浙江省杭州师范学院化学系 徐土根 柯 桦
根据建构主义观点,在化学教学中,学生已有的观念会影响他们理解教师或教材所呈现的信息。学校化学教学所遇到的许许多多困难往往来自学生对所学现象、所教科学概念和原则的已有概念(前概念)。这些前概念与科学概念常存在着一定的差距,甚至完全是两码事。学生根据这些概念去理解教师或教材所呈现的信息,通常会造成严重后果。化学概念是化学基本理论的基础,长期以来,化学概念的学习主要是以机械记忆的方法来进行,怎样才能有效地提高化学概念的教学效果,是值得探讨的一个问题。本文从建构主义理论出发,探讨优化化学概念教学的对策。
一、建构主义思维与化学概念
建构主义强调学生已有的概念来自日常经验或以前的科学课程。日常概念的主要源泉是:对现象的感觉体验、日常言语、大众传媒、家庭情景中的对话。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。例如,水在日常概念中通常用于灭火,这对钠、镁等活泼金属不能用水来灭火的教学是个干扰。所以建构主义不仅解释了学生是如何获得前概念的,而且让我们清楚地认识到,每个学生的(前)知识对进一步学习的重要作用。当学习被看作是一种适应过程时,认知平衡的摄动,试图借助已有的认知结构达到平衡,必要时通过适应调整那种平衡。学生的前概念构成每个新学习途径的起点,新学习途径不局限在教学开端,而是针对每个新的学习过程。在实验室和课堂上,学生在复杂的环境中构建概念原理,学生通常试图进行机械式的学习而非有意义学习来构建概念。
建构主义认为,通过概念图,可以了解概念学习的过程和结果。概念图是一种表示概念间相互关系的图示法,是教师用于帮助学生构建他们对化学某一知识点的理解的。其理论主要来自奥苏贝尔的有意义学习理论、布鲁纳的学科结构理论,后来又逐渐在以构建意义的认知心理学的基础上得到发展和完善。因为概念图呈现出概念间的联结关系,显示出学习者认知结构中的概念组织,通过比较由学生自己在不同教学阶段所作出的详细的概念图,可以揭示:
(1)学生在学习该课题前所具有的概念以及模糊概念;(2)概念之间的结构化联系;(3)概念的重新构建和认知结构改变的发生;(4)学生概念的结构特征。因此,它在概念的中断、概念的构建以及概念的变化的探索方面具有重要的意义。
因为任何化学概念都有其特定的内涵、外延以及相关的上位概念、下位概念、并列概念或交叉概念,学习者按照自己对知识的理解,用结构网络的形式将之表征出来,形成相应知识点的概念图。通常,概念图呈发射状形式,具等级性结构,即最具综合性和普遍性的概念位于顶端,逐渐具体的概念则置于下一层,而与之相关的概念、实例间则用短线相连,并在连线上说明两端的关系。这对于那些明显具有内在遵循逻辑顺序的概念来说是容易的,但对于某些知识点,由于涉及大量不能简单概括的概念,因此,制作具有这种等级性结构的概念图则较困难或难以达到,但在这种情况下,概念图就更能表现出许多不同概念间的相互关系。
二、化学概念图形成的策略
概念的学习和教学,是为学生理解命题, 掌握规律,进一步解决问题打基础的。从某种意义上可以说,概念是思维内容的基本单位,又是化学学科的基本要素。因此,使学生掌握精确的概念,是教学成功与否的一个重要标志。如何帮助学生形成化学概念图呢?
