科学误概念的诊断与教学研究.docx

科学误概念的诊断与教学研究摘要：概念学习是学习科学的基础但在学习概念的过程中经常会产生一些误概念从而阻碍教学。通过文献整理发现科学误概念的诊断工具由测验问卷向画图工具发展注重学生微观水平的理解。误概念的成因主要集中在三方面：学生日常的生活经验、不恰当的教学方法和概念的抽象性并根据形成原因和误概念的类型针对学生的认知冲突进行概念转化。关键词：误概念；诊断工具；概念转化概念是人脑对客观现实的反映是一类事物所共有的本质特征。由于学生在进行正确概念学习时已受日常生活和先前学习的影响可能形成与科学理论相违背的概念故将其称为误概念。误概念具有特异性、隐蔽性、顽固性和广泛性。由于误概念具有特异性所以科学学习中的误概念不同于人文学科。误概念具有隐蔽性需采用有效的诊断工具进行挖掘。误概念十分顽固成因多样故增加了概念转变的难度。本文将从诊断工具、形成原因及转变概念三方面探究学生在科学学习中产生误概念的学习特征。一、科学学习中误概念的诊断1.科学概念的测验问卷随着对科学概念的深入研究测试工具也随之进步。最早是开放性问题的问卷数据分析繁杂后出现了选择题工具。考虑到“测验效应”的影响研究发现正确概念测验中正确概念提升得最多而用误概念测验误概念提升得最多（“正确概念测试”都是正确的概念表述判断正误即可误概念测试类似）。一份测试卷正确概念和误概念比例需得当。2.两段式选择题诊断工具Treagust（1988）研发了“两段式选择题工具”测定学生的相异概念。该工具由两段式组成：第一段为普通问题；第二段为问题的推理原因旨在探查产生误概念的原因。Chandrasegaran（2007）等人为了解决学生“从多水平（宏观、亚微观、符号）描述科学现象”的困难设计了一个“表征系统和化学反应诊断工具”。题目设计如下所示。【表征系统和化学反应诊断工具中的测试题目之一】当将锌粉加入蓝色硫酸铜溶液中时蓝色渐渐褪去溶液呈无色同时产生了红色沉淀。上述反应的化学方程式如下Zn（s）+CuSO4ZnSO4（aq）+Cu（s）离子反应方程式：Zn（s）+Cu2+（aq）Zn2+（aq）+Cu（s）。（题目第一段）为什么溶液最后变成无色？A.铜形成一种沉淀B.锌更容易与硫酸铜反应C.硫酸铜已经完全反应D.锌已经溶解像糖溶解于水中一样。（题目第二段）你选择上述答案的原因是什么？①锌离子溶于水。②锌比铜更容易失去电子。③蓝色可溶的Cu2+完全形成不可溶的红色Cu单质。④可溶的Cu2+形成一种蓝色溶液然而Zn2+形成一种无色溶液。分析该题目第二段选择③的学生从宏观现象分析亚微观水平；选择④的学生从宏观表征进行分析。由此可见两段式诊断工具能够剖析学生的思维方式。3.开放式画图工具Kern等人（2010）开发了“开放式的画图工具”。Nyachwaya（2011）等人利用该工具检测学生配平化学方程式以及画出这些反应微观图的能力题目如下所示。【微观水平的化学方程式题目之一】AgNO3和CaCl2反应生成AgCl和Ca（NO3）2化学方程式如下所示：AgNO3（aq）+CaCl2（aq）AgCl（s）+Ca（NO3）2（aq）a.为该化学方程式配平填写空格。b.在下面空白处画出你心中所想的该化学方程式的微观图好像看见该反应过程中的原子和分子。记住正确画出每个反应物和生成物的原子和分子个数。某学生的微观图如下图所示学生将C和O直接连在Ca上面从中看出该学生不理解聚合离子的结构。三种工具都有各自的特点和局限性。“概念测验问卷”容易统计且直观却不能探查学生的心智模型。而“两段式选择题工具”和“画图工具”能够就某一问题进行深入剖析前者数据统计繁琐后者画图分类整理需要技术。二、科学误概念的成因1.日常的生活经验学生每日接触各种生活信息常常将一些概念与生活相联系而有些现象会导致学生错误理解概念。曾有学者对“辐射”概念进行了一次探索性研究。结果发现大部分学生对“辐射”的理解都只局限于核辐射而且觉得辐射很危险。由于他们日常接触手机、家用电器等比较多认为“辐射的来源都是工厂和人造的东西”没想到一些自然物质也会释放辐射。还有的认为“光和辐射不一样”其实光也是一种辐射类型。少部分认为“辐射类似于辐射粒子穿上雨衣可以抵挡”。日常的生活经验既能帮助学生理解抽象概念同时又局限了概念的理解。教学时需开拓学生的眼界避免概念的狭义化理解。