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文檔簡介
人教版高中化學(xué)必修中迷思概念剖析與轉(zhuǎn)變策略探究一、引言1.1研究背景與意義1.1.1研究背景化學(xué)作為一門基礎(chǔ)科學(xué),在現(xiàn)代社會中扮演著舉足輕重的角色。從日常生活中的衣食住行,到工業(yè)生產(chǎn)中的材料制造、能源開發(fā),再到環(huán)境保護、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域,化學(xué)的應(yīng)用無處不在。例如,在食品加工中,化學(xué)添加劑的合理使用可以延長食品保質(zhì)期、改善口感;在醫(yī)藥領(lǐng)域,化學(xué)合成藥物為疾病治療提供了有力手段;在材料科學(xué)中,新型化學(xué)材料的研發(fā)推動了電子、航空航天等行業(yè)的發(fā)展。高中化學(xué)是化學(xué)教育的重要階段,它不僅為學(xué)生提供了系統(tǒng)的化學(xué)知識體系,還培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維和實驗探究能力,為學(xué)生未來在化學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和研究奠定基礎(chǔ)。然而,在高中化學(xué)教學(xué)過程中,學(xué)生常常會出現(xiàn)一些與科學(xué)概念不一致的認(rèn)知,即迷思概念。這些迷思概念的存在嚴(yán)重阻礙了學(xué)生對化學(xué)知識的正確理解和掌握。例如,在學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)時,學(xué)生可能會受到初中階段對氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的片面理解的影響,認(rèn)為氧化反應(yīng)一定是物質(zhì)與氧氣發(fā)生的反應(yīng),還原反應(yīng)則是物質(zhì)失去氧的反應(yīng),從而無法正確理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移。又如,在學(xué)習(xí)化學(xué)平衡時,學(xué)生可能會認(rèn)為化學(xué)平衡是一種靜止的狀態(tài),反應(yīng)不再進行,而忽略了化學(xué)平衡是動態(tài)平衡這一重要特征。迷思概念的產(chǎn)生原因是多方面的。一方面,學(xué)生在日常生活中積累了大量的感性經(jīng)驗,這些經(jīng)驗可能與科學(xué)概念存在偏差。例如,學(xué)生在日常生活中觀察到鐵生銹、木材燃燒等現(xiàn)象,可能會認(rèn)為物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中質(zhì)量會減少,而忽略了化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量守恒定律。另一方面,教材內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、教師的教學(xué)方法以及學(xué)生自身的認(rèn)知水平等因素也可能導(dǎo)致迷思概念的形成。例如,教材中的某些概念表述較為抽象,學(xué)生難以理解;教師在教學(xué)過程中如果沒有充分引導(dǎo)學(xué)生進行思考和探究,學(xué)生可能只是機械地記憶概念,而沒有真正理解其內(nèi)涵。1.1.2研究意義糾正學(xué)生的迷思概念對于提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)效果具有重要意義。迷思概念的存在會導(dǎo)致學(xué)生對化學(xué)知識的理解出現(xiàn)偏差,從而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。當(dāng)學(xué)生的認(rèn)知與科學(xué)概念發(fā)生沖突時,他們可能會感到困惑和迷茫,進而對化學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏難情緒。通過有效糾正迷思概念,能夠幫助學(xué)生建立正確的化學(xué)概念體系,使學(xué)生更好地理解化學(xué)知識的本質(zhì)和規(guī)律,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)成績。例如,在糾正學(xué)生對氧化還原反應(yīng)的迷思概念后,學(xué)生能夠更深入地理解化學(xué)反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移,進而更好地掌握相關(guān)的化學(xué)計算和化學(xué)反應(yīng)原理。糾正迷思概念也有助于教師提高教學(xué)質(zhì)量。了解學(xué)生的迷思概念可以使教師更加深入地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和認(rèn)知特點,從而有針對性地調(diào)整教學(xué)策略和教學(xué)方法。教師可以根據(jù)學(xué)生迷思概念的產(chǎn)生原因和表現(xiàn)形式,設(shè)計更加合理的教學(xué)活動,引導(dǎo)學(xué)生主動思考和探究,幫助學(xué)生消除迷思概念,提高教學(xué)效果。例如,教師在教學(xué)過程中可以通過創(chuàng)設(shè)問題情境、開展實驗探究等方式,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)和糾正迷思概念。1.2研究現(xiàn)狀國外對化學(xué)迷思概念的研究起步較早,積累了豐富的成果。早在20世紀(jì)70年代,西方教育研究者就開始關(guān)注學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中存在的迷思概念。他們通過大量的實證研究,運用訪談、問卷調(diào)查、測試等方法,對學(xué)生在化學(xué)各領(lǐng)域的迷思概念進行了系統(tǒng)探查。例如,在化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)方面,研究發(fā)現(xiàn)學(xué)生對原子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵等概念存在諸多誤解,如認(rèn)為電子繞原子核做固定軌道運動,就像行星繞太陽運動一樣。在化學(xué)反應(yīng)原理領(lǐng)域,學(xué)生對化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)速率的理解也存在偏差,常常將化學(xué)平衡狀態(tài)等同于反應(yīng)停止,忽視了動態(tài)平衡的本質(zhì)。在研究迷思概念的特點時,國外學(xué)者指出,迷思概念具有普遍性,幾乎所有學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)過程中都會產(chǎn)生不同程度的迷思概念。它還具有頑固性,學(xué)生一旦形成迷思概念,就很難輕易改變,即使經(jīng)過教學(xué)干預(yù),在特定情境下仍可能重現(xiàn)。同時,迷思概念具有個體差異性,不同學(xué)生由于知識背景、學(xué)習(xí)經(jīng)歷和思維方式的不同,產(chǎn)生的迷思概念也各不相同。關(guān)于迷思概念的來源,國外研究認(rèn)為,日常生活經(jīng)驗是重要來源之一。學(xué)生在日常生活中觀察到的化學(xué)現(xiàn)象,如燃燒、生銹等,往往會形成一些直觀但不準(zhǔn)確的認(rèn)識,這些認(rèn)識在學(xué)習(xí)化學(xué)概念時會干擾正確概念的形成。此外,教材和教師的教學(xué)方式也可能導(dǎo)致迷思概念的產(chǎn)生。如果教材內(nèi)容呈現(xiàn)不清晰或教師講解不準(zhǔn)確,學(xué)生就容易產(chǎn)生誤解。在轉(zhuǎn)變策略方面,國外學(xué)者提出了多種方法。認(rèn)知沖突策略被廣泛應(yīng)用,通過創(chuàng)設(shè)情境,引發(fā)學(xué)生原有認(rèn)知與科學(xué)概念之間的沖突,促使學(xué)生主動思考,從而轉(zhuǎn)變迷思概念。例如,在講解金屬活動性順序時,教師可以通過實驗展示一些與學(xué)生原有認(rèn)知相悖的現(xiàn)象,如銅能與硝酸銀溶液反應(yīng),讓學(xué)生認(rèn)識到金屬活動性并非僅僅由金屬的常見用途決定。類比策略也常被使用,將抽象的化學(xué)概念與學(xué)生熟悉的事物進行類比,幫助學(xué)生理解。比如,將原子結(jié)構(gòu)類比為太陽系,原子核相當(dāng)于太陽,電子相當(dāng)于行星,以此幫助學(xué)生理解原子的結(jié)構(gòu)。國內(nèi)對化學(xué)迷思概念的研究相對較晚,但近年來發(fā)展迅速。許多學(xué)者借鑒國外的研究方法,結(jié)合我國化學(xué)教學(xué)的實際情況,對學(xué)生的迷思概念進行了深入研究。在對氧化還原反應(yīng)的研究中發(fā)現(xiàn),學(xué)生受初中階段對氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的片面理解影響,認(rèn)為氧化反應(yīng)一定是物質(zhì)與氧氣發(fā)生的反應(yīng),還原反應(yīng)則是物質(zhì)失去氧的反應(yīng),難以理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移。在化學(xué)實驗方面,學(xué)生對實驗現(xiàn)象的觀察和解釋也存在迷思概念,如認(rèn)為燃燒必須有氧氣參與,忽視了一些特殊的燃燒反應(yīng),如氫氣在氯氣中燃燒。國內(nèi)研究也認(rèn)同迷思概念具有普遍性、頑固性和個體差異性等特點。在來源方面,除了日常生活經(jīng)驗和教學(xué)因素外,還強調(diào)了考試導(dǎo)向的影響。