初中生化学前概念中的相异构想及其形成方式，本文主要内容关键词为：相异论文,学前论文,生化论文,初中论文,概念论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
化学前科学概念（或化学前概念）指学生专门学习化学前所形成的有关化学的认识。此类认识可能正确，也可能部分正确或完全错误。“相异构想”则是指学生形成的偏离科学概念的观点与认识(alternative conceptions)。教学实践和有关研究证明，许多相异构想在学生正式学习化学前就已形成，且这些相异构想潜在于学生头脑中，难以转变，对学生的许多科学活动如观察、理解、应用知识及解决问题等都产生重要影响，尤其是消极影响。为此，了解初中生化学前概念中存在的相异构想及其形成方式，能为相异构想转变策略的研究、学生化学概念的学习提供帮助。
一、化学前概念中“相异构想”的调查与分析
以《全日制义务教育化学课程标准（实验稿）》涉及到的化学知识为载体，通过学生访谈、教师访谈、教师座谈会、试卷分析和调查问卷等形式，笔者了解了初中生已有的化学前概念及存在的相异构想。研究表明，学习化学前学生头脑中存在较多的相异构想，通常表现为：
1.几类概念之间的混淆
(1)日常概念与科学概念混淆 在日常生活中，学生对许多概念已有自己的认识，这些认识对科学概念的形成可能具有积极作用，也有可能产生负面影响。如“纯净”与“混合”是学生日常生活中较为熟知的概念，从而有的学生能知道“纯净物只含一种物质，混合物由几种物质混合而成”，“纯净物不含杂质、混合物含杂质”等。但也有接近89.5%的学生认为“干净、未污染、天然的物质是纯净物”。如有12.9%的学生认为“自燃就是自己烧起来，与外界无关”；很多同学认为“白色”即“五色”“透明”即“无色”等。
(2)学科概念间的混淆 在学习化学前，学生已学过物理、生物等多门课程，这些学科知识中讨论的一些问题也会在化学学科中进一步学习到，但研究的角度会发生变化。可学生仍然会用其他学科中得到的结论解释化学问题。如解释“木炭燃烧所引起的质量变化”时，部分学生能做出“木炭燃烧后灰烬的质量变小”的判断，但是物理中又学过“质量不随物体的形状、位置等的变化而变化”的知识，因此学生陷入了矛盾思维状态，最后给出无法判断或不变的答案，导致错误观点产生。
又如生物课程中涉及到这样的知识点：“淀粉、蛋白质和脂肪都含有碳，并且都能燃烧，这样的物质叫做有机物。水分和无机盐不含碳，并且不能燃烧，这样的物质叫做无机物。”因此有些学生从名称中判断“一氧化碳是有机物”或“纤维素是无机物”等。
调查中笔者还发现，虽然学生在《生物》中已重点学过植物的呼吸作用与光合作用，但多数学生未真正理解其内涵，有些学生将植物的光合作用等同于植物的呼吸作用，认为均是吸进二氧化碳、呼出氧气的过程，有些学生将两者变化过程颠倒，而有些学生则对“呼吸作用”没印象。
2.对概念内涵模糊、不全面的认识
笔者研究中还发现，初中生对某些概念虽有一定的了解，但对其内涵的认识不够全面，不够准确。如：
(1)对燃烧条件的模糊认识 调查中发现，学生基本知道物质燃烧需要氧气，但由于对燃烧条件概念内涵的模糊认识，有61.5%的学生认为“氧气能燃烧”；有37%的学生认为“燃烧需要点燃”或“燃烧需要火”，并在解释水能灭火现象时出现“水能降低物质的着火点、燃烧点”等错误观点。
(2)对金属锈蚀与防护的不全面认识 日常生活经验的积累使学生基本知道铁在潮湿的地方易生锈。但调查表明，大多数学生不知道铁是在氧气、水的共同作用下生锈，认为铁生锈仅是水的作用；由于对金属锈蚀与防护的理解受日常生活经验与平日观察的影响，有43.8%的学生认为“金、银不会锈蚀”；虽然学生基本知道可通过保持金属干燥、擦净金属表面的水防止金属生锈，但也只有极少数学生知道可通过涂防护漆、电镀等方法防止金属锈蚀。
3.对概念外延的错误认识
对概念内涵认识模糊，常导致概念外延的错误扩大或缩小。如由于学生日常生活看到的金属多为固态，感觉比较坚硬等，有30.3%的学生认为“金属都是固态的”，多数同学认为“金属是硬的、比较坚固、比较重”等。甚至有19.4%的学生认为“金刚石是金属”。又如受日常用语的影响，少数学生认为“盐”是“食盐”的简称、“金”即“金属”等。
二、初中生化学前概念中相异构想的形成方式
在调查初中生化学前概念中相异构想的基础上，笔者进一步通过个人访谈的方法，深入了解了初中生形成相异构想的原因，并结合教师访谈、试卷分析、问卷调查等方法，分析了初中生化学前概念中相异构想形成的方式。
1.简单枚举导致相异构想
在一定生活经验基础上，使用简单枚举法进行归纳得到结论，是学生形成化学前科学概念的最主要方式之一，而学生掌握的生活经验是有限的，尤其是学生倾向于根据观察到的事物的某些表面属性，归纳出事物的本质属性或规律，所以容易导致相异构想的产生。如学生在日常生活中观察到草堆、房屋等着火都可用水扑灭，因而会得出“一切火灾都能用水灭”的结论；又因铁锅、铝锅被用于炒菜做饭，故而学生认为“金属不能燃烧”等。
