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關(guān)鍵詞:概念改變;心理模型;錯誤概念
概念教學(xué)一直是科學(xué)教學(xué)的重要組成部分,其目的就是讓學(xué)生正確理解科學(xué)概念。然而學(xué)生在學(xué)習(xí)概念前已經(jīng)對一些概念有了樸素的理解,這種理解往往與概念的科學(xué)含義不一致,于是概念教學(xué)的重點就變成了改變學(xué)生原有的樸素理解,即概念改變。在中小學(xué)的教學(xué)實踐中教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在某些錯誤概念卻難以改變。究其原因,其中一個就是錯誤概念不僅僅涉及學(xué)生對概念命題本身的理解,更可能涉及學(xué)生對整個物理系統(tǒng),乃至本體類別水平的理解(如圖1)。
圖1 概念改變的難易程度
在認(rèn)知心理學(xué)中通常使用心理模型表征學(xué)生對世界物理系統(tǒng)的理解,只有從根本上改變支撐錯誤概念的心理模型,才能真正達(dá)到概念改變的目的。筆者從心理模型的建構(gòu)過程入手,提出了概念改變的三個關(guān)鍵步驟,在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)地梳理了概念改變的教學(xué)策略。而就本體類別水平上概念改變的探討,將另擬一文。
一、概念改變的心理過程:心理模型的建構(gòu)
學(xué)生在某些概念的理解上會自然而然地流露出一些不正確的觀念,例如,地球是平的,重物先于輕物落下。人們通常稱之為錯誤概念,或中性地稱之為異構(gòu)概念、前概念、樸素概念。我國學(xué)者在探查學(xué)生的前科學(xué)概念上做過一些研究。[1]然而幾乎沒有學(xué)者系統(tǒng)地探討如何改變學(xué)生的錯誤概念,而這個問題恰恰是中小學(xué)教學(xué)實踐亟待解決的問題。在實踐中教師發(fā)現(xiàn)有些錯誤概念難以改變,其中一個主要原因就是學(xué)生的錯誤概念往往涉及對整個物理系統(tǒng)的理解。學(xué)生對一個概念的理解能夠體現(xiàn)出對整個物理系統(tǒng)的理解情況,在已形成的知識體系中學(xué)生錯誤地理解物理系統(tǒng),那么就不可能正確地理解物理系統(tǒng)的核心概念,所以要改變學(xué)生的錯誤概念,并獲得長期效果,就必然要改變學(xué)生對整個物理系統(tǒng)的理解。
這與概念改變研究中的一致觀相吻合,持一致觀的人認(rèn)為學(xué)生給出的不正確答案有一致的理解模式。不同的研究者使用不同的方法捕捉這種一致的“模式”。早期,研究者利用學(xué)生的樸素解釋與中世紀(jì)科學(xué)家的理論相似性,從而得出一致觀,于是學(xué)生的樸素解釋被認(rèn)為是“似理論”的。例如,學(xué)生關(guān)于運動的樸素觀點相似于14世紀(jì)的動力理論,兩者都認(rèn)為:(1)一個物體需要內(nèi)力,并且該內(nèi)力使物體保持運動;(2)移動物體的動力漸漸消失,以至于物體漸漸變慢,停止。近期,研究者通過辨識產(chǎn)生錯誤概念的心理模型種類,捕捉學(xué)生樸素解釋的一致模式。Vosniadou和Brewer(1992)[2]辨識了兒童理解地球的樸素心理模型。與之相似,Chi等人(1994)[3]捕捉到中學(xué)生各種人類循環(huán)系統(tǒng)的心理模型。正是這些不正確的心理模型才使得人們產(chǎn)生錯誤概念,例如一個兒童有這樣的樸素心理模型,即“地球是平的”,如果教師告訴他“地球是圓的”,兒童可能會認(rèn)為“地球像碟子一樣”,中間平坦,四周是圓形的。
圖2 心理模型的建構(gòu)過程
在這里,心理模型是指對某一特定系統(tǒng)的功能部分及其相互關(guān)系的表征,它是學(xué)生理解、推論和預(yù)測的基礎(chǔ),那么學(xué)生學(xué)習(xí)和理解科學(xué)概念的過程其實就是建構(gòu)心理模型的過程,學(xué)生概念改變的心理過程也就是從不正確心理模型向正確心理模型轉(zhuǎn)變的過程。所以只有支撐錯誤概念的心理模型發(fā)生轉(zhuǎn)變,錯誤概念才會發(fā)生根本的轉(zhuǎn)變,并有良好的長期效果。
