【毕业学位论文】（Word原稿）高中化学学习中相异构想及其转变策略的研究与实践-优秀教育硕士专业学位论文

附件 1： 全国优秀教育硕士专业学位论文 推荐表 单位名称： 湖南师范大学 填表日期： 2014 年 5 月 28 日 论文题目 高中化学学习中相异构想及其转变策略的研究与实践 作者姓名 论文答辩日期 学科专业方向 曾友良 学科教学（化学） 攻硕期间及获得硕士学位后一年内获得与硕士学位论文有关的成果 发表学术论文 (题目，刊名 ,时间，社会影响 ) 论文 践行自主学习策略，提高化学复习效率 发表于化学教与学 2013 年 12 期 章 编号： 10082013） 12 本文倡导化学复习课的一种自主模式，通过小组合作，让学生对已学的知识进行完全的自我建构，促进了学生对知识的深层理解与运用，同时，对教师教学理念的更新有一定的促进作用。 论文 “ 化学键 ” 学习前学生的前概念调查与转变策略探析 已被化学教育接收，目前处于排版状态 。 论文所产生的实际影响 (对作者工作及所在单位工作 ) 本论文是经过作者在湖南师大附中的教育教学实践中的深入思考，发现问题，提出课题，制定调查问卷调查研究，并查阅 相关文献撰写而成的。 本论文完成后，对学校及教师在实施新课改方面提供了一些有效建议和良好的导向作用，有利于教育工作者认识课堂教学的现状及问题所在，分析缘由，对症下药，逐步帮助学生解决学习中的困惑，促进每一位学生的良性可持续发展，同时对学校的课堂教学及课程改革的推进起到了一定的促进作用。 出版专著 (名称、出版社、出版时间 ) 获奖项目 (名称、等级及时间） 中文论文摘要(论文选题的意义 ,论文运用的主要研究方法 ,主要研究成果 ,主要参考文献 ) 一、论 文中文摘要： 前概念是前科学概念的简称，又称“日常概念”，是指学生在没有正式学习前，在日常生活中通过辨别学习、经验积累而掌握的对事物、现象的非本质的认识和观念。相异构想属于前概念的一部分，指那些与科学概念不一致的个人前概念。大量研究表明，学生在日常生活中通过各种方式形成了对化学概念的各种认识，这些认识大多是朴素的、不全面的，但学生自认为“行得通”、“合理”，因而他们往往很难放弃或改变。 建构主义学习理论认为，学习不是简单的信息积累，而是学习者的已有知识经验（即原有认知结构）与从环境中主动选择和注意的信息相互 作用以及由此引发的认知结构的重组。因此，学生的已有知识经验、认知结构及思维方式是学生学习新知识的基础和前提。无视学生的已有知识经验的教学行为，必定是低效或无效的。 本文以建构主义等理论为指导，借鉴相关研究，首先介绍了相异构想研究的背景、目的及重要意义，接着对相关概念进行了简单的界定，然后在研究相关文献的基础上，对相异构想的研究现状进行了综述，并阐述了自己的研究思路。本研究在调查高一学生化学整体核心概念相异构想的存在现状及影响因素和形成原因的基础之上，进一步调查了高一学生在学习微观概念“化学键”前，对“化学键 ”、“键”、“作用力”、“微粒的结合方式”及“化学键与能量的关系”的已有认识，针对学生的认识，进行了统计、整理、分类，并探讨了学生“化学键”前概念的形成原因。最后，根据实际调查情况，参考有关文献，提出转变相异构想的教学策略并用于指导“化学键”的相关教学，主要应用的转变策略有：通过合作与讨论、创设情境引发学生认知冲突；借助对话、实验探究、多媒体等方式帮助学生解决认知矛盾；通过丰富学生的感性认识，促进认知顺应；利用测评、概念图促使学生及时反馈。 本研究结果表明：一、高中生相异构想是真实存在的，它具有广泛性、自发 性、顽固性和隐蔽性。相异构想对化学概念学习有重要影响。二、化学学习中相异构想的形成原因有多个方面，主要有个人认知、学习环境、生活媒体等因素的作用。