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研究表明学生的已有知识经验在其科学学习中发挥着重要的作用,尤其是与科学概念不一致的知识经验会影响学生对科学概念的理解。因此,如何实现学生由已有知识经验到科学知识的转变,也就是“概念转变”问题就成为学习心理学研究中的一个重要研究课题。国际上目前已经在数学、物理、化学、生物等学科领域中取得大量的研究成果,我国对概念转变理论系统、深入的研究较少,大多还只是停留在对国外研究成果的介绍,缺乏与具体学科教学的结合与实践研究。鉴于此,我们选择概念转变为研究课题,探讨在化学学习中实施概念转变教学的系列问题。 本论文主体部分主要探讨五大问题:国内外概念转变研究的已有成果、概念转变的理论基础、初中生化学前科学概念的分析、化学概念转变教学模式的构建以及化学概念转变教学的实验研究。 概念转变理论的核心是“概念转变模型”,这是波斯纳等人在1982年提出的。概念转变模型包含两方面:概念转变实现的四个条件以及影响概念转变实现的“概念生态圈”。个体要实现概念转变,必须具备四个条件:对原有概念的不满,新概念必须是可理解的,合理的,有效的;概念生态圈主要包括反例、类比和比喻、认识论信念以及其他知识。在随后的研究中,许多研究者针对该模型中存在的问题对模型做了进一步的补充和完善,并运用这一理论设计开发了概念转变教学模式,在教学实际中取得明显的教学效果。 概念转变理论的提出是以科学哲学观点、皮亚杰的认知发展理论、奥苏贝尔的认知结构同化论以及建构主义理论为基础。强调影响学习的最重要因素是学生的已有知识经验,学习是学习者在已有知识经验基础上的主动建构。 学生的已有观念,即学生的前科学概念是实施概念转变教学的起点。我们在认真分析国内外有关中学生化学前科学概念研究成果的基础上,以自编的“化学知识问卷调查”为工具,通过问卷调查及访谈等研究方法,抽样探查了初中生化学前科学概念的类型、数量和种类。对初中生关于气体、溶解和溶液、燃烧、金属和物质粒子性的理解有了深刻的认识。并在数据分析的基础上,探讨了学生产生前科学概念的来源及其特点。我们认为学生化学前科学概念主要源自:日常经验、日常语言、社会环境、学校教学和不当的类比,具有隐蔽性、顽固性、与科学发展史的一致性等特点。 以概念转变理论为指导,以前人已有的概念转变教学模式为参考,我们设计了适合学生明显具有化学前科学概念的教学模式。该模式包括诊断前科学概念;创设问题情境,引发认知冲突;建构新的理解;应用新的理解,解决实际问题和比较;比较新旧概念,反思概念转变过程五个基本步骤。要求教师要重视学生已有的的科学概念,选择合适的教学策略,详尽阐述和说明化学概念,发展学生的个人认识,从而达到对化学概念的真正理解。 为使概念转变教学能够有效地开展和实施,本研究还给出了概念转变教学的教学策略:通过问卷调查、访谈法等了解学生的真实想法,创设问题情境引发认知冲突,小组合作学习,计算机辅助教学以及类比等。概念转变教学的教学策略是多样化的,目的只有一个,就是要让学生放弃原有的不科学想法,真正理解新概念,成功实现概念转变,能够在实际问题中运用新概念解决问题。 本研究以“质量守恒定律”为例,按照化学概念转变教学模式设计教学过程,研究化学概念转变教学模式和教学策略在实践中的价值。实验研究采用对照、活动分析、问卷调查、个人访谈等方法,诊断被试关于“质量守恒定律”的化学 6U科学概念,通过分析被试在课堂上的表现、实验报告、后测调查问卷等材料,判断被试前科学概念的转变情况。实践证明,在化学教学中运用概念转变教学模式和教学策略能取得良好的教学效果,有效地促进学生的概念转变,提高学生对新概念的理解和认识。 论文最后对研究中存在的问题进行了讨论与展望。