孙小妹 胡志刚
（福建师范大学化学与材料学院 福建 福州350007）
摘 要 本文就化学概念关键期研究展开调查与分析，发现学生学习化学概念存在着前概念的影响。主要表现在初三为学习化学概念的启蒙期，初三到高一为化学概念衔接期，高一为化学概念入门关键期，高二为化学概念低潮期，高三为化学概念的系统化结构化的升华期，各个时期有着各自教学特点和规律。
关键词 前概念 关键期 化学概念 调查
关键期是指生命周期中一个时间阶段比其他时候对一定类型的周围环境刺激有更大的敏感性[1]。目前，国内外关于关键期的研究，主要集中在语言学习方面，随着人们对关键期的认识的不断加深，对关键期研究的范围也在不断地扩大与完善，包括人的生命、身心发育、脑发育和教育等方面。然而，在教育教学方面，关键期的研究还不够，尤其在化学研究中，基本上没有涉及。化学概念作为化学的核心知识，贯穿整个化学的学习过程，且类似于化学世界中的语言。如果能够抓住每个时期学生的思维特点和学习心理特点，把握关键期进行化学概念的教与学，将会取得事半功倍的效果。本文力求在理论研究的基础上，进一步实践研究，设计有针对性的问卷，调查每一个时期的学生化学概念学习的情况。总结化学概念教学存在的问题，归纳得出每一个关键时期，化学概念教学的规律和策略。既进一步完善关键期理论，又希望能够对化学概念教学实践产生一定意义。
1 理论依据
1.1年龄阶段说
发展心理学涉及两个方面的问题，其中一方面是要研究人生不同发展阶段上的具体原理和规律，这些原理和规律体现在生命全程各个年龄阶段的心理特征中。个体总是经历由不成熟到成熟的逐渐发展的过程。由于各种因素相互作用，个体的心理发展随着年龄增长，在由童年、青少年、中年到老年逐渐发展的过程中，各个阶段表现出明显的阶段性特征[3]。在教育实践中，需要重视这些特点，正确地给予教育，促进学生的发展。
1.2关键期假说
大脑的发展是具有一定关键期的，在此期间，大脑对某种类型的信息输入产生反应，以创造和巩固神经网络。也就是说，大脑不同功能的发展有不同的关键期，某些能力在大脑发展的某一敏感时期最易获得。教育就是要抓住关键期，让视觉、听觉、语言等能力都适时打开“机会之窗”，使大脑的不同功能得到及时的发展和有效地运用。
林建成老师通过调查研究，提出了新课程下化学学习的几个关键期。首先，义务教育九年级是化学学习的启蒙期；其次，高初中衔接是个重要的转折时期，阐明了普通高中教育与初中教育的密切联系；再次，高三总复习是学生化学科素质的全面升华时期；最后，中学化学知识体系中有一部分是最核心最本质的知识，它们不仅是学生具备科学素养的重要体现，更对学生的后续学习产生重大影响，对这些核心内容的学习时段也是一个关键期[2]。总之，中学教学关键期是中学教学中一种新的教学理念，是中学教学中一个新的课题，为新课程的实施开辟一个新的天地，它的提出也使一线中学教师重新审视和反思自身的教学方式和风格，转变自身的教学观念和方式，对教育教学改革定会起到推波助澜的作用，有助于推进基础教育新课程改革。
1.3青少年的心理特点
青少年期指的是个体从11、12岁到17、18岁这个年龄阶段。青少年阶段在人的一生中，无论在生理上或心理上都是一个急剧变化的关键时期，在这个时期他们身体的各个方面都在迅速发育并逐渐达到成熟，然而心理发展的速度却远跟不上其生理的发展，这就造成中学生在身心发展上的种种矛盾和一些特殊表现。例如生理的成熟使他们的心理有了部分成人的特点，同时也渴望受到成人式的对待，然而，其认知能力、思维方式、人格特点及社会经验等与成人的水平还有相当的差距，还带有很强的幼稚性[3]。此外，在形式逻辑思维、辩证思维等认知方面也有较明显的变化。
1.4 概念学习的相关理论
1.4.1布鲁纳的认知结构理论和概念形成实验
布鲁纳的认为，掌握事物的结构就是理解它与许多其他事物之间的有意义联系。知识结构就是某一学术领域的基本概念，任何学科的最基本的概念都是既简单又强有力的，而概念形成的过程是不断提出假设、验证假设的过程。被试根据对实验材料的分析、综合与主试提供的反馈，提出可能的种种假设，当某种假设被证明是正确的，概念也就形成了[4]。
