赖琼芬-初中生化学前概念和相异构想.doc

初中生化学前概念和相异构想晋江市内坑中学 赖琼芬【摘要】：本文通过结合日常生活教学方面碰到的问题，简单介绍化学前概念和相异构想，知道学生在没有接受正式教育之前对日常生活所感知的现象，通过长期经验积累与辨别式学习，以形成的对事物的非本质认识即为前概念，而偏离科学概念的观念即为相异构想，然后从具体教学实例的分析中得出初中生化学前概念的来源，最后分析有效地消除化学前概念和相异构想应该采取的相应教学策略。【关键词】：化学模糊语言 前概念 相异构想 教学实例论文创新点：将日常生活教学方面的问题，通过笼统的归纳总结最终以论文的形式呈现，通过对初中生化学前概念和相异构想的研究，可以让教师对学生知识的获取途径有更多的了解，在学生刚接触化学知识的时候就可以在学生容易出现相异构想的知识点方面重点强调，以消除化学教学中的不利因素。经过近两年化学教学，我从中发现，学生并不是一片空白地走进课堂，学生在没有接受正式教育之前对日常生活中所感知的现象，通过长期的经验积累与辨别式的学习，已形成的对事物的非本质的认识，这种认识被称为前科学概念，简称前概念。“相异构想”则是指学生形成的偏离科学概念的观点与认识。由于初三年级的学生是学生学习化学知识的第一年，前概念对其科学概念形成的影响也最为显著。具体我举几个教学中的实例来加以说明：“物理变化”和“化学变化”，影响这方面知识的前概念主要是由于受到某些反应条件、不熟悉物质之间的反应和物质的性质等造成的。学生基本上能够用“变化中是否有新物质生成”来判断发生的变化是“物理变化”还是“化学变化”。如“能闻到樟脑丸的气味是因为樟脑丸发生了物理变化”，因为在这个过程中，樟脑丸发生了升华，升华是物理变化。但由于初三学生接触的化学反应有限，学生一般会根据自己的主观意识和日常生活经验来判断。如“植物的光合作用和呼吸作用”，一般如果没加以分析的话，很多人会觉得是物理变化，但实质上植物的光合作用吸收了二氧化碳，释放了氧气，而植物的呼吸作用则是吸收了氧气，释放了二氧化碳，均有新物质生成，是化学反应。“灯泡通电发光”，总有部分人会根据化学变化常伴有发光放热的现象，从而得出它是化学变化。而事实上，要注意有些物理变化也常伴有发光（电灯）和放热（摩擦）的现象。所以，综上所述，物理变化和化学变化的根本区别就是是否有新物质生成，根据这点判断万无一失。随着知识的积累，学生受这方面前概念的影响也会越来越小。对于“混合物”与“纯净物”，学生受到较强的“均一透明”“洁净”“无污染”等前概念的影响。对于空气是混合物和矿泉水、自来水是混合物这些知识点，教师在上课反复提到，所以学生几乎都能判断正确。但是还是有学生认为“盐水是均一透明的，所以是纯净物”而实质上盐水是溶液，是氯化钠和水的混合物。相反，对于“冰和水的混合物”，很多学生会从字面上认为它一定是混合物，但却忽略了冰和水的关系，冰是水的固态，和水是同一种物质，所以“冰和水的混合物”是纯净物。所以，即使教师把判断标准给了学生，但受到前概念的影响，还是有很多学生不自觉地用自己的方法（如颜色、状态、所处的环境等）来判断物质的纯净与否。把握“混合物”与“纯净物”的概念，关键在于“一物”与“多物”的判定。对“溶液的知识”在教学初期，影响这个知识点的前概念很多，大部分都来源于日常生活经验，如“颜色深的、气味强的溶液浓度大”“浓溶液是饱和溶液，稀溶液是不饱和溶液”“溶液是无色透明的液体”等。如“液态氧是由氧气和水混合而成的溶液”，有很多的学生认为这句话是正确的，这是学生错误推理和望文生义造成的，学生之所以认为液态氧是氧气和水的混合物，是因为他有这样的生活经验：液态的物质都是某物质与水的混合物，依此为前提进行推理，得到的结论就发生了错误。