為了應(yīng)對考試,學(xué)生可能會機械地記憶化學(xué)知識,而沒有真正理解其內(nèi)涵,從而產(chǎn)生迷思概念。在轉(zhuǎn)變策略上,國內(nèi)學(xué)者在借鑒國外經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,提出了一些適合我國國情的方法。概念圖策略受到重視,通過引導(dǎo)學(xué)生繪制概念圖,梳理化學(xué)概念之間的關(guān)系,幫助學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)的知識體系,從而消除迷思概念。例如,在學(xué)習(xí)元素化合物知識時,讓學(xué)生繪制元素及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖,加深對知識的理解。問題驅(qū)動教學(xué)策略也被廣泛應(yīng)用,通過設(shè)置有針對性的問題,引導(dǎo)學(xué)生思考,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促使學(xué)生主動探究,進而轉(zhuǎn)變迷思概念。比如,在講解化學(xué)平衡時,教師可以提出“如何判斷一個化學(xué)反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)?”等問題,引導(dǎo)學(xué)生深入思考化學(xué)平衡的特征和本質(zhì)。1.3研究方法與創(chuàng)新點1.3.1研究方法本研究采用了多種研究方法,以確保研究的科學(xué)性和全面性。在研究初期,運用文獻研究法,廣泛查閱國內(nèi)外關(guān)于化學(xué)迷思概念的學(xué)術(shù)論文、研究報告、教學(xué)案例等資料,梳理相關(guān)研究成果和發(fā)展脈絡(luò),為后續(xù)研究奠定理論基礎(chǔ)。通過對文獻的分析,了解到國外在化學(xué)迷思概念研究方面起步較早,已形成較為系統(tǒng)的理論體系和研究方法。例如,美國學(xué)者運用認(rèn)知沖突理論,深入研究學(xué)生在化學(xué)概念學(xué)習(xí)中的認(rèn)知差異和迷思概念的形成機制。國內(nèi)研究則更注重結(jié)合本土教學(xué)實際,探討適合我國學(xué)生的迷思概念轉(zhuǎn)變策略。在實證研究階段,運用問卷調(diào)查法,以人教版高中化學(xué)必修教材中的核心概念為切入點,設(shè)計具有針對性的問卷,選取多所高中的學(xué)生作為調(diào)查對象,全面了解學(xué)生在這些概念上存在的迷思概念。問卷設(shè)計充分考慮了學(xué)生的認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)特點,采用了選擇題、填空題、簡答題等多種題型,以獲取更豐富的信息。例如,在關(guān)于氧化還原反應(yīng)的問卷中,設(shè)置了諸如“判斷常見化學(xué)反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng),并說明理由”等問題,以考察學(xué)生對氧化還原反應(yīng)本質(zhì)的理解。為了更深入地分析迷思概念的成因和轉(zhuǎn)變策略,本研究還采用案例分析法。選取典型的教學(xué)案例,對教師的教學(xué)過程和學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)進行詳細分析,探究迷思概念在教學(xué)中的具體表現(xiàn)和影響因素。例如,在“物質(zhì)的量”這一概念的教學(xué)案例中,通過觀察教師的講解方式、學(xué)生的課堂反應(yīng)以及課后作業(yè)完成情況,發(fā)現(xiàn)教師在引入概念時若未能結(jié)合學(xué)生已有的生活經(jīng)驗,學(xué)生就容易對“物質(zhì)的量”這一抽象概念產(chǎn)生迷思,如將其與物質(zhì)的質(zhì)量混淆。1.3.2創(chuàng)新點本研究的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下幾個方面。在概念選取上,緊密圍繞人教版高中化學(xué)必修教材,聚焦于教材中的重點和難點概念,這些概念是學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵,對其迷思概念的研究更具針對性和實用性。例如,對“化學(xué)平衡”“電解質(zhì)”等概念的深入研究,能夠直接為教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)提供指導(dǎo)。在轉(zhuǎn)變策略方面,提出了整合多種教學(xué)方法的創(chuàng)新思路。將認(rèn)知沖突策略、類比策略、概念圖策略等有機結(jié)合,根據(jù)不同的迷思概念和教學(xué)情境,靈活運用多種策略,以提高迷思概念轉(zhuǎn)變的效果。例如,在教學(xué)中先通過創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突情境,引發(fā)學(xué)生的思考和質(zhì)疑,然后運用類比策略幫助學(xué)生理解抽象概念,最后引導(dǎo)學(xué)生繪制概念圖,構(gòu)建知識體系,從而全面深入地轉(zhuǎn)變學(xué)生的迷思概念。此外,本研究還注重將理論研究與教學(xué)實踐緊密結(jié)合,通過教學(xué)實踐驗證研究成果的有效性,并根據(jù)實踐反饋不斷完善研究內(nèi)容,形成了理論與實踐相互促進的研究模式。在某高中進行教學(xué)實踐時,將研究提出的轉(zhuǎn)變策略應(yīng)用于課堂教學(xué)中,通過對比實驗班級和對照班級的學(xué)生成績和學(xué)習(xí)態(tài)度,發(fā)現(xiàn)實驗班級學(xué)生對化學(xué)概念的理解和掌握程度明顯提高,學(xué)習(xí)興趣也有所增強。二、化學(xué)迷思概念概述2.1迷思概念的定義迷思概念(misconception),這一術(shù)語是對英文單詞的中文意譯,在教育領(lǐng)域有著特定的內(nèi)涵。在教學(xué)過程中,我們把學(xué)生頭腦中存在的與科學(xué)概念不一致的認(rèn)識稱為“迷思概念”?!懊运肌币辉~起源于希臘語單詞μθο(mythos),它的英文單詞Myth音譯過來就是“迷思”,又可以意譯為神話、幻想、故事、虛構(gòu)的人或事,它強調(diào)那些人類無法以科學(xué)方法驗證的領(lǐng)域或現(xiàn)象,突出其非科學(xué)、幻想的以及無法結(jié)合現(xiàn)實的主觀價值。就化學(xué)學(xué)科而言,化學(xué)迷思概念是指學(xué)生在化學(xué)課程學(xué)習(xí)進程中,所形成的與被廣泛認(rèn)可的科學(xué)知識相悖的想法。例如,在學(xué)習(xí)燃燒概念時,學(xué)生受日常生活中常見燃燒現(xiàn)象(如木材在空氣中燃燒)的影響,常常認(rèn)為燃燒必須有氧氣參與,而忽略了像氫氣在氯氣中燃燒等特殊的燃燒反應(yīng)。在初中階段,學(xué)生從生活經(jīng)驗出發(fā),看到很多燃燒實例都有氧氣參與,便在腦海中構(gòu)建起了“燃燒必有氧氣”這一與科學(xué)概念不完全相符的認(rèn)知,這就是典型的化學(xué)迷思概念。再如,學(xué)生在學(xué)習(xí)物質(zhì)的微觀構(gòu)成時,由于微觀粒子無法直接觀察,學(xué)生可能會依據(jù)宏觀物體的特性來想象微觀粒子,認(rèn)為分子就像一個個實心小球緊密排列在一起,而沒有認(rèn)識到分子之間存在著一定的間隔。這種對分子結(jié)構(gòu)的錯誤認(rèn)知,也是化學(xué)迷思概念的體現(xiàn)。2.2高中化學(xué)迷思概念的來源2.2.1生活經(jīng)驗的誤導(dǎo)學(xué)生在日常生活中積累了大量與化學(xué)相關(guān)的經(jīng)驗,然而這些經(jīng)驗往往是表面的、片面的,容易導(dǎo)致迷思概念的產(chǎn)生。在生活中,學(xué)生常見的燃燒現(xiàn)象大多是物質(zhì)在氧氣中發(fā)生的劇烈氧化反應(yīng),如木材、紙張在空氣中燃燒,這使得他們普遍認(rèn)為燃燒必須有氧氣參與。這種基于生活經(jīng)驗的認(rèn)知與科學(xué)的燃燒概念存在偏差,科學(xué)上的燃燒是指任何發(fā)光、放熱的劇烈的化學(xué)反應(yīng),并不局限于氧氣參與。像氫氣在氯氣中燃燒,發(fā)出蒼白色火焰,這是一個典型的沒有氧氣參與的燃燒反應(yīng),但學(xué)生由于受生活經(jīng)驗的束縛,很難將其歸為燃燒范疇。生活中對溶解現(xiàn)象的觀察也會引發(fā)迷思概念。學(xué)生通??吹禁}、糖等物質(zhì)在水中逐漸消失,就簡單地認(rèn)為溶解是物質(zhì)在溶劑中消失的過程。實際上,溶解是溶質(zhì)分子或離子均勻分散到溶劑分子之間的過程,并且可能伴隨著物理和化學(xué)變化。例如,當(dāng)將二氧化碳氣體通入水中時,不僅存在二氧化碳分子在水中的擴散,還發(fā)生了二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸的化學(xué)變化。但學(xué)生基于生活中對常見溶解現(xiàn)象的觀察,很難理解這種復(fù)雜的溶解過程,從而形成迷思概念。2.2.2習(xí)慣稱說的曲解習(xí)慣稱說在日常生活中廣泛存在,它們簡潔明了,便于人們交流,但其中一些表述可能與科學(xué)概念不一致,從而造成迷思概念?!般U筆芯含鉛”這一習(xí)慣稱說就誤導(dǎo)了許多學(xué)生。從科學(xué)角度來看,鉛筆芯主要成分是石墨和黏土,石墨是一種由碳元素組成的礦物,與金屬鉛毫無關(guān)系。然而,由于長期以來的習(xí)慣稱說,學(xué)生在接觸到鉛筆芯時,很容易先入為主地認(rèn)為其中含有鉛。這種迷思概念一旦形成,就會影響學(xué)生對石墨性質(zhì)和用途的正確理解,也可能干擾他們對碳元素相關(guān)知識的學(xué)習(xí)。類似的還有“純堿是堿”這一習(xí)慣稱說。