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在初中科学教学中转变学生迷思概念的策略陈甫平

【专题名称】中学化学教与学
【专 题 号】G37
【复印期号】2011年05期
【原文出处】《中学教学参考(理科)》(南宁)2010年5期第71~71页
【作者简介】陈甫平,浙江温岭市温中实验学校(325613)。
【关 键 词】EEUU


    随着新课程改革的深入和拓展,新课程理念正在不断地演变。初中科学也正在演绎和形成新的课程理念和体系。本文以转变学生“迷思概念”为视角,以科学课程为研究对象,简要分析提高科学课教学质量的具体途径。
    一、迷思的相关概念
    关于迷思概念的大规模研究始于20世纪70年代中期,在我国台湾地区研究较多,已经召开了多届有关科学与数学教育中学生的迷思概念的国际研讨会,至今仍是研究的热点。国内对于迷思概念研究的文献并不多见,近年对迷思概念的研究逐渐增多,且研究者多为一线教师,有力推动了此项研究在实际教育教学中的开展。
    对于迷思的概念,有多种理论支持,但是以建构主义为主,本文也支持这种观点。建构主义学习观认为,学习不是知识由教师向学生的传递,而是学生建构自己的知识,主动建构科学概念的过程。在此过程中学生是主角,教师只扮演引导者、咨询者的角色,学生通过新旧知识经验之间的反复的、双向的相互作用,来形成和调整自己的经验结构。在这种建构过程中,不同的学生对同一概念可能会有不同的理解,学生可能记住了概念的定义,但没有真正理解概念的实质,存在着一些模糊甚至是错误的认识。这种错误认识的存在必然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。
    像这样学生头脑中存在的与概念不一致的认识,我们称为“迷思概念”(Misconception),在国外也有称之为先前概念、直觉概念、另有概念等。
    二、迷思概念的成因及对学生的影响分析
    学生在学习科学知识之前,由于生活经验和已有知识的影响,会带有一些对于科学知识的认知,甚至已经带有某些迷思概念走进科学的课堂。本文总结出几种导致迷思现象发生的比较突出的因素。
    1.生活环境因素
    建构主义认为生活经验与日常生活联系的密切性决定了科学“迷思概念”的一个主要来源是生活经验。学生在日常生活中,通过直接观察和感知,从大量的自然现象中获得了不少科学方面的感性知识。例如对燃烧、溶解、金属生锈等一些宏观自然现象的观察以及对物质结构、物质的粒子性等微观世界的认识中获得了大量的感觉印象,而这些感觉有时候也会偏离科学的概念。生活语言是“迷思概念”的另一个主要来源。例如“催化”这个词容易使人认为只是加快反应速度,而导致对“催化剂”概念的片面理解;“绿色化学”、“白色污染”容易使学生认为是“绿色的化学”、“白色塑料的污染”,难以理解其真正的涵义。此外,还有因为生活习语而形成的迷思。如“我心里想……”会导致“心脏的功能是思考”的错误认识,而导致“心脑功能”的混淆。如在我国古代就有“心之官则思”的判断,意思是说人的心的功能是思考,这明显是心脑功能不分的迷思。由生活经验而产生的迷思也占了大部分。例如在日常生活中,大部分人会认为血液是红色的,但对整个生物界而言,这显然是不正确的。在海洋中,有许多海洋软体动物的血液不是红色,而是绿色的,因为它们血细胞中含有的是血绿蛋白,其中含有亚铁离子。
    2.学习环境因素
    据相关的研究发现,教师也存在大量的自然学科领域中的“迷思概念”,当教师的“迷思概念”和学生的知识经验相互作用时,学生理解科学概念就变得更加困难。在教学中,有时由于教师的教学语言不够严谨或者教材提供的实例不够全面,也常常导致新的“迷思概念”或强化学生原有的“迷思概念”。例如,初中科学将氧化反应定义为“物质跟氧发生的化学反应”,但在教学氧化反应的概念时,由于教材中提供的实例仅限于物质跟氧气的反应,学生往往把“氧”理解为“氧气”,导致学生对氧化反应概念理解的不全面。
    3.概念因素
    科学教材融合了物理、化学、生物、自然地理等知识,有大量的概念需要学生去学习、理解。在实际教学中学生对于知识、概念的认知水平的粗浅和认知能力不够,也是导致迷思概念产生的主要原因。例如对于“呼吸作用”的理解,常会有部分学生简单化地将呼吸作用等同于呼吸运动,就是一种对“呼吸作用”这一生物学概念的认知较为粗浅所产生的迷思概念。
    4.地域因素
    因为生活地区的不同,也会导致迷思概念的产生。如同一物种名称,在不同地区所指不同;而不同地区的同一种物种,也可能会有不同的名称。如“山芋”“白薯”“玉米”“山药”等等,不胜枚举。