從認(rèn)知心理學(xué)的研究中可以這樣描述心理模型的建構(gòu)過程(如圖2),首先學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)概念之前已經(jīng)具有理解物理世界的心理模型,這個心理模型往往是不正確的,如果是正確的心理模型,那么就不存在學(xué)習(xí)的過程,更談不上改變的過程。于是學(xué)生要將自己原有的心理模型與物理系統(tǒng)模型進行比較,如果他們能夠認(rèn)識到兩者之間的差異,就會產(chǎn)生認(rèn)知沖突,從事各種建構(gòu)活動,例如推論(其中包括自我解釋推論)、提問、回答問題、解釋、總結(jié)等等,于是學(xué)生產(chǎn)生新的命題和聯(lián)結(jié),獲得新的組織原則,一個新的心理模型就出現(xiàn)了。學(xué)生不斷使用新的心理模型,使之成為自身知識體系中的一部分,當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)新的物理系統(tǒng)時類似的心理模型建構(gòu)過程將重復(fù)出現(xiàn)。在心理模型的建構(gòu)過程中三個關(guān)鍵步驟將對概念改變至關(guān)重要(見下表):首先,認(rèn)識到異常情況,即目前的心理模型不能解釋觀察到的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象,于是產(chǎn)生認(rèn)知沖突;然后,創(chuàng)建新模型,即通過建構(gòu)活動和類比,創(chuàng)建一個新模型,解釋觀察到的事實;最后,使用新模型,即在新的情境中基于新模型做出推論和預(yù)測,并檢驗之。
二、教學(xué)策略之一:直面錯誤概念,引發(fā)認(rèn)知沖突
在概念改變的教學(xué)中,第一個步驟是讓學(xué)生認(rèn)識到目前持有的心理模型與接觸到的資料不相符,學(xué)生進入課堂的時候不是帶著空白的頭腦,而是已經(jīng)具有表征物理世界的心理模型,只不過這些模型常常是錯誤的。有兩個典型的不正確心理模型的例子:一個是曲線動量錯誤,繩上的一個球以圓形軌跡旋轉(zhuǎn),如果任其運動,球的運動路徑將會怎樣?正確的答案是球按照圓的切線方向運動,但有相當(dāng)數(shù)量的人認(rèn)為球應(yīng)按照圓形路徑運動。另一個是滑落錯誤,如果球以一定的速度從桌邊滑出,球的軌跡將會怎樣?正確答案是球應(yīng)該按照拋物線下落,但有人認(rèn)為球?qū)⑺较蚯斑\動,當(dāng)動量耗盡時開始下落。這些錯誤概念背后往往有更深層次的心理模型支持,上述兩個錯誤概念就涉及對運動的根本理解,而且學(xué)生能根據(jù)心理模型,自認(rèn)為正確地解釋一些現(xiàn)象,因此自己意識不到持有的概念是錯誤的,更不必說要改變原有的錯誤概念。
教師能讓學(xué)生認(rèn)識到錯誤概念嗎?Clement發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)的物理課堂教學(xué)很少能消除學(xué)生的錯誤概念。[4]那么采取怎樣的策略和方法能讓學(xué)生認(rèn)識到異常情況呢?Chinn和Brewer[5]討論了給兒童呈現(xiàn)異常資料時所發(fā)生的種種情況:兒童可能會忽視、擱置、拒絕或排斥這些異常的資料,如此種種舉動使前概念得以保持;此外,兒童可能會對異常資料重新做出解釋,或?qū)ψ约旱睦碚撟龀霰砻嫘薷?,但這兩種舉動基本上使他們的前概念得以保持;最后一種情況,他們可能會改變自己的核心觀念,形成某種新的理論和圖式。Chinn和Brewer[5]鑒別出十一種有助于學(xué)生成為反思理論改變者的教學(xué)策略(如圖3)。這些策略包括削弱前概念的根基;引進另一明確且可信的相異理論;給學(xué)生提供清晰且可信的資料,且這些資料與新觀念構(gòu)架相一致,但與舊觀念相異;最后鼓勵學(xué)生證明這一新觀念的合理性,并做出深加工。
圖3 成為反思理論改變者的教學(xué)策略
這些策略大部分是讓學(xué)生比較原有心理模型與物理系統(tǒng)模型,通過比較促使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突,認(rèn)識到自己的心理模型是有瑕疵的,從而推進心理模型順利的建構(gòu)。在這一過程中,認(rèn)知沖突的產(chǎn)生直接關(guān)系到后面的建構(gòu)過程。在一項課堂研究中,[6]要求五年級和六年級的學(xué)生預(yù)測某一結(jié)果,然后進行測量,并解釋為什么測量的結(jié)果與預(yù)測的結(jié)果相沖突。例如,學(xué)生拉一張很重的桌子,沒能拉動,于是認(rèn)為沒有力作用其上。然而,學(xué)生使用測力計,測到施加在桌子上很大的力。在隨后的課堂討論中,學(xué)生不得不協(xié)調(diào)相互沖突的信息,即物體沒被移動,而仍然有力施加其上。那些參與認(rèn)知沖突活動的學(xué)生在解決物理問題上顯示出了更大的進步。總之,正如Limon所說:“認(rèn)知沖突看起來是概念改變過程的起點?!盵7]
三、教學(xué)策略之二:促進建構(gòu)活動,提供具體類比
