摘要： 針對化學(xué)教學(xué)中學(xué)生的錯誤概念不易糾正的問題，依據(jù)認(rèn)知發(fā)展理論和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，通過教學(xué)實踐中常見化學(xué)前概念影響原因分析，闡述了化學(xué)教學(xué)中的前概念轉(zhuǎn)變策略，以提升化學(xué)教學(xué)的有效性。

關(guān)鍵詞： 前概念; 科學(xué)概念; 概念轉(zhuǎn)變; 教學(xué)策略

文章編號： 1005-6629（2018）11-0033-05中圖分類號： G633.8文獻標(biāo)識碼： B

學(xué)科概念教學(xué)是化學(xué)理論學(xué)習(xí)中的重要環(huán)節(jié)，化學(xué)概念的轉(zhuǎn)變是形成概念的實質(zhì)，其本質(zhì)是實現(xiàn)從前概念到科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變。前概念的研究始于20世紀(jì)50年代，心理學(xué)家和教育家受認(rèn)知心理學(xué)影響開始探查學(xué)生頭腦中的個人認(rèn)知（即前概念），80年代后，對前概念的成因及其影響進行研究，90年代后開始研究前概念的轉(zhuǎn)變策略，結(jié)合教學(xué)實際研究概念轉(zhuǎn)變對有效教學(xué)的幫助。通過對國內(nèi)外文獻的梳理發(fā)現(xiàn)，不同的研究者對前概念有著不同的表述，比較常見的有“日常概念”“相異概念”“相異構(gòu)想”等。盡管前概念所用術(shù)語眾多，但其基本含義是相同的，即學(xué)習(xí)者將科學(xué)概念的內(nèi)涵增加、減少或替換，導(dǎo)致外延擴大、縮小或移位的概念[1]。

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，還是進行概念轉(zhuǎn)變的過程。前概念轉(zhuǎn)變是指學(xué)生已有的某種知識經(jīng)驗在受到新經(jīng)驗中不同因素的影響而發(fā)生的改變，是學(xué)生對原有概念改變認(rèn)知、拓展思維和重新建構(gòu)的過程，也就是學(xué)生由前概念向科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變過程[2]。在化學(xué)前概念研究的文獻中，對問題研究現(xiàn)狀、前概念形成原因、形成途徑、分類特點、診斷方法及降低對教學(xué)的影響等較多，而針對前概念的解構(gòu)與重建提出切實可行的教學(xué)方法策略較少。教師在教學(xué)中，必須先了解學(xué)生前概念的形成過程、原因及對教學(xué)的影響，才能夠盡可能地利用正確的前概念，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，轉(zhuǎn)化并消除那些錯誤的前概念，從而達成化學(xué)概念教學(xué)的正遷移，實現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變的目標(biāo)。

