元认知理论在初中化学迷思概念转变中的应用——以“几种重要的盐”为例

陆芳静　王伟群

元认知理论在初中化学迷思概念转变中的应用——以“几种重要的盐”为例

陆芳静12王伟群1

（1苏州大学材料与化工学院江苏苏州215006；2苏州市木渎实验中学江苏苏州215101）

“盐”在初中化学中是一个十分重要的学习内容，调查结果显示学生对于此部分内容存在较多的迷思概念。由美国著名发展心理学家弗拉维尔（Flavell）提出的元认识理论，即对认知的认知，能有效实现迷思概念的转变。

元认知理论；常见的盐；迷思概念；概念转变

美国著名教育心理学家奥苏贝尔（Ausubel）在著作《教育心理学：认知取向》的扉页上写道：“如果要我只用一句话说明教育心理学的要义，我认为影响学生学习的首要因素，是他的先备知识。研究并了解学生学习新知识之前的先备知识，配合之以设计教学，从而产生有效的学习，就是教育心理学的任务。”

学生在学习化学的过程中，也不是空着脑袋走进教室的，在正式学习前他们通过日常交往和个人经验的积累，对自然界或生活中的常见现象和事物已经形成一套特定的、大量的个人观点与知识。当进入课堂学习有关知识时，这些已有经验和看法总是经意或不经意间试图与新的信息、观念、经验联系起来。我们把这种在接受正规的科学教育之前，对所感知的现象、生活中的常识与经验进行总结加工所得到的认识和理解，称为“前科学概念”。当“前科学概念”与科学概念的含义一致时，有助于学生理解和掌握科学概念；而当学生已形成的“前概念”与科学概念不一致时，会影响科学概念的理解，这部分概念称为“迷思概念”。科学概念教学的重要过程之一是将迷思概念转变为科学概念。

初中化学“酸、碱、盐”涉及的概念和反应较多，是学生学习中的难点之一。“几种重要的盐”是沪教版初中化学教材第七章“应用广泛的酸、碱、盐”第3节的内容。研究结果表明，学生对“盐”的学习存在迷思概念。本文以“几种重要的盐”为课题，运用元认知理论进行概念转变的研究。

元认知理论，最早由美国著名发展心理学家弗拉维尔（Flavell）在《认知发展》一书中正式提出。他认为，“元认知是人们关于自身认知过程及结果或与此相关的一切事物的知识”，元认知的核心意义是对认知的认知（knowingaboutknowing）。国内学者（如董奇、陈英和等）多倾向于认为元认知由三个成分构成，即元认知知识、元认知体验和元认知监控。这三个方面是一个相互作用的有机整体，共同实现对认知活动的监控、反馈和调节作用。可见，国内外心理学家对元认知的描述都反映了一个共同的核心思想：即强调了认知活动中自我观察、自我意识、自我监控与自我调节的重要性。

一、依据元认知知识，了解迷思概念的成因

元认知知识是个体具有的关于认知活动的一般性知识，是个体对于影响认知过程和认知结果的因素的认知。为了了解学生迷思概念形成的原因，新课之前，笔者进行了有关“盐”的迷思概念的问卷调查，调查内容为：①生活中的盐与化学学习中的盐有何区别？②列举生活中你熟悉的盐。③“盐”都可以食用吗？④盐溶液都是中性吗？如果不是，请列举你所知道的实例。⑤你知道的盐有哪些用途？问卷结果显示，学生对“盐”的认知存在一定迷思，主要有：①由日常生活经验导致，61.7%的学生认为“盐”就是“食盐”。②由大众传媒影响，70%的学生认为生活上的盐具有咸味，可以食用，而化学上的盐指工业用盐，不可以食用，对人体有一定危害。③受学生认知能力水平影响，约10%的学生认为酸具有酸性，碱具有碱性，因而盐就具有盐性。纯碱有碱性，不是一种盐，是一种碱。

二、通过元认知体验，实现迷思概念的转变

元认知体验是主体在从事认知活动时所产生的认知和情感体验。它可能发生在认知活动的任一时刻，不仅有认知活动进行时对获取知识的知觉，也有对认知过程中所经历的情绪、情感的觉察。元认知体验直接影响认知任务的完成情况，积极的元认知体验会激发主体的认知热情，调动主体的认知潜能，提高认知加工的速度和有效性。

