摘要： 針對化學教學中學生的錯誤概念不易糾正的問題，依據(jù)認知發(fā)展理論和建構主義學習理論，通過教學實踐中常見化學前概念影響原因分析，闡述了化學教學中的前概念轉變策略，以提升化學教學的有效性。

關鍵詞： 前概念; 科學概念; 概念轉變; 教學策略

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

學科概念教學是化學理論學習中的重要環(huán)節(jié)，化學概念的轉變是形成概念的實質(zhì)，其本質(zhì)是實現(xiàn)從前概念到科學概念的轉變。前概念的研究始于20世紀50年代，心理學家和教育家受認知心理學影響開始探查學生頭腦中的個人認知（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變策略，結合教學實際研究概念轉變對有效教學的幫助。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”“相異構想”等。盡管前概念所用術語眾多，但其基本含義是相同的，即學習者將科學概念的內(nèi)涵增加、減少或替換，導致外延擴大、縮小或移位的概念[1]。

維果斯基認為，學生學習概念的過程并不單是重新獲得概念，還是進行概念轉變的過程。前概念轉變是指學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，是學生對原有概念改變認知、拓展思維和重新建構的過程，也就是學生由前概念向科學概念的轉變過程[2]。在化學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的影響等較多，而針對前概念的解構與重建提出切實可行的教學方法策略較少。教師在教學中，必須先了解學生前概念的形成過程、原因及對教學的影響，才能夠盡可能地利用正確的前概念，創(chuàng)設教學情境，轉化并消除那些錯誤的前概念，從而達成化學概念教學的正遷移，實現(xiàn)概念轉變的目標。

1 前概念類型及其成因

前概念是學習者在學習科學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。學生得到很多化學前概念主要來源于學生的成長過程，由于各人的學習生活經(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，雖然隨著個人的學習閱歷、經(jīng)歷的增長，不斷動態(tài)發(fā)展，但他們對某些科學問題的看法早已經(jīng)形成，具有自發(fā)性，因此前概念對學生的學習會產(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]。學生在學習化學概念前已有的前概念稱為原發(fā)性前概念，這些概念有的是學生基于有限生活經(jīng)驗使用簡單枚舉法進行歸納得到結論，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)涵認識模糊、不全面，造成認知不準，如“光導纖維是纖維”;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;由于學生將自己的生活體驗類比遷移，導致的科學概念學習的困難。學生在學習相關化學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生將習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”;有的是學生缺乏化學思維能力導致錯誤結果，如“各物質(zhì)的濃度相等，反應達到平衡”;有的是進行不當?shù)念惐?，把其中某一對象的有關知識或結論推移到另一對象中去，如“酸堿鹽溶液能導電，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習而形成的，包括相關學科的知識和這些知識的原有準確度，在學習過程中新的錯誤前概念的生成，更加的不利于學生的科學概念的形成，這些不會因教師講授科學概念而很好糾正學生思維中已有的錯誤概念?？梢?，學生已存在的錯誤概念是造成學生化學學習困難的重要原因，對概念教學會產(chǎn)生巨大阻力。

2 教學中前概念轉變的認知過程

建構主義學習理論認為，知識不是通過教師的傳授直接得到的，而是利用必要的學習資料，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獲得的。新舊概念的相互影響存在同化和順應兩個認知過程（見圖1），學習不僅是新經(jīng)驗的獲得同化，同時又是既有知識經(jīng)驗的改造順應，而概念轉變正是從順應的側面來研究知識建構的過程，揭示學生的錯誤概念及其轉變的規(guī)律[4]。從認知心理的角度看，學生的自我調(diào)節(jié)是順應發(fā)生的基本條件，化學教學既是學生發(fā)揮自我調(diào)節(jié)作用的平衡過程，又是學生元認知能力培養(yǎng)和提高的過程。從建構的角度看，原有概念中與新知識一致的部分是同化新知識的固定點，當學生學習的新知識與頭腦中已有的概念不一致或沖突時，學生就會權衡新知識與原有概念的局限和合理性，從而調(diào)整和改造相關概念，包括對原有概念的改造，學習過程包括新知識經(jīng)驗的獲得和對原有知識經(jīng)驗的改造。