1 前概念類型及其成因

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，前概念普遍存在，因而具有廣泛性。學(xué)生得到很多化學(xué)前概念主要來源于學(xué)生的成長過程，由于各人的學(xué)習(xí)生活經(jīng)歷不同，他們會用自己獨有的方法來內(nèi)化他們的經(jīng)驗，雖然隨著個人的學(xué)習(xí)閱歷、經(jīng)歷的增長，不斷動態(tài)發(fā)展，但他們對某些科學(xué)問題的看法早已經(jīng)形成，具有自發(fā)性，因此前概念對學(xué)生的學(xué)習(xí)會產(chǎn)生較大的影響。根據(jù)前概念產(chǎn)生的時間，可以分為原發(fā)性前概念和繼發(fā)性前概念[3]。學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)概念前已有的前概念稱為原發(fā)性前概念，這些概念有的是學(xué)生基于有限生活經(jīng)驗使用簡單枚舉法進行歸納得到結(jié)論，尤其是根據(jù)觀察到的事物的某些表面屬性，歸納出事物的本質(zhì)屬性或規(guī)律，而形成的不全面結(jié)論，如“糖類都是有甜味的，有甜味的物質(zhì)就是糖”;有的是因為舊有概念的局限，對概念內(nèi)涵認(rèn)識模糊、不全面，造成認(rèn)知不準(zhǔn)，如“光導(dǎo)纖維是纖維”;有的是由于對語詞望文生義帶來的曲解，如“甘油屬于油類（油脂）”“白色污染是白色的廢物污染”等;由于學(xué)生將自己的生活體驗類比遷移，導(dǎo)致的科學(xué)概念學(xué)習(xí)的困難。學(xué)生在學(xué)習(xí)相關(guān)化學(xué)知識后形成的前概念稱為繼發(fā)性前概念，這些概念中有的是學(xué)生將習(xí)得的知識進行錯誤遷移而發(fā)生的，如“失電子越多的物質(zhì)其還原性越強，得電子越多的物質(zhì)其氧化性越強”;有的是學(xué)生缺乏化學(xué)思維能力導(dǎo)致錯誤結(jié)果，如“各物質(zhì)的濃度相等，反應(yīng)達到平衡”;有的是進行不當(dāng)?shù)念惐?，把其中某一對象的有關(guān)知識或結(jié)論推移到另一對象中去，如“酸堿鹽溶液能導(dǎo)電，因為它們的溶液里有能自由移動的電子”等;這些問題主要是由前學(xué)習(xí)而形成的，包括相關(guān)學(xué)科的知識和這些知識的原有準(zhǔn)確度，在學(xué)習(xí)過程中新的錯誤前概念的生成，更加的不利于學(xué)生的科學(xué)概念的形成，這些不會因教師講授科學(xué)概念而很好糾正學(xué)生思維中已有的錯誤概念。可見，學(xué)生已存在的錯誤概念是造成學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)困難的重要原因，對概念教學(xué)會產(chǎn)生巨大阻力。

2 教學(xué)中前概念轉(zhuǎn)變的認(rèn)知過程

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，知識不是通過教師的傳授直接得到的，而是利用必要的學(xué)習(xí)資料，在一定的情景下，借助他人的幫助，通過新舊經(jīng)驗的相互作用主動建構(gòu)獲得的。新舊概念的相互影響存在同化和順應(yīng)兩個認(rèn)知過程（見圖1），學(xué)習(xí)不僅是新經(jīng)驗的獲得同化，同時又是既有知識經(jīng)驗的改造順應(yīng)，而概念轉(zhuǎn)變正是從順應(yīng)的側(cè)面來研究知識建構(gòu)的過程，揭示學(xué)生的錯誤概念及其轉(zhuǎn)變的規(guī)律[4]。從認(rèn)知心理的角度看，學(xué)生的自我調(diào)節(jié)是順應(yīng)發(fā)生的基本條件，化學(xué)教學(xué)既是學(xué)生發(fā)揮自我調(diào)節(jié)作用的平衡過程，又是學(xué)生元認(rèn)知能力培養(yǎng)和提高的過程。從建構(gòu)的角度看，原有概念中與新知識一致的部分是同化新知識的固定點，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)的新知識與頭腦中已有的概念不一致或沖突時，學(xué)生就會權(quán)衡新知識與原有概念的局限和合理性，從而調(diào)整和改造相關(guān)概念，包括對原有概念的改造，學(xué)習(xí)過程包括新知識經(jīng)驗的獲得和對原有知識經(jīng)驗的改造。