在日常生活中,人們習(xí)慣將碳酸鈉稱為純堿,因為它的水溶液呈堿性。但從化學(xué)分類角度,純堿屬于鹽類,是由金屬離子(鈉離子)和酸根離子(碳酸根離子)組成的化合物。學(xué)生如果僅依據(jù)習(xí)慣稱說,就會錯誤地將純堿歸類為堿,從而混淆了堿和鹽的概念,影響對酸堿鹽性質(zhì)和反應(yīng)規(guī)律的深入學(xué)習(xí)。2.2.3類概念的負遷移在化學(xué)學(xué)習(xí)中,學(xué)生常常會遇到一些相似的概念,這些概念之間存在一定的關(guān)聯(lián),但又有本質(zhì)的區(qū)別。當(dāng)學(xué)生不能準(zhǔn)確把握這些概念的內(nèi)涵和外延,就容易出現(xiàn)類概念的負遷移現(xiàn)象,導(dǎo)致迷思概念的產(chǎn)生。在學(xué)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)時,電負性和非金屬性是兩個容易混淆的概念。電負性是元素的原子在化合物中吸引電子能力的標(biāo)度,反映了元素原子對電子的吸引能力;而非金屬性則是指元素的原子得電子的能力,主要體現(xiàn)在元素的單質(zhì)與氫氣化合的難易程度、生成氫化物的穩(wěn)定性以及最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性等方面。有些學(xué)生由于沒有深入理解這兩個概念的本質(zhì)區(qū)別,在判斷元素性質(zhì)時,就會出現(xiàn)將電負性大小等同于非金屬性強弱的錯誤,從而形成迷思概念。在有機化學(xué)中,學(xué)生學(xué)習(xí)醇和酚的概念時,也容易出現(xiàn)負遷移。醇和酚都含有羥基,但由于羥基所連接的烴基不同,導(dǎo)致它們的化學(xué)性質(zhì)有很大差異。醇的羥基與脂肪烴基相連,而酚的羥基與苯環(huán)直接相連。然而,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,可能會因為醇和酚結(jié)構(gòu)上的相似性,而忽略了這種差異,錯誤地認(rèn)為醇和酚的化學(xué)性質(zhì)相同,在判斷化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)性質(zhì)時就會出現(xiàn)錯誤。2.2.4報刊媒體的誤導(dǎo)在信息時代,報刊媒體是學(xué)生獲取信息的重要渠道之一。然而,一些報刊媒體為了吸引眼球或缺乏科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性,可能會傳播一些不準(zhǔn)確甚至錯誤的化學(xué)知識,從而誤導(dǎo)學(xué)生,使學(xué)生產(chǎn)生迷思概念。前些年,有些報刊大肆宣揚“水變油”的“新技術(shù)”,聲稱可以通過某種方法將水轉(zhuǎn)化為石油,解決人類的能源危機。從化學(xué)原理上講,水由氫和氧兩種元素組成,而石油主要是由碳和氫元素組成,在不添加含碳元素物質(zhì)的情況下,僅通過普通的化學(xué)方法是無法將水轉(zhuǎn)化為油的。但學(xué)生如果缺乏對化學(xué)基本原理的深入理解,就容易受到這類報道的影響,形成“水可以變油”的迷思概念。一些媒體在報道化學(xué)事件時,可能會使用夸張或不恰當(dāng)?shù)谋硎?。在報道化學(xué)物質(zhì)的毒性時,只強調(diào)其毒性的嚴(yán)重性,而不提及在何種條件下才會對人體產(chǎn)生危害,這就容易讓學(xué)生產(chǎn)生“該化學(xué)物質(zhì)絕對不能接觸”的片面認(rèn)知。實際上,許多化學(xué)物質(zhì)在合理使用和控制劑量的情況下,是可以安全使用的。比如,甲醛是一種常見的室內(nèi)污染物,過量吸入會對人體健康造成危害,但在一些工業(yè)生產(chǎn)中,甲醛又是重要的原料,只要控制好使用環(huán)境和劑量,就可以避免其對人體的傷害。2.2.5學(xué)科間的差別解讀高中階段,學(xué)生同時學(xué)習(xí)多個學(xué)科,不同學(xué)科之間可能會對同一概念有不同的表述或側(cè)重點,這也容易導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生迷思概念。在學(xué)習(xí)纖維素水解產(chǎn)物時,生物學(xué)科和化學(xué)學(xué)科就存在不同的表述。高一生物上期講纖維素的水解時,提到產(chǎn)物有葡萄糖和果糖,這是因為在生物體內(nèi),纖維素的水解是在多種酶的作用下分步進行的,中間產(chǎn)物可能包含果糖。而高一化學(xué)下期講纖維素的最終水解產(chǎn)物為葡萄糖,從化學(xué)角度,纖維素在一定條件下完全水解,最終產(chǎn)物就是葡萄糖。學(xué)生如果不能理解這兩個學(xué)科在研究角度和側(cè)重點上的差異,就會對纖維素水解產(chǎn)物產(chǎn)生困惑,形成迷思概念。在物理學(xué)和化學(xué)中,對能量的概念也有不同的解讀。物理學(xué)中更側(cè)重于從宏觀角度研究能量的轉(zhuǎn)化和守恒,如機械能、電能等;而化學(xué)中則更關(guān)注化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化,如化學(xué)能與熱能、電能的相互轉(zhuǎn)化。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,如果不能區(qū)分這兩個學(xué)科對能量概念的不同理解,就可能在解決涉及能量的問題時出現(xiàn)錯誤,產(chǎn)生迷思概念。2.3高中化學(xué)迷思概念的特征2.3.1多樣性與相似性不同學(xué)生對同一化學(xué)概念的迷思概念既存在差異,又有相似之處。學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)是影響其對化學(xué)概念理解的重要因素。由于每個學(xué)生的生活經(jīng)歷、知識儲備、思維方式等各不相同,他們在接觸化學(xué)概念時,會基于自身的認(rèn)知結(jié)構(gòu)對概念進行解讀,從而產(chǎn)生多樣性的迷思概念。在學(xué)習(xí)“物質(zhì)的量”這一概念時,有的學(xué)生可能會將物質(zhì)的量與物質(zhì)的質(zhì)量混淆,認(rèn)為物質(zhì)的量就是物質(zhì)的質(zhì)量,只是換了一種說法;而有的學(xué)生則可能會將物質(zhì)的量與數(shù)量概念混淆,覺得1mol物質(zhì)就是指1個物質(zhì)。這兩種迷思概念雖然表現(xiàn)形式不同,但都反映了學(xué)生對“物質(zhì)的量”這一抽象概念的理解偏差。然而,盡管學(xué)生的迷思概念具有多樣性,但對于很多化學(xué)概念,不同的學(xué)生也存在著類似的迷思概念。在學(xué)習(xí)“氧化還原反應(yīng)”時,許多學(xué)生都會受到初中階段對氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)片面理解的影響,認(rèn)為氧化反應(yīng)一定是物質(zhì)與氧氣發(fā)生的反應(yīng),還原反應(yīng)則是物質(zhì)失去氧的反應(yīng),難以理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移。這種類似的迷思概念在不同學(xué)生中普遍存在,只是由于學(xué)生的表達方式、年齡等差異,導(dǎo)致他們在表述迷思概念時的語言有所不同。2.3.2主觀性迷思概念具有主觀性,它往往是學(xué)生基于自身的直接經(jīng)驗而非科學(xué)邏輯推論形成的。以“電離需直流電”這一迷思概念為例,部分學(xué)生認(rèn)為“電離”的過程需要通直流電,僅僅是因為他們看到“電離”概念中有“電”這個字。他們沒有真正理解“電離”的科學(xué)定義,即電解質(zhì)在水溶液或熔融狀態(tài)下產(chǎn)生自由移動離子的過程。在學(xué)生的主觀認(rèn)知中,“電”字讓他們自然地聯(lián)想到直流電,從而產(chǎn)生了這種與科學(xué)概念相悖的想法。這種迷思概念雖然不符合科學(xué)事實,但在學(xué)生看來,卻能夠合理解釋他們所觀察到的一些現(xiàn)象。例如,他們在日常生活中接觸到的很多用電設(shè)備都需要直流電才能工作,因此就主觀地認(rèn)為電離也需要直流電。這種基于主觀經(jīng)驗的認(rèn)知,使得迷思概念在學(xué)生頭腦中根深蒂固。2.3.3穩(wěn)定性迷思概念是學(xué)生在長期生活經(jīng)驗積累過程中形成的,因此具有很強的穩(wěn)定性。這些概念經(jīng)過長時間的強化,已經(jīng)在學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中占據(jù)了重要位置,并且能夠廣泛遷移到相關(guān)的學(xué)習(xí)情境中。學(xué)生在日常生活中經(jīng)??吹浇饘偕P的現(xiàn)象,且生銹后的金屬質(zhì)量會增加,基于這種生活經(jīng)驗,他們在學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量變化時,就容易形成“化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)質(zhì)量一定增加”的迷思概念。即使在化學(xué)課堂上學(xué)習(xí)了質(zhì)量守恒定律,知道化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變,但在遇到一些實際問題時,他們?nèi)匀粫蛔杂X地運用原有的迷思概念去思考。研究表明,有些學(xué)生在教師課堂教學(xué)的情境中和紙筆測驗中,可能會運用科學(xué)概念來解決問題,但在生活中遇到類似問題時,依然會運用自己的迷思概念去處理。這說明學(xué)生并沒有真正理解和接受科學(xué)概念,迷思概念的穩(wěn)定性使得它們難以被輕易改變。教師如果想要幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變迷思概念,就需要創(chuàng)設(shè)合適的情境,引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,讓學(xué)生深刻認(rèn)識到科學(xué)概念比迷思概念更合理,從而激發(fā)他們改變原有想法的動力。