闡述概念學(xué)習(xí)障礙的類型和構(gòu)建概念教學(xué)的過(guò)程模型

1、闡述概念學(xué)習(xí)障礙的類型和構(gòu)建概念教學(xué)的過(guò)程模型            人們認(rèn)識(shí)事物時(shí)，把事物的屬性及其相互關(guān)系，經(jīng)分析、比較、綜合等作用，概括地、定型地代表一個(gè)物體、動(dòng)作、性質(zhì)、狀況等的抽象的共同觀念叫做概念。因此，概念是客觀事物本質(zhì)屬性在人腦中的反映。化學(xué)概念是反映物質(zhì)在化學(xué)運(yùn)動(dòng)中的固有屬性的一種思維形式，它是化學(xué)知識(shí)的基本元素和重要組成部分，是掌握物質(zhì)變化規(guī)律的基礎(chǔ)，也是深刻理解化學(xué)原理的基礎(chǔ)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的能力起著重要的作用。在實(shí)際教學(xué)中，有些化學(xué)概念學(xué)生容易學(xué)習(xí)，有些則

2、非常難學(xué)，教師使用相同或相似的方法進(jìn)行不同的化學(xué)概念教學(xué)時(shí)，取得的效果相差甚遠(yuǎn)。如“物質(zhì)的量”及其單位“摩爾”的學(xué)習(xí)，教師覺(jué)得難教、學(xué)生覺(jué)得非常難學(xué)。化學(xué)概念的建立應(yīng)該具有一般的基本過(guò)程，我們?cè)噲D從化學(xué)概念的基本特征和建立概念的心理過(guò)程中尋找化學(xué)概念有效教學(xué)的策略，使得學(xué)生能夠有效地學(xué)習(xí)化學(xué)概念，從而促進(jìn)化學(xué)的有效學(xué)習(xí)。1 概念學(xué)習(xí)的特征概念的學(xué)習(xí)過(guò)程是“反映事物本質(zhì)屬性的共同觀念”在人的大腦中從無(wú)到有的過(guò)程，因此，有必要全面認(rèn)識(shí)概念及其建立的過(guò)程，即概念的特征和概念建立的心理過(guò)程。1.1 概念的特征1.1.1       內(nèi)涵和外延

3、任何一個(gè)概念都有它明確的內(nèi)涵和外延。內(nèi)涵是指概念所反映的事物的本質(zhì)屬性，通常是通過(guò)下定義的方法來(lái)表示的，如“物質(zhì)的量”的定義是“含有一定數(shù)目粒子的集體”，給概念下定義是對(duì)事物的本質(zhì)屬性的認(rèn)識(shí)在一定階段上的總結(jié)。概念不僅對(duì)所反映的事物的本質(zhì)屬性有質(zhì)的規(guī)定性，有些概念還具有量的規(guī)定性。因此，一般來(lái)說(shuō)，概念既可以用文字或語(yǔ)言的形式來(lái)表述，有些概念還可以用數(shù)學(xué)公式予以定量闡述，如“物質(zhì)的量”又可定義為“n=N/NA”。外延是指概念所涉及的范圍和條件。如“物質(zhì)的量”的外延是“含有一定數(shù)目粒子”這一本質(zhì)屬性的粒子集體的類型，如分子、原子、離子（或原子團(tuán)）、電子、質(zhì)子、中子等。1.1.2客觀和可測(cè)概念是從客

4、觀事物中概括和抽象出來(lái)的，它反映了客觀事物的本質(zhì)屬性和內(nèi)在聯(lián)系，因此，具有客觀性。如“物質(zhì)的量”是客觀存在的不同類型的粒子的集體。同時(shí)具有質(zhì)和量?jī)蓚€(gè)規(guī)定性的概念叫物理量。一切物理量都能被測(cè)量，用儀器進(jìn)行直接的測(cè)量，用公式進(jìn)行間接的計(jì)算，還可以通過(guò)測(cè)量其他物理量進(jìn)行間接的測(cè)量。如“物質(zhì)的量”的測(cè)量，可以通過(guò)間接測(cè)量質(zhì)量、氣體體積等方法進(jìn)行。1.1.3抽象和精細(xì)一個(gè)概念能夠反映出大量形形色色的物質(zhì)的共同屬性，因而具有高度的概括性和抽象性，它超脫了具體的現(xiàn)象而說(shuō)明了事物的本質(zhì)。一個(gè)被抽象的概念，還可派生出新的概念，稱為概念的多重抽象性。如“物質(zhì)的量”可派生出“摩爾質(zhì)量”、“氣體摩爾體積”和“物質(zhì)的量

