張弦

（福州延安中學(xué)，福建 福州 350001）

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》中提出，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)，靈活運(yùn)用啟發(fā)講解、實(shí)驗(yàn)探究、自主學(xué)習(xí)等教學(xué)方式，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。筆者以科粵版“燃燒與滅火”課堂教學(xué)為例，分析學(xué)生化學(xué)的前科學(xué)概念的類型，充分利用教科書和練習(xí)冊(cè)，開展探究性實(shí)驗(yàn)，融合信息技術(shù)開展教學(xué)活動(dòng)，盡量幫助學(xué)生從不同層次、角度全面去理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，增加教學(xué)的廣度和深度，提升學(xué)生高階思維能力。

一、前學(xué)科概念形成原因

化學(xué)的前科學(xué)概念指的是學(xué)生在接受正式的化學(xué)課堂學(xué)習(xí)前，在現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)和生活中，通過狹隘的經(jīng)驗(yàn)積累與辨別式學(xué)習(xí)而獲得的一些偏離化學(xué)概念的感性印象、觀念和一些缺乏概括性和科學(xué)性的認(rèn)識(shí)。[1]初中生的抽象邏輯思維逐漸從“經(jīng)驗(yàn)型”向“理論型”轉(zhuǎn)化，但思維方式仍擺脫不了形象性、定向性。他們擁有的前科學(xué)概念形成的原因不同，水平各異，有以下幾種情況：一是日常生活中習(xí)慣用語引發(fā)的曲解?？茖W(xué)語言簡(jiǎn)明扼要、準(zhǔn)確嚴(yán)謹(jǐn)、平實(shí)周密，但學(xué)生接觸到一些新概念時(shí)常用會(huì)根據(jù)在生活中使用的口語從字面上對(duì)概念進(jìn)行錯(cuò)誤的理解，并由此產(chǎn)生某些科學(xué)概念的曲解，導(dǎo)致形成前科學(xué)概念。例如，好多學(xué)生受到白開水一詞的影響，在描述無色的溶液時(shí)常常將溶液顏色寫成白色。因?yàn)椤叭毖酢边@一常用語，在學(xué)習(xí)空氣時(shí)常認(rèn)為高原缺氧是由于空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)低于21%。二是進(jìn)行小同大異的錯(cuò)誤類比推理。學(xué)生對(duì)概念的內(nèi)涵認(rèn)識(shí)不清，有時(shí)容易用一些簡(jiǎn)單的主觀臆斷進(jìn)行前提錯(cuò)誤的推理，這容易形成不易扭轉(zhuǎn)的前科學(xué)概念。例如在學(xué)習(xí)到物質(zhì)分類，要進(jìn)行混合物和化合物的區(qū)分時(shí)，他們常認(rèn)為氧化鎂有鎂和氧、氯化鈉有鈉和氯應(yīng)該屬于混合物。三是有限生活經(jīng)驗(yàn)的影響?；瘜W(xué)與生活密切相關(guān)，學(xué)生在日常生活中憑借自己的觀察和直觀感知獲得了較多生活經(jīng)驗(yàn)，這些先入為主的經(jīng)驗(yàn)?zāi)承┯兄趯W(xué)習(xí)新知識(shí)，但某些卻產(chǎn)生負(fù)面影響，誤以為食品添加劑都是對(duì)身體有害無益的，糖類就是甜食，鹽就是食鹽，硫酸不論濃稀都有腐蝕性等。

二、轉(zhuǎn)化前學(xué)科概念的措施

有關(guān)研究證明，先入為主的前科學(xué)概念在學(xué)生大腦中一旦形成就難以轉(zhuǎn)化，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)理解應(yīng)用新知識(shí)將產(chǎn)生較大影響，大部分是消極影響。因此，教師需要深入了解學(xué)生的前科學(xué)概念的形成原因、方式、特點(diǎn)，認(rèn)真分析判斷學(xué)生的前概念對(duì)新概念學(xué)習(xí)起到積極作用還是消極影響。當(dāng)學(xué)生的前科學(xué)概念和新概念之間有共享的屬性時(shí)，只要通過修剪一些屬性來改變概念結(jié)構(gòu)，通過常規(guī)教學(xué)就可轉(zhuǎn)化概念。當(dāng)前科學(xué)概念和新概念之間沒有共享的屬性時(shí)，單純依靠規(guī)教學(xué)就很難轉(zhuǎn)化，此時(shí)需利用學(xué)生實(shí)驗(yàn)、信息技術(shù)、數(shù)字化儀器等各種教學(xué)手段，設(shè)計(jì)行之有效的教學(xué)活動(dòng)，引發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲，引導(dǎo)他們學(xué)會(huì)克服認(rèn)識(shí)的片面性，這樣理解起概念來會(huì)更加形象，更符合認(rèn)知規(guī)律。

三、轉(zhuǎn)化前學(xué)科概念的教學(xué)實(shí)踐

筆者以科粵版九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)第三單元第三節(jié)《燃燒與滅火》的教學(xué)課例來談?wù)劷虒W(xué)中如何實(shí)現(xiàn)前科學(xué)概念轉(zhuǎn)化。