1.4.2奥苏泊尔的认知同化学习理论
奥苏泊尔认为，当学生把教学内容与自己的认知结构联系起来，意义学习便发生了。他认为同化理论的核心是：学生能否习得新信息，主要取决于他们认知结构中已有的相关观念的相互作用，正是由于这种相互作用导致了新旧知识的有意义的同化[5]。
2.实践研究
2.1初中化学前概念转化为科学概念的关键时期的调查
2.1.1 研究目的和方法
本研究问卷调查结果，引用福建师范大学09届本科毕业生郑月娜的毕业问卷调查。现有文献表明，化学前科学概念是真实存在的[6]，本课题研究的目的是测查初三化学中的一些重点概念受前概念影响的情况，以及这些前概念是如何产生的，它有何特点，经过教学之后是否有明显的改变。然后根据相关的实际调查，参考有关文献，提出解决前概念问题有关措施，以此指导化学概念的教学，使教学更加具有针对性、方向性，尽可能地避免、消除前概念对学习的负面影响，打好化学概念学习的基础，从而有利于高中化学的进一步学习。
2.1.2 结果分析
初二学生存在着得分率，表明初二学生在学习化学概念之前对化学概念已经有了一定的认识,即所谓的前概念,虽然此认识的来源因人而异，准确度也是未知，但都深深地影响了化学科学概念的形成。
初三学生的问卷结果,总体上反映出一部分前概念经过初三的学习已转化为科学概念,学生对化学概念的认识正确性也有了很大的提高。例如：对于“物理变化”和“化学变化”的本质，初二的学生基本上无法分清，61.9%的学生认为“往水中加入少量其它物质可以使它变成汽油”是正确的，这些前概念主要是受某些物理知识和一些不正确的社会传媒的影响。而初三的学生则能够自觉地运用“是否有新物质生成”来判断发生的变化是物理变化还是化学变化。例如：55.5%的人认同“白纸被撕碎”为物理变化而“白纸被点燃”是化学变化。但由于初三学生所接触的化学知识有限，不了解物质之间的反应和物质的性质，只有18.1%的人选择“石墨和金刚石都含有碳，由石墨制成金刚石是化学变化”。
2.1.3启示
通过调查发现在未接触化学学习的初二学生中，广泛存在化学的前概念，在对基本学习完初三化学的学生进行同样的测查，发现这些前概念并没有很好的完全的转化为科学概念，有些题目初三的学生的理解程度还不如初二的学生，这说明了前概念的存在具有广泛性，反复性，自发性，顽固性等特点。因此在初三的化学教学当中，老师要特别注意前概念的转化，要在教学之前用适当的方法了解学生头脑中的那些前概念，从而在化学教学的一开始就有针对性地帮助学生改变固有的、不准确的前概念，促使其形成科学的化学概念，为学好化学奠定坚实的基础。同时，前概念的多样性，决定了其教学方式的多样性。应在教学过程中保持不拘一格、大胆尝试、敢于创新的作风，从而达到实现教学目标、提高教学质量的目的。
2.2高中化学概念教学分析关键期研究的调查
高中化学新课程中的化学基本概念和原理知识主要涉及物质结构与性质和化学反应两个基本领域，分为必修和选修两个学习阶段，设置“初步建立”和“系统认识”两个水平层次。新课程下，化学概念原理知识内容标准中不仅要求学生掌握基本化学原理、基本概念和化学表示方法，更加强调要帮助学生建立核心的化学概念，如微粒观、平衡观，以及帮助学生学习基本的科学研究方法和思想，如从简单到复杂的研究顺序、从静止到变化的动态思想、从实践到理论再到实践的探索思路等[9]。
2.2.1 研究目的和方法
此问卷调查结果来源同上。现有文献研究表明，青少年的认知，尤其是思维能力，表现出明显的阶段性特征。本研究则可以了解学生从初中到高三整个化学学习过程中，学生对化学概念的掌握情况，推测出每一阶段化学概念学习的特点和存在的问题,并从学生对自身化学概念掌握的认识，归纳出化学概念教与学的关键期特征，帮助老师和学生能够针对性地应对每一个阶段化学概念的教与学。