三、相异构想转变策略的实施对学生相异构想的转变有着积极的作用。 二、选题意义： 基础教育课程改革的需要 有利于学生认知结构的完善 有利于教师教学方式的转变 三、主要研究方法： 问卷法 访谈法 二段式测验法 文献法 四、主要研究成果： 根据本论文研究结果撰写的小论文 “ 化学键 ” 学习前学生的前概念调查与转变策略探析 已被化学教育接收，目 前处于排版状态。 五、主要参考文献： 1 施良方学习论 M北京：人民教育出版社， 1994： 1 2 杨丽娟初中生化学前概念中的相异构想及其形成方式 J化学教育，2005， 9： 38 3 程燕高中生对解决“化学键”相关问题的调查研究 D上海：华东师范大学， 2011： 1 4 罗秀玲高一学生部分核心化学概念相异构想的探查 J化学教育，2005， 10： 36 5 王祖浩化学教育心理学 M南宁：广西教育出版社， 2007： 36 6 吕 琳， 杨丽娟 ，周海花 初中生化学前科学概念中相异构想的成因探析D江苏：扬州大学， 2004： 1 7 咸蕊初中生化学前概念的探查及教学对策的研究 D北京：首都师范大学， 2008： 1 8 严业安 化学教学中的“相异构想”初探 J 化学教学， 2005， 7（ 8） ：28 9 & 1995 , 57，（ 7） ： 409 10 李佳，唐力化学模糊观念的成因及其转变因素的研究 J广西师范大学学报（自然科学版）， 2000， 18（ 2） ： 58 11 周海花初中生化学模糊观念的探查和成因分析 D江苏：扬州大学，2005： 1 12 余胜泉，杨晓娟，何克抗基于建构主义的教学设计模式 J电化教育研究， 2000， 12： 7 13 毕华林初中化学概念教学的几点思考 J化学教育， 1996， （ 9） ： 23 25 14 刘克文，王克勤同化理论与化学概念教学 J中学化学教学参考，1996， （ 11） ： 11 12 15 权朝鲁，王蕾初中生化学相异构想的探查和转变 D 2002： 1 16 李广洲，钱华高中生对“电解质溶液”的相异构想及概念转变策略的研究 D 2004： 1 专家推荐理由 专家签字： 单位推荐意见 学位评定委员会分会主席（签章）： 单位公章 年 月 日 说明：学科专业方向包括教育管理、教育技术、小学教育、学前教育、特殊教育、心理健康教育、科学与技术教育和学科教学，其中学科教学要说明具体方向，如学科教学（数学）。本表可复印、附页。 硕士学位论文 高中化学学习中相异构想及其转变策略 的研究 与实践 学 科 专 业 教育硕士 学 位 类 型 科学学位 专业学位 研 究 生 姓 名 曾 友良 导师姓名、职称 肖小明 教授 论 文 编 号 湖南师范大学学位评定委员会办公室 二零一三年 四 月 分 类 号 密级 学校代码 10542 学号 201012420112 高中化学学习中相异构想及其转变策略 的研究 与实践 of in 究 生 姓 名 曾友良 指导教师姓名、职称 肖小明 教授 学 科 专 业 教育硕士 研 究 方 向 学科教学（化学） 湖南师范大学学位评定委员会办公室 二零一三年 四月 I 中文摘要 前概念是前科学概念的简称，又称 “ 日常 概念 ” ，是指学生在没有正式学习前，在日常生活中通过辨别学习、经验积累而掌握的对事物、现象的非本质的认识和观念。相异构想属于前概念的一部分，指那些与科学概念不一致的个人前概念。大量研究表明，学生在日常生活中通过各种方式形成了对化学概念的各种认识，这些认识大多是朴素的、不全面的，但学生自认为 “ 行得通 ” 、 “ 合理 ” ，因而他们往往很难放弃或改变。 建构主义学习理论认为，学习不是简单的信息积累，而是学习者的已有知识经验（即原有认知结构）与从环境中主动选择和注意的信息相互作用以及由此引发的认知结构的重组。