一旦學(xué)生產(chǎn)生了認(rèn)知沖突,認(rèn)識到他們的心理模型是有瑕疵的,下一步就應(yīng)該進行各種建構(gòu)活動,創(chuàng)建新模型。在這一過程的教學(xué)中教師應(yīng)促進學(xué)生進行各種建構(gòu)活動,提供具體的類比,幫助他們建立正確的新模型。學(xué)生的建構(gòu)活動有推論(其中包括自我解釋)、提問、回答問題、解釋、總結(jié)等等,這些建構(gòu)活動將有助于概念改變。Chi[3]讓學(xué)生學(xué)習(xí)陳述性知識──人類的雙循環(huán)系統(tǒng)時,14名八年級的學(xué)生沒有受過任何集中訓(xùn)練,僅在讀完每一句文字后,進行自我解釋,而另外十名學(xué)生讀同一文本兩次。開始時多數(shù)學(xué)生帶有單循環(huán)的心理模型,而在學(xué)習(xí)文本后促進自我解釋組有更多的學(xué)生獲得了雙循環(huán)模型,同在促進自我解釋組中高自我解釋的學(xué)生比低自我解釋的學(xué)生能夠更深入地理解文本。可見促進建構(gòu)活動將有助于學(xué)生心理模型的建構(gòu)。
按照Posner等人的觀點,新模型必須是可理解的(新模型必須明白、清晰、具有內(nèi)在的一致性,學(xué)生能容易地理解它)、合理的(新模型是一種可能的替代模型,學(xué)生所使用的數(shù)據(jù)知識應(yīng)與新模型相符)、有效的(即新模型必須比舊模型在有用性上更可取,學(xué)生并能在新的情境中使用該模型)。[8]那么怎樣才能更好地理解新物理系統(tǒng)呢?Gentner提出學(xué)生要把新系統(tǒng)與熟悉的系統(tǒng)聯(lián)系起來,由此理解新系統(tǒng)是如何運作的。[9]其實,很長時間以來科學(xué)教學(xué)的策略之一就是將要學(xué)的新現(xiàn)象比擬成另一熟悉的現(xiàn)象,這是由于科學(xué)教學(xué)常涉及理解一些無法直接觀察到的事物,因此參照某些可觀察到的事物或曾有體驗的事情能夠更好地促進理解。例如,有時人們把電流比擬為水流系統(tǒng),在這個系統(tǒng)中電線像水管,電子像水,電池像水泵,而電阻像水管中窄的部分,有時人們把電流比做通過走廊的人流。在科學(xué)教育中類比的使用相當(dāng)流行,美國《化學(xué)教育雜志》中曾辟有“應(yīng)用與類比”定期專欄。
類比已明確地用于幫助學(xué)生克服一些錯誤概念,尤其是在一些常見的錯誤概念中,使用“橋式”(bridge)類比有很好的效果。在沒有學(xué)習(xí)牛頓第一定律時,多數(shù)學(xué)生認(rèn)為桌子不會對置于其上的書施加向上的力,但他們相信在用自己的手向下壓彈簧時,彈簧會發(fā)力,僅以彈簧充當(dāng)類比,通常不能起到改變學(xué)生錯誤概念的作用,但使用某種既含原事例(桌子上的書)又含類比事例(手按彈簧)的中間類比(在有彈性的泡沫墊上的書),能夠收到更好的教學(xué)效果。
類比很難完美無缺,因此在使用類比時總會暴露出某些問題。例如太陽系與原子相類比,這樣可能有助于學(xué)生構(gòu)想原子中的電子與原子核的關(guān)系,但同時也可能會使學(xué)生做出并不確切的推論。某個學(xué)生可能會猜想,既然行星與太陽間存在重力吸引,那么在電子與原子核之間也可能存有這種吸引力;電子是在單一的平面上圍繞著原子核運動的。這些顯然是錯誤概念。因此類比可能對學(xué)生有幫助,但也可能會誤導(dǎo)學(xué)生。在有些情況下,學(xué)生可能過分地拓展類比,建構(gòu)一些不正確的概念。例如,在日常生活中有這樣一個例子,許多人會認(rèn)為恒溫加熱器在加熱房間時像水龍頭一樣操作,只要將刻度盤的指針調(diào)得更高,房間便會熱得更快。因此,為了防備類比的過分?jǐn)U大或誤用,在教學(xué)中應(yīng)引介多方面類比。
可見,好的類比應(yīng)具有更顯著的語義上的相似性,結(jié)構(gòu)上的對應(yīng)性,以及實用上的相關(guān)性。類比能引發(fā)學(xué)生對主題的思考,但也應(yīng)明確比喻的局限性。教師應(yīng)當(dāng)指出類比在何處是不適用的,不確切的。此外,教師應(yīng)盡量使用學(xué)生熟悉的那些事物作類比,應(yīng)清晰地表明類比之間在語義和結(jié)構(gòu)上的相互對應(yīng)。總之,無論促進學(xué)生的建構(gòu)活動,還是提供相似而具體的模型作類比,都能幫助學(xué)生替換不正確的心理模型,建構(gòu)正確的新模型。
四、教學(xué)策略之三:使用新建模型,檢驗研究假設(shè)
雖然新的心理模型已經(jīng)建立起來,但整個的建構(gòu)過程還沒有結(jié)束,如果要使心理模型真正地成為知識體系中的一部分,還要知道如何運用心理模型,并在此基礎(chǔ)上做出解釋、推論和預(yù)測,這樣才算完成整個的概念改變過程。于是學(xué)生要在新的情境中運用新模型來解釋和預(yù)測。有可靠的證據(jù)表明,高中生在科學(xué)推理的兩個重要方面都存在相當(dāng)?shù)睦щy,即產(chǎn)生理論和解釋數(shù)據(jù)。例如,Klahr[10]讓學(xué)生指出,在稱做BigTrack的程控玩具車上RPT按鈕能夠做些什么。學(xué)生可以在控制板上以任何順序按下按鈕,于是可以觀察到車的運行情況。大多數(shù)兒童僅僅考慮到一個理論,而忽視與之相沖突的結(jié)果,并且只是不斷地重復(fù)檢驗同樣的理論。在一個計算機模擬生物實驗中,[11]大多數(shù)學(xué)生懷有一個理論開始實驗,并做實驗意圖證實這個理論(即通常所說的證實偏見)。當(dāng)結(jié)果數(shù)據(jù)與他們的理論相沖突時,大多數(shù)學(xué)生傾向于忽視這些結(jié)果,繼續(xù)試圖證實他們的理論。所以,大多數(shù)學(xué)生不能判斷數(shù)據(jù)是否駁斥了理論,并且在某種程度上不會系統(tǒng)地檢驗假設(shè)。