3 實現(xiàn)前概念轉(zhuǎn)變的化學(xué)教學(xué)策略

學(xué)生的前概念可能是正確的，也可能是錯誤的。正確的前概念對科學(xué)概念的學(xué)習(xí)與形成起到正遷移的作用，教學(xué)效果顯著。相反，錯誤的前概念會阻礙學(xué)生對科學(xué)概念的建構(gòu)，因為學(xué)生是花了相當(dāng)多的時間與精力形成了自己的理論認(rèn)知，讓學(xué)生認(rèn)識前概念是錯誤的是非常困難的，已形成的認(rèn)知具有很強的頑固性，因為運用這些前概念學(xué)生有時成功地解決了問題，學(xué)生輕易不會否定自己的成功體驗，如果以不適當(dāng)?shù)膯栴}呈現(xiàn)方式給學(xué)生，學(xué)生很難接受課堂中學(xué)習(xí)的科學(xué)概念。當(dāng)然部分學(xué)生能運用科學(xué)概念在相似的課堂教學(xué)情境中解決問題，如果換個不同情境問題學(xué)生還是會運用已有的前概念去解決問題，這種情況表明學(xué)生通過學(xué)習(xí)，并未真正接受和理解科學(xué)概念，只是簡單記住科學(xué)概念的定義而已。因此，要實現(xiàn)學(xué)生的前概念轉(zhuǎn)變，教師首先要了解學(xué)生原有的化學(xué)知識經(jīng)驗背景和與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)知識前概念正誤的情況，在此基礎(chǔ)上充分運用學(xué)生的原有概念創(chuàng)設(shè)教學(xué)中的認(rèn)知沖突情境，增強學(xué)生進行前概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)的動機。只有在真實的情境中，學(xué)生已形成的前概念和新學(xué)習(xí)的科學(xué)概念會發(fā)生激烈碰撞，從而厘清前概念中不正確的部分，通過順應(yīng)逐漸形成科學(xué)概念，實現(xiàn)由前概念向科學(xué)概念的轉(zhuǎn)變。

3.1 “原發(fā)性前概念”轉(zhuǎn)變教學(xué)策略

3.1.1 創(chuàng)設(shè)問題情境，更新生活中的前概念

探查學(xué)生已有前科學(xué)概念是實現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)的前提，是教師實施概念轉(zhuǎn)變教學(xué)的起點。通過創(chuàng)設(shè)一定問題情境，暴露學(xué)生頭腦中的前概念，喚起學(xué)生對已有概念的注意，教師據(jù)此確定選擇采用何種教學(xué)策略和教學(xué)手段，有效地幫助學(xué)生實現(xiàn)概念的轉(zhuǎn)變。如學(xué)習(xí)糖類知識之前，可設(shè)置問題“糖的性質(zhì)有哪些”讓學(xué)生回答，由于先入為主，“糖有甜味”“糖是白色固體”“糖易溶于水”等錯誤前概念所占比例很高，教學(xué)中教師針對學(xué)習(xí)內(nèi)容可提出下列問題：“生活中常見的糖有哪些”“從課本資料請找出不熟悉的糖”“根據(jù)已有知識請說明糖的定義”等，學(xué)生在回答問題的過程中，可能會表現(xiàn)出一些模糊的認(rèn)識，這時教師通過追問的方式，采用梯度性問題、矛盾性問題、開放性問題，把學(xué)生的思維引向深入，從而有效更新學(xué)生對生活中常見前概念的錯誤認(rèn)知。

3.1.2 利用認(rèn)知同化，使概念從模糊走向精確

奧蘇貝爾的認(rèn)知同化學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)生從事新的有意義的學(xué)習(xí)時，必須有適于新知識學(xué)習(xí)的原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，學(xué)生學(xué)習(xí)就是一個同化和發(fā)展自身認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過程[5]。學(xué)生利用已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，通過分類和比較，將新概念與原認(rèn)知結(jié)構(gòu)建立聯(lián)系，明確其外延和內(nèi)涵，之后找出原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的某些概念和新概念的區(qū)別，從而獲得科學(xué)概念。如學(xué)生掌握了聚合反應(yīng)等概念之后學(xué)習(xí)“高分子化合物”這一概念時，就能夠利用這些從屬概念和性質(zhì)，通過分析歸納、分類對比等思維方法可以摒棄非本質(zhì)的東西，突出概念的本質(zhì)屬性和特征，幫助學(xué)生對“高分子化合物”進行精確理解，學(xué)生很容易糾正“光導(dǎo)纖維是纖維”的前概念認(rèn)知，從而實現(xiàn)認(rèn)識上的飛躍。