因此，学生的已有 知识经验、认知结构及思维方式是学生学习新知识的基础和前提。无视学生的已有知识经验的教学行为，必定是低效或无效的。 本文以建构主义等理论为指导，借鉴相关研究，首先介绍了相异构想研究的背景、目的及重要意义，接着对相关概念进行了简单的界定，然后在研究相关文献的基础上，对相异构想的研究现状进行了综述，并阐述了自己的研究思路。本研究在调查高一学生化学 整体 核心概念相异构想的存在现状及影响因素和形成原因的基础之上，进一步调查了高一学生在学习微观概念 化学键 前，对 “ 化学键 ” 、“ 键 ” 、“ 作用力 ” 、 “ 微粒的结合方式 ” 及 “ 化学 键与能量的关系 ” 的已有认识，针对学生的认识，进行了统计、整理、分类，并探讨了学生 化学键 概念的形成原因。最后，根据实际调查情况，参考有关文献，提出转变相异构想的教学策略并用于指导 “ 化学键 ” 的相关教学，主要应用的转变策略有：通过合作与讨论、创设情境引发学生认知冲突；借助对话、实验探究、多媒体等方式帮助学生解决认知矛盾；通过丰富学生的感性认识，促进认知顺应；利用测评、概念图促使学生及时反馈。 本研究结果表明：一、高中生相异构想是真实存在的，它具有广泛性、自发性、顽固性和隐蔽性。相异构想对化学概念学习有重要影响。二、化学学习中相异构想的形成原因有多个方面，主要有个人认知、学习环境、生活媒体等因素的作用。三、相异构想转变策略的实施对学生相异构想的转变有着积极的作用。 关键词： 前概念 相异构想 高中化学 教学转变策略 is of as is of in by is of is of a of in is it to up or is is a of It is of in of is of be or if by on IV of by a of a of on of my of of of of in , , ,of on to of to or to to V of is it a an on on of in of of a in of 目 录 中文摘要 . I . 引言 . 1 2 相异构想的研究背景 . 2 究背景 . 2 究目的 . 3 究意义 . 3 础教育课程改革的需要 . 3 利于学生认知结构的完善 . 4 利于教师教学方式的转变 . 4 3 相异构 想的理论 研究 综述 . 6 关概念的界定 . 6 常概念与科学概念 . 6 概念与相异构想 . 6 糊观念与迷思概念 . 7 内外研究动态 . 8 论基础 . 11 近发展区理论 . 12 知同化学习理论（有意义学习理论） . 12 构主义学习理论 . 13 4 本课题 的研究 方法及 思路 . 15 究方法 . 15 卷法 . 15 谈法 . 16 段式测验法 . 17 献法 . 17 究对象 . 18 究思路 . 18 5 化学整体核心概念相异构想的调查研究 . 20 究目的 . 20 究对象 . 20 究工具及其说明 . 20 究结果与分析 . 22 化学知识分类相异率统计 . 23 学相异构想的存在与班级类型、性别的关系 . 24 学相异构想的具体项目分析 . 26 异构想产生的原因小结 . 31 人认知原因 . 31 习环境因素 . 33 活媒体影响 . 34 6 化学核心概念“化学键”前概念的调查研究 . 36 究对象 . 36 究工具 . 36 果与分析 . 37 生 化学键 相异构想成因小结 . 42 常生活经验影响 . 42 科学习经验影响 . 43 观具体化解释 . 43 7 相异构想转变策略的教学实践研究 . 44 异构想转变策略研究 . 44 示、明了学生的相异构想 . 44 分利用多种辅助教学手段 . 44 发认知冲突 . 46 进认知顺应 . 47 进及时反馈 . 