怎么做才能提高學(xué)生檢驗假設(shè)的能力呢?當(dāng)Lawson和Snitgen[12]在如何檢驗生物理論假設(shè)上,提供了直接教學(xué)時,學(xué)生在科學(xué)思維測驗分?jǐn)?shù)上提高很大。在一項具有典型意義的研究中,[13]七年級的學(xué)生參與為期三周的科學(xué)教學(xué)單元,單元重視科學(xué)思維,其中包括集中考察一些題目,例如“為什么酵母、面粉、糖、鹽和溫水在一起會產(chǎn)生氣體?”參與的學(xué)生在科學(xué)和科學(xué)研究的觀念上有了相當(dāng)大的提高??傊胁粩喑霈F(xiàn)的證據(jù)表明教師可以傳授科學(xué)推論,幫助學(xué)生以新建的模型為基礎(chǔ)做出推論和假設(shè)。
五、總結(jié)
概念改變教學(xué)被納入到心理模型的建構(gòu)框架中來探討,目的有兩個:其一,概念改變不能僅僅從概念本身入手,更重要的是要關(guān)注支撐錯誤概念的心理模型,這往往是概念難于改變的更為重要的原因。第二,從概念改變的心理過程,即建構(gòu)心理模型這一認(rèn)知過程著手,以一種新的視角梳理概念改變教學(xué)的方法和策略,能使人們更加明晰不同的策略和方法是在建構(gòu)模型的哪一步驟起作用,以期改善概念改變的教學(xué)。但同時也要指出,不能片面地割裂整個心理模型的建構(gòu)過程,而單單促進某一步驟的學(xué)習(xí),忽視其他步驟的教學(xué),在這里之所以展現(xiàn)一個完整的建構(gòu)過程,就是期望教育工作者能從系統(tǒng)而完整的建構(gòu)過程來考慮概念改變教學(xué),運用多種策略和方法,從不同的心理模型建構(gòu)階段,更有效地促進學(xué)生錯誤概念的改變過程。
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關(guān)鍵詞:概念;本質(zhì)屬性;教學(xué)策略
一、小學(xué)數(shù)學(xué)概念研究現(xiàn)狀
對小學(xué)數(shù)學(xué)概念教學(xué)的研究主要包括以下幾個方面:(1)小學(xué)數(shù)學(xué)概念教學(xué)定義的了解、掌握和應(yīng)用;(2)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)概念的方法和策略;(3)從小學(xué)生的思維發(fā)展水平為出發(fā)點研究小學(xué)數(shù)學(xué)概念的教學(xué)原則和要求、小學(xué)生能力培養(yǎng)方法;(4)研究小學(xué)數(shù)學(xué)概念教學(xué)的選材和教學(xué)模式;(5)研究小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)概念和現(xiàn)實原型的關(guān)系。
二、小學(xué)數(shù)學(xué)概念教學(xué)存在的問題
1.忽視概念的形成過程
一個數(shù)學(xué)概念形成的過程通常是艱難并漫長的,需要經(jīng)歷直觀感知、反復(fù)抽象、循序漸進,才能夠被真正地理解。例如,第一次學(xué)習(xí)解方程時,教師應(yīng)該先讓學(xué)生充分地經(jīng)歷探索等式性質(zhì)這個過程,然后才能自然地去發(fā)現(xiàn)解決方程的方法。但有些老師卻忽視了這個過程,只為了追求所謂的“效率”,一切“從簡”,便直接讓學(xué)生背過等式的性質(zhì),然后就讓學(xué)生大量地練習(xí)怎么解方程,只教學(xué)生“做什么”“怎么做”,卻忽略了“為什么”的問題。這是一種機械的不科學(xué)的學(xué)習(xí)過程。
2.忽視概念的基礎(chǔ)過渡
數(shù)學(xué)教材中,存在很多概念的理解是建立在前面概念的理解基礎(chǔ)之上的。前一個基本的概念是基礎(chǔ),是橋梁,而教材中卻往往缺少對這個基礎(chǔ)概念的教學(xué)。那么,首先教師要準(zhǔn)確地把握教材,找到概念的切入口。例如,在認(rèn)識除法之前,學(xué)生必須充分懂得“什么是平均分”,在認(rèn)識多邊形之前,學(xué)生需要先認(rèn)識“邊”,數(shù)學(xué)上所說的“邊”應(yīng)該具有哪些特點。而對于一些個新的教師而言,由于缺乏經(jīng)驗,對教材的理解不是那么透徹,經(jīng)常會忽視對這些基礎(chǔ)概念的教學(xué)。
3.忽視概念的靈活應(yīng)用