3.1.3 運用比較策略，促進原發(fā)性前概念發(fā)生轉(zhuǎn)變

學(xué)生在名稱相近而內(nèi)涵變化的概念的學(xué)習(xí)過程中，感覺概念關(guān)系復(fù)雜，容易混淆，而存在的模糊觀念的共同之處是理不清概念之間的關(guān)系。教師需要在學(xué)生意識到自身存在模糊認(rèn)識的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生比較異同，并進一步建構(gòu)概念間的關(guān)系，以形成良好的知識體系[6]。如“甘油屬于油類（油脂）”，由于名稱相近的概念甘油和油脂之間有聯(lián)系而使關(guān)系復(fù)雜，教師需要幫助學(xué)生首先理解醇與酯的定義，建構(gòu)正確的概念之間的關(guān)系，通過多加練習(xí)以及與真實情境的相互聯(lián)系以幫助學(xué)生理解，在此基礎(chǔ)上進行不斷的分析比較，使知識的識記更為清晰，這樣可有效促進前概念的轉(zhuǎn)變。

3.2 “繼發(fā)性前概念”轉(zhuǎn)變教學(xué)策略

3.2.1 利用診斷性評價，讓學(xué)生的繼發(fā)性前概念顯化

奧蘇貝爾認(rèn)為“影響學(xué)習(xí)的唯一最重要的因素就是學(xué)生已經(jīng)知道了什么，并應(yīng)據(jù)此進行教學(xué)”。將已有觀念與新知識建立實質(zhì)性的聯(lián)系才能產(chǎn)生有意義的學(xué)習(xí)，改造已有知識經(jīng)驗成為學(xué)生學(xué)習(xí)能力提升的關(guān)鍵。教師只有了解學(xué)生已有的前概念的情況，在教學(xué)過程中才能精確把握起點，做好符合認(rèn)知規(guī)律的教學(xué)設(shè)計。運用診斷性評價了解學(xué)生的繼發(fā)性前概念是一種有效的方法。診斷性評價是教師通過自身對學(xué)習(xí)過程的認(rèn)識理解、教學(xué)經(jīng)驗的積累等有目的設(shè)置相關(guān)問題，讓學(xué)生展示學(xué)習(xí)中存在的問題，通過分析這些問題產(chǎn)生的原因，為教師教學(xué)策略調(diào)整和優(yōu)化提供依據(jù)。

比如學(xué)生在學(xué)習(xí)“電解質(zhì)導(dǎo)電原因”時，通過調(diào)查可以了解學(xué)生中存在的前概念（見表1）。教師要基于這些顯化的概念，通過分析讓學(xué)生理解金屬導(dǎo)電是因為有自由電子，再利用類比的方法，由金屬的導(dǎo)電性過渡到電解質(zhì)的導(dǎo)電性，使學(xué)生能夠明白兩者之間的區(qū)別與聯(lián)系;同時通過觀看NaCl晶體、NaCl溶液、熔融NaCl三種微觀示意圖，能夠從微觀的角度理解電離及電解質(zhì)導(dǎo)電的實質(zhì)，組織學(xué)生討論受熱或溶解是如何產(chǎn)生自由離子的，逐步提高學(xué)生對微觀的認(rèn)識，學(xué)會類比推理的方法解決問題。利用學(xué)生顯化的前概念，選擇適當(dāng)?shù)膯栴}和教學(xué)策略，對前概念中的不一致部分進行認(rèn)知調(diào)整，克服對相關(guān)概念的認(rèn)知障礙，最終實現(xiàn)前概念的轉(zhuǎn)化。

