　

“迷思概念(misconception)”一词，学者有很多不同的解释。但每种学说的核心均是指学生在某一特定学科中，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。　　

建构主义理论则认为，学生总是以已有的知识经验为基础来构建对新知识的理解，不同的学生对同一概念可能会有不同的理解，在学习中学生可能记住了科学概念的定义，但没有真正理解科学概念的实质，存在着一些模糊甚至是错误的认识。我们把学生头脑中存在的与科学概念不一致的认识叫做“迷思概念”，迷思概念的存在会影响学生对新概念的正确理解，从而造成学生学习的困难。　　

3 化学迷思概念的成因　　

3.1 日常感觉的印象　　

来自日常经验的概念通常是根深蒂固的，尤其是基于感觉体验的概念更是如此。但由于实践认知的局限性，有的认识则为表面的、片面的、甚至是错误的，有的则是对知识的一知半解，这是形成化学迷思概念的一个重要来源。　　

例如有不少学生通过纸烧成灰的现象认为燃烧是一个质量减少的过程；铁锅容易生锈而铝锅不容易，从而得出铁比铝活泼的结论。 　　

3.2 习惯称呼的曲解　　

化学概念通过语词说明和定义，使直观材料的特征更鲜明，更能揭示事物之间的内部联系。但人们在日常生活中对一些化学现象习惯的概括或称呼，往往有很多是不科学、甚至是错误的。学生常用在生活中形成的对语词的理解来理解化学概念，并由此产生对化学概念的曲解。　　

例如很多人认为铅笔芯的成分就是金属铅；“催化剂”则因“催化”肯定是加快反应速率的。这些称呼导致的迷思概念会影响学生对化学概念的学习。　　

3.3 类化概念的负迁移　　

化学中有许多类化概念即字面相近、含意相似或属性相关的概念。由于它们之间相互对比度小而导致感知结果接近，在思维过程中就会产生误导性的负迁移，往往会出现概念间本质属性的混淆与迷思。       　　

例如学生学习物质结构与性质时将电负性与非金属性混为一谈；从原子半径变化规律出发得出相同周期的离子半径应从左向右半径依次减小的错误规律；很多学生依据“相似相溶”规律推出离子晶体易溶解于水。　　

3.4 不科学的媒体信息影响　　

在信息技术高度发达的今天，学生通过各种媒体如电视、广播、报刊、书籍、尤其是网络以及与别人的交往中，获得了大量的有关化学的知识，从而形成了自己对事物的各种看法和认识。但是，这样形成的看法及思维方式也不全是正确的，与科学的概念往往存在着很大的差别。　　

例如有些报纸曾这样报道“一种新技术……可以将水变油”，文中不仅把这种新技术吹作解决能源的重要方法，还列举了一些数据和有关权威的评价，使很多人信以为真。学生受自身知识经验和思维能力的限制，对类似的报道也是缺乏鉴别能力，很容易因此而形成一些错误的化学迷思概念。　　

再如很多人认为“绿色食品就是不含化学物质的食品”、“纯天然的物品不含任何化学物质”等，这与大众媒体也是分不开的。　　

3.5 学科之间概念的相互渗透　　

在正式学习化学前，学生己学过小学科学、初中物理和生物等多门课程，这些学科中讨论过的一些问题也会在化学学科中进一步学习到，但研究的角度会发生变化，可学生仍然会用其他学科的知识来解释化学问题。　　

例如生物课中涉及到：“淀粉、蛋白质和脂肪都含有碳，并且都能燃烧，这样的物质叫做有机物。水分和无机盐不含碳，并且不能燃烧，这样的物质叫做无机物。”因此学生错误认为“一氧化碳是有机物”或“纤维素是无机物”等。　　

4 化学迷思概念的特征　　

4.1 隐蔽性　　

由于学生大脑中的迷思概念是潜移默化形成的，因此它以潜在的形式存在，平时并不表现出来。但在解决实际问题时往往会自动形成一种思维定势，造成对科学概念的理解困难。　　

例如学生平时就己熟悉了“酸雨”这个名词，没人问他们什么叫“酸雨”，他们自己一般也不会加以深究，但当你问他什么叫“酸雨”时，他可能马上就会不加思索地回答出“酸雨就是呈酸性的雨水”这一错误的结论来。　　

4.2 顽固性　　

来自日常经验的概念通常是根深蒂固的，如果让学生承认自己已有的某些化学迷思概念是错误的，是一件非常困难的。因为学生曾经运用它成功地解决或解释过一些问题，这种成功的体验会使学生不愿意轻易否定自己，尤其是基于感觉体验的概念更是如此。　　

研究证明有些学生在学习结束后仍固执地坚持自己的看法，另有一些学生只是在课堂教学的情境中运用科学概念解决问题，而一旦换个情境则还是运用自己的迷思概念去解决问题，这就说明学生通过学习，可能记住了化学科学概念的定义，但并没有真正理解和接受新的概念。　　