數(shù)學(xué)概念的鞏固主要是通過實際應(yīng)用來實現(xiàn)的。通過應(yīng)用,不僅可以使學(xué)生加深對概念的理解,促進對概念的鞏固,還有利于開發(fā)學(xué)生的思維,培養(yǎng)和提高學(xué)生的數(shù)學(xué)能力。許多老師上課練習(xí)就僅僅是照搬教材,照本宣科,沒有任何的拓展、對比和變式,使學(xué)生對概念的理解只停留在表面,似懂非懂,一旦遇到綜合性比較強的實際問題,就不知道從何下手。
三、小學(xué)數(shù)學(xué)概念教學(xué)的對策
1.圖形輔助型的教學(xué)策略
語言是師生之間表達(dá)溝通的工具,語言在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中發(fā)揮著特別重要的作用,它能夠加深學(xué)生對概念的理解,在教學(xué)過程中,教師應(yīng)該讓學(xué)生用自己的理解表達(dá)出圖示所代表的含義,從而提高學(xué)生的語言表達(dá)能力,還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生把握圖示所表達(dá)出的共同特征,與生活概念嚴(yán)格區(qū)分開,培育學(xué)生的數(shù)學(xué)感,以概念教學(xué)為主,通過認(rèn)知心理來獲得數(shù)學(xué)概念,形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu),揭示概念所反映的事物的本質(zhì)特征,通過概念的運用來得到強化和鞏固,逐漸提高學(xué)生的思維水平。
2.字形結(jié)合型的教學(xué)策略
在該形式呈現(xiàn)的概念中,“形”的意義深刻,因此,教師要抓住事物的本質(zhì)屬性,引導(dǎo)學(xué)生正確理解“形”。幫助學(xué)生綜合字形的含義,將概念內(nèi)化,使之與非本質(zhì)屬性區(qū)別開,把表達(dá)概念的“字”與“形”結(jié)合起來。
3.定義式的教學(xué)策略
通過多層次的分析,抓住概念中的關(guān)鍵性詞匯,將抽象概念具體化。合理應(yīng)用變化的形式,說明概念的本質(zhì)。
4.階段性的教學(xué)策略
靈活運用多種引入方法,創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)情境,提供感性的材料,幫助學(xué)生建立清晰的表象。引入概念是第一步,最重要的是講解概念的階段,教學(xué)策略要解釋清楚內(nèi)涵和外延,讓學(xué)生全面理解,注重前后銜接;發(fā)展所教的概念,注重直觀的情境,將概念具體化;注意它們之間的聯(lián)系和區(qū)別,將概念系統(tǒng)化,促進記憶,學(xué)以致用。
5.全程教學(xué)策略
構(gòu)建學(xué)生多問、老師少講的學(xué)習(xí)框架,促進學(xué)生開動腦筋思考問題,然后老師選擇最恰當(dāng)?shù)臅r機給學(xué)生答疑解惑,以舊導(dǎo)新,引導(dǎo)學(xué)生消化吸收新的知識,并增加學(xué)生的實踐機會,提高學(xué)生的動手能力。
參考文獻(xiàn):
[1]蔣文.小學(xué)數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗積累策略分析[J].考試周刊,2015(12).
論文摘要:文章從三個方面入手對高中化學(xué)概念的教學(xué)進行探討,包括:創(chuàng)設(shè)問題情景,讓學(xué)生參與化學(xué)概念的形成過程;突出概念中關(guān)鍵字、詞的理解,加深記憶;循序漸進,引導(dǎo)學(xué)生逐步深化和發(fā)展概念。
化學(xué)概念教學(xué)策略的使用應(yīng)充分考慮教學(xué)目的和要求、學(xué)生學(xué)習(xí)的需要和教師教學(xué)的特點,本著“適應(yīng)性、可行性、有效性”的原則來選擇。我們認(rèn)為,新課程教學(xué)理念下的化學(xué)概念教學(xué)策略應(yīng)該以引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)為基調(diào),以學(xué)生主動和有效學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)策略為基礎(chǔ),注意培養(yǎng)學(xué)生的主體意識和主體能力,注意引導(dǎo)、促進學(xué)習(xí)主體形成和掌握合理的學(xué)習(xí)策略。以下筆者結(jié)合自身教學(xué)實踐對高中化學(xué)概念的教學(xué)策略進行闡釋。
一、創(chuàng)設(shè)問題情景,讓學(xué)生參與化學(xué)概念的形成過程
