生活視覺下前概念問題的歸因與糾偏策略

伏偉 姚彥川 朱紅杰

摘 要：通過實驗驗證、文獻(xiàn)驗證和遷移同化等措施，合理轉(zhuǎn)化化學(xué)學(xué)習(xí)中的前概念，幫助學(xué)習(xí)者更新和完善認(rèn)知，強化學(xué)科概念，增強化學(xué)學(xué)習(xí)能力.

關(guān)鍵詞：前概念;實驗驗證;文獻(xiàn)驗證;遷移同化;初中化學(xué)

中圖分類號：G632????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A????? 文章編號：1008-0333（2021）26-0094-02

收稿日期：2021-06-15

作者簡介：伏偉（1984.1-），男，江蘇省邳州人，本科，中小學(xué)高級教師，從事初中化學(xué)教學(xué)研究.

基金項目：本文系徐州市教育科學(xué)規(guī)劃課題“超越式教學(xué)法在化學(xué)實驗教學(xué)中的實踐研究”（課題編號：GH-20-Q017）的階段成果.[FQ）]

前概念是學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)科學(xué)概念前頭腦中的對各種事物及其現(xiàn)象的看法和觀念.前概念的產(chǎn)生受生活經(jīng)驗、生活環(huán)境、智力因素、學(xué)習(xí)經(jīng)驗、知識儲備等諸多因素的影響而長期普遍的存在，在不同的個體中表現(xiàn)較大的差異性.其產(chǎn)生由于受到暈輪效應(yīng)等因素的影響，缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗脱堇[，絕大多是不全面的甚至是錯誤的.教師在教學(xué)不能以“這是錯誤的”結(jié)論，草率地處理錯誤的前概念，而是要理性認(rèn)知前概念的存在，分析其產(chǎn)生的原因及對后續(xù)學(xué)科知識學(xué)習(xí)的影響，合理設(shè)置教學(xué)情境，激發(fā)認(rèn)知沖突，促進(jìn)前概念的正向遷移轉(zhuǎn)化，幫助學(xué)生正確認(rèn)知化學(xué)概念及原理.

教學(xué)情境1：人在呼吸時消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳.

問題設(shè)計：動物需要氧氣才能進(jìn)行呼吸而存活，從動物呼吸系統(tǒng)排出的氣體，是不是全是二氧化碳？

答案統(tǒng)計：班級半數(shù)以上的學(xué)生認(rèn)為是，極少數(shù)學(xué)生認(rèn)為不是，其他學(xué)生不能確定，持中立態(tài)度，猶豫不定，答案統(tǒng)計情況如圖1所示.

原因分析：

1.基礎(chǔ)學(xué)段生物教材中系統(tǒng)的講授了人體呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和氣體交換過程，學(xué)生在掌握肺是呼吸系統(tǒng)的重要器官，是氣體交換的場所后，潛意識認(rèn)為人體進(jìn)行呼吸作用時吸入氧氣，呼出二氧化碳，忽視空氣中主要成分氮氣的存在.同時誤認(rèn)為吸入的氧氣被100%的利用，并完全轉(zhuǎn)化成二氧化碳?xì)怏w.

2.通過對“奇妙的二氧化碳”這一章節(jié)的學(xué)習(xí)知道：二氧化碳不能燃燒，也不能支持燃燒.生活中用嘴可以直接將燃著的蠟燭吹滅，有力的“驗證”人呼出的氣體就是二氧化碳.

基于上述兩點原因，很大一部分學(xué)生認(rèn)為人等動物呼吸時僅從自然界吸入氧氣，呼出二氧化碳.

糾偏策略1：實驗驗證法

實驗設(shè)計：

原理：少量的二氧化碳能與氫氧化鈣溶液反應(yīng)生成不溶于水的碳酸鈣，產(chǎn)生白色沉淀.通俗地說就是二氧化碳可以使澄清的石灰水變渾濁.

