伏 偉 姚彥川 朱紅杰

(1.江蘇省邳州新河中學(xué) 221300；2.江蘇省邳州議堂中學(xué) 221300；3.江蘇省徐州市火花學(xué)校 221151)

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(duì)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(yàn)、生活環(huán)境、智力因素、學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)儲(chǔ)備等諸多因素的影響而長(zhǎng)期普遍的存在，在不同的個(gè)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(cuò)誤的.教師在教學(xué)不能以“這是錯(cuò)誤的”結(jié)論，草率地處理錯(cuò)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(duì)后續(xù)學(xué)科知識(shí)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(shí)消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳.

問(wèn)題設(shè)計(jì)：動(dòng)物需要氧氣才能進(jìn)行呼吸而存活，從動(dòng)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(jì)：班級(jí)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(jì)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(guò)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(chǎng)所后，潛意識(shí)認(rèn)為人體進(jìn)行呼吸作用時(shí)吸入氧氣，呼出二氧化碳，忽視空氣中主要成分氮?dú)獾拇嬖?同時(shí)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(guò)對(duì)“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(yàn)證”人呼出的氣體就是二氧化碳.

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

糾偏策略1：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

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(shuō)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(shí)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(shí)間明顯長(zhǎng)于前一組實(shí)驗(yàn).

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(yàn)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(jiǎn)單通過(guò)言語(yǔ)講授，學(xué)生可能僅停留在被動(dòng)接受的層面.維果斯基認(rèn)為，學(xué)生學(xué)習(xí)概念的過(guò)程并不單是重新獲得概念，還是進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變的過(guò)程.教學(xué)過(guò)程中教師不是要急于糾正學(xué)生錯(cuò)誤的前概念，而是通過(guò)設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行有效的實(shí)驗(yàn)探究，得到既貼近生活又符合學(xué)科概念的實(shí)驗(yàn)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(shí)前概念的錯(cuò)誤，從而實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)化，接受科學(xué)的，準(zhǔn)確的學(xué)科知識(shí).在此基礎(chǔ)上可以將原有的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)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(guò)學(xué)生的自主活動(dòng)，驗(yàn)證之，否定之.

糾偏策略2：文獻(xiàn)驗(yàn)證法

教學(xué)情境、問(wèn)題設(shè)計(jì)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(jí)上冊(cè)(2017年第2版)46頁(yè)，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(cè)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示：人體呼出的氣體中二氧化碳的含量?jī)H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(shū)、期刊等所記錄知識(shí)的總和.文獻(xiàn)是記錄、積累、傳播和繼承知識(shí)的最有效手段，是人類社會(huì)活動(dòng)中獲取情報(bào)的最基本、最主要的來(lái)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(guò)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(wèn)題設(shè)計(jì)：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(jì)見(jiàn)表1.

表1

原因分析：

1.葡萄糖是生活中一種常見(jiàn)的糖類物質(zhì)，廣泛地存在于各類食物、營(yíng)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(jiàn)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(yǔ)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(duì)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(huì)意識(shí)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(jì)：

[師]中國(guó)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(ài)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(huì)就是甜的.

[師]這一變化的原因是什么？請(qǐng)用生物學(xué)知識(shí)來(lái)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(jué)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(guò)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(méi)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(yàn)的積累，限于知識(shí)水平，他們很難對(duì)該系列的概念進(jìn)行正確的辨別與選擇.此時(shí)教師不能盲目的“打壓”生活經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生的非合理結(jié)論，而是結(jié)合學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)，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(yàn)或生活體驗(yàn)移植進(jìn)教學(xué)活動(dòng)中來(lái)，有效遷移，激活生活經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)轉(zhuǎn)化的同時(shí)加強(qiáng)對(duì)新知的認(rèn)知與理解.

學(xué)生前概念是基于生活經(jīng)驗(yàn)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(shí)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(shí)儲(chǔ)備.多角度制造認(rèn)知沖突，增強(qiáng)前概念轉(zhuǎn)化動(dòng)機(jī)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，文獻(xiàn)驗(yàn)證等多種策略促進(jìn)前概念的轉(zhuǎn)化.