(一)引入概念。通過學(xué)生實驗和教師語言,創(chuàng)設(shè)問題情境,激活原有知識,啟迪學(xué)生積極思維?!拔覀冎?,酸的水溶液呈酸性,堿的水溶液呈堿性,那么,鹽的水溶液呈什么性?”此時不必評論學(xué)生的判斷,而是設(shè)計一個學(xué)生實驗,測定純水、NaCl,CH3C00Na,NH4Cl溶液的pH值,學(xué)生通過自己親自動手實驗,發(fā)現(xiàn)鹽的水溶液也有酸堿性,與原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)產(chǎn)生矛盾,探求知識的欲望被激發(fā)出來,從而進入了認(rèn)真分析、積極思考的學(xué)習(xí)過程。
(二)建立概念。當(dāng)學(xué)生的思路被教師引入矛盾之中時,思維高度活躍,急于尋求答案,但是受知識水平、思維方式、心理素質(zhì)等因素影響,不一定能找到解決問題的途徑。此時教師發(fā)揮主導(dǎo)作用,給學(xué)生一套事先設(shè)計好的由表及里、層層深入,能夠揭示事物本質(zhì)的思考題,啟發(fā)、誘導(dǎo)學(xué)生自己進行分析、推理和判斷。例如,當(dāng)學(xué)生尋求CH3COONa溶液呈堿性的原因時,可以設(shè)計這樣一組問題,為學(xué)生提示思維的方向,從而減少思維的盲目性。(1)醋酸鈉溶液中有哪些離子?溶液中有哪些電離過程?(2)它們能否結(jié)合成難電離物質(zhì)?(3)離子相互作用時對水的電離平衡有何影響?(4)最終會引起溶液中CH+與CoH一如何變化?學(xué)生通過對這組問題的探討和分析,找到CH3COONa溶液呈堿性的原因,初步形成鹽的水解的概念。
二、突出概念中關(guān)鍵字、詞的理解,加深記憶
抽象性決定了小學(xué)數(shù)學(xué)概念教學(xué)一直是個難題。教學(xué)中可創(chuàng)設(shè)合適的數(shù)學(xué)情景,在實景中讓學(xué)生動手操作體驗,通過學(xué)生已知概念去認(rèn)識、理解新概念,以圖形結(jié)合的方式形成新概念,并實際應(yīng)用中強化概念的教學(xué)方式,讓學(xué)生真正在心理上理解和掌握概念,接納所學(xué)的知識。
概念;創(chuàng)設(shè)情景;動手操作;實踐體驗
《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》主張:要創(chuàng)設(shè)與學(xué)生生活環(huán)境、知識背景密切相關(guān)的,又是學(xué)生感興趣的學(xué)習(xí)情境,引領(lǐng)學(xué)生去體驗,讓他們在觀察、操作、猜測、交流、反思等活動中,準(zhǔn)確深入體會數(shù)學(xué)知識的產(chǎn)生、形成與發(fā)展的過程,獲得積極的情感體驗,感受數(shù)學(xué)魅力。所謂概念是指“從豐富而典型的具體例子出發(fā),學(xué)生通過自己的實踐活動,歸納、概括出一類事物的共同本質(zhì)特征?!睌?shù)學(xué)概念抽象性決定了小學(xué)數(shù)學(xué)概念教學(xué)始終是一個難題,因而在概念教學(xué)中需要創(chuàng)設(shè)合適的數(shù)學(xué)情景,在實景中讓學(xué)生動手操作體驗,由已知概念去認(rèn)識、理解新概念,通過圖形結(jié)合的方式形成新概念,在實際體驗中強化概念,讓學(xué)生真正在心理上理解和掌握概念。概念的形成是由特殊到一般,具體到抽象、通過仔細(xì)的分析、綜歸納合最終形成的。下面就從三個方面談?wù)勑W(xué)數(shù)學(xué)的概念形成教學(xué)策略。
一、在生活情境中體驗數(shù)學(xué)概念
數(shù)學(xué)來源于生活,數(shù)學(xué)知識與現(xiàn)實生活有著千絲萬縷的聯(lián)系。因而學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)是一種有意義的活動。所以,我們要把數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容盡可能地生活化,要創(chuàng)設(shè)良好的生活體驗情境,有效激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在心理需求,讓他們真切地感受到數(shù)學(xué)原來就在我們?nèi)粘I钪?,并且有著廣泛的應(yīng)用價值,從而激起良好的數(shù)學(xué)情感。
如在分?jǐn)?shù)的教學(xué)時,可以創(chuàng)設(shè)“買賣物品”情景:讓學(xué)生輪流當(dāng)“售貨員”和“顧客”,進行“買賣”游戲活動?;顒忧埃覟槊總€學(xué)生準(zhǔn)備各種面值的紙幣。課堂上先讓學(xué)生認(rèn)識、辨別這些人民幣及其幣值的大小,接下來進行小組活動:①每人購買的商品必須有文具盒(5元)、鉛筆(5角)、橡皮筋(1角);②用所發(fā)的錢,看單獨買一件物品需要多少錢,是一個整數(shù)嗎?③說說如果買兩件不同的物品,該如何計算計價?④ 如果買五個橡皮筋相當(dāng)于買一只鉛筆的錢,買一個橡皮筋相當(dāng)于多少只鉛筆,買一個文具盒相當(dāng)于1支鉛筆,買一只鉛筆相當(dāng)于多少文具盒的錢呢?
