摘要 本文以电解质相关概念为基础,针对高一学生化学概念学习的认知障碍进行研究。结果表明,学生在进行化学概念学习时,一般都存在6种障碍:阅读理解能力差、前概念的影响、宏观、微观、符号三重表征互换困难、缺乏相应的固定点知识、化学概念学习方法欠缺、化学概念抽象难懂。
关键词 高一 化学概念 认知障碍
1问题的提出
化学概念是化学学科建立和发展的基础。它是将化学事实材料经过分析、比较、抽象、概括得出的同类化学事物共同的关键特征或本质属性,是化学事物本质属性及其规律在人脑中的反映。化学概念是化学学科结构的重要组成部分,也是学生学习化学的前提。高一化学的学习是高二高三化学知识学习的基础,但化学概念抽象难懂,当前学生存在化学概念学习一般理解不深,运用困难的现状。
2研究设计
2.1研究目的
本研究旨在探查高一学生在学习化学概念时是否存在障碍,以及障碍的类型,以便不断提高化学基本概念教学的质量。
2.2研究对象
本次调查的对象为广西百色德保高中高一年级学生,共2个班,由不同教师进行执教,共110人。
2.3研究过程
选取5道概念题统一测试进行宏观调查,结合个别学生访谈进行微观分析。
2.4测试内容说明
测试的内容主要针对电解质相关概念,从概念的内涵、外延、本质、宏观—微观转换、概念的应用这几个方面进行设计。概念测试分为5道题目,前3题为选择题,后两题为填空题。
3调查结果及分析
综合答题情况分析,高一学生在进行化学基本概念学习时一般都存在障碍。我们把障碍的类型归纳为以下五个方面:
3.1阅读、理解能力差
阅读、理解能力差主要表现在以下两方面:
3.1.1语言因素引起的障碍
对概念中的一些关键词难以理解、或混淆,无法从整体来理解概念。如电解质概念中学生对“电解”、“电离”、“熔融”难以理解,对“和”、“或”不能很好把握。
3.1.2不能正确理解概念的内涵,不合理地扩大或缩小概念。
在概念内涵中如果不只包括事物的本质特征,还包括事物的非本质特征,就不合理地缩小了概念。如:CaSO4微溶于水,所以不是电解质,把水溶性(非本质特征)包括到电解质的内涵中。相反,在概念内涵中如果包括的不是事物的本质特征,而是其他特性,用其他特征来代替了本质特征,就是不合理地扩大了概念。如将CO2与水反应后导电这一非本质特征代替了电解质的本质特征;将铜“能导电”,代替了“能导电的化合物”,因而造成了学生的错选。
3.2前概念的影响
前概念的产生主要有以下几个方面:
3.2.1原有知识准确度、清晰度的影响
新知识是在原有知识的基础上进行学习,并与之发生作用的,原有知识的准确度、清晰度直接影响着新概念内涵和外延的学习。如电解质概念的学习中,若学生对“化合物”、“熔融状态”等这些知识不掌握的话,就会产生“氯化钠溶液是电解质”的错误观点。
3.2.2日常社会生活经验的影响
学生在日常生活中已经获得了大量的化学方面的感性知识,积累了一定的生活经验,但凭着直觉感觉认识到的东西不一定都是正确的。由于学生的知识经验的有限性,同时他们考虑问题表面化,往往看不到事物的本质,从而容易形成错误的前概念。如认为“能导电的物质就是电解质”;“‘ 盐酸’是电解质”等。
3.2.3语言的影响
概念是用一定的词语来记载,概念的传授和获得也是通过语言做媒介。学生常用在日常生活中形成的对词语的理解来理解化学概念。如盐酸等同于HCl;对“电解质”的概念认识,认为能导电的物质就是电解质等,从而对化学概念产生曲解。
3.3宏观、微观、符号三重表征互换困难
化学是一门在分子、原子层面上研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的自然科学。物质的组成、结构、微观粒子的运动及相互作用等都属于微观范畴,它们的变化直接体现在宏观层面的物质性质和变化上。物质宏观层面上的表现,本质上是微观原子、分子、离子等微粒相互作用的结果。化学符号是从微观层面上科学、简明地表达物质宏观及其变化规律,成为联系宏观和微观的桥梁之一。从宏观、微观、符号3种表征形式上认识和理解概念,并将它们有机地联系在起来,才能形成化学概念完整的表征系统。
调查显示,学生并不能对这三种表征进行很好的转化;物质的宏观状态学生很容易理解,但是并不能从微观层面上进行表征。如电解质在溶液中的存在形式,是分子、离子或是其他,学生无法从微观层面上进行表征。
3.4.缺乏相应的固定点知识
一个问题的解决,实际上是知识、技能协同迁移的过程。这一过程中,一是已有知识的挂靠;二是如何运用已有知识进行操作,即在已有的知识基础上的智力技能迁移。化学概念往往包含多个概念,如电解质的概念“在水溶液或熔融状态下能导电的化合物,叫做电解质”,就包含有“溶液”、“熔融”、“化合物”、“导电”这些基础概念。学生如果对这几个作为“固定点”的基础概念不理解,则理解“电解质”这个概念就十分困难,对相应的用于同化新概念的知识点缺乏,使学生对老师讲解的信息进入大脑时,无法对信息进行合理地表征,不能同化教师所讲的内容,因而对化学概念的学习就很难达到理解。
3.5化学概念学习方法欠缺
化学概念学习方法欠缺,不能正确使用概念形成和同化策略。如上位学习、下位学习,学生对概念的学习是盲目的。如电解质概念外延的判断,对提供的化学物质不会从“酸”、“碱”、“盐”的角度进行归类。
3.6化学概念抽象难懂
化学概念具有抽象性,这也是学生认为化学难学的原因之一。化学概念抽象,难懂主要表现在:化学概念名称与日常生活用语不贴近、陌生;很多描述微观的概念,看不到,摸不着,无法进行想象,如原子、分子、化学键等。
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