笔者认为，通过这种方式形成的相异构想，由于以一定的生活经验为基础，并且经过了逻辑思维过程，因而扭转这类相异构想相当不容易。
2.错误推理导致相异构想
在解释生活中碰到的一些现象时，由于学生脑海中没有现成的结论，因而学生就会根据已有的知识和经验，进行简单的推理来解释碰到的问题。如，有些学生认为“液态氧是氧气和水的混合物”“铁变成铁水是化学变化”“灭火时只要将火这种物质去掉即可”。可见，推理是学生形成化学前概念的又一重要方式。但如果推理的前提发生错误，就会导致相异构想的形成。如学生之所以认为液态氧是氧气和水的混合物，是因为他（她）有这样的生活经验：液态的物质都是某物质与水的混合物，以此为前提进行推理，得到的结论就发生了错误；同样，学生认为“火是物质燃烧时必需的一种物质”，因而产生了“灭火时只要将火这种物质去掉即可”的想法。
与第一种情况相类似，由于这类相异构想也是以一定的生活经验为基础，而且也经历了逻辑思维过程，因此，该类相异构想不易转变。
3.主观臆测导致相异构想
当学生运用已有知识经验无法解释一些现象与事实时，除了进行一些简单的推理，有时还极易主观臆测，即想当然地运用自己的“理论”进行解释，通过想象来解决问题。如有的学生认为，铁钉生锈就是“氧气和铁钉混在一起，氧分子和铁分子就会混合在一起，所以铁生锈会加重铁钉重量”；如有的学生认为“纸张里面有水，纸张燃烧后质量变轻了，是因为纸张里的水被蒸发掉了”；又如，有的学生认为“水能灭火是因为水中有一种物质可以使火熄灭”。
当学生已有的知识经验相当缺乏，而碰到的问题相对较复杂时，“主观臆测”便成为学生形成相异构想的主要方式。同样这种方式形成的相异构想是比较难以扭转的。
4.望文生义导致相异构想
语义分析（望文生义）是学生前概念特别是“相异构想”形成的重要方式。当学生接触到一个新的、自己不熟悉的概念时，他们会根据字面来给概念下定义。如问卷调查中近80.3%的学生认为“白色污染”是“白色的废品污染”“是一切白色的物体燃烧而成”“白色污染是指没有任何颜色，只是白色的气或烟雾”等，61.3%的学生认为“铅笔中有铅”，65.8%的学生认为“合金即金属的混合物”等。
语义分析是学生学习的一种重要方式，尤其是社会科学的学习。但自然科学中许多概念的形成有着特殊的历史，使得概念的内涵不能仅由概念的外壳——文字来决定，因此，当学生望文生义时，一些相异构想即随之产生。笔者曾对高中、大学化学专业一年级学生进行过化学心智模型的研究，研究表明，即使在化学学习的高级阶段（大学阶段），望文生义的方式仍然影响着学生化学概念的学习，可见，这类相异构想也许能够扭转，但望文生义的学习方式却影响深刻。
5.缺少辩证思想导致相异构想
和高中生相比，初中生的辩证思维能力还有待于提高。在进行口语报告时，我们发现，正是由于辩证思想的缺乏，导致了初中生某些相异构想的产生。如很多学生认为空气中氧气含量越多越好，氧气含量越高，空气质量越好；化学物质都是有毒的、有害的，绿色食品就是不含化学物质的食品等。
以这种方式形成的相异构想，会随着学生辩证思维能力的提高或碰到与自己观点相反的事例而得以转变，因此相对较易扭转。
6.缺乏化学思维能力导致相异构想
初二下学期，学生已经知道分子、原子等概念，但从调查中笔者发现，学生还不具备自觉利用物质结构知识解释一些现象的能力。如当要求学生解释“湿衣服为什么会干”的现象时，很多学生都从物理的角度回答，认为是蒸发的原因。即使经过一年的化学学习，仍有81.6%的学生从物理角度加以解释；当被问及“为什么会闻到花香”时，有些学生认为是风吹的，有些认为是因为人有嗅觉等。
除此之外，学生认识事物时，往往仍停留于具体的物质形态等表观属性上。如大多数学生认为钢和铁不一样，是因为钢比铁重，钢的密度比铁大（实际二者密度一样），当被问及为什么会有这些不同点时，学生往往最后归结为密度、质量等方面，极少从钢和铁的本身组成与结构上考虑；又如对“纸、木材、煤球的点燃方式为什么不一样”的问题，学生有的认为是因为纸薄、煤球的密度大等原因，虽然有些观点是部分正确的，但极少有学生从它们的组成考虑，从它们本身着火点的性质考虑。即学生还缺乏化学思维能力，从而导致相异构想的产生。
针对学生相异构想形成的特点及影响学生化学概念学习因素的分析，笔者认为应从提高学生元认知水平和思维的严密性、深刻性的角度，从培养学生实事求是的科学态度、加强合作型探究学习、拓展学生视野等方面，以及进行变式练习、联系生产生活创设问题情景、加强直观教学、加强实验等角度来转变学生的相异构想。转变学生的相异构想是非常艰巨的工作，有待于大家进一步的研究。