由于“買賣物品”這種活動對于學(xué)生而言是再熟悉不過的,他們都有切身的體會,借助這樣的活動,把枯燥、乏味的數(shù)學(xué)知識融入日常生活活動之中,讓課堂轉(zhuǎn)化成為學(xué)生看得見、摸得著、活生生現(xiàn)實生活情境,很好地激發(fā)了學(xué)生參與活動的愿望,體驗到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的 樂趣。
二、在動手操作中理解數(shù)學(xué)概念
“手和腦之間有著千絲萬縷的聯(lián)系,這些聯(lián)系起著兩個方面的作用。手使腦得到發(fā)展,使之更加明智;腦使手得到發(fā)展,使之變成創(chuàng)造的聰明工具,變成思維的工具和鏡子?!碧K霍姆林斯基這一精辟的論述,闡明了動手操作與思維之間具有相互聯(lián)系,相互促進,相互發(fā)展的辯證關(guān)系。其實學(xué)生在動手過程中是一個腦控制手的過程,這是促進學(xué)生思維健康發(fā)展的一種有效手段。因此,我們在教學(xué)時,要抓住學(xué)生“以直觀形象思維占主導(dǎo)地位”的心理特點,以及手腦之間的內(nèi)在聯(lián)系,創(chuàng)設(shè)動手操作情境,引導(dǎo)學(xué)生用眼看一看,用手做一做,用心想一想,用口說一說,在“做數(shù)學(xué)”過程中,去體驗知識、理解和掌握知識。
如:在小學(xué)二年級教學(xué)《角的認(rèn)識》一課時,我是這樣設(shè)計的:
1.找角:睜開你們明亮的眼睛,找一找身邊有哪些角。
2.摸角:閉上眼睛拿出三角板,摸一摸,感受角是什么樣子的。
3.比角:小組內(nèi)拿出你們自己的角比一比誰的角大,說說從中你發(fā)現(xiàn)了什么。
4.折角:用紙片折出一個角。
5.畫角:用三角板在本子上畫出一個角。
6.擺角:用2根小棒擺擺看,能擺出幾種角。
經(jīng)過以上幾個步驟的教學(xué),學(xué)生多感官參與,全方位感悟角的特征,使角的概念在學(xué)生頭腦中漸漸清晰起來,真正形成一個具體、完整、準(zhǔn)確的認(rèn)知,培養(yǎng)了學(xué)生初步的空間觀念,又訓(xùn)練了動手操作能力。
三、由已知概念去認(rèn)識、理解,并形成新概念
小學(xué)生數(shù)學(xué)一般是由已知推導(dǎo)未知,小學(xué)生數(shù)學(xué)概念的建構(gòu),需要以原有知識經(jīng)驗為基礎(chǔ),通過已有的概念去認(rèn)識和理解新概念。如學(xué)生在學(xué)習(xí)“正方形面積”概念前,原來就學(xué)過“長方形面積”的求法,知道簡單地說明是普遍到特殊的這樣一種情況,因為原來“長方形面積”概念是學(xué)生頭腦已經(jīng)有過的,那么“正方形面積”這個新概念獲得自然而然就形成了,很容易理解和掌握,但如果學(xué)生事先沒有已知概念為基礎(chǔ),那就很難去真正理解新概念的內(nèi)涵和外延。通常,原有知識經(jīng)驗基礎(chǔ)越好,理解新概念越容易,準(zhǔn)確,印象越深刻。例如小學(xué)二年級人教版教材中“三角形”的概念:“由三條線段圍成的圖形叫做三角形”。需要提前理解并掌握“線段”這個概念,并且要理解關(guān)鍵詞“圍成”。這其中的“線段”不同于直線、射線,也不是曲線?!皣伞毙枰斫馊龡l線段必須什么條件下才可以圍成一個圖形,即兩線段之和大于第三條線段,兩線段之差小于第三條線段。例如,3 厘米、2厘米、7 厘米這樣三條線段,不能圍成一個三角形;3 厘米、2厘米、5 厘米的三條線段,也不能圍成一個三角形;如果三條線段是3 厘米、2厘米、4 厘米,這樣就可以圍成一個三角形。只有真正理解了 “線段”的概念、“圍成”的含義,學(xué)生才能真正理解三角形的概念。
關(guān)鍵詞:分析化學(xué);概念;專業(yè)教育;教育改革
分析化學(xué)以概念為細(xì)胞,通過分析策略對研究對象進行多重信息捕獲,是一個不斷從抽象到具體的開放體系。分析化學(xué)教學(xué)首先要求學(xué)生正確理解和掌握本門課程的基本概念、基本理論和基本規(guī)律。如同細(xì)胞是構(gòu)成生命的最基本結(jié)構(gòu),承載著細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能等諸多層面的信息,“概念”作為分析化學(xué)的細(xì)胞,是構(gòu)成理論與規(guī)律的基本元素;亦折射出分析化學(xué)家的深邃思想,反映分析化學(xué)知識體系的內(nèi)在聯(lián)系,體現(xiàn)分析化學(xué)的現(xiàn)實意義。如何有效教授學(xué)科概念已成為分析化學(xué)專業(yè)教育的核心,亦成為提高教學(xué)質(zhì)量的重要課題之一。
對于分析化學(xué)概念而言,“挖掘其思想性、思考其現(xiàn)實性、理解其準(zhǔn)確性、學(xué)習(xí)其創(chuàng)新性”不失為全面理解、徹底掌握、靈活運用的良方。
一、思想性
1.初學(xué)者先入為主