2.3.4異質(zhì)性迷思概念的性質(zhì)復(fù)雜多樣,不能簡單地一概而論。有些迷思概念對于學(xué)生的學(xué)習(xí)是不利的,它們會干擾學(xué)生對科學(xué)概念的正確理解,阻礙學(xué)生知識體系的構(gòu)建。學(xué)生認(rèn)為“燃燒必須有氧氣參與”這一迷思概念,就會影響他們對燃燒本質(zhì)的理解,使得他們在學(xué)習(xí)一些特殊的燃燒反應(yīng)(如氫氣在氯氣中燃燒)時產(chǎn)生困難。然而,有些迷思概念卻蘊含著一定的智慧。例如,在學(xué)習(xí)“核外電子排布的規(guī)律”時,很多學(xué)生對高中課本中給出的排布規(guī)則不能解釋所有基態(tài)原子核外電子排布的實驗結(jié)果感到困惑,對“全滿規(guī)則”和“半滿規(guī)則”的解釋也覺得牽強,不愿接受。這種迷思概念雖然表明學(xué)生對現(xiàn)有知識存在疑問,但同時也反映出學(xué)生具有批判性思維和探索精神。教師可以引導(dǎo)學(xué)生進一步查閱相關(guān)資料,深入探究這些問題,甚至鼓勵學(xué)生繼續(xù)深造,為化學(xué)理論的發(fā)展貢獻自己的力量。三、人教版高中化學(xué)必修中典型迷思概念分析3.1物質(zhì)的量相關(guān)迷思概念物質(zhì)的量是國際單位制中七個基本物理量之一,是連接微觀粒子與宏觀物質(zhì)的橋梁,在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中具有重要的基礎(chǔ)性作用。然而,由于其概念較為抽象,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易出現(xiàn)各種迷思概念,影響對后續(xù)化學(xué)知識的理解和應(yīng)用。3.1.1“物質(zhì)的量”概念理解偏差學(xué)生常常將物質(zhì)的量與物質(zhì)質(zhì)量混淆,這主要是因為兩者的名稱相似,且在日常生活中,學(xué)生對質(zhì)量的概念更為熟悉。從概念本質(zhì)來看,物質(zhì)的量是表示含有一定數(shù)目粒子的集合體的物理量,它的單位是摩爾(mol),側(cè)重于描述微觀粒子的數(shù)量集合;而物質(zhì)的質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少,單位通常為克(g)、千克(kg)等,是一個宏觀的物理量。例如,在學(xué)習(xí)物質(zhì)的量的初期,學(xué)生在描述1mol水時,可能會錯誤地認(rèn)為是1g水,沒有理解1mol水是指含有阿伏加德羅常數(shù)個水分子的集合,其質(zhì)量約為18g。這種混淆在實際應(yīng)用中表現(xiàn)為學(xué)生在進行化學(xué)計算時出錯。在根據(jù)化學(xué)方程式進行計算時,學(xué)生需要準(zhǔn)確使用物質(zhì)的量來建立各物質(zhì)之間的比例關(guān)系。如在計算氫氣和氧氣反應(yīng)生成水的質(zhì)量時,化學(xué)方程式為2H?+O?=2H?O,若已知氫氣的物質(zhì)的量,應(yīng)先根據(jù)化學(xué)計量數(shù)之比,求出氧氣的物質(zhì)的量以及生成水的物質(zhì)的量,再通過物質(zhì)的量與摩爾質(zhì)量的關(guān)系,計算出水的質(zhì)量。但如果學(xué)生將物質(zhì)的量與質(zhì)量混淆,就可能直接用氫氣的質(zhì)量去與氧氣的質(zhì)量進行比例計算,導(dǎo)致計算結(jié)果錯誤。從學(xué)生的認(rèn)知角度分析,這種混淆是由于學(xué)生在學(xué)習(xí)物質(zhì)的量概念時,沒有真正理解其內(nèi)涵,仍然依賴于已有的質(zhì)量概念來思考問題。同時,教師在教學(xué)過程中,如果沒有充分強調(diào)物質(zhì)的量與質(zhì)量的區(qū)別,或者沒有通過具體的實例幫助學(xué)生建立正確的概念,也容易導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)這種迷思概念。3.1.2“摩爾質(zhì)量”認(rèn)知誤區(qū)學(xué)生對摩爾質(zhì)量與相對分子質(zhì)量的關(guān)系存在錯誤理解。從概念定義來看,摩爾質(zhì)量是指單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量,用符號M表示,單位為g/mol;相對分子質(zhì)量是一個分子中所有原子的相對原子質(zhì)量的總和,是一個比值,單位為“1”(通常省略不寫)。當(dāng)以g/mol為單位時,摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于相對分子質(zhì)量。例如,氧氣(O?)的相對分子質(zhì)量是32,其摩爾質(zhì)量就是32g/mol。然而,學(xué)生常常將兩者完全等同,忽略了它們在概念本質(zhì)和單位上的差異。有些學(xué)生認(rèn)為摩爾質(zhì)量就是相對分子質(zhì)量,只是換了一種說法,沒有認(rèn)識到摩爾質(zhì)量是一個具有單位的物理量,它與物質(zhì)的實際質(zhì)量和物質(zhì)的量相關(guān)。在計算物質(zhì)的質(zhì)量時,學(xué)生如果不能正確區(qū)分兩者,就可能出現(xiàn)錯誤。根據(jù)公式m=n×M(m為物質(zhì)的質(zhì)量,n為物質(zhì)的量,M為摩爾質(zhì)量),若已知氧氣的物質(zhì)的量為2mol,要計算其質(zhì)量,應(yīng)使用氧氣的摩爾質(zhì)量32g/mol進行計算,即m=2mol×32g/mol=64g。但如果學(xué)生將摩爾質(zhì)量等同于相對分子質(zhì)量,忽略單位,直接用相對分子質(zhì)量32進行計算,就會得到錯誤的結(jié)果。這種錯誤理解的產(chǎn)生,一方面是因為學(xué)生對概念的記憶不夠準(zhǔn)確,沒有深入理解摩爾質(zhì)量和相對分子質(zhì)量的定義;另一方面,教材在呈現(xiàn)這兩個概念時,雖然說明了它們數(shù)值上的關(guān)系,但對于概念本質(zhì)的區(qū)分可能不夠突出,導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生混淆。教師在教學(xué)中,若沒有針對這兩個概念的差異進行詳細講解和對比分析,也會使得學(xué)生難以準(zhǔn)確把握它們之間的關(guān)系。3.2氧化還原反應(yīng)迷思概念氧化還原反應(yīng)是高中化學(xué)的核心概念之一,它貫穿于整個化學(xué)學(xué)習(xí)過程,對于理解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)、物質(zhì)的性質(zhì)以及化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律具有重要意義。然而,由于其概念較為抽象,涉及到電子轉(zhuǎn)移、化合價變化等微觀和宏觀的復(fù)雜關(guān)系,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易產(chǎn)生迷思概念,影響對相關(guān)知識的掌握和應(yīng)用。3.2.1氧化還原反應(yīng)本質(zhì)認(rèn)知不足學(xué)生對氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移這一關(guān)鍵概念理解不到位。在初中階段,學(xué)生對氧化還原反應(yīng)的認(rèn)識主要基于物質(zhì)與氧氣的反應(yīng)以及物質(zhì)得失氧的情況,如氫氣還原氧化銅的反應(yīng),學(xué)生更關(guān)注氫氣得到氧變成水,氧化銅失去氧變成銅這一表面現(xiàn)象。進入高中后,雖然引入了電子轉(zhuǎn)移的概念來解釋氧化還原反應(yīng)的本質(zhì),但學(xué)生受初中思維定式的影響,難以從微觀角度理解電子的轉(zhuǎn)移過程。在分析氯氣與金屬鈉反應(yīng)生成氯化鈉的氧化還原反應(yīng)時,學(xué)生可能只是機械地記住鈉元素化合價升高,氯元素化合價降低,而對于鈉原子失去電子,氯原子得到電子形成離子鍵的微觀過程缺乏深入理解。這種對電子轉(zhuǎn)移本質(zhì)理解的不足,導(dǎo)致學(xué)生在判斷氧化還原反應(yīng)時出現(xiàn)困難。學(xué)生在遇到一些不涉及氧氣參與且化合價變化不明顯的反應(yīng)時,就無法準(zhǔn)確判斷該反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng)。在判斷過氧化氫分解生成水和氧氣的反應(yīng)時,部分學(xué)生由于沒有清晰地認(rèn)識到過氧化氫中氧元素的化合價變化以及電子的轉(zhuǎn)移情況,可能會錯誤地認(rèn)為這不是一個氧化還原反應(yīng)。此外,在分析一些復(fù)雜的氧化還原反應(yīng),如高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)生成氯氣、氯化錳、氯化鉀和水的反應(yīng)時,學(xué)生難以理清各元素化合價的變化以及電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目,從而無法準(zhǔn)確理解反應(yīng)的本質(zhì)。3.2.2氧化劑、還原劑判斷錯誤在判斷氧化劑和還原劑時,學(xué)生常常出現(xiàn)錯誤。學(xué)生對氧化劑和還原劑的概念理解不清晰,混淆了氧化劑和還原劑的性質(zhì)和作用。氧化劑是在氧化還原反應(yīng)中得到電子(或電子對偏向)的物質(zhì),其化合價降低,具有氧化性;還原劑則是失去電子(或電子對偏離)的物質(zhì),其化合價升高,具有還原性。然而,學(xué)生在實際判斷時,容易將氧化劑和還原劑的概念弄反。