48 异构想转变策略实验研究 化学键 教学案例设计 . 49 例 1：“离子键”教学 . 49 例 2：“共价键”教学 . 54 例 3：“分子间作用力与氢键”教学 . 58 学效果后测 . 63 试卷构成 . 63 试结果统计与分析 . 63 8 研究结论 . 67 9 研究不足与努力方向 . 68 参考文献 . 69 附录 . 73 致谢 . 80 高中化学学习中相异构想及其转变策略 的 研究 与实践 1 1 引言 17 世纪英国著名哲学家、教育家约翰 洛克（ 1632其著作教育漫话中说： “ 我敢说，我们日常所见的人中，他们之所以或好或坏，或有用或无用，十分之九都是他们的教育所决定的。人类之所以千差万别，便是由于教育之故 1。 ” 洛克把人心比作白板，认为人在出生时，心灵是 “ 没有任何特征的一张白纸 1” ，教育可以发挥它的积极效能，影响一个人的人生发展。 然而，随着科学教育的发展，研究发现，影响学习者学习效果的因素有很多，不仅包括学习环境、教师素质、教育技术等教育因素，而且包括学习者的原有知识水平、学习动机、认知策略、学习迁移能力、记忆力、情绪状态、学习毅力等多种学习者自身的素质 2。其中，学习者的已有知识经验是一个非常重要的影响因素，它对学习的影响作用现已得到了普遍的认同。著名教育心理学家奥苏贝尔（ 其最有影响的著作教育心理学：一种认知观上写道，如果我不得不把教育心理学的所有内容简约 成一条原理的话，我会说： “ 影响学习的最重要的因素是学习者 已经 知道的内容，弄清这一点后，再进行相应的教学 3” 。建构主义学习理论也认为， “ 学习不是简单的信息积累，而是学习者的已有知识经验（即原有认知结构）与从环境中主动选择和注意的信息的相互作用以及由此而引发的认知结构的重组 4” 。即在教学活动中，师生的头脑中并不是一片空白，学生接收知识，总是建立在一定的背景知识上，并通过知识间的联系、迁移来理解、获取新知识。 研究表明 5，由学生的日常生活经验、知识的负迁移、不恰当的类比、望文生义以及学科间的相互影响、 教学方法不当等所形成的相异构想对科学概念的理解、掌握、运用以及后续知识的学习都会造成影响 6。换句话说，学生在学习科学概念前后都会存在一定量的相异构想，因此在教学过程中， 教师 不能忽视相异构想的负面影响，且有必要了解学生在化学学习过程中相异构想的拥有情况，以便寻求概念转变的教学策略，促使学生形成正确的化学概念，从而更有效地提高化学教学效率。 教育硕士学位论文 2 2 相异构想的研究背景 究背景 化学概念是从大量化学现象、化学事实中，经过比较、分析、归 纳、综合等逻辑思维方法概括出来的，它是剥离了现象的一种高级思维形态，反映着化学现象及事实的本质属性和共同特征，是化学学科知识体系的基本要素，是科学语言，更是学生认知结构的连接点。由于化学概念具有高度的抽象概括性，使得 教师 在实际教学中，虽然一直都十分强调化学概念的教学，但学生对化学概念的学习状况却不甚理想，因而也给教师教学带来了一定的难度。最近对长沙市某重点高中的高一学生做了有关调查，结果显示： 学生认为化学基本概念在化学学习中起着很重要的作用， 学生认为化学基本概念在化学学习中重要， 学生认为化学基本概念在化学学习中较重要；但 学生在学习化学概念时感到很困难； 学生认为掌握化学科学概念的现实意义是为了顺利解题，考试拿高分，有 学生是为了单纯学知识，增长见识，也有 学生是为了学以致用，提高科学素养；仅有 学生对自己目前化学的学习状况很满意， 学生为满意， 学生较满意，不满意的占到 高一学生处在由初中进入高中学习的一个适应阶段，学习环境的变更、学习难度的增加、学生心理素质不强及教学方式差 异等因素都影响着高一学生的学习状态。研究表明，有部分同学在这个阶段表现出明显的不适应性，学习状况令人堪忧。