5、濃度”等?？陀^事物的方方面面的屬性，表面上看來(lái)有些屬性是相似或相近的，但用不同的概念能夠把這些屬性精確地區(qū)分開(kāi)。例如，“量”是人們生活中經(jīng)常使用的一個(gè)含混概念，人們說(shuō)“量”的多少，可能是質(zhì)量、體積、純度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等等。然而，概念卻能準(zhǔn)確地區(qū)分它們。1.1.4發(fā)展和變化概念是在科學(xué)實(shí)踐中逐步形成和發(fā)展起來(lái)的，一個(gè)概念的內(nèi)涵是否正確，外延是否恰當(dāng)都要用實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)，并隨著科學(xué)實(shí)踐的深入發(fā)展而不斷得到補(bǔ)充、修正和重構(gòu)。原子的概念從德謨克里特提出，經(jīng)歷了“實(shí)心球模型 布丁模型行星模型盧瑟福模型分層模型原子核模型電子云模型”。由此可見(jiàn)，科學(xué)發(fā)展的歷史，也是概念產(chǎn)生和發(fā)展的歷史，同時(shí)也應(yīng)該成為概念學(xué)習(xí)發(fā)展的

6、過(guò)程。1.1.5聯(lián)系和結(jié)構(gòu)概念和概念之間雖然可以進(jìn)行精確的區(qū)分，但它們之間并不是孤立的，它們之間存在著直接的或間接的聯(lián)系，其主要形式是從屬和并列。在從屬關(guān)系中，下位概念從屬于上位概念，如氧化還原反應(yīng)與氧化反應(yīng)的關(guān)系，氧化還原反應(yīng)屬于上位概念，而氧化反應(yīng)屬于下位概念。氧化還原反應(yīng)的學(xué)習(xí)是在氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)學(xué)習(xí)之后進(jìn)行的，稱為上位學(xué)習(xí)；反之，在具有上位概念的情況下學(xué)習(xí)下位概念稱為下位學(xué)習(xí)。并列關(guān)系指的是概念與概念間既不產(chǎn)生從屬關(guān)系，也不產(chǎn)生總括關(guān)系，但相互之間具有潛在的聯(lián)系，如質(zhì)量與物質(zhì)的量等。1.2 概念學(xué)習(xí)的過(guò)程關(guān)于人的認(rèn)識(shí)的發(fā)展過(guò)程，列寧曾做過(guò)這樣的概括：“從生動(dòng)的直觀到抽象的思維，并從抽

7、象的思維到實(shí)踐，這就是認(rèn)識(shí)真理、認(rèn)識(shí)客觀存在的辯證的途徑”。認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，形成概念是人在認(rèn)識(shí)事物的過(guò)程中積極主動(dòng)地進(jìn)行概括、推理、提出假設(shè)，并將這一假設(shè)應(yīng)用于日后遇到的事例中加以檢驗(yàn)。由此可知，概念的形成是以感覺(jué)、直覺(jué)和表象為基礎(chǔ)的，以分析、綜合、抽象、概括、系統(tǒng)化和具體化為主要思維活動(dòng)，從個(gè)別到一般、從具體到抽象、從現(xiàn)象到本質(zhì)的認(rèn)識(shí)過(guò)程。因此，可以將學(xué)生概念學(xué)習(xí)的過(guò)程劃分為：1.2.1感知現(xiàn)象感知是由于環(huán)境對(duì)感官的刺激引起的事物的整體屬性在人腦中的反映，屬于認(rèn)知過(guò)程中的感性階段，概念學(xué)習(xí)的感知來(lái)自于客觀環(huán)境（對(duì)客觀事物的生活經(jīng)驗(yàn)）和教育環(huán)境（教材、圖片、模型、錄像和實(shí)驗(yàn)等）。但要注意的是：

8、人的知覺(jué)系統(tǒng)攝取和加工外部環(huán)境信息的能力是有限的，應(yīng)該對(duì)刺激進(jìn)行選擇和過(guò)濾；同時(shí)感知受到人的需要、愿望、興趣、以往經(jīng)驗(yàn)（前概念）的影響。1.2.2思維加工思維是人腦對(duì)客觀事物的間接的和概括的反映，主要包含抽象和概括兩個(gè)過(guò)程：抽象就是在思想上區(qū)別某種事物的本質(zhì)屬性和非本質(zhì)屬性，從而抽取本質(zhì)屬性；概括則是將某種事物的本質(zhì)屬性推廣到同類事物中去。這一過(guò)程依賴于各種思維方法的綜合運(yùn)用。不同概念的形成，其思維方法不盡相同，最基本的有：分析概括一類事物的共同屬性和本質(zhì)特征，如化學(xué)反應(yīng)、糖類、蛋白質(zhì)；抽取物質(zhì)的某一屬性，得出表征物質(zhì)某種性質(zhì)的量，如相對(duì)分子質(zhì)量、相對(duì)原子質(zhì)量、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積；用理想化