教學(xué)環(huán)節(jié)一：物質(zhì)燃燒的條件

學(xué)生由書本設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中容易得出燃燒的三個(gè)條件，但是在以往的教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)某些學(xué)生誤以為無論氧氣濃度多少，可燃物都能持續(xù)燃燒，只有沒有氧氣了，燃燒才會(huì)熄滅，這屬于前科學(xué)概念中的條件缺失概念。解決的方法就是利用教科書2.1空氣的成分中吸入空氣和呼出氣體成分含量的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，練習(xí)冊(cè)空氣的成分習(xí)題中的數(shù)據(jù)。利用已學(xué)過的知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生分析討論，從而加深對(duì)燃燒條件的理解，得出“可燃物必須接觸到充足的氧氣”這一準(zhǔn)確的結(jié)論。隨著數(shù)字化時(shí)代的到來，出現(xiàn)了比如氣體傳感儀、pH傳感儀等，它們讓實(shí)驗(yàn)變得準(zhǔn)確、便捷、得到的數(shù)據(jù)更有說服力。[2]而存在于學(xué)生腦海中的一些不準(zhǔn)確的前概念，也可以借助數(shù)字化儀器的方式，讓學(xué)生有更為直觀準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。（如圖1）

圖1

教學(xué)環(huán)節(jié)二：燃燒的定義

初中教科書燃燒的定義是可燃物于氧氣發(fā)生的一種發(fā)光、發(fā)熱的劇烈氧化反應(yīng)。如果單純按照課本教學(xué)容易讓學(xué)生在學(xué)習(xí)新課后形成前科學(xué)概念中的絕對(duì)化概念。為了使學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解由表及里，做好初高中銜接，教師要在知識(shí)整合的基礎(chǔ)上向廣度和深度拓展。解決的方法是利用第二單元第三課時(shí)中離子的形成里的鈉在氯氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)，回顧書本原有知識(shí)，提煉出氯氣也有助燃性這一結(jié)論，再拓展到金屬鎂也能在二氧化碳?xì)怏w中燃燒的事實(shí)，讓學(xué)生知道在一些特殊情況下的燃燒可以在無氧的條件下進(jìn)行，有助于學(xué)生深刻理解燃燒的真正內(nèi)涵。教科書作為學(xué)生學(xué)習(xí)最重要的信息資源，而且有許多地方似乎是相互矛盾的，在新課教學(xué)中要充分利用這些矛盾，使學(xué)生在新舊經(jīng)驗(yàn)之間產(chǎn)生認(rèn)識(shí)沖突，促使他們積極主動(dòng)地轉(zhuǎn)化原有的前科學(xué)概念。

教學(xué)環(huán)節(jié)三：自燃的定義

圖2

初中生通過多種渠道知道了汽車自燃、充電寶自燃甚至是人體自燃，但是他們并不知道內(nèi)在的原理，這屬于前科學(xué)概念中的空殼概念。解決的方法：設(shè)計(jì)一個(gè)拓展實(shí)驗(yàn)將白磷從冷水中取出，用濾紙吸干表面水分，向?qū)W生要一小片報(bào)紙或者紙巾（增加可信度），包住白磷，放在內(nèi)壁上有點(diǎn)潮濕的集氣瓶中（吸收生成的五氧化二磷），一會(huì)兒之后，學(xué)生們將看到紙張燃燒，白磷燃燒生成白煙。（如圖2）眼見為實(shí)后，學(xué)生基本能掌握自燃的實(shí)質(zhì)。實(shí)驗(yàn)不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能通過觀察和實(shí)踐發(fā)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律，驗(yàn)證某些假設(shè)或概念的正確性。教師應(yīng)多創(chuàng)造條件增加學(xué)生實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生在直觀感覺中直接糾正錯(cuò)誤的觀念，加深對(duì)化學(xué)概念、原理的理解，逐漸從知其然轉(zhuǎn)化為知其所以然。

教學(xué)環(huán)節(jié)四：滅火的原理

教師在課前要有的放矢地準(zhǔn)備一些易錯(cuò)題，在練習(xí)過程中總能發(fā)現(xiàn)學(xué)生的知識(shí)薄弱點(diǎn)，其中有一大部分學(xué)生對(duì)于吹滅蠟燭的滅火原理和墻壁的作用都認(rèn)為是隔絕氧氣，這種是前科學(xué)概念中的異質(zhì)性概念。學(xué)生還不習(xí)慣于用化學(xué)的思維去理解問題，這就造成了他們認(rèn)識(shí)出現(xiàn)偏差，如果不及時(shí)糾正，很容易造成了這些前科學(xué)概念在今后的學(xué)習(xí)中將反復(fù)出現(xiàn)。解決的方法是利用希沃軟件中的抽號(hào)器、搶答器、答題反饋器等開展教學(xué)活動(dòng)，通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)學(xué)生前科學(xué)概念，及時(shí)補(bǔ)救。再借助學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自做實(shí)驗(yàn)試試看，把點(diǎn)燃的蠟燭放在墻旁邊，以及讓幾個(gè)學(xué)生對(duì)著一個(gè)學(xué)生吹氣。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中，親身經(jīng)歷后很容易發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與原來的前科學(xué)概念產(chǎn)生沖突，從而形成科學(xué)概念。