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1、初中科学疑难概念的成因及对策【摘要】本文通过笔者多年的教学经验,对初中科学教材中的主要疑难概念进行了分类、归纳，总结出了各种类型疑难概念的形成原因，并根据关键成因进行针对性的研究，提出了改进疑难概念教学的相关对策。【关键词】 疑难概念 形成原因 教学对策 初中科学 初中科学中有不同类型的概念，根据加涅的分类，可分为定义性概念和具体概念。许多教师对于概念类型以及不同类型概念的建构过程（特别是定义性概念）缺乏必要的了解，常导致采用不恰当的教学策略，从而形成了一系列“疑难概念”。如何从定义性概念的特点及学生对其相应的建构过程的分析入手，采用适切的教学设计以协助学生有效地建构这些疑难概念，关键在于明晰
2、定义性概念的类型及相应特征，充分了解初中学生相应的迷思概念及可能形成的相异构想，从而利用相应的对策进行有针对性的教学，解决疑难概念教学中存在的问题。笔者根据多年的教学实际，总结出以下几点：一、相关型疑难概念的成因及对策此类型疑难概念往往存在着与本概念具有并列相关的其它概念，由于存在一组相似或相反的概念，后学习的概念对已学习的概念产生混淆。如速度与加速度、最小刻度和零刻度、氧化剂和还原剂等。教材中的此类疑难概念大多是由实验、自然界的存在状况、生活现象等中概括出某些基本原理，再以该原理为基础进行概念定义。所以，能否让学生学会透过相关的现象抓住本质特征，是此类疑难概念教学成败的关键。初中科学概念教学
3、中，概念图既可以增进学生有意义的学习以促进概念建构，又可以评估学生对概念与概念间关系的理解程度。具有并列相关特点的疑难概念，可以通过概念图加以澄清、避免混淆，有利于消除“前摄抑制”和“倒摄抑制”现象，使得建构的概念更稳固。案例：还原剂实验一：将光亮的铜丝绕成圈，置于酒精灯上加热片刻，直到表面表黑。实验二：氢气还原氧化铜，装置如右图。活动一：写出该反应的化学方程式，并阅读教材P61，了解还原性、还原剂等概念。并表达理解困难之处。生：还原是什么意思？还原性与还原剂有何区别？（发现析疑）师：哪位同学能够帮助解释一下？生：氢气使氧化铜还原了。氢气具有还原性，称为还原剂。（发现析疑）师：能促使其它还原的
4、物质具有还有性，可以作还原剂。对于氧化铜来说，它反过来使单质氢气氧化成水（化合物）。因此，本反应中氧化铜具有氧化性，作氧化剂。（发现析疑）问题：结合本反应，用概念图表示出还原性、还原剂、氧化性、氧化剂四个概念之间的关系。学生完成：（概念图）氢气（夺氧）氧化铜（失氧）使氧化铜还原成铜具有还原性作还原剂使氢气氧化成水具有氧化性作氧化剂由于还原、氧化这些概念对学生而言过于陌生，也难以顾名思义，当这些概念成群出现时，更会增加学生理解的困难。但是，通过学生自主阅读并尝试甄别，并对自己理解的困惑提出交流，教师适时给予解析，使其初步建立部分概念。然后通过概念图，使学生进一步厘清概念之间的相关性，不仅明晰了并
5、列概念之间的不同之处，同时也进一步理解了它们之间的相关性，因而较有效地协助学生进行概念统整，尽量避免引发相异构想。二、多要素型疑难概念的成因及对策此类型疑难概念包含多个要素，每个要素对概念的建构至关重要。由于概念中涉及的要素较多，学生由于无法全面认识而导致概念认识错误。如电磁感应、比热、种群、呼吸作用等。教学时，设计与概念相关的实验、实例等，引导学生自主探索或分析概念的组成要素，在探索和发现的过程中不断积累对概念要素的认识。把多要素概念中的要素进行逐步去掉，在逐一去除要素的过程中引导学生分析比较，检验概念的合理性，通过不断检验以提高对要素综合性的认识。案例：电磁感应。 电磁感应实验要求1：结合
6、图给出的相关元件，通过适当的连接，探索移动金属棒产生电流，以使灵敏电流表指针发生偏转的方法。实验要求2：上述现象称为电磁感应。结合实验尝试概括电磁感应的概念。（要素累积策略）待学生概括出电磁感应的概念后，引导学生对概念进行讨论交流，补充完善，呈现概念。电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感性线运动，产生感应电流的现象。实验要求3：结合电磁感应的概念要素，请按任意选择去除其中一个要素，观察灵敏电流表指针的运动状况。（去要素检验策略） 结合课堂观察和课后习题检测比较，在其它教学设计相近的情况下，对电磁感应的教学使用这两种关键策略的概念教学效果有较显著的提高。三、多定义型疑难概念的成因及对
7、策此类型疑难概念定义中涉及多个基础性概念或规则，概念与概念（或规则）中有严密的逻辑关系。一个概念的界定以另外的一个或几个概念为基础，由于基础概念的认知偏差导致新概念认识错误。如力臂、反射孤、盐等。多重定义类概念中，一般包含一个或多个比较重要的其它基础性定义概念或规则，教学时首先应通过设计让学生明晰这些基础性概念或规则，并借用这些基础概念为新概念的建构奠定基础。由于其所包含的基础概念较多，往往存在着某两个基础概念之间，或基础概念与某种规则之间有着某种相似或相关，易使学生产生混淆而影响了多重定义概念的学习，因此在此类概念教学时应让学生通过比较和纠错以明辨相近概念，促进多重定义类的建构。案例：力臂。