在分析鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅的反應(yīng)時,有些學(xué)生錯誤地認(rèn)為鐵是氧化劑,因為鐵在反應(yīng)中得到了銅,而沒有認(rèn)識到鐵失去電子,化合價升高,是還原劑;硫酸銅得到電子,化合價降低,是氧化劑。學(xué)生在判斷過程中,還容易受到物質(zhì)常見性質(zhì)的干擾。學(xué)生通常認(rèn)為具有氧化性的物質(zhì)在任何反應(yīng)中都一定是氧化劑,而忽略了在某些反應(yīng)中,該物質(zhì)可能表現(xiàn)出還原性。濃硫酸具有強氧化性,但在與碳的反應(yīng)中,濃硫酸作為氧化劑,而在與硫化氫的反應(yīng)中,濃硫酸可能被還原為二氧化硫,此時硫化氫是還原劑。學(xué)生如果不能根據(jù)具體反應(yīng)中元素化合價的變化來準(zhǔn)確判斷氧化劑和還原劑,就會在分析氧化還原反應(yīng)時出現(xiàn)錯誤。此外,在一些復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)中,涉及多種元素化合價的變化,學(xué)生容易顧此失彼,導(dǎo)致氧化劑和還原劑判斷錯誤。在重鉻酸鉀與碘化鉀在酸性條件下反應(yīng)生成碘單質(zhì)、鉻離子和鉀離子的反應(yīng)中,學(xué)生可能只關(guān)注到重鉻酸鉀中鉻元素化合價的降低,而忽略了碘化鉀中碘元素化合價的升高,從而錯誤地判斷氧化劑和還原劑。3.3電解質(zhì)相關(guān)迷思概念3.3.1電解質(zhì)與非電解質(zhì)判斷迷思在判斷電解質(zhì)和非電解質(zhì)時,學(xué)生常出現(xiàn)各種錯誤認(rèn)知。部分學(xué)生錯誤地認(rèn)為只要能導(dǎo)電就是電解質(zhì),不導(dǎo)電的就是非電解質(zhì)。這種錯誤的根源在于忽略了電解質(zhì)和非電解質(zhì)的研究對象必須是化合物。例如,銅和石墨能導(dǎo)電,但它們是單質(zhì),不屬于電解質(zhì)。氯水和食鹽水也能導(dǎo)電,但它們是混合物,同樣不屬于電解質(zhì)。學(xué)生對導(dǎo)電條件的理解也存在偏差。有些學(xué)生認(rèn)為只要是電解質(zhì)就能導(dǎo)電,卻忽視了導(dǎo)電的前提是電解質(zhì)發(fā)生電離,而電離需要在水溶液中或熔融狀態(tài)下進行。對于離子化合物,在水溶液中或熔融狀態(tài)下都能電離,所以這兩種狀態(tài)都有可能導(dǎo)電。而共價化合物只有在水溶液中才能電離,因此共價型電解質(zhì)只有在水溶液中才能導(dǎo)電。例如,氯化鈉是電解質(zhì),但氯化鈉晶體不能導(dǎo)電,因為晶體中離子不能自由移動;HCl是電解質(zhì),液態(tài)HCl卻不能導(dǎo)電,因為液態(tài)HCl中不存在離子,只有在水溶液中HCl才會電離出氫離子和氯離子而導(dǎo)電。在判斷時,學(xué)生還容易對導(dǎo)電本質(zhì)一知半解。電解質(zhì)導(dǎo)電必須是化合物自身發(fā)生電離,如果化合物與水反應(yīng)所得產(chǎn)物發(fā)生電離而導(dǎo)電,那么該化合物不能稱為電解質(zhì)。SO?溶于水能導(dǎo)電,是因為SO?與水反應(yīng)生成H?SO?,H?SO?在水中電離成自由移動的H?和SO?2?而導(dǎo)電,所以只能說H?SO?是電解質(zhì),而SO?屬于非電解質(zhì)。同理,CO?、SO?、P?O?、NH?的水溶液雖然都能導(dǎo)電,但它們自身不能電離,均屬于非電解質(zhì)。3.3.2“電離”概念的錯誤理解以“電離需通電”的錯誤觀念為例,學(xué)生常常認(rèn)為“電離”的過程需要通直流電,這是對電離概念的典型誤解。從電離的科學(xué)定義來看,電離是指電解質(zhì)在水溶液或熔融狀態(tài)下產(chǎn)生自由移動離子的過程。在水溶液中,電解質(zhì)分子在水分子的作用下,化學(xué)鍵發(fā)生斷裂,形成自由移動的離子。例如,氯化鈉(NaCl)在水溶液中,鈉離子(Na?)和氯離子(Cl?)會在水分子的作用下脫離晶體表面,進入溶液成為自由移動的離子。在熔融狀態(tài)下,離子化合物中的離子也能克服離子間的引力,成為自由移動的離子。例如,熔融的氯化鈉中,鈉離子和氯離子可以自由移動,從而能夠?qū)щ姟W(xué)生產(chǎn)生“電離需通電”這一錯誤觀念,主要是因為對“電離”概念中“電”字的片面理解。在學(xué)生的認(rèn)知中,“電”通常與直流電聯(lián)系在一起,他們沒有真正理解電離過程中離子產(chǎn)生的本質(zhì)原因,即化學(xué)鍵的斷裂和離子與溶劑分子的相互作用。這種錯誤觀念會影響學(xué)生對電解質(zhì)導(dǎo)電原理的理解,以及對相關(guān)化學(xué)實驗和計算的掌握。在理解電解水實驗時,學(xué)生可能會將水電解產(chǎn)生氫氣和氧氣的過程與水的電離混淆,錯誤地認(rèn)為水的電離也需要通電,從而無法正確理解電解水的化學(xué)反應(yīng)原理。四、化學(xué)迷思概念對學(xué)生學(xué)習(xí)的影響4.1阻礙知識體系構(gòu)建迷思概念會干擾學(xué)生對化學(xué)知識的系統(tǒng)理解和掌握,阻礙學(xué)生構(gòu)建完整的知識體系。在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中,學(xué)生需要掌握一系列相互關(guān)聯(lián)的概念和原理,這些概念和原理共同構(gòu)成了化學(xué)學(xué)科的知識體系。然而,迷思概念的存在會使學(xué)生對這些概念和原理產(chǎn)生錯誤的理解,從而無法準(zhǔn)確把握它們之間的內(nèi)在聯(lián)系。在學(xué)習(xí)物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、阿伏加德羅常數(shù)等概念時,學(xué)生如果存在迷思概念,就難以理解這些概念之間的換算關(guān)系,無法將它們整合到一個完整的知識框架中。比如,學(xué)生將物質(zhì)的量與物質(zhì)的質(zhì)量混淆,就無法正確運用物質(zhì)的量進行化學(xué)計算,進而影響對化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)之間定量關(guān)系的理解。這種對單個概念的錯誤理解,會像“多米諾骨牌”一樣,影響到與之相關(guān)的其他概念和知識的學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)氣體摩爾體積時,由于對物質(zhì)的量概念理解不清,學(xué)生可能無法理解氣體摩爾體積的含義,也無法運用它來解決實際問題。迷思概念還會阻礙學(xué)生對化學(xué)知識的深度理解。學(xué)生在構(gòu)建知識體系的過程中,需要對概念進行深入分析和思考,挖掘其本質(zhì)特征和內(nèi)在規(guī)律。但迷思概念會使學(xué)生停留在表面的、錯誤的理解上,無法深入探究化學(xué)知識的本質(zhì)。在學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)時,學(xué)生如果認(rèn)為氧化反應(yīng)就是物質(zhì)與氧氣的反應(yīng),還原反應(yīng)就是物質(zhì)失去氧的反應(yīng),就無法理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移。這種淺層次的理解,使學(xué)生無法掌握氧化還原反應(yīng)的規(guī)律,如氧化性和還原性的強弱比較、氧化還原反應(yīng)方程式的配平等,從而影響對整個化學(xué)反應(yīng)原理板塊知識的學(xué)習(xí)。此外,迷思概念還會影響學(xué)生對化學(xué)知識的應(yīng)用能力。學(xué)生構(gòu)建知識體系的目的是能夠運用所學(xué)知識解決實際問題。然而,迷思概念會導(dǎo)致學(xué)生在應(yīng)用知識時出現(xiàn)錯誤。在解決化學(xué)計算問題時,學(xué)生由于對物質(zhì)的量等概念存在迷思,可能會選擇錯誤的計算方法,得出錯誤的結(jié)果。在解釋化學(xué)實驗現(xiàn)象時,學(xué)生如果對相關(guān)概念理解有誤,就無法給出合理的解釋。在金屬鈉與水反應(yīng)的實驗中,學(xué)生如果對氧化還原反應(yīng)的概念理解不清,就無法正確解釋鈉在水中發(fā)生的一系列現(xiàn)象,如鈉浮在水面上、熔化成小球、四處游動等。4.2影響問題解決能力迷思概念對學(xué)生的問題解決能力產(chǎn)生顯著的負面影響,使學(xué)生在面對化學(xué)問題時,思維受到局限,難以找到正確的解題思路和方法。以氧化還原反應(yīng)相關(guān)問題為例,學(xué)生若對氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移存在迷思概念,在解決涉及氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式配平問題時,就會遭遇困難。在配平銅與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:Cu+HNO?=Cu(NO?)?+NO↑+H?O時,正確的方法是根據(jù)電子得失守恒來確定各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。銅元素從0價升高到+2價,失去2個電子;氮元素從+5價降低到+2價,得到3個電子。為了使電子得失守恒,銅和硝酸銅的化學(xué)計量數(shù)應(yīng)為3,一氧化氮的化學(xué)計量數(shù)應(yīng)為2,然后再根據(jù)原子守恒配平其他物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù),最終得到配平后的化學(xué)方程式:3Cu+8HNO?=3Cu(NO?)?+2NO↑+4H?O。然而,受迷思概念影響,學(xué)生可能會從物質(zhì)得失氧的角度去嘗試配平,忽略了電子轉(zhuǎn)移的本質(zhì),導(dǎo)致無法準(zhǔn)確找到各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù),從而無法正確配平化學(xué)方程式。