3 實現(xiàn)前概念轉變的化學教學策略

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

3.1 “原發(fā)性前概念”轉變教學策略

3.1.1 創(chuàng)設問題情境，更新生活中的前概念

探查學生已有前科學概念是實現(xiàn)概念轉變學習的前提，是教師實施概念轉變教學的起點。通過創(chuàng)設一定問題情境，暴露學生頭腦中的前概念，喚起學生對已有概念的注意，教師據(jù)此確定選擇采用何種教學策略和教學手段，有效地幫助學生實現(xiàn)概念的轉變。如學習糖類知識之前，可設置問題“糖的性質(zhì)有哪些”讓學生回答，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，教學中教師針對學習內(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，學生在回答問題的過程中，可能會表現(xiàn)出一些模糊的認識，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，把學生的思維引向深入，從而有效更新學生對生活中常見前概念的錯誤認知。

3.1.2 利用認知同化，使概念從模糊走向精確

奧蘇貝爾的認知同化學習理論認為，學生從事新的有意義的學習時，必須有適于新知識學習的原有的認知結構，學生學習就是一個同化和發(fā)展自身認知結構的過程[5]。學生利用已有的認知結構，通過分類和比較，將新概念與原認知結構建立聯(lián)系，明確其外延和內(nèi)涵，之后找出原有認知結構中的某些概念和新概念的區(qū)別，從而獲得科學概念。如學生掌握了聚合反應等概念之后學習“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，幫助學生對“高分子化合物”進行精確理解，學生很容易糾正“光導纖維是纖維”的前概念認知，從而實現(xiàn)認識上的飛躍。

3.1.3 運用比較策略，促進原發(fā)性前概念發(fā)生轉變

學生在名稱相近而內(nèi)涵變化的概念的學習過程中，感覺概念關系復雜，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系。教師需要在學生意識到自身存在模糊認識的基礎上，引導學生比較異同，并進一步建構概念間的關系，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)系而使關系復雜，教師需要幫助學生首先理解醇與酯的定義，建構正確的概念之間的關系，通過多加練習以及與真實情境的相互聯(lián)系以幫助學生理解，在此基礎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變。

3.2 “繼發(fā)性前概念”轉變教學策略

3.2.1 利用診斷性評價，讓學生的繼發(fā)性前概念顯化

奧蘇貝爾認為“影響學習的唯一最重要的因素就是學生已經(jīng)知道了什么，并應據(jù)此進行教學”。將已有觀念與新知識建立實質(zhì)性的聯(lián)系才能產(chǎn)生有意義的學習，改造已有知識經(jīng)驗成為學生學習能力提升的關鍵。教師只有了解學生已有的前概念的情況，在教學過程中才能精確把握起點，做好符合認知規(guī)律的教學設計。運用診斷性評價了解學生的繼發(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習過程的認識理解、教學經(jīng)驗的積累等有目的設置相關問題，讓學生展示學習中存在的問題，通過分析這些問題產(chǎn)生的原因，為教師教學策略調(diào)整和優(yōu)化提供依據(jù)。

比如學生在學習“電解質(zhì)導電原因”時，通過調(diào)查可以了解學生中存在的前概念（見表1）。教師要基于這些顯化的概念，通過分析讓學生理解金屬導電是因為有自由電子，再利用類比的方法，由金屬的導電性過渡到電解質(zhì)的導電性，使學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)導電的實質(zhì)，組織學生討論受熱或溶解是如何產(chǎn)生自由離子的，逐步提高學生對微觀的認識，學會類比推理的方法解決問題。利用學生顯化的前概念，選擇適當?shù)膯栴}和教學策略，對前概念中的不一致部分進行認知調(diào)整，克服對相關概念的認知障礙，最終實現(xiàn)前概念的轉化。