8、活动一：指认图杠杆中的支点，并画出动力、阻力的作用线。（明晰基础概念）。活动二：先将重物挂在杠杆上，然后用弹簧秤将杠杆缓慢上拉，恰好至水平位置并保持静止时，读取弹簧秤的示数（如图）。然后依次完成如图、所示的实验步骤，并分别读取对应位置的弹簧秤的示数，比较分析。问题与思考1：图、弹簧秤施加的拉力的作用点与方向都不相同，它们之间的拉力大小可否直接比较，如果可以，能否构建一个新量，直接用它的大小来推断拉力的大小呢？（借用基础概念）学生思考、讨论、表达。结合学生观点，通过画图分析引出力臂的概念。问题与思考2：动力臂与动力作用线有何不同？（明辨相近概念)练习与纠错：用力将木棒拉在如图所示位置，这时拉力F
9、的力臂是（ ）（明辨相近概念）A.OA B.OB C.AB本案例通过明晰相关的基础概念为教学铺垫，通过实验的比较分析引发问题，在此基础上创造性地借用了基础概念，建构新概念，最后通过问题与思索以明辨相近概念，在概念的比较中进一步认同新概念，使用新概念。四、抽象型疑难概念的成因及对策此类型疑难概念的内涵比较抽象，概念往往涉及规则与模型，学生的已有经验比较缺乏。由于概念内涵过于抽象，教师往往采用了类比等方法，在此过程中无法使学生区分模型与事实，对模型的片面认识影响了对概念理解的全面性。如电压、密度、电流、化合价、电阻等。为了使抽象的概念更具体化，结合学生已有经验和认知特点抽取抽象概念的典型特征，形成
10、一个相对直观、简化的概念，从而帮助学生更好地理解和应用原概念。 为了使学生依据概念的典型特征而建构的概念模型更准确，需要对疑难概念与模型概念之间进行类比分析。既要充分类比分析疑难概念与模型概念之间的关键相似之处，同时还要分析两者的关键不同点，通过类比分析使学生形成的概念更科学、也更稳固。案例：电流。实验一：要求学生按右图所示要求连接电路，分别闭合、断开开关，观察灯泡发光情况。问题1：为什么开关闭合、断开，灯泡发光状况会不同？生：闭合时有电流通过，断开时没有。师：什么是电流呢？说说你的理解。生：电荷的流动。问题2：电流有无方向呢？请说出你的理解。概念呈现：电荷的定向移动形成电流。问题3：闭合开关
11、后，导致电路有电流的最主要原因是什么？生：有电源。师：不错。电源与灯泡接通后，就会驱动电荷的定向移动，形成电流。就象水泵转动后驱动自来水流动形成水流一样。（模型建构）问题4：能否概括出电流的流动与水流的流动有何相似之处呢？思考与讨论。生：都有一个动力装置（电池与水泵），都有一个流通的渠道（导线与水管），都有一定的方向（正极到负极，水厂到家）。（类比分析-学生）实验二：连接如右图所示电路，同时闭合两个开关，观察灯泡发光情况。问题5：如果只分别闭合图中的一个开关，你认为现象是否相同？为什么？生：可能相同生：不相同，只闭合靠近电源正极的开关，灯泡会亮，而只闭合靠近电流负极的开关，灯不会亮。因为象自来
12、水流动一样，进水管的阀门打开，家中的水龙头即使关闭，进水管也是一直有水。如果把进水管阀门关闭，即使家中所有水龙头都打开，也是没有水的。（类比分析-学生）实验验证，观察比较。师：事实并非刚才同学所言。可见，电流与水流虽然有相似之处，但是也有很大的不同。水管中的水流与开关的前后有密切关系，对于这种首尾依次连接的电路，只要任一开关断开，电路中都是没有电流的。（类比分析-教师） 分析可知，通过模型建构，可以让学生比较高效地了解疑难概念的关键特征，从而比较顺利地建构概念。但是，由于模型特征并非原概念所要表述特征的全部，建模过程中会出现信息遗漏，甚至会因此导致学生产生相异构想。所以，建构模型之后，应基于学
13、生可能产生的相异构想进行类比分析，通过类比分析帮助学生消弥相异构想，更好地完善概念。以上各点疑难概念的主要成因分析，并非疑难概念成因的全部。基于对不同类型的疑难概念的改进策略，普适性也有强有弱。但用好“分类”与“归纳”，化繁为简理顺要点的思路和方法是切实可行的，只有深入研究，认真实践，才能让疑难概念不再疑难！主要参考文献：1RM加涅.教学设计原理M.上海:华东师范大学出版社，1991,11.2蔡铁权,姜旭英,胡玫.概念转变的科学教学M.北京:教育科学出版社,2009,3.3R W.Tyle课程与教学的基本原理M.北京:中国轻工业出版社,2008,3.4义务教育初中科学课程标准S.北京:北京师范大学出版社,2012,1.5加里D鲍里奇.有效教学方法M.南京:江苏教育出版社,2002,12.6吴金龙.初中科学课堂概念教学有效性的几点探究J.科学导报，2015.24.
