基于学习理论初高中学生化学概念学习的问题及优化策略 以化学平衡为例浅析
中学化学是一个相对完整的知识体系,化学概念是化学知识体系的重要组成部分，是学生形成基本的化学观念和科学探究能力的基础，也是学生将所学的化学知识在生活、生产中应用的基础。化学平衡在整个中学化学中举足轻重,占有很重要的地位。化学平衡是中学化学平衡体系的核心,这个平衡体系包括溶解平衡、化学平衡、电离平衡、水解平衡和络合平衡等。全面深刻的理解反应速率与化学平衡的概念、系统掌握并熟练应用相关理论,对于深入认识其他平衡,重要的酸、碱、盐的性质和用途,化工生产中适宜条件的选择等具有承上启下的作用。
然而在实际教学工作中，我们发现，中学生对于化学平衡概念的认知和掌握还存在许多问题。学生在学习化学平衡相关概念时觉得难学,教师也觉得难教。具体表现在以下方面：
1、学生对化学平衡相关概念的理解存在大量模糊观念,其表征方式也较为单一,以语言文字和化学符号为主,知识建构水平较低;部分学生的认知结构中存在化学平衡相关前概念，但其水平只限于初步了解，表现为宏观合理、微观错误，而且40％的学生将化学平衡与“守恒”混淆。研究显示，学生化学平衡概念学习的现状与其关于化学平衡概念的经验和基础显著相关，且存在个体差异和性别差异。
2、对研究对象化学平衡概念的发展水平进行分析，学生对化学平衡概念本身的认识水平较高，且基本能够达到对概念进行联系的认识水平；但是较少学生能够达到将概念作为认识工具和方法的水平。
3、从化学平衡的涵义、影响平衡移动的因素、化学平衡常数三个维度考察学生对化学平衡概念的学习现状，发现学生对影响平衡移动的因素维度的内容掌握最好，对化学平衡常数维度的内容掌握最差；学生对这三个维度的内容均存在各种错误认知。
4、在解决化学平衡相关概念的问题时,信息量和信息类型的增多,会较大影响学生问题解决的质量,尤其是化学符号和图表信息的增多,极易导致认知的超负荷;
总之，化学平衡的相关学习一直是中学化学的一个难点，基于对学生化学平衡概念学习的现状，从教育学研究的视角将影响学生化学平衡概念的因素概括为主客观两个方面。主观方面的因素可以归结为：学生已有的基础不同，对概念问题的探究能力各异，对概念的认知能力水平和学生的情感态度的差异等；客观方面，化学平衡的概念本身抽
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象性较大，综合性强，教师的已有经验和教学风格不同等。我认为可以采取的解难策略有：
1、用自我解释策略促进“化学平衡”特征迷思概念的转变
自我解释指的是学习者将阅读教材时所产生的想法!心得或疑问,记录在思考记录表中,以促使学生在学习过程中进行自我解释的学习活动\自我解释可视为一个知识建构的过程,它包括学习者在学习新知识时所进行的推论,也包括在问题解决过程中学习者对问题的澄清以及在解题活动时所持的理由\通过自我解释,学生能够产生推理弥补和修正原有知识结构中的缺漏和错误,能够有效地提高反省思维能力,从而帮助学习者完成知识的自我建构过程。
依据建构主义理论,学习是学习者自主建构的过程,化学概念获得的过程也是学生在原有认知的基础上,在教师的协助和同学间的合作中自主建构的过程\结合迷思概念的特点,本研究认为利用学生的自我解释策略能很好的促进学生对新概念的学习,这种方法对于学生头脑中根深蒂固的迷思概念会产生强大的冲击作用,能有效的对学生的迷思概念实施转变\
二段式测验法本身就是一种促进学生理解!转变迷思概念的自我解释学习方法,本研究在进行/化学平衡特征0迷思概念的转变教学中采用自我解释问题引导策略进行教学,利用自我解释问题引导预习学案给学习者提供引导问题,逐步引导学习者进行自我解释学习活动\其中的引导问题共分为五类:1概念厘清问题\o概念阐明问题\问题\?学习监控问题\?深层反思问题\。
教学案例一:自我解释问题引导预习学案 学习单元一:什么是可逆反应?
1.1定义:在一定条件下,正反应和逆反应都能进行的化学反应称为可逆反应\
1.2特点：（1）可逆反应用
之表示\。
（2）必须是同一条件下同时进行的正反应和逆反应称为可逆反应\。 问题引导:
(l)想想看可逆反应中的正反应和逆反应是分别单独进行的,还是同时进行的? (2)想想看可逆反应在反应过程中反应物和生成物有严格的界限吗?一边是反应物一边是生成物吗?
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(3)你认为可逆反应在进行过程中反应物和生成物处于怎样的状态? (4)你认为反应物和生成物是有严格的界限还是始终处于反应混合体系? (5)你对可逆反应的概念还有哪些疑问?
学习单元二:怎样表示化学平衡时的v(正)=V(逆)？
2.1化学平衡状态:在一定条件下的可逆反应里,当正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度保持不变的状态称为化学平衡状态\
2.2达到化学平衡状态的标志:v(正)=V(逆)
可逆反应中的正反应和逆反应是同时进行的,因此任一反应物和产物都同时对应着两个反应速率)正反应速率v(正)和逆反应速率V(逆),即消耗速率和生成速率用同一种物质表示v(正)=V(逆)须指明是这种物质的消耗速率和生成速率相等,用不同物质表示v(正)=V(逆),须分别表示出v(正)和V(逆),且数量关系等于化学计量数关系\。
问题引导:
(l)想想看用同一物质的速率如何表示出v(正)=V(逆)？
(2)想想看用不同物质的速率如何能表示出v(正)=V(逆),它们在数量上是相等 还是等于化学计量数关系?
