类比教学对转变学生“化学反应进行的方向”教学中迷思概念的研究

摘要

学生在学习新知识前，由于生活经验和已有知识的影响，通过生活现象或某些事物，对新知识会有一些自己的认识，但是这些认识可能与科学家对科学概念的理解相比，并不完全或并不正确，从而阻碍学生的学习，这样的认识被称之为迷思概念(misconception)。因此，在教学中，教师只有充分了解了学生已有的迷思概念，并通过有效的教学方式帮助学生转变其迷思概念，才能提高学生的学习效率。科学的教学方法，不仅仅可以促进学生对概念的认识，还能培养学生科学的思维能力，因此选择好的教学方法是提高学生有效学习的保障。
　　本研究采用问卷、访谈等研究方法，调查了四川师范大学附属中学高二年级两个普通班的学生，在“化学反应进行的方向”这一节内容中出现不同程度的迷思概念，主要有:自发过程、自发反应、焓变与自发反应的关系、熵变与自发反应的关系、自由能与自发反应的关系。分析其成因有:概念内涵的错解、学生认知结构的混乱、学习经验的影响。
　　为了有效转变学生的迷思概念，本研究在众多的教学方法中选择了类比教学法，并根据迷思概念问卷的前测结果和访谈结果所得学生在“化学反应进行的方向”中产生的迷思概念，精心设计“化学反应进行的方向”类比教学案例。为了检验类比教学对矫正学生迷思概念的有效性，本研究将研究对象分为了实验班和对照班，并只选择在实验班实施类比教学，在两个班经过一个课时的教学和一个课时的练习后，再次对两个班进行迷思概念问卷的后测，分析后测结果表明:
　　(1)与对照班的学生相比，采用类比教学的实验班的学生对自发过程、自发反应和熵概念的认识更加清晰。这主要是因为类比教学是一种科学的教学方法，利用类比的科学思维特点，可以简化学生对科学概念的理解。因此在本研究的类比教学中，利用恰当的类比物来类比学习科学概念，使实验班的学生对自发过程、自发反应和熵概念的理解更加容易，也更加清晰。
　　(2)与对照班的学生相比，采用类比教学的实验班的学生对焓变、熵变和自由能与自发反应的关系理解的更加清楚。因为类比教学设计的类比案例由简单到复杂、由具体到抽象、螺旋式地重复和巩固分析归纳的推理过程，所以在教学中特别注意让学生体验由类比教学案例的推理过程类比到焓变、熵变、自由能与自发反应关系的推理过程。因此实验班的学生在基于类比推理的基础上，有一个明了的思维路径，对焓变、熵变和自由能与自发反应关系的理解就更加清楚。
　　总之，通过研究表明，类比教学对转变学生“化学反应进行的方向”的迷思概念是有效的，效果也是明显的。
　　教和学本来就有一定的难度，所以经过本研究后，不仅学生训练了类比的思维方式，而且也启发了教师在今后的教学中尝试将类比教学应用在更多的教学领域，同时也警示教材内容的编写应该更加清晰明确，应尽可能避免为学生产生迷思概念的影响。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 问题的提出

1．2 国内外研究现状

2 课题研究的设计

2．1 研究的目的和目标

2．2 研究的内容

2．3 研究的对象

2．4 研究的方法

2．5 研究的程序

3 学生“化学反应进行的方向”迷思概念的调查结果及成因分析

3．1 学生“化学反应进行的方向”迷思概念的问卷调查分析

3．2 学生“化学反应进行的方向”迷思概念的访谈分析

3．3 学生“化学反应进行的方向”迷思概念汇总

3．4 学生“化学反应进行的方向”迷思概念产生的原因分析

4 类比教学转变学生“化学反应进行的方向”迷思概念的案例研究

4．1 “自发过程”与“自发反应”迷思概念矫正的类比教学案例研究

4．2 “焓变”与“自发反应”关系迷思概念矫正的类比教学案例研究

4．3 “熵变”与“自发反应”关系迷思概念矫正的类比教学案例研究

4．4 “自由能”与“自发反应”关系迷思概念矫正的类比教学案例研究

4．5 研究结论

5 研究的反思与展望

5．1 研究的反思

5．2 研究的展望

参考文献

附录1：关于“化学反应进行的方向’’迷思概念的调查问卷

附录2：关于“化学反应进行的方向”迷思概念的访谈目录

附录3：“化学反应进行的方向”类比教学教案

致谢

在校期间科研成果