3.2.2 激發(fā)認知沖突，促進概念順應轉變

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

3.2.2.1 通過化學實驗設置認知沖突

利用化學實驗，引導學生通過對實驗現(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，從而揭示化學現(xiàn)象的本質(zhì)。如學習鹽的水解時，首先學生測試NaCl、 CH3COONa、 NH4Cl三種鹽溶液pH，通過實驗學生發(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）相矛盾的認知沖突，從而激發(fā)了學生的探究欲望。以此引導學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)認知沖突

違背規(guī)律的事實，將造成學生認知失衡，而這種認知矛盾會強化學生學習的動機。教師可以通過合理的設置情境，讓學生根據(jù)繼發(fā)性前概念進行推斷猜想，然后展現(xiàn)化學知識的真實現(xiàn)象，激發(fā)認知沖突，促使學生用改變前概念的知識結構去順應解釋真實現(xiàn)象。如學生學習鈉的性質(zhì)后，教師可提出“鈉與硫酸銅溶液能否反應”的問題，讓學生進行猜想分析。在學生的前概念中，金屬鈉可置換不活潑金屬銅，學生很快寫出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，學生結合實際現(xiàn)象展開討論，最終得出鈉與溶液中水發(fā)生反應的結論。

3.2.2.3 聯(lián)系生活生產(chǎn)實際制造認知沖突

新修訂的課程標準要求“學生要關注與化學有關的社會熱點問題，認識環(huán)境保護和資源合理開發(fā)的重要性，認識化學對社會發(fā)展的重大貢獻，能運用已有知識和方法綜合分析化學過程對自然可能帶來的各種影響，強化社會責任意識，積極參與有關化學問題的社會決策”?；瘜W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，制造認知沖突。通過初中相關內(nèi)容學習，學生認為二氧化碳常用作滅火劑，遇到火災都可以使用。教學中教師可以將一根鎂條點燃后伸入到二氧化碳氣體中，學生發(fā)現(xiàn)鎂條可以繼續(xù)燃燒。這就會產(chǎn)生與學生繼發(fā)性前概念中不一樣的現(xiàn)象，從而引發(fā)學生認知沖突。由此可讓學生討論當鎂單質(zhì)引發(fā)火災時怎樣進行滅火，幫助學生清晰理解概念間的關系。

3.2.3 通過變式問題辨析，讓學生主動建構科學概念

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

如在學習電解質(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，要引導學生從不同層次加深理解。一是強調(diào)概念關鍵詞“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，學生逐步對化學概念的形成及對概念本質(zhì)的理解有了成功的體驗。因此，教師應根據(jù)講授內(nèi)容采取合適的變式分析的教學策略，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特征的干擾，加深學生對概念本質(zhì)的認識，讓學生不斷地得到改組或重新整合的新知識，達到自我構建科學概念的目的。

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

參考文獻：

[1]李高峰，劉恩山.“前科學概念”的術語和定義的綜述[J].寧波大學學報，2006，28（6）： 43～45.

[2]張建偉.概念轉變模型及其發(fā)展[J].心理學動態(tài)，1998，（6）： 33～37.

[3]詹忠賢.高中化學教學中前科學概念的研究[D].重慶： 西南師范大學碩士學位論文，2004.

[4]高文.建構主義學習的特征[J].外國教育資料，1999，（1）： 35～39.

[5]何雪玲.奧蘇貝爾認知同化學習理論對現(xiàn)代教學的啟示[J].欽州學院學報，2008，（1）： 99～102.

[6]劉玲.高中生物質(zhì)結構知識模糊觀念的探查及轉化策略的研究[D].揚州： 揚州大學碩士學位論文，2014.

[7]陳玉喬.巧用認知沖突，提高化學教學的有效性[J].化學教學，2012，（1）： 18～21.

[8]中華人民共和國教育部制定.普通高中化學課程標準（2017版）[S].北京： 人民教育出版社，2018： 2～100.