实验教学中的迷思概念转变策略

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1、实验教学中的迷思概念转变策略　　化学是一门以实验为主的自然科学。实验是化学最精彩的部分，在新课程实施中占有极其重要的地位。《普通高中化学课程标准（实验）》[1]指出：突出化学学科特征，更好地发挥实验的教育功能。引导学生通过实验探究活动来学习化学。　　而目前较为普遍的实验教学策略为DOE策略，即“演示―观察―解释（Demonstrate-Observation-　　Explanation，缩写为DOE）”。它的流程一般由教师先做演示实验，学生观察实验现象，然后教师解释现象，得出实验结论，它是学生通过观察实验现象获取知识。而实际上存在一些实验，其结果与学生原有的认知存在冲突，若直接演示就不

2、能有效地帮助学生认识到自己已有的概念与新概念之间的差距和偏差，不符合学生的认知发展规律，对科学概念的建立是非常不利的。经过笔者的教学实践，认为运用POE策略在这类实验中能起到较好的效果。　　一、POE策略流程　　本文介绍的POE策略，即“预测―观察―解释（Prediction-Observation-Explanation，缩写为POE）”5。它的流程一般是让学生在了解实验或事实情境的基础上，首先对实验现象进行预测，阐明理由，紧接着是通过演示实验让学生观察现象、做好记录，再通过比较、对照和批判，对预测和观察到的现象之间的差异进行深入探讨，最后解释这种差异。POE策略的具体实施分为3个步

3、骤。　　步骤1：预测。学生独立自主地完成对要进行的演示实验现象的预测，并对自己的预测做出认为科学合理的解释。　　步骤2：观察。由教师或者学生完成实验，实验过程中尽可能地让学生能够观察到实验的所有现象，实验完成后学生记录实验现象。实验现象与自己预测的现象一样吗？　　步骤3：解释。最后学生对自己的预测和实验观察到的现象之间的不一致作出解释，自我协调并解释这种差异产生的原因。　　为了能够更清楚地明白上述3个步骤的相互关系，笔者以“盐类的水解”为例，画出了POE策略的教学模式的流程图（见图1所示）。　　图1已经清晰地表示出了各个步骤的相互关系，为方便教师明白此教学模式和操作实践，笔者将结合案例

4、具体阐述各个步骤实施的过程。　　二、一个较为经典的教学片段　　1.预测阶段――诱导学生暴露其原有的迷思概念　　[教师]大家知道酸溶液呈酸性，碱溶液呈碱性。那么盐溶液是否一定呈中性？请预测下列5种盐溶液的酸碱性：NaCl、Na2CO3、NH4Cl、CH3COONa、AlCl3。　　[学生]NaCl、Na2CO3、NH4Cl、CH3COONa、AlCl3均呈中性。　　设计意图：通过学生的预测，教师了解了学生的前概念和已有的认知结构，可以帮助教师在学生原有基础上组织教学，更加贴近学生需要。从预测的结果看，实际情况与学生原有的认知存在冲突，这时教师应不急于去纠正学生的错误，而是让其进入观察的阶

5、段。5　　2.实验观察阶段――把学生引入教师精心设计的认知冲突中　　[教师]组织实验，请学生利用实验台上提供的仪器和试剂完成实验。　　[学生]测定NaCl、Na2CO3、NH4Cl、CH3COONa、AlCl35种盐溶液的酸碱性，并回答实验结果。　　设计意图：此阶段学生充满了好奇心，很想知道自己的预测是否正确，显然注意力很集中且强烈期待。当实验现象和学生自己的预测有明显差异时，学生产生了强烈的认知冲突，思维和学习情绪达到了新的兴奋点，求知欲望强烈。此时学生的认知从“平衡”转向“不平衡”，为“新平衡”的形成打下了基础。　　3.结论解释阶段――学生主动走出迷思概念，建立科学概念　　[教师]

6、试根据以上各种盐的组成来分析实验现象，经过讨论后谁来总结一下。　　[学生]进行总结。　　[教师]板书学生的总结。　　设计意图：建构主义认为新知识的学习要建立在已有知识的基础上。在教师引导下，重视通过典型的化学实验事实帮助学生认识物质及其变化的本质和规律[1]，让学生再发现新问题，提出新见解，掌握新规律，从而培养学生的思维品质和创新能力。　　三、几点反思　　1.巧设认知冲突是实现迷思概念转变的前提　　认知冲突是学生的已有认知结构与新知识之间无法相包容而产生的矛盾，是新旧知识之间的一种“不协调”5。学源于思，思源于疑，认知冲突是激发思维的第一步，有利于激发学生的认知需要与探究欲望，促进学生

7、进行知识的自主构建，从而发展学生的思维能力[2]。在实施迷思概念转变教学的时候，教师如果不能有效地帮助学生认识到自己已有的概念与新概念之间的差距或偏差，那么学生必然会用已有的认知结构去理解或建构新的知识，这样一来，前概念中的迷思概念便会越积越多、越积越深。因此，教师必须采取策略引发学生的认知冲突，使学生认识到这种矛盾，并通过自我调控使自己的认知结构实现学习过程的丰富和重构。POE教学策略能在一定程度上实现学生迷思概念转变的关键之一就在于引发学生