    三、关于科学课程规避和减少迷思概念的教学建议
    迷思概念的存在,对于学生建构自身的知识结构,形成正确、科学的概念所造成的负面作用不可忽视。因此在日常教学中,教师应该有意识地规避和减少迷思概念,促进学生正确理解知识,减少学生的学习困难。
    1.教学模式的转变
    国外学者约瑟夫萨分析了不同的概念转变教学模式后,总结出了自己的观点,即四步教学模式。他将概念转变教学设想为一种动态、循环的过程,认为这一过程主要由四部分组成:(1)学生描述的理解和认识;(2)重新建构理解和认识;(3)应用新的理解和认识;(4)将新的理解和认识与以前的理解和认识做比较。科学课程的概念和知识来源于客观现象和事实,是对客观事物的正确反映。在教学中,有意识地把概念的含义讲解透彻,讲清楚概念的内涵,有助于学生对于概念的理解和把握,学生在此基础上所建构的知识会更加清晰,能有效避免迷思概念的产生,及时消除学生已有的或新生的迷思概念。例如生物部分的概念有时不仅仅是一种事物或其一部分,更多地体现一种生理过程,这种过程性概念的教学尤其需要正确和清晰的科学讲解。
    2.教学方法的转变
    科学课程的概念具有严密的科学性,因此概念教学应让学生准确把握概念的内涵与外延,消除“迷思概念”的顽固性,正确掌握概念的实质。在教学中经常采用下列解剖方式:一是咬文嚼字理解概念,如催化剂中的“改变”二字,就隐含着“加快和减慢”两层意思。二是剖析词语含义。如溶解度的概念,讲解时把定义的句式分解开来,即:其一是在一定温度下,其二是在100 g溶剂中,其三是达到饱和状态时,其四是溶解溶质的克数。三是强调关键字词,从而浓缩概念,显现概念实质。如催化剂的概念,可向学生强调“一变、二不变”这一关键。
    与此同时,还要注意不同教学阶段概念的衔接。同一概念在不同教学阶段定义可能会有差别,这是教材充分考虑学生的认知水平及接受能力。作为教师就应该及时剖析,让学生明白概念具有阶段性,讲清初中概念的局限性,给学生认知领域注入新的血液,在每一个教学阶段都应该剖析清楚它们的内在联系,扫清学生的心理障碍。
    3.建构新知识,避免模糊概念
    科学中各学科的概念之间有密切联系,同时在不同学科中同一概念有相同或相通之处。在教学中注重概念之间的联系,使学生在知识的相互联系和区别中获取正确信息,形成正确的知识观念。培养学生编织概念网络的能力,使概念间的相互联系形成多点交叉的网络结构,有助于学生发散思维的形成,建构自身知识体系。
    建构主义学习观认为:学生基于自身与世界相互作用的独特经验去建构自身的知识并赋予经验以意义。经过知识、概念的不断循环往复的认识、理解与运用,他们的认知水平不断得到提高。新信息被理解是在旧知识的基础上进行的,是个量变的过程。充分利用学生已有知识在理解的量变积累上获得理解的质变,有效避免迷思概念。
    4.概念直观化
    在科学教学中,现代教育技术,特别是多媒体的应用已经被广大教师所认可。科学学科的特点决定了现代教育技术教学中的有效性。科学的研究对象从宏观到微观,许多内容相对比较抽象,学生在理解上有些困难是难免的。当教学手段从板画、板书、挂图走到多媒体应用后,学生真正在课堂上看到了“实物”,原来肉眼不见的现象也能通过多媒体得以展示。这些教学手段的应用,可避免、减少迷思概念。
    中学生的思维能力的发展正是从形象思维到抽象思维的过渡时期,形象思维多于抽象思维,对抽象概念的学习一般离不开感性材料的支持。因此讲授概念时要遵循人们的认识规律,从感性到理性,从具体到抽象。做到从直观入手,通过观察、感受、分析、抽象概括而引出概念。一是引导学生联系生活经验去认识科学概念,如讲授“分子”时可以从糖溶于水、氨气扩散、湿衣服晾干等日常生活中亲身感受的事例,说明分子的客观存在。二是利用实验、模型、挂图、录像、多媒体等直观教具认识概念。如开始学习科学时对物理变化、化学变化、物理性质、化学性质等概念的传授,即可通过这种方法进行教学:拿一根蜡烛,对加热熔化和点燃两种现象加以对比,先让学生指出其不同之处,再加以总结、归纳,得出物理变化、化学变化的结论,学生会对这类概念理解透彻,记忆深刻。
    四、结束语
    学习,本质上是一种沟通,人的个体与自然、他人和社会的沟通。因此学习的方式就有赖于人与人的相互作用。迷思现象的发生在很大程度上都是由于教师与学生之间的沟通发生了障碍,因此,在以后的教学实践中,应该更加注重沟通,多进行教学上的交流,尽可能地消除迷思的不良影响。^NU1DA20110630