其中，就化学学科而言，学生反映，他们在学习 “ 物质的量 ” 、“ 电解质溶液 ” 、“ 氧化还原反应 ” 、 “ 化学平衡 ” 、 “ 化学键 ” 等概念时出现困难，特别是化学键这部分知识，抽象、概括性强，学习起来枯燥乏味又难以理解，但又是连接宏观与微观的桥梁，在高中化学教学中起着承上启下的作用，所以，探讨学生在化学键这个核心概念上存在哪些相异构想，将是一项十分有意义的工作 7。 据调查，学生掌握的化学知识主要来源为课堂教学 ，但当学生在学习化学概念感到困惑时， 学生采取的解决方法是问同学， 学生选择问老师， 学生坚持自己钻研，因此教师的课堂教学就显得尤为重要。然而高中化学学习中相异构想及其转变策略 的 研究 与实践 3 相异构想中先入为主的错误认识，在学生头脑中的印象是比较顽固的，而我们的传统教学并不能轻易纠正它。传统教学模式强调以教师为中心进行教，而常常忽视学生在教学过程中的主体地位和能动性，不重视分析学生的心理特点和思维障碍，认为只要教师教多少，学生就能学多少。这种教学模式把学生的头脑当作容器，“满堂灌”，结果是教师辛勤付出，学生却收获甚微，付 出与收获不成正比，使教学陷入苦恼之境。正因为教师在教学中没有重视学生的相异构想，导致教师的倾情付出变成了无力收场。所以， 教师 在备课时，不但要备教材、教法，更应该备学生，深入了解学生头脑中已有的知识经验，重视学生的相异构想，有的放矢，把力量用在刀刃上，才能达到事半功倍的效果。 究目的 由于高中生知识经验有限，形式思维还不发达，思维的独立性和批判性还不够成熟，看问题容易表面化，且往往容易被表面现象所欺骗，而看不到事物的本质属性，所以很容易形成一些关于某事物或概念的相异构想。相异构想的形成对学生理解和建 立科学概念极为不利，是影响化学教学效率的一大障碍 8。 研究相异构想的目的就是想找出学生模糊的、错误的想法以及不合理的思维方式，从中发现学生相异构想的共同特点，分析缘由，对症下药，使教学更有针对性和成效。虽然对于同一知识点学生可能会有各种各样的相异构想，但是，多种想法并不意味着无穷，具有共同特点的相异构想还是相对比较集中的。所以，可以通过多种方式引导学生暴露出其在概念理解、运用上的问题，在教学中针对学生的概念问题有的放矢，帮助其认识问题，修改错误，完成相异构想向科学概念的转变，促使学生掌握概念的本质内涵从 而促进教学效果。同时，研究相异构想，也能给教育教学改革带来启发，促使教育教学理论的提升，使我们的教学更加符合新的学习观的要求。 究意义 础教育课程改革的需要 为适应 21世纪社会发展对人才的需求，教育部制订了普通高中化学课程标教育硕士学位论文 4 准 (实验 )，提出在中学阶段全面实行素质教育，这是高中化学课程改革的一个里程碑。 “ 从学生的已有生活经验出发 ” 9已成为化学新课程的共同理念，教育理念、教材编写、教学过程都要以学生的已有生活经验为出发点，这无疑是对原有课程理念与教学方式的突破和超越。因而，在化学 实际教学中， 教师 应该了解学生在概念理解运用上存在那些已有认识和想法，科学并合理的利用学生积累的已有生活经验，准确定位教学的起点并能采取最佳教学策略，切实提高教学质量。 化学概念是化学的科学语言，是学生认知结构的连接点，更是化学学科体系的核心，在化学学科知识体系中占有极其重要的地位 10。学生化学概念学习的质量状况决定了化学学科教学的生命力。在全面推行素质教育的今天，以新课程理念为指导，调查中学生在化学学习中的相异构想拥有情况，探讨学生相异构想的形成原因，寻求化学概念教学转变的理念和策略，显得尤为迫切和重要。 利于学生认知结构的完善 心理学研究表明，影响学习最重要的因素是学生的已有知识经验。