4.3 直观性　　

人们在认识化学的过程中，开始大多依赖于直觉经验，因为这适合人生理及心理的需求，也符合人的认知发展规律。而要真正的揭示和理解这些“现象”的本质，必须从化学科学的研究角度出发，因为化学科学探讨的主要是分子层面上的微观领域。通过微观粒子的行为来阐述宏观现象的变化，对于高中学生来说是一个难点。很多学生对微观粒子的变化及其对应的宏观现象的关系老是混淆，例如经常把电子绕核运动看成是圆周运动。　　

4.4差异性　　

学生持有的化学迷思概念是多种多样的。不同的学生对同一现象的解释不同，这是因为他会以不同的方式内化外部经验来构建其思维体系。这种“个体化”的方式会影响他们信息的获得，观察事物的方式和角度，以及对所观察到的现象的解释。另外年龄层次、文化背景等的不同，描述时所使用的术语的不同，也会使迷思概念存在较大的差异。　　

5 化学迷思概念的转变　　

在教学实践中，教师往往忽视对学生已有知识经验的认识，要么有意无意将学生的当成了一块“白板”进行“灌输”，要么主观地认为学生既使拥有对一些科学概念的理解和看法，这种理解对学习的影响也很小，易于替换。因此教师备课中只注重“备教材”、“备教法”，往往放松了对“备学生”的深入研究。根据化学迷思概念的成因和特征，我认为教师在教学中因做到以下几点：　　

5.1观念上要重视学生的化学迷思概念　　

教师要想促进学生对化学科学概念的理解，转变其已有的化学迷思概念，首先要摒弃“白板说”，重视化学迷思概念，要充分了解学生已有哪些化学迷思概念，并且要尊重学生的化学迷思概念并承认其“局限的”合理性。这就要求教师要在观念上进行转变，在科学概念教学中，不能忽视学生已有的非科学观念，采取适当方式激起学生对原有错误观点的不满，或提供比学生原有观点更合理、包摄性更强的材料，促进学生化学迷思概念的转变。　　

了解学生化学迷思概念的方法很多，例如当教师每完成一个单元教学，可以可以用师生谈话法、测验法及概念图等深入了解学生大脑中迷思概念的存在情况。教师应综合各种方法全面把握学生的化学迷思概念，在教学中做到有的放矢。　　

5.2行动上要多角度促进化学迷思概念的转变　　

　5.2.1　诱导学生在知识联接点上暴露化学迷思概念　　

化学概念是化学知识结构中的一个“结点”，化学概念的正确性不可能孤立体现在概念本身，而应具体体现在与其他化学知识的联系上。所以诱导学生在不同的知识联接点上暴露化学迷思概念，并加以纠正就显得十分必要。　　

例如在讲化学平衡时，学生在开始学习时易与物理上的“受力平衡”概念相混淆，认为“化学平衡状态是反应物和生成物的浓度相等的状态”，这时教师可以让学生通过实际计算起始时和平衡时的浓度来分析，让学生暴露迷思概念。随着学习的进一步进行，浓度对化学平衡移动的影响中，学生又会出现“增加任何反应物的浓度，平衡一定向正反应方向移动”的错误概念，这时可以通过实验在氯化铁和硫氰化钾的混合溶液中加入氯化钾的固体的现象来让学生暴露迷思概念，再通过离子反应的书写来获得正确的概念。　　

　5.2.2　引导自主探究，建构完整的认知结构　　

在化学科学概念的教学中，若只向学生提供形成概念的感性材料，而不让学生参与思维加工活动，掌握建立科学概念的思维方法，尽管教师在引出概念时讲得很清楚，但对学生来说，表面联系和本质联系、感性认识和理性认识、生活经验和科学概念仍处于“分离状态”，对科学概念的认识也只能是肤浅的、片面的，在解决实际问题时就会出现迷思概念。　　

引导自主探究关键是从现象得观察出发、从实验出发，学生自主获取信息，处理信息，提出假设，验证假设，总结归纳，得出科学概念。　　

一般都包括以下四个部分：（1）让学生对某一化学问题或现象发表自己的看法，充分暴露学生迷思概念；（2）使学生充分了解自己和其他同学所持有的观念；（3）通过让学生运用自己的观念尝试解释一种与其认识构成矛盾的事件引起概念冲突；（4）教师鼓励和引导学生自己探究并进行认知的调整，建立与科学观念一致的新概念。在具体教学中，基本模式可以归纳如下：　　