方案：取2支試管，分別加入適量的澄清石灰水.向第一支試管中通入二氧化碳?xì)怏w，向另一支直接吹入氣體（盡量控制氣體流速和第一支試管接近），比較澄清石灰水變渾濁的快慢，并記錄時間.如圖2所示.

現(xiàn)象：直接通入二氧化碳的試管中很快變渾濁;而用嘴吹的試管中，變渾濁需要的時間明顯長于前一組實驗.

結(jié)論：人體呼出的氣體肯定不全是二氧化碳.

拓展延伸：如何驗證人呼出的氣體中二氧化碳的含量高于空氣中的含量？

教學(xué)反思：要走出前概念的認(rèn)知誤區(qū)，必須要以學(xué)生認(rèn)可科學(xué)概念為基礎(chǔ)，簡單通過言語講授，學(xué)生可能僅停留在被動接受的層面.維果斯基認(rèn)為，學(xué)生學(xué)習(xí)概念的過程并不單是重新獲得概念，還是進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變的過程.教學(xué)過程中教師不是要急于糾正學(xué)生錯誤的前概念，而是通過設(shè)計合理的實驗方案、進(jìn)行有效的實驗探究，得到既貼近生活又符合學(xué)科概念的實驗現(xiàn)象與結(jié)論，激發(fā)深層次認(rèn)知，讓學(xué)生清楚認(rèn)識前概念的錯誤，從而實現(xiàn)概念轉(zhuǎn)化，接受科學(xué)的，準(zhǔn)確的學(xué)科知識.在此基礎(chǔ)上可以將原有的驗證實驗適當(dāng)拓展延伸，以發(fā)現(xiàn)更貼近前概念的“偽結(jié)論”，并通過學(xué)生的自主活動，驗證之，否定之.

糾偏策略2：文獻(xiàn)驗證法

教學(xué)情境、問題設(shè)計及原因分析等同上.

文獻(xiàn)檢索：

文獻(xiàn)1：上海教育出版社九年級上冊（2017年第2版）46頁，練習(xí)9：

從圖上可以看出，呼吸前后的氣體中氧氣的含量由21%變成16%，二氧化碳的含量由0.03%變成4%;

文獻(xiàn)2：李文博老師在“人體呼出氣體中氧氣 、二氧化碳含量測定的探究”（中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考2016年第4期）一文中的多組實驗數(shù)據(jù)顯示：人體呼出的氣體中二氧化碳的含量僅占4.45%.

從教材和期刊的權(quán)威性看數(shù)據(jù)是可靠有效的，足以給學(xué)生合理的解釋.另外教材數(shù)據(jù)顯示當(dāng)空氣中二氧化碳的含量達(dá)到4%以上，有可能使人窒息死亡.如果人呼出的氣體全部是二氧化碳的話，很顯然就不能成立的.

教學(xué)反思：

文獻(xiàn)是指圖書、期刊等所記錄知識的總和.文獻(xiàn)是記錄、積累、傳播和繼承知識的最有效手段，是人類社會活動中獲取情報的最基本、最主要的來源.選擇合適的參考文獻(xiàn)應(yīng)用于教學(xué)中，可以引導(dǎo)學(xué)生閱讀學(xué)習(xí)信息，應(yīng)用信息，在認(rèn)知拓展的過程中激發(fā)認(rèn)知沖突，引發(fā)學(xué)生在沖突中思考，在思考中遷移，在遷移中轉(zhuǎn)化.

教學(xué)情境2：葡萄糖是一種有甜味、易溶于水的白色粉末狀固體.

問題設(shè)計：葡萄糖等糖類都是甜的嗎？不甜的食物含不含糖類物質(zhì)？

答案統(tǒng)計見表1.