(3)你认为可逆反应中的某一物质,同时进行着正反应和逆反应,那么它有几个反应速率呢?
(4)你认为对反应物和生成物来说,生成速率和消耗速率分别对应的是v(正)还是V(逆)？
(5)你学习的新概念与你的原有概念之间有什么关系?如何通过原有概念认识理解这些新概念?
学习单元三:如何理解化学平衡是动态平衡?
3.1化学平衡状态:在一定条件下的可逆反应里,当正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度保持不变的状态称为化学平衡状态\
3.2化学平衡状态是一个动态平衡:表面静止状态,正反应和逆反应仍然在进行,只是正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度保持不变\
问题引导:
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(l)想想看化学平衡和生活经验中的物理平衡一样吗?
(2)想想看化学平衡状态是否是静止不变的状态?各种反应都停止了吗? (3)你怎样理解化学平衡状态是一种动态平衡,是一种表面静止的状态?
(4)你学习的新概念与你的原有概念之间有什么关系?如何通过原有概念认识理解这些新概念?
(5)你原来认为的动态平衡是一种什么样的状态?
学习单元四:如何理解/反应物和生成物的浓度保持不变?
4.1化学平衡状态:在一定条件下的可逆反应里,当正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度保持不变的状态称为化学平衡状态\
4.2达到化学平衡状态的标志:反应物和生成物的浓度保持不变\达到化学平衡以后,随着反应时间的延长,反应物和生成物的浓度不再改变,保持恒定\但是它们之间没有定量关系,反应物和生成物的浓度既不是相等也不等于化学计量数之比\问题引导:
(l)想想看化学平衡时是否反应物和生成物的浓度相等,且保持不变? (2)想想看化学平衡时是否反应物和生成物的浓度之比等于化学计量数之比? (3)你认为反应物和生成物的浓度保持不变是因为反应停止了吗?
(4)你学习的新概念与你的原有概念之间有什么关系?如何通过原有概念认识理解这些新概念?
(5)你对这部分内容的学习还有哪些不理解的问题? 2、优化学习材料,提供更多的背景材料和学习方式的指导
著名的认知心理学家奥苏贝尔曾写道：“如果我不得不把教育心理学的所有内容简约地写成一条原理的话，我会说：影响学习的最重要因素是学生已知的内容。弄清楚了这一点之后进行相应的教学。”“当学生把教学内容和自己的认知结构联系起来的时候，有意义学习便发生了。”
学习者总是在已有的知识基础上进行感知和加工活动，化学知识的形成、整合和应用需要已有知识的参与，化学知识学习过程的每一阶段都离不开已有知识发挥作用。要使已有知识在新知识学习中发挥作用，需要使之处于良好的准备状态，学习者已有的知识也包括“前科学概念”在内，他对于科学的化学概念的形成可能气促进作用，也可能起干扰和阻碍作用。
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学习材料的使用不仅是课堂教学的关键环节,而且也是学生自主学习、复习巩固、知识建构和训练技能等的重要工具。因此,教师对学习材料的选择、设计和使用能否有助于学生学习,能否根据学生需求灵活运用学习材料,也是决定学生学习是否优质、高效的重要因素。
调查结果显示,学生认为化学平衡相关概念的学习材料中知识应用性不强,他们更期待在学习材料中增加丰富的、体现知识形成和发展过程的、对运用知识解决问题有帮助的背景素材,希望在学习材料中,增加一些指导他们如何学习和应用这些概念的方法。因此,在化学平衡相关概念的教学中,教师应该精心选择学习素材,将抽象难懂的学习内容设计成生活中看得见、摸得着、听得到、有价值、适合学生学习的学习材料,多设计一些条件幵放、答案开放、解答策略开放等开放性学习材料,拓宽学生的思维空间,培养学生思维的灵活性和创造性。如让学生根据已学的化学平衡移动原理结合确酸工业的尾气的净化的事例提出净化的措施;多设计一些探究性的活动,引导学生动手实践,在自主探索中建构知识;多设计一些更多的贴近学生生活的背景材料,引发学生好奇,激发学生的学习兴趣,让学生感受到化学的魅力,体验到学化学的乐趣,从而培养学生积极的情感、态度和价值观。
此外,在教学中教师应该注重学习材料的生成性。许多教师在课前为教学某一片段,精心设计了很多学习材料,但在课堂上仅为完成某一点的学习任务,就放弃该材料的继续利用。实际上,如果在教学过程中,将上一环节的学习材料继续利用,往往会使教学流程更加流畅,把学生的思维更及时地推向高潮。因此教师在课前应该充分挖掘学习材料,把握学习材料丰富的内涵,这样才能够有序的安排学习内容,及时应变课堂中的变化,发现再造的学习内容,从而提高课堂教学效率,而不至于让课堂变成多项材料单调学习的循环播放。
3、用图象法策略促进化学平衡移动时正逆反应速率的变化迷思概念的转变 现代认知心理学认为：学习是建构内在心理表征的过程，学习者并不是把知识从外界搬到记忆中，而是以已有的经验为基础，通过与外界的相互作用来建构新的理解。如果语言文字或符号所表述的新知识能与学习者原有的认知结构中的某些有关的观念发生相互影响，产生同化作用，建立起非人为的、实质性的联系，这种学习就是有意义学习。有意义学习能够真正掌握知识的实质，在知识的理解、保持和应用等方面，效果都较为理想。
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