9、的方法進(jìn)行科學(xué)抽象，如理想氣體、分子模型、原子模型；概念的組合及發(fā)展，如摩爾質(zhì)量（質(zhì)量和物質(zhì)的量）、氣體摩爾體積（物質(zhì)的量和氣體體積）、物質(zhì)的量濃度（物質(zhì)的量和溶液體積）；此外，還有運(yùn)用演繹、類比及等效的方法等。1.2.3形成概念形成定義是形成概念的認(rèn)知活動(dòng)的最高境界，也是進(jìn)一步理解概念的基本依據(jù)。概念的定義方法一般有：屬加種差，如酸性氧化物是在其屬概念氧化物的基礎(chǔ)上進(jìn)行的；操作定義，如摩爾質(zhì)量是將物質(zhì)的質(zhì)量與物質(zhì)的量的比值這一數(shù)學(xué)操作進(jìn)行定義的；外延定義，對(duì)于外延邊界清楚的集合概念，若能舉出他的全部外延，就可以下肯定外延的定義，如不飽和溶液，就是指沒(méi)有達(dá)到飽和狀態(tài)的溶液。理解概念主要從以下三

10、個(gè)方面考察：明確引入概念的原因；明確概念的內(nèi)涵和外延；了解概念與相關(guān)概念之間的區(qū)別和聯(lián)系。1.2.4重構(gòu)認(rèn)知新概念形成后，如果不能與原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)建立起意義聯(lián)系，在一定程度上意味著概念沒(méi)有真正建立。認(rèn)知結(jié)構(gòu)的重構(gòu)，主要是使頭腦中散亂的現(xiàn)象和事實(shí)、概念、理論形成秩序，使頭腦中的化學(xué)知識(shí)得以擴(kuò)展、更新或重構(gòu)，這一過(guò)程是由同化和順應(yīng)使認(rèn)知結(jié)構(gòu)達(dá)到新的平衡的過(guò)程。2 概念學(xué)習(xí)的障礙中學(xué)生的邏輯思維正處在由經(jīng)驗(yàn)型向理論型發(fā)展的階段，思維的品質(zhì)不夠健全，使得他們?cè)趯W(xué)習(xí)概念時(shí)存在著一定的困難，可能形成各種學(xué)習(xí)障礙。我們認(rèn)為，中學(xué)生概念學(xué)習(xí)的障礙主要表現(xiàn)為與概念學(xué)習(xí)四個(gè)心理過(guò)程相對(duì)應(yīng)的四個(gè)方面：2.1 感性認(rèn)識(shí)

11、不足感性材料是形成和掌握概念的前提和必要條件，感性認(rèn)識(shí)不足是概念學(xué)習(xí)的主要障礙之一。例如，如果沒(méi)有觀察過(guò)化學(xué)反應(yīng)，就不能掌握化學(xué)變化。用以表征物質(zhì)特殊性質(zhì)的概念，如“物質(zhì)的量”是對(duì)含有6.02×1023個(gè)粒子的集合體的抽象，遠(yuǎn)離人們的日常生活經(jīng)驗(yàn)，不能找到直接的感性材料，從而導(dǎo)致了學(xué)習(xí)障礙。2.2 思維方法不當(dāng)概念的學(xué)習(xí)是在獲得足夠多的感性材料后，利用各種思維方法形成科學(xué)的概念。沒(méi)有掌握建立科學(xué)概念的正確思維方法和思維過(guò)程，是概念學(xué)習(xí)的又一障礙。如果在建立概念過(guò)程中不能運(yùn)用分析、綜合、比較、分類、類比、抽象、概括、推理判斷以及理想化等思維方法和思維過(guò)程，就很難使感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)