有些學(xué)生可能會認(rèn)為硝酸中氮元素的化合價變化是因為硝酸失去了氧原子,而不是電子的轉(zhuǎn)移,從而錯誤地進行配平。這種對氧化還原反應(yīng)本質(zhì)的錯誤理解,使得學(xué)生在解決這類問題時,無法運用正確的方法,只能盲目嘗試,浪費大量時間和精力,卻難以得到正確答案。在解決有關(guān)物質(zhì)的量的計算問題時,迷思概念同樣會誤導(dǎo)學(xué)生。在計算一定質(zhì)量的物質(zhì)所含的微粒數(shù)目時,需要運用物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)之間的關(guān)系進行計算。已知18g水,計算其中所含的水分子數(shù)目。首先需要根據(jù)水的摩爾質(zhì)量(18g/mol),計算出水的物質(zhì)的量為1mol,然后再根據(jù)阿伏加德羅常數(shù)(6.02×1023mol?1),計算出所含的水分子數(shù)目為6.02×1023個。但如果學(xué)生將物質(zhì)的量與物質(zhì)的質(zhì)量混淆,或者對摩爾質(zhì)量的概念理解有誤,就會在計算過程中出現(xiàn)錯誤。有些學(xué)生可能會直接用18g除以阿伏加德羅常數(shù),得到錯誤的微粒數(shù)目;或者將水的摩爾質(zhì)量記錯,導(dǎo)致計算結(jié)果錯誤。這些錯誤的出現(xiàn),都是由于迷思概念干擾了學(xué)生對問題的正確分析和解決,使學(xué)生無法運用正確的公式和方法進行計算。4.3降低學(xué)習(xí)興趣與積極性迷思概念會導(dǎo)致學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中頻繁遭遇困難,從而對化學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生畏難情緒,嚴(yán)重降低學(xué)習(xí)興趣和積極性。當(dāng)學(xué)生對化學(xué)概念存在迷思時,他們在課堂上往往難以跟上教師的教學(xué)節(jié)奏,無法理解教師所講授的內(nèi)容。在學(xué)習(xí)電解質(zhì)相關(guān)概念時,學(xué)生如果認(rèn)為只要能導(dǎo)電就是電解質(zhì),就會對教師講解的電解質(zhì)和非電解質(zhì)的準(zhǔn)確概念感到困惑。在學(xué)習(xí)物質(zhì)的量相關(guān)概念時,學(xué)生若將物質(zhì)的量與物質(zhì)質(zhì)量混淆,在教師講解利用物質(zhì)的量進行化學(xué)計算時,就會聽得一頭霧水。這種學(xué)習(xí)上的困難會讓學(xué)生覺得化學(xué)學(xué)習(xí)枯燥乏味,逐漸失去對化學(xué)的興趣。在完成化學(xué)作業(yè)和考試時,迷思概念也會使學(xué)生頻繁出錯。學(xué)生在解答關(guān)于氧化還原反應(yīng)的題目時,由于對氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)和氧化劑、還原劑的判斷存在迷思,就會導(dǎo)致答案錯誤。長期面對作業(yè)和考試中的錯誤,學(xué)生容易產(chǎn)生挫敗感,對自己的學(xué)習(xí)能力產(chǎn)生懷疑,進而降低學(xué)習(xí)的積極性。一些學(xué)生可能會因為多次在化學(xué)學(xué)習(xí)中受挫,而逐漸失去學(xué)習(xí)化學(xué)的動力,甚至產(chǎn)生放棄化學(xué)學(xué)習(xí)的想法。這種消極的學(xué)習(xí)態(tài)度不僅會影響學(xué)生當(dāng)前的化學(xué)學(xué)習(xí)成績,還可能對學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和發(fā)展產(chǎn)生不利影響。五、化學(xué)迷思概念的轉(zhuǎn)變對策5.1教學(xué)方法改進5.1.1小組合作學(xué)習(xí)法小組合作學(xué)習(xí)法是一種有效的教學(xué)方法,它通過組織學(xué)生分組合作,共同完成學(xué)習(xí)任務(wù),從而促進學(xué)生之間的交流與互動,引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,進而實現(xiàn)迷思概念的轉(zhuǎn)變。在學(xué)習(xí)“氧化還原反應(yīng)”這一概念時,教師可以將學(xué)生分成小組,每個小組圍繞“氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是什么”這一問題展開討論。在討論過程中,小組成員會根據(jù)自己已有的知識和理解發(fā)表觀點,有的學(xué)生可能會受初中階段對氧化還原反應(yīng)的片面理解影響,認(rèn)為氧化還原反應(yīng)就是物質(zhì)與氧氣的反應(yīng)或者是物質(zhì)得失氧的反應(yīng)。然而,其他學(xué)生可能通過預(yù)習(xí)或查閱資料,對氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)有了更深入的認(rèn)識,會提出氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移這一觀點。這種不同觀點的碰撞就會引發(fā)認(rèn)知沖突,讓學(xué)生對自己原有的觀點產(chǎn)生懷疑和反思。在小組討論金屬與酸的反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng)時,有的學(xué)生可能認(rèn)為金屬與酸反應(yīng)是因為金屬置換出了酸中的氫,這是一種基于表面現(xiàn)象的理解。而有的學(xué)生則會從電子轉(zhuǎn)移的角度分析,指出金屬在反應(yīng)中失去電子,氫離子得到電子,這才是反應(yīng)的本質(zhì)。通過這種討論和交流,學(xué)生能夠更深入地理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì),從而轉(zhuǎn)變原有的迷思概念。小組合作學(xué)習(xí)還能培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和批判性思維。在小組合作過程中,學(xué)生需要傾聽他人的意見,學(xué)會從不同角度思考問題,對自己和他人的觀點進行分析和評價。這種批判性思維的培養(yǎng)有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己迷思概念的不合理之處,主動尋求正確的概念和解釋。在討論“電解質(zhì)”的概念時,學(xué)生可能會對電解質(zhì)的定義和判斷標(biāo)準(zhǔn)存在不同的理解。通過小組合作學(xué)習(xí),學(xué)生可以相互質(zhì)疑和解答,在這個過程中,學(xué)生能夠更加清晰地理解電解質(zhì)的概念,即電解質(zhì)是在水溶液或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔铩?.1.2探究實驗法探究實驗法在化學(xué)教學(xué)中具有獨特的優(yōu)勢,它能夠讓學(xué)生通過親身體驗和觀察實驗現(xiàn)象,深入探究化學(xué)原理,從而有效糾正迷思概念。以鹽類水解實驗為例,學(xué)生在學(xué)習(xí)鹽類水解之前,可能存在一些迷思概念,如認(rèn)為鹽溶液都呈中性。為了糾正這一迷思概念,教師可以設(shè)計探究實驗。首先,讓學(xué)生分別測定氯化鈉、碳酸鈉、氯化銨三種鹽溶液的pH值。當(dāng)學(xué)生通過pH試紙或pH計測量后,會發(fā)現(xiàn)氯化鈉溶液的pH值約為7,呈中性;而碳酸鈉溶液的pH值大于7,呈堿性;氯化銨溶液的pH值小于7,呈酸性。這些實驗現(xiàn)象與學(xué)生原有的認(rèn)知產(chǎn)生了強烈的沖突,激發(fā)了學(xué)生的好奇心和探究欲望。學(xué)生不禁會思考:為什么同樣是鹽溶液,卻呈現(xiàn)出不同的酸堿性呢?這時,教師引導(dǎo)學(xué)生從鹽的組成和水的電離平衡角度進行分析。以碳酸鈉為例,碳酸鈉在水溶液中會電離出鈉離子和碳酸根離子,碳酸根離子會與水電離出的氫離子結(jié)合生成碳酸氫根離子,從而破壞了水的電離平衡,使溶液中氫氧根離子濃度大于氫離子濃度,溶液呈堿性。通過這樣的分析,學(xué)生能夠深入理解鹽類水解的本質(zhì),即鹽中的弱酸根離子或弱堿陽離子與水電離出的氫離子或氫氧根離子結(jié)合,促進了水的電離,使溶液呈現(xiàn)出酸堿性。在探究鹽類水解影響因素的實驗中,學(xué)生可能會對溫度、濃度等因素對水解平衡的影響存在迷思。教師可以讓學(xué)生設(shè)計實驗,探究溫度對碳酸鈉水解程度的影響。學(xué)生通過對比不同溫度下碳酸鈉溶液的pH值變化,發(fā)現(xiàn)溫度升高,碳酸鈉溶液的pH值增大,說明水解程度增大。這一實驗結(jié)果讓學(xué)生直觀地認(rèn)識到溫度對鹽類水解平衡的影響,糾正了學(xué)生認(rèn)為溫度對鹽類水解沒有影響或影響不大的迷思概念。5.2教學(xué)策略優(yōu)化5.2.1創(chuàng)設(shè)情境,引發(fā)認(rèn)知沖突創(chuàng)設(shè)問題情境是引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突的有效手段。在化學(xué)教學(xué)中,教師可以通過精心設(shè)計問題,引導(dǎo)學(xué)生思考,使學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己原有的認(rèn)知與科學(xué)概念之間的矛盾,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。在學(xué)習(xí)“氧化還原反應(yīng)”時,教師可以創(chuàng)設(shè)這樣的問題情境:展示生活中常見的金屬生銹現(xiàn)象,如鐵生銹,提出問題“鐵生銹過程中發(fā)生了什么反應(yīng)?是氧化反應(yīng)嗎?如果是,氧氣是唯一的氧化劑嗎?”