在專業(yè)知識構(gòu)建的過程中,最基本的單元往往是某個概念的建立。概念往往是初學(xué)者對本學(xué)科先入為主的感知,尤為關(guān)鍵。對于實現(xiàn)“提升學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力”這一提高專業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的深層次要求舉足輕重。分析化學(xué)往往作為專業(yè)基礎(chǔ)課在大學(xué)低年級開設(shè),對于廣大習(xí)慣于中學(xué)教育以“灌輸知識”為主的大學(xué)低年級學(xué)生而言,短時間接受相對海量的陌生專業(yè)知識、實現(xiàn)自主構(gòu)建專業(yè)知識顯得有些困難。尤其是實現(xiàn)對分析化學(xué)學(xué)習(xí)過程中遇到的概念的理解與運用更具挑戰(zhàn)。
值得一提的是分析化學(xué)中儀器分析方法的校正策略,這在化學(xué)學(xué)科中極其重要,它不僅單純地應(yīng)用于分析目的,而且還廣泛地應(yīng)用于研究和解決各種化學(xué)理論和實際問題。在定量分析中,除重量法和庫侖法外,所有的分析法都需要進行校正,即建立測定的分析信號與被分析物濃度的關(guān)系。一般來說,最常用的校正方法有三種:工作曲線法(外標(biāo)法)、標(biāo)準(zhǔn)加入法以及內(nèi)標(biāo)法[1]。以上三種方法通常是以術(shù)語的形式教授學(xué)生的,筆者認(rèn)為,倘若從“儀器分析方法的校正策略”這一角度出發(fā)引導(dǎo)學(xué)生,讓學(xué)生了解這三種方法產(chǎn)生的背景、適用的范圍以及三者間內(nèi)在的區(qū)別與聯(lián)系,在此基礎(chǔ)上學(xué)生更容易體悟這些概念的思想性,不僅有助于深入理解,而且有利于自主挖掘其深層次內(nèi)涵。如此,還可由“工作曲線法(外標(biāo)法)”引出“最小二乘法”,由“標(biāo)準(zhǔn)加入法”引出“外推法”等概念,亦可將“內(nèi)標(biāo)法”視為外標(biāo)法的改進。在此過程中,相信學(xué)生也會驚嘆于分析化學(xué)家的睿智,領(lǐng)略其思想光芒。
2.分析化學(xué)的界定
分析化學(xué)在20世紀(jì)經(jīng)歷了三次重大變革,如今進入分析科學(xué)時代。分析化學(xué)的傳統(tǒng)定義可以用解決“是什么”和“有多少”兩個問題來加以概括[2],即定性分析和定量分析。如今,從某種意義上說,現(xiàn)代分析化學(xué)是一門獨立于化學(xué)之外的多科性科學(xué)。
如上所述,歐洲化學(xué)會聯(lián)合會在集思廣益的基礎(chǔ)上對分析化學(xué)提出了新定義(已被1993 年9 月5 日在愛丁堡舉行的歐洲分析會議接受):“分析化學(xué)(分析學(xué))是一門自然科學(xué)。它致力于建立和應(yīng)用各種方法、儀器和戰(zhàn)略以獲得有關(guān)物質(zhì)在一定時間或空間內(nèi)的組成、結(jié)構(gòu)和能態(tài)的信息”。這是一個高度概括的定義,它包括了任務(wù)、手段、目標(biāo)和適用面。
顯然,傳統(tǒng)定義側(cè)重技術(shù)層面,而新定義則更突出思想性,高度概括了分析化學(xué)對于解決問題的要求和意義。這就要求在教授中不能僅強調(diào)定性和定量,而要深入剖析基本概念建立的出發(fā)點,在此基礎(chǔ)上自主構(gòu)建擬解決某一問題或擬獲取某些信息所需的“概念樹”、“方法集”。
譬如,光、電、色是傳統(tǒng)意義上儀器分析中的主要三部分,在逐一講授時,往往通過強調(diào)“塔板理論”相關(guān)概念突出“色譜分析法”高選擇性的優(yōu)點,通過“光分析法”、“發(fā)光過程”相關(guān)概念的細(xì)致講解突出“化學(xué)發(fā)光分析法”高靈敏度的優(yōu)點。應(yīng)該說,這種講授知識的傳統(tǒng)做法達(dá)到了傳授知識的目的,但是對照人們對現(xiàn)代分析化學(xué)的理解和要求,似乎還有所不足。倘若對照新定義,拋出“中藥現(xiàn)代化”這一頗具現(xiàn)實意義的問題,從“解決某一問題或擬獲取某些信息”這一思想層面出發(fā),學(xué)生自然會思考搜羅具有某種突出優(yōu)良分析特性的“方法集”,“色譜分析法”、“化學(xué)發(fā)光分析法”等方法會逐一在學(xué)生腦中閃現(xiàn)。為知所以然,相信他們會格外留意這些優(yōu)勢的本質(zhì)來源,進而自主搭建“概念樹”,從“被動灌輸”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃訉W(xué)習(xí)”[3]。這種基于某種問題的學(xué)習(xí)策略使學(xué)生的專業(yè)知識不再是孤立、模糊的離散概念,而是系統(tǒng)、清晰的專業(yè)體系[4]。
二、現(xiàn)實性
當(dāng)代生命、信息、環(huán)境、資源等科學(xué)領(lǐng)域中一些問題的解決都十分依賴于分析化學(xué)的發(fā)展。因此,分析化學(xué)的學(xué)習(xí)具有鮮明的現(xiàn)實意義。從分析化學(xué)的概念中亦可見一斑。
分析化學(xué)概念類別多、內(nèi)容多,且往往具有實際意義。譬如:“滴定度”這一概念就正是從應(yīng)用出發(fā),自下而上經(jīng)科學(xué)歸納、提升為概念,進而適用于企業(yè)大批量生產(chǎn),具有簡潔、準(zhǔn)確的現(xiàn)實意義。
概念設(shè)計論文 概念型教學(xué)法 概念分析論文 概念教學(xué)論文 紀(jì)律教育問題 新時代教育價值觀