另外，学生看到“液态”，潜意识就作怪了，然而液态只是一种状态，不一定就是水，几乎任何物质都有液态。液态氧是指达到液化点的氧气，是单质。“在一定温度下稀释某一饱和溶液时，溶质的质量不会发生改变”，有将近一半的学生判断错误，可能很多学生还没把溶质、溶剂和溶液的概念弄清楚，因为稀释后，溶剂量增加，溶质量不变，溶液量增加。“凡是均匀、澄清、无色、透明、稳定的液体就是溶液”，有很多的学生判断它是正确的，这就是学生日常生活经验和对概念理解偏差造成的，因为平常见到的很多溶液都是无色的，但我们书本P154图6-3有三种溶液，像高锰酸钾溶液为紫红色液体，硫酸铜溶液为蓝色液体，氯化铁溶液为黄色液体，教师如果以实物让学生看到，相信“溶液无色”这个前概念会很快在学生头脑里消除。再者，溶液的定义是一种或一种以上的物质分散到另一种物质里形成的均一的、稳定的混合物。而上面那句话只提到液体，而不是混合物，那举个例子，“水”符合上面那句话，但是水并不是溶液。所以，溶液的定义中，应注意，“均一”是指溶液中各部分浓度都一样、性质都相同；“稳定”是指外界条件不变时，溶质和溶液不会分离，不会产生分层或沉淀的现象。“质量守恒定律”，在学生头脑里存在的前概念有认为“变化前后质量相等就是质量守恒，而如果质量增加或减少就质量不守恒”，经常会把质量守恒定律的定义理解偏了，如“适量的水的质量与全部蒸发后所生成的水蒸气的质量相等，因此符合质量守恒定律”，有接近一半的学生判断这句话是正确的，判断依据是因为它变化前后质量相等，还有“铁生锈后质量会增加，不符合质量守恒定律”，有三分之一的学生认为这句话是正确的，判断依据是因为它反应后质量增加了，这都是单纯从字面判断，而没有深入去分析。像第一句，水变成水蒸气是物理变化，在运用质量守恒时,要注意它只运用于化学变化,而物理变化前后质量变化的问题不能用质量守恒定律去解释。而第二句，铁生锈是铁和空气中的氧气、水等发生化学反应的过程，参加反应的铁、氧气和水等物质的质量之和与反应后生成铁锈的质量相等。铁锈的质量当然比铁的质量要大，符合质量守恒定律。所以，运用质量守恒定律解题应弄清参加化学反应的物质和化学反应后生成的物质，根据其质量变化进行解答。关于“物质的构成”这个知识点，正确率都很低，学生在这方面存在较多的化学前概念和相异构想，如在构成物质的基本微粒那章讲到分子的时候，为了说明水分子的大小，教师会做类比，把一滴水放大到地球那么大，那么一个水分子就只有一个乒乓球那么大，这样，学生就会很单纯地认为分子是圆球形的。如“水在通电条件下分解可以得到H2和O2，是因为水中含有H2和O2.”“ H2O2是由氧分子和氢分子构成的”这是学生错误的阅读习惯造成的，看到“H2O”中有“H2”，就会认为水中含有氢气，看到“H2O2”中有“H2”和“O2”，就认为H2O2是由氧分子和氢分子构成的。电解水实验不能证明水中含有氢气和氧气，水中含有氢气和氧气这种说法是错误的，水是一种物质，一种纯净物，由H2O分子构成，水里只含有水分子，不含有氢气和氧气。而H2O2是由氢元素和氧元素组成的。这种前概念对化学概念学习产生的影响主要是由于学生习惯通过文字阅读来理解文字表面的东西，空间想象能力较弱。望文生义和学生的主观臆测在这个知识点也体现出来了，如“纯碱不是碱，水银不是银，干冰不是冰，铅笔不含铅”，很多学生看到会觉得这句话错误，因为从字面看，前者跟后者似乎都可以搭配起来，但实际上，纯碱是盐，水银是汞，干冰是二氧化碳，铅笔含的是石墨。