例如在“盐类水解”的新授课中，可以先请学生对“盐溶液的酸碱性”充分发表自己的观点（教师诱错，学生暴露错误）。可能有一部分学生知道盐溶液不一定呈中性（因为初中老师可能会介绍纯碱溶液是碱性的），但对于什么样的盐溶液会显酸碱性，纯碱溶液显碱性是否因为溶液中有OH^－等这一系列问题都存在着迷思概念。紧接着，教师可以通过测定一组盐溶液的酸碱性的实验，来揭示事实与学生认知间的冲突，引起学生构建新概念的兴趣，进而，教师可以把学生分组，鼓励和引导他们从几种不同的盐来自主探究溶液显酸碱性的微观过程（自主探究），最后请各组代表上台展示讨论结果，全体讨论，并达成共识（认知调整），让每一位学生都能完整地建立起“盐类水解”的科学概念，摒弃以往所存的迷思概念（建立科学概念）。　　

　5.2.3　适当运用正迁移，同化理解新概念　　

当新概念形成时，人的大脑中要把新概念同己有知识相比较，为新概念在大脑里己有的知识结构寻找适当的位置，使新概念被消化吸收，这就是同化。中学生大脑里的知识结构比较简单，同化新概念的能力不强，教师首先要选择适当的教学策略针对学生的认知结构进行教学，即要善于同化和重组学生的观念，这就要求教师努力调动学生已有的知识，调整学生头脑中的认知结构，帮助学生加强新旧概念间的联系，进行适当的正迁移，同化理解新概念。　　

例如物质结构与性质中电子云的概念很抽象，学生很难从绕核作圆周运动的迷思概念中转变过来，教师可以把电风扇旋转时叶片的状态迁移过来。再如化学平衡中，学生对动态平衡不容易接受，一般教师经常让学生先回忆溶解平衡，但溶解平衡的动态过程也是微观的，学生还是不容易理解，如果把化学平衡同进水管和出水管的水槽中水的平衡联系起来，这些概念就容易理解。　　

　5.2.4　合理变式练习，强化化学科学概念的内涵和外延　　

准确的概念是学生建立知识结构进行思维活动所用到的基础，每个概念既要掌握其内涵，又要明确其外延。为此，教师可以充分发挥变式的作用。变式是指从不同角度、方面和方式变换事物的非本质属性，以便揭示其本质属性的过程。通过变式，列举典型的、恰当的、学生熟知的肯定例证，抽象出科学概念，然后再列举足够多的、恰当的否定例证，比较与科学概念无关的特征，使学生真正掌握化学科学概念的内涵和外延。　　

例如弱电解质的电离平衡中要想把“醋酸是弱酸，醋酸溶液中存在着电离平衡、其平衡的移动、电离度和导电能力与溶液浓度的关系”这些问题讲透，不至于在新课讲完，学生头脑中还存在着各种迷思观念。对此，可以设计以下一系列的变式问题：　　

（1）在醋酸溶液中分别加水、冰醋酸、烧碱、醋酸钠固体或加热，该溶液中电离平衡如何移动、溶液中电离度、阴阳离子浓度、物质的量如何变化？　　

（2）醋酸的下列性质中，可以证明它是弱电解质的是（     ）　　

A．l mol·L^－1的醋酸溶液的pH=2　　

B．醋酸能与水以任意比互溶　　

C．l mol·L^－1的醋酸溶液恰好与l mol·L^－1的烧碱溶液完全反应　　

D．在相同条件下，醋酸溶液的导电性比盐酸溶液弱　　

E．醋酸能与碳酸钠反应放出二氧化碳　　

F．锌粉与同浓度的盐酸和醋酸溶液反应，盐酸产生氢气快　　

（3）如何设计简单的实验证明，在醋酸溶液中存在着电离平衡（要求写出简要的操作步骤、现象及结论）。　　

　　　　　　（4）在一定温度下，冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力如图所示，请回答：

①加水前导电能力为零的理由是：                  ；

②a、b、c三点溶液pH值由小到大的顺序是       ；

③a、b、c三点中电离程度最大的是              。

④若要把c点溶液中c(CH₃COO^－)、c(OH^－)均减小，可采用的方法有           （至少填三种）

以上变式问题的设计是从最基本的电离平衡移动规律开始，通过讨论，学生能加深醋酸溶液中存在电离平衡的概念，接着请他们从实验事实上进一步进行论证。第三题是在前面科学概念形成的基础上，让学生思维发散，进行概念的运用，起到巩固消化的作用。第四题则是把前面的概念与相关学科的概念综合起来，让学生演绎、推理，有利于提高学生的思维能力和学科间综合运用的能力、进一步拓宽学生的视野，纠正头脑中已经存在的或即将可能存在的化学迷思概念。通过改变问题的外延进一步使学生认清楚概念的内涵，做到真正掌握化学科学概念的内涵和外延。　　

化学教学是使学生观念发生转变的过程，而非单纯的观念传递的过程。只有当学生认为新的信息可理解、有价值的时候，他们才会主动地去建构新知识而改变原有的迷思概念，实现由化学迷思概念向化学科学概念的转变。　　

参考文献：　　

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