12、，即形成的概念只能處于淺表的感性層次。2.3 定勢(shì)思維影響長(zhǎng)期的思維實(shí)踐中，每個(gè)人都形成了自己慣用的、格式化的思考模式，當(dāng)面臨現(xiàn)實(shí)問(wèn)題時(shí)，我們能不假思索地把它納入特定的思維框架，并沿著特定的思路對(duì)它們進(jìn)行思考和處理，即思維定勢(shì)。思維定勢(shì)的益處是用來(lái)處理日常事務(wù)和一般性問(wèn)題，能駕輕就熟，得心應(yīng)手。然而，思維定勢(shì)的弊端在面臨新情況、新問(wèn)題而需要開(kāi)拓創(chuàng)新時(shí)，就會(huì)變成“思維枷鎖”，阻礙新觀念、新點(diǎn)子的構(gòu)想，同時(shí)也阻礙了對(duì)新知識(shí)的吸收。正如法國(guó)生物學(xué)家貝爾納所說(shuō)的：“妨礙人們學(xué)習(xí)的最大障礙，并不是未知的東西，而是已知的東西?！?學(xué)習(xí)“物質(zhì)的量”時(shí)，按照漢語(yǔ)習(xí)慣，“物質(zhì)的量”相對(duì)于“物質(zhì)的質(zhì)”而言，通常理

13、解為“物質(zhì)（宏觀或微觀）的多少”，這與科學(xué)的含義有很大的差別。2.4 相關(guān)概念干擾概念之間既有聯(lián)系、又有區(qū)別，學(xué)生常常不能區(qū)分相鄰、相近的概念，這是相關(guān)概念干擾的表現(xiàn)之一。如物質(zhì)的量與質(zhì)量、物質(zhì)的量與它的單位摩爾、摩爾質(zhì)量與相對(duì)分子質(zhì)量、物質(zhì)的量濃度與溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等概念間的關(guān)系是學(xué)生概念學(xué)習(xí)中常見(jiàn)的混淆點(diǎn)。相關(guān)概念干擾的表現(xiàn)之二是前概念的干擾。學(xué)習(xí)科學(xué)概念前，學(xué)生已經(jīng)從日常生活或以前的學(xué)習(xí)中積累了不少與概念有關(guān)的感性經(jīng)驗(yàn)，對(duì)客觀事物有了一定的認(rèn)識(shí)，形成了一定的概念，其中有些是片面的、錯(cuò)誤的，從而干擾了科學(xué)概念的形成。3 教學(xué)模型的構(gòu)建根據(jù)奧蘇貝爾的同化說(shuō)，知識(shí)的獲得過(guò)程是以文字或其它符號(hào)表征

14、的意義同學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有相關(guān)的觀念（包括表象、概念或命題）相聯(lián)系并發(fā)生相互作用后，轉(zhuǎn)化為個(gè)體的意義的過(guò)程，即知識(shí)掌握過(guò)程是材料的邏輯意義與學(xué)生的原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的原有觀念相互作用，從而產(chǎn)生個(gè)體心理意義的過(guò)程。1 2 下一頁(yè)         結(jié)合概念學(xué)習(xí)的心理過(guò)程，從更普遍的意義上構(gòu)建化學(xué)概念教學(xué)的過(guò)程模型： 過(guò)程感性體驗(yàn)思考探索導(dǎo)出概念應(yīng)用反饋內(nèi)容呈現(xiàn)感性材料 創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境步步設(shè)疑，討論交流提出問(wèn)題，合作探究總結(jié)交流結(jié)果 抽取概念本質(zhì)應(yīng)用概念，內(nèi)化鞏固激勵(lì)評(píng)價(jià)，轉(zhuǎn)

15、換創(chuàng)新方式描述、實(shí)驗(yàn)、提問(wèn) 閱讀、音響、課件質(zhì)疑、討論、交流 實(shí)驗(yàn)、探究、自學(xué)匯報(bào)、總結(jié)、整合 重組、提煉、講述模仿、練習(xí)、討論 反饋、評(píng)價(jià)、反思作用概念學(xué)習(xí)的前提概念學(xué)習(xí)的關(guān)鍵概念學(xué)習(xí)的中心概念學(xué)習(xí)的深化 根據(jù)上表，在具體實(shí)施概念教學(xué)的過(guò)程中，可以演變成更多、更具體的教學(xué)程序。 3.1“摩爾”教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 教學(xué)過(guò)程學(xué)習(xí)過(guò)程活動(dòng)內(nèi)容感性體驗(yàn)感知現(xiàn)象以曹沖稱象為背景，引出巨大、微小物體的稱量思想。思考探索思維加工以數(shù)學(xué)運(yùn)算為內(nèi)容，體驗(yàn)阿伏加德羅常數(shù)，探索阿伏加德羅常數(shù)與質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量的關(guān)系。導(dǎo)出概念形成概念引出摩爾概念。應(yīng)

