前构•解构•重构:转变学生迷思概念的实践路径

作者: 罗焕添

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《义务教育化学课程标准(2022年版)》提出“具有严谨求实的科学态度,敢于提出并坚持自己的见解、勇于修正或放弃错误观点、反对伪科学的科学精神”,对初中化学教学指明了方向,避免对化学概念、知识产生错误的认知,而应该基于文献、数据、实验事实进行证据推理、建构模型来科学理解并建构化学概念和知识。笔者通过教学实践得知不少学生对某些概念、知识的理解依旧不够全面,甚至产生错误的概念,即“迷思概念”。西方有句格言:“偏见比无知离真理更远”。迷思概念是学生头脑中客观存在的非科学知识结构、思维模式,是学生学习化学知识的绊脚石。为搬走“迷思概念”绊脚石,让学生形成更准确、更科学、更系统的概念和知识,可通过前构·解构·重构:转变学生迷思概念的实践路径,从而获得更为全面、科学、系统的概念认知。

一、迷思现象的隐忧

迷思概念是指和现在的学科概念不同的概念。教学中把头脑中存在的与科学概念不一致的认识叫做“迷思概念”。在化学学习中,迷思概念通常展现出其难以撼动的顽固性和潜藏的隐蔽性。这种顽固性,顾名思义,即一旦迷思概念在学生的意识中生根发芽,便难以彻底拔除,尤其是那些通过日常生活经验、直观感受和实际操作而深深植入的观念。比如,学生们对于“水能灭火”和“燃烧需火”的传统看法,即便教师依据科学原理提出与之相悖的解释,学生会抱持审慎与怀疑的态度。隐蔽性则指迷思概念的形成并不依赖于系统的学习,而是在个体的成长过程中逐渐萌发和深化。这些迷思概念在学生脑海中往往不显眼,甚至学生自己也意识不到它们的存在。然而,当学生学习相关化学知识时,隐藏的迷思概念可能会被激活,并影响他们对新知识的理解和应用。

二、转变学生迷思概念的实践路径

初中化学作为化学学科的启蒙阶段,学生在学习过程中,常因知识碎片化、缺乏系统性,易导致学生建立错误概念,即“迷思概念”。在这一阶段,迷思概念的形成尤为普遍,可以说是“迷思概念”的“高发区”。为了有效地转变学生的迷思概念,笔者提出转变学生迷思概念的实践路径。这个实践路径有三个部分:前构迷思框架、解构迷思现象和重构学科知识。这三个部分是层层递进、相互关联的。首先需要前构迷思框架。这个环节需要收集并分析学生的主观想法和经验,特别是那些与科学知识相悖的观点。通过仔细审视这些迷思问题,我们可以更清楚地了解学生的前知和前见,为后续的步骤奠定坚实的基础。接着,进入解构迷思现象阶段。在这一步中,我们创设问题情境、引导学生进行实验探索和文献研究,以引发他们的认知冲突。这样做的目的是让学生深入探究迷思现象的本质和根源。再收集各种形式的证据,包括文献证据、数据证据和实验证据,来揭示迷思现象的真实面貌。最后致力于重构学科知识。在这一阶段,基于之前收集的证据,引导学生转变他们的迷思认知,让学生自主建立科学、准确的概念体系。最终的目标是引导学生自主构建知识体系,将零散的知识点整合成一个完整、连贯的知识框架。

三、转变学生迷思概念的教学实施

笔者以《燃烧的条件》为例,探讨转变学生迷思概念的实践路径。

1.教学思路(下图)。

2.教学过程。(1)前构迷思框架,收集分析根源。笔者在进行《燃烧的条件》教学设计前,收集到学生的迷思问题如下:I.物质燃烧一定需要点燃;II.“水火不相容”;III.物质燃烧一定需要氧气;IV.湿的物品不能燃烧。这些迷思问题反映了学生对燃烧现象的常见误解。其实,I.物质燃烧需要点燃。但自燃现象表明,某些物质可在无直接点火情况下燃烧。II.“水火不相容”通常指水可灭火。但实际上,在特定条件下某些物质也可燃烧。III.物质燃烧常需氧气。但在太空或其他无氧环境中,某些物质仍可燃烧。IV.湿的物品不易燃烧。但某些液体可以燃烧。(2)解构迷思现象,探究迷思证据。为提升学生批判思维能力,应鼓励学生敢于质疑和多角度思考。在进行教学实践时,笔者引导学生基于证据推理进行实验探究。迷思概念I:物质燃烧一定需要点燃。【学生活动】探究实验证据I:如图3所示,将一张滤纸浸入含有白磷的二硫化碳溶液中,充分吸收后,再固定在铁架台上,观察现象。【教师活动】实验现象如何?有没有点燃白磷?【学生活动】经过仔细观察,滤纸缓缓地燃烧起来。【教师活动】白磷的自燃现象,说明燃烧的发生一定依赖于外部的点燃吗?请同学们思考。迷思概念II:“水火不相容”。【学生活动】探究实验证据II:先把白磷放入80℃水中,过一会儿,再通入氧气。【教师活动】80℃水中白磷有没有燃烧?再通入氧气后,实验现象又如何?【学生活动】在80℃的水温下,白磷未展现出燃烧的迹象。但当氧气被引入后,水下的白磷却迅速燃烧起来。观察这一变化,重新构建关于燃烧所需条件的科学认知。【教师活动】在这种条件下,白磷在水下依然能够燃烧。请同学们再次审视并纠正自己的迷思概念。迷思概念III:燃烧一定需要氧气。【学生活动】探究实验证据III:用坩埚钳夹取一根用砂纸打磨过的镁条,将点燃的镁条迅速插入装满二氧化碳气体的集气瓶内,观察现象。【教师活动】在二氧化碳环境中点燃的镁条能继续燃烧吗?【学生活动】观察到镁条剧烈燃烧。【教师活动】从镁条在二氧化碳中的燃烧现象,说明燃烧一定依赖于氧气吗?请同学们重新审视自己的迷思概念。迷思概念IV:湿的物品不能燃烧。【学生活动】探究实验证据IV:将2体积95%的酒精和1体积的水混合.把一块棉布手帕浸入配好的混合液中,浸透后取出,轻轻拧干,用坩埚钳夹持,在酒精灯上点燃。【教师活动】浸湿的手帕能够燃烧吗?【学生活动】浸湿的棉布手帕燃烧起来。【教师活动】既然浸湿的棉布手帕能够燃烧,说明物品的“干或湿”是不是燃烧的条件?请同学们重新审视自己的迷思概念。(3)重构学科知识,建立科学概念。通过实验探究、小组讨论等方式,让学生观察、思考,引导学生基于证据,深入思考燃烧的本质和条件,助力学生主动建构燃烧条件的科学性。

责任编辑 邱 丽

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