2.2.2 结果分析
采用快速聚类方法将学生划分成优、中、差三类，以区分出不同学生化学整体水平的高低。数据表明：三类学生在有关关键期的认识态度上、在选择掌握化学概念的关键时期时，观点差异都达到显著性水平。学业成绩优、中、差的学生几乎都能够体会到某段时期的化学学习很关键，并且认识到化学概念的学习质量对其现在的学习成绩有很大的影响，尤其是现在处于高三毕业班总复习阶段。同时大部分学生认为，初三和高一是掌握化学概念的关键时期，但也有相当一部分的学生认为高二是最关键的时期。这也就表明了，虽然学生能够认识到化学概念学习的重要性、关键性，但在现实学习中，学生却无法做到清晰明了的理解与掌握化学概念，更不用说解决实际问题了。这也进一步反映了，化学概念的教与学正面临着严峻的考验，把握时机做好化学概念的教与学至关重要、迫在眉睫。
2.2.3启示
由数据分析（例如表1、表2）不难得出化学概念的教学是存在明显的阶段性特征的，每一个阶段的化学概念学习都是至关重要的，而且每一阶段的学习重要性、关键性也不同。通过调查，以及大量的文献阅读分析，认为每一阶段的特征如下：
表1 问卷调查中第8~11题的统计分析
题目
学业成绩
影响很大
有一定影响
不影响
X2
8、初中化学概念学习质量对高中的影响？
优
21
43
8
14.58**
中
14
95
35
差
22
70
27
9、高一化学概念学习质量对高中的影响？
优
51
12
9
18.18**
中
101
35
8
差
81
38
0
10、高二的学习，对化学概念的掌握的影响？
优
42
23
7
23.56**
中
74
62
3
差
69
41
9
11、高三化学概念掌握程度，对高三化学知识升华及问题解决的影响？
优
33
30
9
5.46
中
62
76
6
差
43
63
13
(df=(R-1)(C-1)=4,查表得X20.05=9.49，X20.01=13.3，*表示在p
表2 问卷调查中关于化学概念学习主要存在什么问题的统计分析
学业 成绩
初三化学概念学习基础不扎实
初三到高一化学学习衔接困难
高二化学概念在选修模块中深化出现困难
高三化学概念在知识综合应用中出现困难
X2
优
17
27
24
31
4.23
中
37
49
69
82
20.43**
差
41
48
52
65
5.92
（df=4-1=3,查表得X20.05=7.81，X20.01=11.3，*表示在p
2.2.3.1高一化学概念难度跃升时期
高一化学概念的教学特点：高一化学概念的学习相对于初中，最大的变化主要体现在思维能力的要求和知识难度的跃升方面。高一化学中，有一系列的知识是比较抽象的，化学语言的抽象化对学生思维能力提出了更高的要求。然而，能力的发展是渐进的，这种思维方式的突变使很多高一新生感到不适应，故而导致成绩下降。高一化学对知识的纵、横向联系和综合程度要求也有一定的提高：研究问题是着眼于探究问题的本质，以结构为中心认识物质性质；认知上由宏观转向微观，由描述转向推理，由定性转向定量；对学生在自学能力、阅读理解能力、空间想象能力及知识的灵活运用能力上都提出了较高的要求[10]。因此，我们说高一是化学概念难度的跃升时期，如果能在教师的帮助下，顺利过了这个艰难时期，将来学习化学将会越来越轻松，也会越发地有兴趣。
高一化学概念的教学规律和策略：由于初三到高一的化学学习，难度有很大的跃升，很多学生容易失去化学学习的信心，所以高一的教师，首要做好初高中的化学学习衔接，即要先了解学生的初中知识水平，找准初高中知识的切入点，做好初中知识的复习，给学生一个缓冲的时间和平台，从而慢慢地引入到高中阶段的学习；在知识内容方面要做好查缺补漏，巩固学生的化学概念知识，帮助学生理清知识的关联，建立知识的网络。在原来概念理解的基础上，进一步细化、深化概念的学习；在教学方法方面要继续较多的使用“直观性”教学，应用各种媒体进行辅助，充分利用学生的生活经验，激发学生的歇息兴趣，避免学生产生厌学情绪的不良局面；在思维方式方面要注重学生辨证思维和抽象思维的发展，要培养学生在观察学习中慢慢地做到概括性的，深刻性的，透彻的理解问题。