16、用反饋重構(gòu)認(rèn)知通過(guò)練習(xí)，感受概念內(nèi)涵和外延，總結(jié)概念間的關(guān)系。 3.2“摩爾質(zhì)量”教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 教學(xué)過(guò)程學(xué)習(xí)過(guò)程活動(dòng)內(nèi)容感性體驗(yàn)感知現(xiàn)象以實(shí)物照片為背景，感受1 mol物質(zhì)。思考探索思維加工以數(shù)學(xué)運(yùn)算為內(nèi)容，探索1 mol物質(zhì)和物質(zhì)質(zhì)量間的關(guān)系。導(dǎo)出概念形成概念闡述概念內(nèi)涵，構(gòu)建公式、推導(dǎo)單位，分析概念外延。應(yīng)用反饋重構(gòu)認(rèn)知總結(jié)概念間的相互關(guān)系。由上述的全新概念“摩爾”和導(dǎo)出概念“摩爾質(zhì)量”的教學(xué)實(shí)例中可以反映出，在具體概念的教學(xué)中均可以采用概念教學(xué)的基本過(guò)程模型進(jìn)行教學(xué)。4 概念教學(xué)的策略根據(jù)上述關(guān)于概念建立的心理過(guò)程和概念教學(xué)的過(guò)程模型的討論，我們可以得出與概念教學(xué)過(guò)程

17、相適應(yīng)的解決策略。4.1 形象直觀演示，獲得感性知識(shí)通過(guò)運(yùn)用生動(dòng)的直觀形象，如觀察實(shí)驗(yàn)(演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生實(shí)驗(yàn))、圖表和模型、計(jì)算機(jī)模擬動(dòng)畫(huà)等，讓學(xué)生從中了解有關(guān)某概念的部分信息，獲得有關(guān)概念的感性認(rèn)識(shí)，為認(rèn)知結(jié)構(gòu)中接納和理解這一概念奠定基礎(chǔ)。在獲得感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生自覺(jué)地將觀察到的宏觀現(xiàn)象與物質(zhì)的微觀變化聯(lián)系起來(lái)思考，進(jìn)而從微觀角度加深對(duì)概念的理解。然而，由于人的感知系統(tǒng)的容量有限，教學(xué)中應(yīng)精選直觀教學(xué)的內(nèi)容，盡可能采用最常見(jiàn)、最易得、最經(jīng)濟(jì)和最形象的直觀內(nèi)容，從而確保學(xué)生對(duì)感性知識(shí)的有效獲取。4.2 分析特征信息，抽象相關(guān)信息在教學(xué)情境中，有意提供一系列與概念相關(guān)的信息，進(jìn)行辨別、提取

18、和概括。然后從部分事例中已確認(rèn)的特征信息入手分析各類事例，逐步舍棄干擾信息，使特征信息的精度和準(zhǔn)度提高，在此基礎(chǔ)上，將有關(guān)特征以一定的方式聯(lián)系組合起來(lái)，構(gòu)成概念的抽象定義。在這一過(guò)程中，關(guān)鍵要指導(dǎo)學(xué)生的思維方法和思維過(guò)程。對(duì)特征信息進(jìn)行抽象，有助于用語(yǔ)言清晰準(zhǔn)確地表述和有序地記憶這些特征，這就成為學(xué)生掌握概念的前提和關(guān)鍵。4.3 準(zhǔn)確表述內(nèi)涵，清晰界定外延引導(dǎo)學(xué)生將與某概念有關(guān)的本質(zhì)特征組合起來(lái)，用語(yǔ)言或文字形式加以概括和提煉，即表述，可分為具體性表述和定義性表述，具體性的表述“口語(yǔ)化”特征明顯，所反映的信息一目了然，把握比較容易；而定義性表述則更能反映概念的豐富內(nèi)涵，文字簡(jiǎn)練、表達(dá)精確、邏輯性強(qiáng)。如化學(xué)鍵是相鄰原子間強(qiáng)烈的相互作用。概念的外延常常通過(guò)定義中反映特征信息的關(guān)鍵詞來(lái)限制。如化學(xué)鍵概念定義中的“相鄰”、“強(qiáng)烈”。4.4 深化發(fā)展概念，形成概念系統(tǒng)人的思想是由現(xiàn)象到本質(zhì)、由膚淺到深刻不斷深化、以至無(wú)窮的過(guò)程。人的認(rèn)識(shí)不斷深化，必然促使概念不斷發(fā)展。如氧化還原反應(yīng)概念學(xué)習(xí)經(jīng)歷“氧的得失 化合價(jià)升降電子轉(zhuǎn)移”的過(guò)程，從而使概念及其相關(guān)概念的定義趨于完善。這說(shuō)明概念是發(fā)展和變化的，因此，在具體教學(xué)中，應(yīng)尊重學(xué)生的認(rèn)知水平，恰如其分