原因分析：

1.葡萄糖是生活中一種常見的糖類物質(zhì)，廣泛地存在于各類食物、營養(yǎng)品或者藥品中，學(xué)生在生活中經(jīng)常接觸;除此之外生活中常見的蔗糖制品（白砂糖，奶糖等）給學(xué)生留下都是“甜”的印象，加上受“甘之如飴”等詞語的影響，學(xué)生大都認(rèn)為糖類都是甜的.由于前概念的認(rèn)知局限，造成對糖類概念的局限認(rèn)知，誤認(rèn)為“糖”就是“糖類”.

2.部分學(xué)生家庭中或者生活環(huán)境中可能因有糖尿病或其他疾病造成拒糖病人的存在，可能會意識到不甜的食物未必不含糖.

糾偏策略3：遷移同化法

教學(xué)設(shè)計：

[師]中國人的飲食極具地域特色，主食上北方人喜歡面食，南方人則偏愛米飯，在饅頭和米飯里都主要含有的哪一種糖類物質(zhì)？

[生]淀粉.

[師]淀粉是不是和葡萄糖一樣是甜的？

[生]不甜，但咀嚼一會就是甜的.

[師]這一變化的原因是什么？請用生物學(xué)知識來解釋.

[生]原因是淀粉在口腔里能在唾液淀粉酶的作用下逐漸被分解成麥芽糖，麥芽糖有甜味，我們能感覺到甜.

[師]那淀粉屬于哪一類物質(zhì)呢？

[生]糖類.

[師]淀粉與麥芽糖都屬于糖類，是不是同一種物質(zhì)？

[生]兩者的性質(zhì)和化學(xué)式不一樣，應(yīng)該不是同一種物質(zhì).

[師]很好，由此可以確定在淀粉轉(zhuǎn)化成麥芽糖的過程生成了新物質(zhì)，發(fā)生了化學(xué)變化.由此看糖類物質(zhì)不一定是甜的，不甜的食物不一定不含糖類物質(zhì)，類似的物質(zhì)還有纖維素，纖維素也屬于糖類，沒有甜味，在一定條件下可以水解最終生成葡萄糖.

教學(xué)反思：

糖就是糖類、鹽就是氯化鈉、纖維就是纖維素等前概念廣泛存在于學(xué)生的認(rèn)知中.這些前概念大多源于生活經(jīng)驗的積累，限于知識水平，他們很難對該系列的概念進(jìn)行正確的辨別與選擇.此時教師不能盲目的“打壓”生活經(jīng)驗產(chǎn)生的非合理結(jié)論，而是結(jié)合學(xué)生已有的經(jīng)驗，構(gòu)造合理的教學(xué)情境，將學(xué)生容易接受的生活經(jīng)驗或生活體驗移植進(jìn)教學(xué)活動中來，有效遷移，激活生活經(jīng)驗，促進(jìn)轉(zhuǎn)化的同時加強對新知的認(rèn)知與理解.

學(xué)生前概念是基于生活經(jīng)驗而產(chǎn)生的，它普遍穩(wěn)定的存在并指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活，前概念常常在學(xué)生的潛意識中發(fā)揮作用，所以很難被學(xué)生發(fā)現(xiàn).教師的教學(xué)行為中要科學(xué)認(rèn)知前概念的存在，積極了解學(xué)生原有的生活背景、化學(xué)學(xué)習(xí)背景及其它學(xué)科的知識儲備.多角度制造認(rèn)知沖突，增強前概念轉(zhuǎn)化動機，通過實驗驗證，文獻(xiàn)驗證等多種策略促進(jìn)前概念的轉(zhuǎn)化.

參考文獻(xiàn)：

[1]陳玉喬.基于化學(xué)“前概念”轉(zhuǎn)變的教學(xué)策略[J].化學(xué)教學(xué)，2018（11）：33.

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[3]胡新平.基于云模式的文獻(xiàn)資源服務(wù)研究[J].情報理論與實踐，2018（8）：74.

[4]金英善.侯婷婷.潘志明.論“前概念”對生物教學(xué)的啟示[J].教育教學(xué)論壇，2018（12）：228.

[責(zé)任編輯：季春陽]