學(xué)生在初中階段學(xué)習(xí)的氧化反應(yīng)通常是物質(zhì)與氧氣的反應(yīng),基于這一認(rèn)知,他們可能會認(rèn)為鐵生銹只是鐵與氧氣發(fā)生了反應(yīng)。然而,當(dāng)教師進一步引導(dǎo)學(xué)生從化合價變化和電子轉(zhuǎn)移的角度分析鐵生銹的過程時,學(xué)生就會發(fā)現(xiàn)鐵生銹不僅僅是與氧氣的簡單反應(yīng),還涉及到電子的轉(zhuǎn)移,這與他們原有的認(rèn)知產(chǎn)生了沖突。這種認(rèn)知沖突能夠促使學(xué)生深入思考,主動探究氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)。教師可以繼續(xù)提問“在沒有氧氣參與的反應(yīng)中,是否也可能發(fā)生氧化還原反應(yīng)呢?”然后通過演示氫氣與氯氣反應(yīng)生成氯化氫的實驗,讓學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象,分析反應(yīng)中元素化合價的變化和電子的轉(zhuǎn)移情況。學(xué)生看到氫氣在氯氣中燃燒產(chǎn)生蒼白色火焰,生成氯化氫氣體,通過分析發(fā)現(xiàn)氫元素和氯元素的化合價發(fā)生了變化,存在電子的轉(zhuǎn)移,從而認(rèn)識到氧化還原反應(yīng)并不一定需要氧氣參與,其本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移。通過這樣的問題情境創(chuàng)設(shè),學(xué)生在認(rèn)知沖突中不斷思考和探究,逐漸轉(zhuǎn)變對氧化還原反應(yīng)的迷思概念,形成正確的認(rèn)識。5.2.2利用類比,促進概念理解類比法是一種有效的教學(xué)方法,它能夠?qū)⒊橄蟮幕瘜W(xué)概念與學(xué)生熟悉的事物進行類比,幫助學(xué)生更好地理解概念的本質(zhì)。在講解“電子云”概念時,由于電子云是描述電子在原子核外空間出現(xiàn)概率的一種模型,非常抽象,學(xué)生難以理解。教師可以將電子云與電風(fēng)扇葉片的狀態(tài)進行類比。當(dāng)電風(fēng)扇靜止時,我們可以清晰地看到三個葉片的位置;當(dāng)電風(fēng)扇低速轉(zhuǎn)動時,我們還能大致分辨出葉片的運動軌跡;但當(dāng)電風(fēng)扇高速轉(zhuǎn)動時,我們看到的不再是清晰的葉片,而是一團模糊的“云霧”。同樣,電子在原子核外高速運動,其位置和運動軌跡難以精確確定,我們只能用電子云來描述電子在原子核外空間出現(xiàn)的概率分布,就像電風(fēng)扇高速轉(zhuǎn)動時形成的“云霧”。通過這種類比,學(xué)生能夠?qū)⒊橄蟮碾娮釉聘拍钆c熟悉的電風(fēng)扇葉片狀態(tài)聯(lián)系起來,更直觀地理解電子云的概念。在講解“物質(zhì)的量”概念時,教師可以將物質(zhì)的量與日常生活中的“打”進行類比?!按颉笔且粋€表示數(shù)量集合的單位,1打表示12個物品,而物質(zhì)的量也是一個表示含有一定數(shù)目粒子集合體的物理量,1mol表示含有阿伏加德羅常數(shù)個粒子。這樣的類比能夠幫助學(xué)生理解物質(zhì)的量這一抽象概念的本質(zhì),即它是連接微觀粒子和宏觀物質(zhì)的橋梁。類比法不僅能夠幫助學(xué)生理解抽象概念,還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。5.2.3設(shè)計變式練習(xí),強化概念理解設(shè)計不同角度的練習(xí)是深化學(xué)生對化學(xué)概念理解的重要途徑。教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實際情況,設(shè)計具有針對性的練習(xí),從不同角度考查學(xué)生對概念的掌握程度,幫助學(xué)生全面、深入地理解化學(xué)概念。在學(xué)習(xí)“電解質(zhì)”概念后,教師可以設(shè)計如下練習(xí):判斷下列物質(zhì)哪些是電解質(zhì),哪些是非電解質(zhì),哪些既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì):①氯化鈉溶液;②氯化鈉固體;③酒精溶液;④酒精;⑤銅;⑥二氧化碳。通過這樣的練習(xí),學(xué)生需要準(zhǔn)確把握電解質(zhì)和非電解質(zhì)的定義,即電解質(zhì)是在水溶液或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔?,非電解質(zhì)是在水溶液和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物。學(xué)生在分析這些物質(zhì)時,會發(fā)現(xiàn)氯化鈉溶液是混合物,既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì);氯化鈉固體在熔融狀態(tài)下或水溶液中能導(dǎo)電,是電解質(zhì);酒精溶液是混合物,不是電解質(zhì);酒精在水溶液和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電,是非電解質(zhì);銅是單質(zhì),既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì);二氧化碳的水溶液能導(dǎo)電,但導(dǎo)電的原因是二氧化碳與水反應(yīng)生成了碳酸,碳酸電離出離子,所以二氧化碳本身是非電解質(zhì)。通過這樣的練習(xí),學(xué)生能夠從不同物質(zhì)的角度深入理解電解質(zhì)和非電解質(zhì)的概念,避免混淆。教師還可以設(shè)計一些關(guān)于電解質(zhì)導(dǎo)電性與濃度、溫度關(guān)系的練習(xí),讓學(xué)生進一步理解電解質(zhì)導(dǎo)電的本質(zhì)和影響因素。在學(xué)習(xí)“氧化還原反應(yīng)”時,教師可以設(shè)計練習(xí)讓學(xué)生判斷不同化學(xué)反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng),并分析其中元素化合價的變化和電子的轉(zhuǎn)移情況。通過這些練習(xí),學(xué)生能夠強化對氧化還原反應(yīng)本質(zhì)的理解,提高判斷和分析氧化還原反應(yīng)的能力。5.3教師引導(dǎo)與反饋5.3.1了解學(xué)生概念準(zhǔn)備狀態(tài)教師在教學(xué)過程中,了解學(xué)生已有的知識經(jīng)驗和概念理解程度至關(guān)重要。學(xué)生在學(xué)習(xí)新的化學(xué)概念之前,頭腦中并非一片空白,而是已經(jīng)存在著許多基于生活經(jīng)驗、先前學(xué)習(xí)等形成的概念和認(rèn)知。這些已有知識經(jīng)驗對學(xué)生學(xué)習(xí)新知識既可能起到積極的促進作用,也可能產(chǎn)生消極的阻礙作用。因此,教師需要通過多種方式深入了解學(xué)生的概念準(zhǔn)備狀態(tài),以便有針對性地開展教學(xué)。在學(xué)習(xí)“氧化還原反應(yīng)”之前,教師可以通過課堂提問、小組討論、問卷調(diào)查等方式,了解學(xué)生對初中階段所學(xué)的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的理解程度。詢問學(xué)生“你認(rèn)為什么是氧化反應(yīng)?什么是還原反應(yīng)?”“你能舉例說明氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)嗎?”通過學(xué)生的回答,教師可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生可能存在的迷思概念,如認(rèn)為氧化反應(yīng)一定是物質(zhì)與氧氣的反應(yīng),還原反應(yīng)就是物質(zhì)失去氧的反應(yīng)等。了解到這些迷思概念后,教師在教學(xué)中就可以有針對性地引導(dǎo)學(xué)生從化合價變化和電子轉(zhuǎn)移的角度重新認(rèn)識氧化還原反應(yīng),幫助學(xué)生打破原有的錯誤認(rèn)知,建立正確的概念。在學(xué)習(xí)“物質(zhì)的量”這一概念時,教師可以通過了解學(xué)生對質(zhì)量、數(shù)量等相關(guān)概念的掌握情況,來判斷學(xué)生的概念準(zhǔn)備狀態(tài)。學(xué)生在日常生活中對質(zhì)量和數(shù)量有一定的認(rèn)識,教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考如何將微觀粒子的數(shù)量與宏觀物質(zhì)的質(zhì)量聯(lián)系起來,從而引入物質(zhì)的量的概念。如果教師不了解學(xué)生的概念準(zhǔn)備狀態(tài),直接按照教材內(nèi)容進行講解,學(xué)生可能會因為難以理解物質(zhì)的量這一抽象概念,而產(chǎn)生迷思概念,如將物質(zhì)的量與物質(zhì)的質(zhì)量混淆。5.3.2提供充足學(xué)習(xí)素材提供豐富的學(xué)習(xí)素材能夠幫助學(xué)生更好地理解化學(xué)概念,避免迷思概念的產(chǎn)生?;瘜W(xué)概念往往較為抽象,學(xué)生僅憑教材上的文字描述和教師的口頭講解,很難真正理解其內(nèi)涵。因此,教師需要提供多樣化的學(xué)習(xí)素材,讓學(xué)生從不同角度、不同層面去認(rèn)識和理解化學(xué)概念。在講解“電解質(zhì)”概念時,教師可以提供多種電解質(zhì)和非電解質(zhì)的實例,如氯化鈉、硫酸、氫氧化鈉、酒精、蔗糖等。讓學(xué)生通過實驗觀察這些物質(zhì)在水溶液或熔融狀態(tài)下的導(dǎo)電性,分析其導(dǎo)電的原因,從而深入理解電解質(zhì)的概念。教師還可以提供一些關(guān)于電解質(zhì)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用實例,如電解質(zhì)在電池中的作用、人體體液中電解質(zhì)的平衡等,使學(xué)生認(rèn)識到電解質(zhì)概念的實際意義,增強學(xué)生對概念的理解和記憶。