3.2.2 激發(fā)認(rèn)知沖突，促進概念順應(yīng)轉(zhuǎn)變

要實現(xiàn)繼發(fā)性前概念轉(zhuǎn)變，教學(xué)中必須引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)生沖突，以動搖前概念，促使學(xué)生用改變原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)去順應(yīng)、解釋這些新現(xiàn)象，建立科學(xué)概念。教師依據(jù)學(xué)生已有的生活經(jīng)驗，通過創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生不斷質(zhì)疑，否定前概念中不正確的部分，學(xué)生在不斷解惑的基礎(chǔ)上，有效地轉(zhuǎn)變已有的前概念。建立認(rèn)知沖突并及時解決沖突是實現(xiàn)前概念轉(zhuǎn)變的有效教學(xué)策略。

3.2.2.1 通過化學(xué)實驗設(shè)置認(rèn)知沖突

利用化學(xué)實驗，引導(dǎo)學(xué)生通過對實驗現(xiàn)象的觀察和分析，獲得感性信息，然后通過研究思考，不斷分析問題，將原發(fā)性前概念中不正確的內(nèi)容糾正過來，從而揭示化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)。如學(xué)習(xí)鹽的水解時，首先學(xué)生測試NaCl、 CH3COONa、 NH4Cl三種鹽溶液pH，通過實驗學(xué)生發(fā)現(xiàn)CH3COONa溶液pH大于7、 NH4Cl溶液pH小于7，這就會產(chǎn)生與前概念（酸溶液pH小于7，堿溶液pH大于7）相矛盾的認(rèn)知沖突，從而激發(fā)了學(xué)生的探究欲望。以此引導(dǎo)學(xué)生分析不同溶液中的離子可能產(chǎn)生的相互作用，啟發(fā)學(xué)生對鹽類水解概念的深度理解[7]。

3.2.2.2 利用猜想與事實的矛盾激發(fā)認(rèn)知沖突

違背規(guī)律的事實，將造成學(xué)生認(rèn)知失衡，而這種認(rèn)知矛盾會強化學(xué)生學(xué)習(xí)的動機。教師可以通過合理的設(shè)置情境，讓學(xué)生根據(jù)繼發(fā)性前概念進行推斷猜想，然后展現(xiàn)化學(xué)知識的真實現(xiàn)象，激發(fā)認(rèn)知沖突，促使學(xué)生用改變前概念的知識結(jié)構(gòu)去順應(yīng)解釋真實現(xiàn)象。如學(xué)生學(xué)習(xí)鈉的性質(zhì)后，教師可提出“鈉與硫酸銅溶液能否反應(yīng)”的問題，讓學(xué)生進行猜想分析。在學(xué)生的前概念中，金屬鈉可置換不活潑金屬銅，學(xué)生很快寫出2Na+CuSO4Na2SO4+Cu，同時能觀察到鈉溶解和有紅色的銅析出。學(xué)生可通過實驗驗證自己猜想，但實際現(xiàn)象與他們猜想不符，學(xué)生結(jié)合實際現(xiàn)象展開討論，最終得出鈉與溶液中水發(fā)生反應(yīng)的結(jié)論。

3.2.2.3 聯(lián)系生活生產(chǎn)實際制造認(rèn)知沖突

新修訂的課程標(biāo)準(zhǔn)要求“學(xué)生要關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會熱點問題，認(rèn)識環(huán)境保護和資源合理開發(fā)的重要性，認(rèn)識化學(xué)對社會發(fā)展的重大貢獻，能運用已有知識和方法綜合分析化學(xué)過程對自然可能帶來的各種影響，強化社會責(zé)任意識，積極參與有關(guān)化學(xué)問題的社會決策”?；瘜W(xué)與生產(chǎn)生活和科技的發(fā)展聯(lián)系密切，教師可利用生活素材，制造認(rèn)知沖突。通過初中相關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)，學(xué)生認(rèn)為二氧化碳常用作滅火劑，遇到火災(zāi)都可以使用。教學(xué)中教師可以將一根鎂條點燃后伸入到二氧化碳?xì)怏w中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)鎂條可以繼續(xù)燃燒。這就會產(chǎn)生與學(xué)生繼發(fā)性前概念中不一樣的現(xiàn)象，從而引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突。由此可讓學(xué)生討論當(dāng)鎂單質(zhì)引發(fā)火災(zāi)時怎樣進行滅火，幫助學(xué)生清晰理解概念間的關(guān)系。

