“燃燒”概念教學(xué)策略的分析

陳曉雁

要能有效的實(shí)施科學(xué)概念教學(xué)，教師必須尋找到學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)概念之前所具有的前概念，并對(duì)其來源和內(nèi)容進(jìn)行分析，選擇并采取切實(shí)可行的概念轉(zhuǎn)變教學(xué)設(shè)計(jì)，實(shí)施真正科學(xué)有效的化學(xué)教學(xué)。主要分析了“燃燒”前概念，總結(jié)出“燃燒”概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略，應(yīng)用該教學(xué)策略到教學(xué)中，獲得了較好的效果。

“燃燒”概念來源策略調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，關(guān)于燃燒這一概念，初中生持有大量的前概念，對(duì)他們形成科學(xué)概念有重要影響。關(guān)于此種概念，初中生由于受認(rèn)識(shí)規(guī)律和化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)的影響。這些“燃燒”前概念中，有的為學(xué)生的科學(xué)概念的學(xué)習(xí)提供了基礎(chǔ)知識(shí)，有的則容易和科學(xué)概念相互混淆，干擾著學(xué)生接受新概念。因此，要能有效的實(shí)施科學(xué)概念教學(xué)，教師必須尋找到學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)概念之前所具有的前概念，并對(duì)其來源和內(nèi)容進(jìn)行分析，尋找到前概念可以轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念的契機(jī)，選擇并采取切實(shí)可行的概念轉(zhuǎn)變教學(xué)設(shè)計(jì)，實(shí)施真正科學(xué)有效的化學(xué)教學(xué)。

一、“燃燒”前概念分析

1.關(guān)于燃燒的主要概念

（1）燃燒定義：錯(cuò)誤地認(rèn)為所有燃燒都會(huì)發(fā)出光、放熱。這是生活現(xiàn)象導(dǎo)致的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。由此引發(fā)的迷思概念有以下這些：氧氣是可燃物而非反應(yīng)物；氧氣有可燃性而非氧化性，故不認(rèn)為燃燒是可燃物與氧氣發(fā)生的劇烈的氧化反應(yīng)。

（2）物質(zhì)燃燒的產(chǎn)物：絕大部分學(xué)生錯(cuò)誤認(rèn)為燭油是產(chǎn)物，即分不清蠟燭燃燒的過程中既有物理變化又有化學(xué)變化。由此引發(fā)的迷思概念有：分不清助燃物、反應(yīng)物，這是學(xué)生已有知識(shí)的束縛導(dǎo)致的。

（3）燃燒前后物質(zhì)的質(zhì)量的變化：由于已有的質(zhì)量守恒定律相關(guān)知識(shí)的影響，絕大部分學(xué)生存在這樣的迷思概念：可燃物燃燒前后質(zhì)量不變。

（4）燃燒的條件或滅火的方法：部分的學(xué)生錯(cuò)誤地認(rèn)為氧氣可以燃燒；“用酒精燈加熱紙鍋內(nèi)的水，紙鍋是否會(huì)燃燒？”雖有大部分學(xué)生認(rèn)為不會(huì)燃燒，但不知其原因是溫度未達(dá)到紙的著火點(diǎn)；學(xué)生錯(cuò)誤地認(rèn)為蠟燭燃燒時(shí)的可燃物是燈芯，而非石蠟；有些學(xué)生錯(cuò)誤認(rèn)為可以用降低可燃物著火點(diǎn)的方法滅火。由此引發(fā)的迷思概念有這些：溫度達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)是燃燒的條件之一不清楚，因?yàn)椴恢揽扇嘉锞烤故悄姆N物質(zhì)，所以不能正確使用移走可燃物滅火的方法。

（5）生活誤區(qū)：大部分學(xué)生錯(cuò)誤認(rèn)為蠟燭燃燒是固態(tài)的蠟燭在燃燒；由此引發(fā)的迷思概念有：緩慢氧化如鐵生銹不會(huì)放熱，無法理解自燃。

（6）影響燃燒的因素：部分學(xué)生錯(cuò)誤地認(rèn)為燃燒的劇烈程度與氧氣的接觸面積的大小無關(guān)只與可燃物的種類有關(guān)。

2.前概念來源

研究結(jié)果表明，幾乎所有學(xué)生對(duì)“燃燒”概念理解存在一定的障礙，這些障礙主要源于學(xué)生對(duì)生活現(xiàn)象的不理解和在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生很多錯(cuò)誤的理解。研究者對(duì)學(xué)生的回答中所涉及的迷思概念作了深刻分析，由此分析這些錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因。

（1）學(xué)生的日常生活經(jīng)驗(yàn)?；瘜W(xué)與日常生活聯(lián)系的密切性決定了化學(xué)前概念的一個(gè)主要來源是生活經(jīng)驗(yàn)。大部分學(xué)生錯(cuò)誤認(rèn)為蠟燭燃燒是固態(tài)的蠟燭在燃燒；由此引發(fā)的迷思概念有：緩慢氧化如鐵生銹不會(huì)放熱，無法理解自燃。部分學(xué)生錯(cuò)誤地認(rèn)為燃燒的劇烈程度與氧氣的接觸面積的大小無關(guān)只與可燃物的種類有關(guān)。

（2）學(xué)生的認(rèn)知水平。相異構(gòu)想的產(chǎn)生還來自學(xué)生主觀認(rèn)知結(jié)構(gòu)方面的原因。有的學(xué)生本來基礎(chǔ)差，對(duì)新的知識(shí)不能真正掌握和消化，只能頭腦記住一些東西，有的對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)沒有興趣，缺乏“有意學(xué)習(xí)”的心向，這些都勢(shì)必造成對(duì)化學(xué)概念模糊不清或一知半解。