基础教育课程改革纲要解读也提出： “ 儿童、青少年构建智慧的重要基础，是他们已有的生活经验、学习经验等，过多的强调学科的逻辑体系而忽视学生的经验，必然违反学生的认知规律 9” 。也就是说，学生在学习时，头脑中并不是一片空白，他们有很多先入为主、似是而非的观念，且他们总是试图建立起新知识与已有知识经验间的联系，以此来完成知识的同化与顺 应 11。但是学生的这些已有知识经验并不一定与科学概念相同，有时甚至会完全相反，即存在相异构想。相异构想的存在，会妨碍学生科学概念的建立。基于这种情形的存在，在教学过程中，教师 应该弄清学生形成相异构想的认知特点，了解学生形成相异构想的逻辑思维过程及影响因素，这将对学生认知结构的进一步完善具有积极的促进作用。 利于教师教学方式的转变 我国新一轮基础教育课程改革纲要提出： “ 改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现象，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获 取新知识的能力 9 ” 。课程改革要求促进学生学学习方式的改变，必然，教师的角色和教学方式也需做出相应的转变。基于相异高中化学学习中相异构想及其转变策略 的 研究 与实践 5 构想的存在，教师在教学中应立足于学生的已有知识经验，了解其相异构想的拥有状况，再根据学生的认知特点与思维方式，组织探究活动，促使学生通过积极的思维活动不断发现自身知识问题，有意识地转变在概念上存在的相异构想，从而建立正确的化学概念体系，形成对化学学科的整体认识。 教育硕士学位论文 6 3 相异构想的理论 研究 综述 关概念 的界定 概念转变理论研究是自 20世纪 70年代以来，迅速发展的新兴研究领域。综观研究者们对此研究的大量文献发现，使用频率较高的相关术语主要有：前概念（ 相异构想（ 模糊观念（ 迷思概念（ 它们代表着不同研究者的观点，彼此间既有联系又有区别。以下对这几个比较重要的相关概念进行界定与区分。 常概念与科学概念 前苏联心理学家维果斯基 12开创性地区分了两种概念：日常概念和 科学概念。 “ 日常概念 ” 又称前概念，是前科学概念的简称 13，是指学生在没有正式学习前 （ 含学习某一概念前 ） ，在日常生活中通过辨别学习、经验积累而掌握的对事物、现象的非本质的认识和观念 14；或学生在学习过程中，记住了科学概念的定义，但并没有理解其实质，还存在一些模糊甚至错误的认识 15。它往往是肤浅的，甚至与科学概念相悖的。科学概念 16是指在学习过程中通过对科学现象和科学过程本质属性的揭示而形成的概念。 由于事物的本质属性往往隐藏在表面现象之中，不易察觉，不易被发现，而表面现象却常令人印象深刻 17。加上 学生的感知能力有限，不能认识到事物的主要矛盾或矛盾的主要方面，从而造成认知片面。认知心理学研究也表明：前概念的存在是必然的。因为个体从出生就开始探索环境、适应环境，在这个过程中构建了自己的特定认知模式。前概念就是这种认知模式的结果。 概念与相异构想 相异构想属于前概念的一部分，是由瑞德弗和依斯利 （ 1978）提出来的，它代表着在这个领域里被大多数研究者所支持的一种观点。在前概念高中化学学习中相异构想及其转变策略 的 研究 与实践 7 中，有些与科学概念的含义是一致的，尽管它还处在比较直觉的、表面的低级水平，但却能帮助学生理 解和掌握科学概念，把它纳入原有认知结构，顺利地完成认知结构的同化。但是，在学生的头脑中也存在大量与科学概念不一致的个人前概念，即相异构想 18，它类似于我们说的错误概念。错误概念 (前科学概念研究之初研究者们首选的术语， “ 是学生拥有的与通常从科学家那里获得的概念不同的观念 19”，指“对 事物含糊的、不完善的或者是错误的理解 ” 。错误概念有较强