3.2.3 通過變式問題辨析，讓學(xué)生主動建構(gòu)科學(xué)概念

好的變式問題應(yīng)該能促進斷發(fā)性前概念原理的理解，降低問題的復(fù)雜程度，同時能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而激勵他們?nèi)ヌ剿??；瘜W(xué)學(xué)科有些概念比較抽象，學(xué)生難以理解，教師運用恰當(dāng)?shù)淖兪絾栴}進行對比分析，促進學(xué)生從多角度對科學(xué)概念進行理解，使學(xué)生抓住科學(xué)概念的本質(zhì)屬性，把繼發(fā)性前概念與科學(xué)概念恰當(dāng)?shù)芈?lián)系起來，促進學(xué)生反思對已有概念的認(rèn)識，調(diào)整對相似問題的理解思維，從情感和認(rèn)知方式上認(rèn)同轉(zhuǎn)變過程，主動從潛意識到有意識地轉(zhuǎn)變自己的前概念，實現(xiàn)學(xué)生主動建構(gòu)科學(xué)概念的目標(biāo)[8]。

如在學(xué)習(xí)電解質(zhì)概念時，可以作如下問題變式對比分析（見表2），教師在闡明概念的本質(zhì)屬性后，要引導(dǎo)學(xué)生從不同層次加深理解。一是強調(diào)概念關(guān)鍵詞“化合物”以排除單質(zhì)和電解質(zhì)溶液等內(nèi)容，二是電解質(zhì)概念的另一面即非電解質(zhì)也是化合物，三是在剖析了概念的本質(zhì)含義后要進行總結(jié)升華，就是化合物也不一定是電解質(zhì)，還要符合在水溶液里或熔融狀態(tài)下因化合物本身電離而導(dǎo)電的條件，只有同時滿足這些條件才是電解質(zhì)。通過對電解質(zhì)概念的完善和擴展，學(xué)生逐步對化學(xué)概念的形成及對概念本質(zhì)的理解有了成功的體驗。因此，教師應(yīng)根據(jù)講授內(nèi)容采取合適的變式分析的教學(xué)策略，對概念的多層面知識通過變式問題進行對比分析，從而排除概念中無關(guān)特征的干擾，加深學(xué)生對概念本質(zhì)的認(rèn)識，讓學(xué)生不斷地得到改組或重新整合的新知識，達到自我構(gòu)建科學(xué)概念的目的。

充分利用學(xué)生的前概念應(yīng)該成為化學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。改變學(xué)生已有的一些不完善或不正確的前概念，實現(xiàn)化學(xué)前概念轉(zhuǎn)變，是化學(xué)教學(xué)中經(jīng)常面臨的現(xiàn)實問題。教師在教學(xué)中不僅要理解相關(guān)化學(xué)學(xué)科知識，課前還要了解教學(xué)內(nèi)容中學(xué)生已有的前概念，把握學(xué)生對概念認(rèn)知的發(fā)展形式，選擇符合學(xué)生特定的認(rèn)知需要的教學(xué)策略，要積極設(shè)置問題引導(dǎo)學(xué)生分析討論，促進學(xué)生深度思考，設(shè)計出促進學(xué)生核心素養(yǎng)養(yǎng)成的教學(xué)活動，最終實現(xiàn)教師從講授者向適應(yīng)學(xué)生需求的不同角色疊加者的轉(zhuǎn)變。

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