（3）學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境因素。在教學(xué)中，有時(shí)由于教師的教學(xué)語言不夠嚴(yán)謹(jǐn)或者教材提供的實(shí)例的不夠全面，也常常導(dǎo)致新的相異構(gòu)想或強(qiáng)化學(xué)生原有的相異構(gòu)想。例如，部分學(xué)生認(rèn)為鐵生銹會(huì)放熱，這是因?yàn)閷W(xué)生在生物中已經(jīng)學(xué)習(xí)過緩慢氧化。

（4）相似概念的干擾。如學(xué)生認(rèn)為氧氣有可燃性而非氧化性，故不認(rèn)為燃燒是可燃物與氧氣發(fā)生的劇烈的氧化反應(yīng)，導(dǎo)致學(xué)生不能正確理解氧化反應(yīng)的定義。

二、“燃燒”概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略

1.結(jié)合學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)，提出能引起學(xué)生認(rèn)知沖突的問題

學(xué)生在日常生活中，觀察和接觸過一些與科學(xué)概念有關(guān)的現(xiàn)象和事實(shí)，教師可以恰當(dāng)?shù)亓信e生活中的典型事例，喚起學(xué)生已有的感性認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生自己思考并用自己的概念去對(duì)事例或現(xiàn)象進(jìn)行解釋。

例如，可以列舉紙、天然氣、白磷、木炭、煤5種常見的可燃物，讓同學(xué)們回顧它們分別都是怎么燃燒起來的，是否都需要點(diǎn)燃，點(diǎn)燃方式有什么不同？這些問題的內(nèi)容與學(xué)生的日常生活比較接近，但學(xué)生對(duì)這些問題具有一定的模糊認(rèn)識(shí)，這樣可以引發(fā)學(xué)生的認(rèn)識(shí)沖突，這為使學(xué)生的原有認(rèn)識(shí)向科學(xué)概念轉(zhuǎn)變創(chuàng)造了有利條件。

2.通過課堂實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生獲得新的豐富的感性認(rèn)識(shí)

豐富的感性認(rèn)識(shí)是幫助學(xué)生理解和掌握知識(shí)的有力手段，而感性認(rèn)識(shí)的獲得源于實(shí)踐或?qū)嶒?yàn)。通過課堂實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在觀察、實(shí)踐和思考中，獲得對(duì)物質(zhì)燃燒條件的理解。例如通過以下三組實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)（1）白磷燃燒對(duì)照實(shí)驗(yàn)，水火相容的現(xiàn)象也使學(xué)生記憶深刻；實(shí)驗(yàn)（2）著火點(diǎn)的突破，這樣就有效突破了學(xué)生對(duì)著火點(diǎn)的認(rèn)知難點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)（3）滅火條件，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到降低周圍溫度至著火點(diǎn)以下才能滅火，而非是降低著火點(diǎn)。

3.在解決實(shí)際問題中獲得對(duì)科學(xué)概念的建構(gòu)和深入理解

把科學(xué)的概念運(yùn)用到更為廣泛更為深刻的現(xiàn)象中去，讓學(xué)生嘗試用科學(xué)概念去解決日常概念不能解決的問題，當(dāng)學(xué)生在新的思維結(jié)構(gòu)下獲得更多成功的時(shí)候，學(xué)生就會(huì)接受科學(xué)的概念，并對(duì)以前的日常概念做出調(diào)整和改造，促進(jìn)學(xué)生在不同的變式中獲得對(duì)科學(xué)概念的全面理解和建構(gòu)。因此，設(shè)計(jì)必要的教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生自我發(fā)現(xiàn)其原有認(rèn)識(shí)中的不科學(xué)和片面的成分，主動(dòng)構(gòu)建抽象的概念和結(jié)論，理解化學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的相互作用，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，并獲得對(duì)科學(xué)概念的深入理解和建構(gòu)。授課后實(shí)驗(yàn)班的正確率明顯高于對(duì)照班。這說明概念轉(zhuǎn)變教學(xué)策略對(duì)于學(xué)生加強(qiáng)“燃燒”概念的理解和應(yīng)用，進(jìn)而改變學(xué)生對(duì)“燃燒”概念持有的迷思概念是非常有效的?？偟恼f來，上述五種概念轉(zhuǎn)變策略應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)班，使得學(xué)生對(duì)概念的掌握程度要高于使用傳統(tǒng)教法的對(duì)照班。這是因?yàn)樗扇〉母拍钷D(zhuǎn)變策略能使學(xué)生更容易形成概念間的聯(lián)結(jié)，建立起各概念間的意義聯(lián)系，進(jìn)行有意義學(xué)習(xí)，從而使得學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)完善的程度要高一些。

實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變，具體來說，能否引發(fā)認(rèn)知沖突是關(guān)鍵。豐富的感性認(rèn)識(shí)是幫助學(xué)生理解和掌握知識(shí)的有力手段，而感性認(rèn)識(shí)的獲得源于實(shí)踐或?qū)嶒?yàn)。通過課堂實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在觀察、實(shí)踐和思考中，獲得對(duì)物質(zhì)燃燒條件的理解。通過構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖策略，使學(xué)生對(duì)知識(shí)的保持和提取更為有效，使學(xué)生所識(shí)記的概念數(shù)量增多，知識(shí)面拓寬，并且知識(shí)系統(tǒng)性很強(qiáng)。