“含氧元素的化合物是氧化物”，字面看似乎很合理，可是氧化物是只含两种元素，且其中一种为氧元素的化合物，而含氧元素的化合物是含氧化合物。“二氧化碳的相对分子质量是44克”，很多学生都只顾算数值的大小，而忽略了单位，或者只看到“质量”就认为单位是“克”，以上均是望文生义造成的。“单质是同种元素组成的物质”，很多同学认为是正确的，因为通常举的例子都可以与之相对应，但是像金刚石和石墨是碳元素组成的，但它们属于两种物质,如把金刚石和石墨放在一起，虽然它们都是由碳元素组成的，但金刚石和石墨中碳原子的排列不同，物理性质差异很大，它们不是一种物质，是由碳元素组成的不同单质，因此金刚石和石墨放在一起是混合物这是学生的简单枚举导致的相异构想。 对“燃烧条件”，由于学生的前概念与本概念有很多的重合点，所以对它造成的影响并不大。学生对生活中的燃烧非常熟悉，因此对其条件的联想也比较容易，测试结果正确率较高，但是对于“一切火灾都能用水灭”，学生在日常生活中观察到草堆、房屋等着火都是用水灭，所以很有可能从这简单枚举中得出以上结论。“炒菜时油锅起火应立即盖上锅盖”这一点跟日常经验有关系，属于基本常识一类，盖锅盖是在隔绝助燃物(氧气)，就是使燃烧的条件之一不成立。关于“微观粒子的变化与宏观现象之间的联系”，我选取学生较易混淆的概念把微观粒子和宏观物体联系起来，如“面粉中掺和砂糖说明分子间有间隔”，学生通常会忽略面粉和砂糖并不是微粒，所以有大部分的学生判断它是正确的，但是面粉和砂糖是两种宏观的物质，物质之间的缝隙，不能说明分子之间有空隙，从这个知识点的测查分析可以知道，学生在微观与宏观的界限上还不是很清楚，微观在学生的头脑里还是属于很抽象的概念。 对于“初中基本常识”，因为与学生的日常生活经验密切联系，学生的前概念与本概念重合点比较多，所以这个知识点学生的正确率比较高。如“CO和CO2均为有毒气体”，学习了CO和CO2的基本性质后，就可以很清楚地知道了，但是一般学生潜意识里会觉得CO2会使人窒息死亡，所以CO2有毒，二氧化碳本身没有毒性，但当空气中的二氧化碳超过正常含量时，对人体会产生有害的影响。二氧化碳吸入少量是不会造成人死亡的，尤其是在有氧气的条件下一般是不会死人的，但大量的二氧化碳由于二氧化碳比氧气重，会把空气中的氧气和其他所有的气体者挤走或者冲稀，让人得不到人所需要的正常的氧气含量，让人吸不到足够的氧气，让人在不知不觉之中窒息死亡，虽然人照常在呼吸，但吸进去的全是二氧化碳而不是氧气，当然会窒息死亡。“所有的盐都能食用”，我们日常生活食用的盐和化学概念中的盐是不一样的，日常生活食用的盐是指食盐，而化学概念中的盐是指金属阳离子+酸根离子组成的物质。有的传播媒体的误导，会造成学生理解上的偏差，如：某广告宣称：“本饮料中绝对不含任何化学物质”，该宣传是错误的，有三分之一的学生判断错误，这就是媒体广告的宣传效应造成的，从而形成未学知识的前概念。综上可以大体归纳出对学生学习化学影响较大的前概念主要来源于以下方面： 日常生活经验的影响 化学知识的缺乏或旧知识的影响作用 错误的阅读习惯或对化学用语的错误理解 将认识宏观世界的方法套用在微观世界上 对书本例题的死记硬背 教师上课时不恰当的比喻 传播媒体的误导化学教学中出现的前概念和相异构想现象是真实存在的，对学生的学习有利也有弊，总的来说是弊大于利，会对学生的学习产生消极的影响，因此需要教师和学生共同配合，在一定程度上有效地消除这种现象，教师应该知道相关这方面的知识，在教学上如果碰到这方面的问题，可以相应地采取策略来解决这些问题。前概念的多样性,决定了针对前概念的教学也应是不拘一格,只要能达到我们的目的,都应该去尝试,从而实现教学目标,提高教学质量。