在學(xué)習(xí)“化學(xué)平衡”時,教師可以通過展示化學(xué)平衡相關(guān)的實驗視頻、動畫模擬等素材,幫助學(xué)生直觀地理解化學(xué)平衡的動態(tài)特征。通過動畫模擬,學(xué)生可以清晰地看到在化學(xué)平衡狀態(tài)下,反應(yīng)物和生成物的分子不斷地相互轉(zhuǎn)化,但各物質(zhì)的濃度保持不變,從而糾正學(xué)生認(rèn)為化學(xué)平衡是靜止?fàn)顟B(tài)的迷思概念。教師還可以提供一些實際的化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)案例,如合成氨工業(yè)中如何通過控制反應(yīng)條件來達到化學(xué)平衡,提高氨氣的產(chǎn)量,讓學(xué)生了解化學(xué)平衡在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用,加深對概念的理解。5.3.3及時反饋與糾正教師對學(xué)生的迷思概念進行及時反饋和針對性糾正,是幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變迷思概念的關(guān)鍵。當(dāng)學(xué)生在課堂上回答問題、完成作業(yè)或進行實驗時,教師要密切關(guān)注學(xué)生的表現(xiàn),及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的迷思概念。一旦發(fā)現(xiàn)學(xué)生的迷思概念,教師應(yīng)立即給予反饋,指出學(xué)生的錯誤之處,并引導(dǎo)學(xué)生進行思考和糾正。在學(xué)生回答關(guān)于“氧化還原反應(yīng)”的問題時,若學(xué)生錯誤地認(rèn)為氧化還原反應(yīng)中氧化劑一定是氧氣,教師應(yīng)及時反饋,指出氧化劑是在氧化還原反應(yīng)中得到電子(或電子對偏向)的物質(zhì),不一定是氧氣。教師可以通過舉例說明,如在氫氣與氯氣的反應(yīng)中,氯氣是氧化劑,讓學(xué)生認(rèn)識到自己的錯誤。然后,教師引導(dǎo)學(xué)生從化合價變化和電子轉(zhuǎn)移的角度重新分析氧化還原反應(yīng),幫助學(xué)生正確理解氧化劑的概念。對于學(xué)生在作業(yè)中出現(xiàn)的迷思概念,教師可以通過書面評語的方式進行反饋。在學(xué)生的作業(yè)中,如果出現(xiàn)將“物質(zhì)的量”與“物質(zhì)的質(zhì)量”混淆的錯誤,教師可以在評語中指出兩者的區(qū)別,強調(diào)物質(zhì)的量是表示含有一定數(shù)目粒子的集合體的物理量,而物質(zhì)的質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少。教師還可以給出一些相關(guān)的練習(xí)題,讓學(xué)生通過練習(xí)鞏固正確的概念,糾正迷思概念。在實驗教學(xué)中,當(dāng)學(xué)生對實驗現(xiàn)象的解釋存在迷思概念時,教師應(yīng)及時給予指導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)原理的角度正確解釋實驗現(xiàn)象。在金屬鈉與水反應(yīng)的實驗中,學(xué)生若認(rèn)為鈉在水中四處游動是因為鈉與水反應(yīng)生成的氫氣推動鈉塊,而忽略了鈉與水反應(yīng)放出的熱量使鈉熔化成小球,從而導(dǎo)致鈉在水面上迅速游動這一因素,教師應(yīng)及時糾正學(xué)生的錯誤理解,幫助學(xué)生全面、準(zhǔn)確地理解實驗現(xiàn)象背后的化學(xué)原理。六、實證研究:迷思概念轉(zhuǎn)變對策的應(yīng)用效果6.1研究設(shè)計為了驗證上述迷思概念轉(zhuǎn)變對策的有效性,本研究選取了[學(xué)校名稱]高一年級的兩個平行班級作為實驗對象,分別為實驗班和對照班,每班各[X]名學(xué)生。這兩個班級的學(xué)生在入學(xué)時的化學(xué)成績和學(xué)習(xí)能力等方面無顯著差異,且在后續(xù)的教學(xué)中,由同一位教師授課,以確保實驗的公平性和可靠性。本研究采用實驗法進行探究。在實驗過程中,對照班采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法進行教學(xué),按照教材內(nèi)容進行講解,注重知識的傳授和記憶。而實驗班則運用前文提出的迷思概念轉(zhuǎn)變對策,如小組合作學(xué)習(xí)法、探究實驗法、創(chuàng)設(shè)情境引發(fā)認(rèn)知沖突、利用類比促進概念理解、設(shè)計變式練習(xí)強化概念理解以及教師及時反饋與糾正等方法進行教學(xué)。具體實驗步驟如下:在實驗前,使用相同的前測試卷對兩個班級的學(xué)生進行測試,試卷內(nèi)容涵蓋了物質(zhì)的量、氧化還原反應(yīng)、電解質(zhì)等容易產(chǎn)生迷思概念的知識點。通過前測結(jié)果分析,了解兩個班級學(xué)生在實驗前對這些概念的掌握情況以及存在的迷思概念,確保兩個班級在實驗前處于相同的水平。在教學(xué)過程中,對照班按照傳統(tǒng)教學(xué)方式進行正常授課。在講解“物質(zhì)的量”時,教師直接講解概念和公式,通過例題和練習(xí)讓學(xué)生掌握計算方法。而實驗班則運用多種轉(zhuǎn)變對策。在學(xué)習(xí)“氧化還原反應(yīng)”時,教師創(chuàng)設(shè)問題情境,展示生活中金屬生銹、燃燒等現(xiàn)象,引發(fā)學(xué)生對氧化還原反應(yīng)的思考,然后組織學(xué)生進行小組合作學(xué)習(xí),討論氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)和特征。在討論過程中,學(xué)生的不同觀點相互碰撞,引發(fā)認(rèn)知沖突,促使學(xué)生深入探究。教師還利用類比法,將氧化還原反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移類比為生活中物品的交換,幫助學(xué)生理解抽象的概念。在完成相關(guān)知識的教學(xué)后,對兩個班級進行后測,測試內(nèi)容與前測具有相似的難度和知識點覆蓋范圍。通過對比兩個班級前后測的成績變化,分析迷思概念轉(zhuǎn)變對策的應(yīng)用效果。同時,對實驗班的學(xué)生進行問卷調(diào)查和訪談,了解他們對教學(xué)方法的感受和對化學(xué)概念的理解情況,進一步驗證轉(zhuǎn)變對策的有效性。例如,在問卷調(diào)查中設(shè)置問題“通過本次學(xué)習(xí),你對氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)理解是否更清晰?”“你認(rèn)為小組合作學(xué)習(xí)對你理解化學(xué)概念有幫助嗎?”等,從學(xué)生的反饋中獲取更多關(guān)于轉(zhuǎn)變對策應(yīng)用效果的信息。6.2數(shù)據(jù)收集與分析在研究過程中,通過問卷調(diào)查收集學(xué)生對化學(xué)概念的理解情況。問卷設(shè)計圍繞物質(zhì)的量、氧化還原反應(yīng)、電解質(zhì)等核心概念,涵蓋選擇題、填空題和簡答題,以全面了解學(xué)生的迷思概念。選擇題可以快速了解學(xué)生對基本概念的判斷,如“下列物質(zhì)中,屬于電解質(zhì)的是()A.銅B.氯化鈉溶液C.酒精D.氫氧化鈉”,通過學(xué)生的選擇,初步判斷他們對電解質(zhì)概念的掌握程度。填空題則能考查學(xué)生對概念細節(jié)的記憶,如“1molH?O中含有______mol氫原子”,了解學(xué)生對物質(zhì)的量與微粒數(shù)目關(guān)系的理解。簡答題要求學(xué)生闡述對概念的理解和相關(guān)現(xiàn)象的解釋,如“請解釋氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)”,以此深入挖掘?qū)W生的思維過程和迷思概念。為了更準(zhǔn)確地評估學(xué)生對知識的掌握程度和迷思概念的轉(zhuǎn)變情況,還收集了學(xué)生的測試成績。在實驗前后分別進行測試,測試內(nèi)容緊密結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和迷思概念相關(guān)知識點。實驗前的測試用于了解學(xué)生的初始水平,為后續(xù)對比分析提供基礎(chǔ);實驗后的測試則用于檢驗迷思概念轉(zhuǎn)變對策的實施效果。通過對比兩次測試成績,分析學(xué)生在各個知識點上的得分變化,判斷學(xué)生對化學(xué)概念的理解是否有所提升,迷思概念是否得到有效轉(zhuǎn)變。運用統(tǒng)計方法對收集到的數(shù)據(jù)進行深入分析。采用SPSS軟件進行數(shù)據(jù)分析,計算平均分、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計量,以了解學(xué)生成績的整體分布情況。通過獨立樣本t檢驗,對比實驗班和對照班的前后測成績,判斷兩種教學(xué)方法對學(xué)生成績的影響是否存在顯著差異。如果實驗班后測成績顯著高于對照班,且實驗班前后測成績對比也有顯著提升,而對照班前后測成績變化不明顯,就可以初步說明迷思概念轉(zhuǎn)變對策具有有效性。對問卷調(diào)查數(shù)據(jù)進行頻次分析,統(tǒng)計學(xué)生對各個問題的回答情況,了解學(xué)生迷思概念的類型和分布頻率,為進一步分析迷思概念的成因和特點提供依據(jù)。6.3研究結(jié)果與討論通過對收集的數(shù)據(jù)進行深入分析,研究結(jié)果顯示,實驗班和對照班在實驗前的化學(xué)成績無顯著差異,這表明兩個班級在實驗初始階段的化學(xué)知識水平和迷思概念情況基本一致,為后續(xù)實驗結(jié)果的對比分析提供了可靠的基礎(chǔ)。在實
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