为了让学生认识纯碱是一种盐，首先教师通过图片告诉学生家庭厨房的碱面就是纯碱，可以洗油污、煮腊八粥等，纯碱在工业上也有广泛用途，可生产玻璃、造纸、纺织、制作松花蛋、日用化学工业等。学生在这种元认知体验的情感中既有一定的新鲜感，也有一定的迷茫感。这时教师给学生展示实验室中的纯碱，是白色粉末状固体，易溶于水，通过实验测定水溶液呈碱性，这是纯碱俗名的依据。就在学生自认为对纯碱的认识正确时，教师要求学生看试剂瓶的标签，认识纯碱的学名是碳酸钠，化学式Na2CO3，明确告之纯碱属于盐，因为从化学的角度，盐是由金属离子或铵根与酸根离子构成的物质。在这种矛盾认知中，学生的情感有了更大的波动：“为什么形成碱性溶液的物质不是碱呢？”这时教师要求学生回忆碱的定义，知道像氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙等碱组成上都有氢氧根，而纯碱的组成与此不符。可见盐溶液不一定都呈中性，可能呈碱性，也可能呈酸性。这样学生对盐的概念实现了初步的转变。

三、实施元认知监控，促进正确概念的掌握

元认知监控是指主体在进行认知活动的过程中，将自己正在进行的认知活动作为对象，不断地对其进行积极而自觉地监视、控制和调节的过程。在认知活动过程前，往往要设定目标，做好计划。在过程中会通过及时评价，反馈认知活动中的有关信息。若与认知目标相一致，则继续下去，逐渐逼近。如与认知目标相背离，则应及时修正、调整认知策略。

为了使学生自觉进行元认知监控，教师简介纯碱的制法，特别提及我国化工专家侯德榜在纯碱制造方面作出了重大贡献，鼓励学生将知识学以致用。在学生转化了迷思概念后，为了及时了解学生对盐概念的掌握情况，教师创设情境，一是使学生用学习碳酸钠的方法探究碳酸氢钠的性质，让学生通过模仿、类推等方法，获得相似物质的物理和化学性质，二是通过实验检验鸡蛋壳中含有碳酸钙，形成碳酸盐的概念，进而对盐的概念有进一步的认识。

在这个过程中，教师会不断根据目标检查学生，如要求学生根据它们的化学式归纳出碳酸盐的共同特点，根据反应的性质归纳出碳酸盐的共同特点，等等。每当学生达到目标，教师就会鼓励学生，让学生获得积极的元认知体验，保持活动的热情。若学生达不到目标，就会对存在的问题、不足采取相应措施来修正。如教师要求学生设计实验方案，检验鸡蛋壳中是否含有碳酸钙。学生开始设计实验方案是：“取少量鸡蛋壳于试管，加入稀盐酸，观察是否产生气泡，若有气泡产生，则鸡蛋壳中含有碳酸钙”。教师就问这个方案合理吗？有学生提出物质中加入稀盐酸产生气泡，该气体不一定是二氧化碳，也可能是氢气。所以必须用澄清石灰水证明气体成分。经过讨论，学生提出了第二种方案：取少量鸡蛋壳于试管，加入稀盐酸，并把产生的气体通入澄清石灰水，若产生的气泡能使澄清石灰水变浑浊，则鸡蛋壳中含有碳酸钙。经过讨论，学生也总结了碳酸盐的检验方法：检验物质中是否含有碳酸盐，需要的试剂：稀盐酸和澄清石灰水；进行的操作：取样，加入稀盐酸，并把产生的气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，则证明该样品中含有碳酸盐。

对前测的试题稍加修改，在新课结束后让实验班学生再次作答。统计迷思概念转变情况，如下：①对于盐的认识，98%的学生知道在化学上盐是一类物质，不仅仅是食盐。②对于盐溶液的酸碱性，80%的学生知道盐溶液不一定呈中性，可能呈碱性，也可能呈酸性。③对于盐的用途，不仅仅局限在食盐可以食用，大部分学生都能说出其他盐的多种用途。可知利用元认知原理教学，学生的迷思概念能有效转变为科学概念。

四、教学反思

初中化学的难点之一就在“酸、碱、盐”，此部分内容有几个特点：概念多、物质多、反应多，学生往往在学习时感到棘手。将元认知原理运用到初中化学教学，也是一种尝试。多年的教学经验发现，学生对于自身的“前概念”，特别是迷思概念根深蒂固，难以转变。如果仅用题海战术和“填鸭式”教学，收效甚微，而元认知是主体自身对认知的认知，具有自我反思层面，这与“学生为主体”理念一致。只有学生主体进行认知反思，认识到自身不足甚至错误，并学会及时修改、调整，才能从本质上有意识地实现概念转变。

［1］邓莹.元认知与化学平衡概念形成的相关研究［D］.南昌：江西师范大学，2008

［2］邹晶娟.初中生有关“盐”前概念的探查和概念转化策略的研究［D］.长春：东北师范大学，2011

［3］张雅明.元认知发展与教学：学习中的自我监控与调节［M］.合肥：安徽教育出版社，2012

1008-0546（2016）11-0009-02

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10.3969/j.issn.1008-0546.2016.11.003