针对高中生有关物质结构的前科学概念的探查研究

1 2 3 下一页 1、引言
　　
　　现代化学教育的着眼点不是看学生学会了哪些化学知识，而是帮助学生理解化学的核心概念，形成化学认识，发展对物质及其变化的解释力。化学概念众多，哪些是核心概念呢?目前普遍认为化学核心概念至少包括以下几类:(1)微粒———原子、分子、离子；(2)微粒间的作用———化学键；(3)分子构型———三维化学；(4)动力学理论；(5)化学反应；(6)现代化学的新进展。这6类概念均与对物质结构的微观认识相联系，可见使学生形成正确的物质结构微观认识是很重要的任务。然而，由于微观世界看不到，摸不着，学生对微观世界的认识也就形式各样，水平各异。当学生对事物的认识与科学解释不一致时，学生的认识被称作相异构想。那么，学生对物质的微观构成到底持有何种认识，存在哪些相异构想，这些相异构想是如何形成的呢?
　　
　　2、研究设计
　　
　　本次研究的主要目的是探查高中学生在正式学习高中物质结构知识之前对物质微观世界的个人认识，确定学生的微观认识存在哪些相异构想，探查主要围绕部分化学核心概念进行。
　　
　　本项研究分为两部分。第一部分为团体测查，工具是自编的“高中生物质微观认识调查”问卷。问卷共有14小题，其中1至12题为判断正误并说明理由，主要围绕微粒大小、电子运动状态、化学键、构成物质的基本单元、原子结构对元素化学性质的影响等主题设计；13、14题为简答题，分别要求学生描述电子运动状态和原子序号与化学性质间的关系。测查对象为北京市某重点中学高中一年级2个教学班(未学“物质结构元素周期律”一章)的学生。共收回有效问卷92份。
　　
　　研究第二部分为个别访谈。访谈对象为问卷答案有典型意义的学生，同时兼顾化学学习中各种层次的学生。
　　
　　由于个人认识来源于学生的日常生活经验，是学习者通过个人对自然界的创造和尝试自发形成的，所以是学习者心中的固有概念，是建构知识框架的基础。但学生在学校环境中受教育时，潜意识中将学校(教科书)中见到的知识作为“正规知识”与个人知识分割开来。当“正规知识”与个人认识相一致时，正规知识被纳入概念框架，个人知识体系得到发展；当正规知识和个人认识发生冲突时，他们有可能用“正规知识”应付考试，而用个人认识解决真正的问题。为了避免探查中学生套用“正规知识”解答问题，隐瞒个人认识，我们全部采用开放式题目，且题目内容尽可能具体。
　　
　　3、探查结果
　　
　　通过本次探查，我们发现在现行的教育教学背景下高一年级学生在对物质的微观认识上存在以下一些特点:
　　
　　(1)学生对分子、原子、离子等微粒的构成、大小方面的认识上相异构想较少
　　
　　几乎所有学生都知道分子由原子构成、原子又由原子核(质子、中子)与核外电子构成。不同的分子、原子有不同的大小，但是电子的大小是一样的。但是也有部分学生(约36%)认为既然分子和原子有大小，电子也应该有大小之分。学生对微粒本身的相异构想较少可能与学习过程中学生受到许多图片、模型、多媒体模拟软件等直观性学习材料的辅助与支持有关。
　　
　　(2)学生对电子运动持有较强的轨道观念
　　
　　约70%的学生认为电子沿一定轨道运动，但他们对轨道形状的描述却各不相同，这在访谈和问卷调查中得到了一致的结果。大多数学生认为电子按照圆形轨道在核外运动，描述氦原子核外电子绕核运动的轨迹时，54.3%的学生认为2个电子在同一轨道，朝同一方向运动，这显然是由原子结构示意图联想到；部分学生认为电子的绕核运动是受原子内部万有引力的作用，像行星一样形成椭圆轨道；甚至有的学生画出了不同电子在交叉的轨道上运动，形状就像中央电视台的台标，学生可能把台标动画当成了微粒运动的一种形式。也有一些学生认为电子运动的轨道是会变的，否则就不会有电子的转移或偏移，也就不会有化学反应了。能够说清电子运动是无规则的，在不同的区域内出现几率大小不同的只有1人。
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