1.当正面的事例与反面的事例有明显的区别时,用反面事例即对立的概念对比学习最容易习得概念。如氧化与还原,氧化性与还原性,中和反应与盐类水解,加成与消去,溶解与结晶,化合与分解等。但需要注意的是,对立也不是完全不同、毫无联系,它们往往处于矛盾的统一体中。对一些对立的概念,要做到异中求同,教学时可以采用可逆关系帮助学生掌握他们之间的联系。
2.具有大量实在属性的概念问题,比缺乏实在属性的概念问题更容易解决。在化学概念中,有些概念是具体的,如化合反应、分解反应等,有些概念是抽象的,如摩尔、化合价、电子云、键角等。对具体概念,学生仅凭直觉和形象思维就可以形成,必要时可借助实物或实验简单说明。对抽象概念,在教学时最好提供一些感性材料,并尽可能采取各种直观的教学手段,如实验、模型、图像、表格、幻灯、多媒体等,变静为动,使抽象的概念具体化、形象化,从而帮助学生理解概念。
3.要用静止与发展的关系来梳理某些化学概念。有些概念,要从历史沿革的角度出发进行教学,教师在讲概念时,要注意不能将它讲得绝对化,要从发展的观点出发,为今后深入理解留有一定的余地。如初中讲氧化还原反应时,仅局限于得失氧角度,这显然不够全面,这是考虑到初中学生的接受能力提出的初级概念。到了高中,从电子转移角度,才使学生认识了氧化还原反应的本质。又如对复分解反应概念的理解,初中化学认为复分解反应发生的条件是有沉淀、气体或水生成,而高中化学在学习了强弱电解质和离子反应后,对复分解反应就有了更全面、更深刻的认识,认为复分解反应的条件是有难溶的物质或难电离的物质或挥发性的物质生成。同样,我们所认识的酸、碱概念仅局限于酸碱电离理论,到了大学,对酸碱概念的理解将会更加广泛深刻。由此可见,在不同阶段对概念的认识存在知识面的限制,若把概念讲死了,就不利于学生今后的学习,必要时可向学生指出某些概念存在知识局限性。
4.要注意化学概念形与义的关系。有的化学概念,形和义不同,如芳香烃、碳水化合物、酸式盐等。如仅从字面上去理解,就会发生错误。对这些形和义不一致的概念,教学时可通过举一些具体实例,使学生能真正认识概念的本质属性。有些概念之间形相近但义不同,如酸与酸性、酸碱性与酸碱度、氧化物与含氧化合物、共价化合物与共价物质等。它们之间有的存在着密切联系,如含氧化合物包含了氧化物,共价物质包含了共价化合物,但有的之间存在着较大的差别,如酸与酸性,酸是一类物质,而酸性是指酸的化学性质,有酸性的物质不一定是酸。对这些形近但义不同的概念,在教学时,我们可采用剖析与对比的方法帮助学生理解与掌握。
三、化学概念教学的方法
1.在化学概念教学中,首先要注意元认知能力的培养,即学生对化学概念的学习要及时进行自我反馈和自我评价。概念图则是进行元学习的一种有效工具。通过减少无关属性的数量,可以较容易的习得概念。例如,用简化了的图解可以有助于学生习得概念。因为图解可以把所有可能分散学生注意力的无关属性去除掉,使学生注意他们应该注意的属性,但有时言语描述可以帮助学生习得概念,因为这些描述除了相关信息外,把大多数无关信息省略了。
2.概念学习的技能是随着年龄的增长而发展的。年龄低的学生似乎更容易去注意事物的外在特征,如形状和颜色,这就限制了他们能够学习概念的范围,而年龄大些的学生开始注意事物的内在特征。
3.反馈越是完整,学习效率越好。学生若能知道自己的行为为什么错,为什么对时,将有助于学习,给予学生的反馈信息要精确完整,任何模棱两可的信息或错误的信息都会干扰概念的学习。因为教师同学对概念进行讨论、评价,可以澄清某些模糊观念,同时也提高学生的言语表达能力和分析综合能力。不断对自己和他人的认知结构做出反省和评价,监控自己的学习过程,发现自己的不足之处,改变错误的认知,使学生的心理得到发展后的平衡,学生之间通过这种学习交往也增进了相互之间的理解和感情,满足了学生的情感需要,这就促进学习动机的产生和持续,形成良性循环。
4.不应孤立的教概念,在准备教学,学习一个新概念之前,要为学生提供把该概念置于其中的情境,如果孤立地学习概念,将会限制学习的效果。
5.在学生学习概念时,必须为他们提供足够时间来同化给予他们的信息。实验表明解决概念学习的一个关键因素是给予学生反馈后到接受下一项学习准备时的时间,也就是说等学生提出假设并已知该假设是对还是错时,要留一定的时间给他们思考,由于概念的近似和相关,能够很快得出关键概念之间的联系;回想和重温都会使得更加有效和快捷,容易糅合新的观点,不一定要扩展或缩小原有的结构。因为每个制成的图式,都会和其他模式有所不同,这将有助于记忆,对于那些更加需要创造力的内容来讲,这种无限制的模式能够促使大脑更加容易地进行一些新的联想活动。
6.许多概念是相互联系在一起习得的,例如酸的概念是与从属于其下的概念,如质子、酸根等联系在一起的。
你可以使用这个链接引用该篇文章 http://publishblog.blogchina.com/blog/tb.b?diaryID=6489538