2.2.3.2高二化学概念学习的低潮期
高二化学概念的教学特点：高二学生开始接触各个选修模块，各个模块的内容都是在高一的基础上，具体化、系统化、复杂化，化学概念的内容呈现出螺旋式上升的特点[7]。同时，进入高二阶段的学生，一方面已经基本上适应了高中的学习生活，认为高三离自己还有一段距离，没有压力；另一方面，此时正处于青春期的高二学生，容易受到感情方面的困惑，沉浸在个人的感情中，无法自拔，这些心理疲劳和心理惰性问题都足以得出高二是个低潮期。
高二化学概念的教学规律和策略：高二化学概念有一部分在高一的时候学生就已经接触过了，那么在高二时，针对同样的概念，就不能照着原来的路再走一遍，而是应该，用新的教学方式，让学生更加全面的、全新的去认识一个概念[9]。并且应该重视化学核心概念的建构，突出化学概念之间的本质联系，转变学生原有认识及其认识方式，发挥概念原理的认识功能，增进学生对物质性质及化学反应的理解力。同时还要加强学生的实验操作技能课，在实验中发现概念，总结概括概念。实验以其生动直观、现象奇特等特点引起学生强烈的好奇心、求知欲和对化学产生兴趣[8]。通过选取可操作性强的，与生活密切相关的实验，带领学生进入探究学习的世界，在其中积极主动的活动，在活动中学习概念。
2.2.3.3高三是化学概念的系统化结构化的升华期
高三化学概念的教学特点：化学概念原理知识是化学学习的基础，也是核心。从初中到高二，学生不断地接触各种化学概念，相对来说比较零碎，分散，不成体系。高三则是要将琐碎的概念结合起来，明确地认识每一个概念，以及它们之间的关系，形成清晰的网络，以利于解决各种化学问题。因此高三的学生应该要不断发觉自学能力，不断地进行心理调整，正确面对高考带给我们的严峻考验，充分地回忆并有效地组织自己的知识网络，发挥创造性思维，争取在认识上有质的飞跃。
高三化学概念的教学规律和策略：首先，要抓住思维能力发展，培养自学能力。进入高三年的学生辩证思维基本形成[2]，创造性思维能力结构日趋完善，因此，高三化学的学习也是促进思维能力进一步发展的关键期，在高三总复习中，我们若能抓住自主学习能力和思维能力发展的最佳时期进行教学，可以全面提高学生的学科素质，大大提高复习效率，取得事半功倍的效果[3]。
其次，运用激励机制，寓教于乐。善于发现学生的闪光点，让学生在学习中树立信心，看到希望和成功。特别对于性格比较内向、自卑心理强的学生，要多激励、多肯定、多提示，避免他们对化学学习产生恐惧，让学生在快乐的情绪下学习。
最后，注重学生身心健康，劳逸结合。沉重的课业负担，容易影响学生的身心健康，产生学习心理障碍。适当的布置作业，在减轻学生负担的情况下，高效率完成教学目标是教师应该努力做到的。
参考文献
[1] Colombo,J.The critical period concept:Research,methodology,and theoretical issues.Psychological Bulletin,1982,1:260-275.
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[4] 彭聃龄.普通心理学[M].北京：北京师范大学出版社，2004，1-263.
[5] 陈琦，刘儒德.当代教育心理学[M].北京：北京师范大学出版社，2007，5-172.
[6] 刘力宇，何广平.初三学生化学前概念的形成对初三化学重点概念学习的影响研究[J].化学教育，2005，(11)：34-35.
[7] 徐晓英.浅谈初中化学概念的教学[J].化学教育,1996,(7):16-17.
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[9] 王磊.化学教学研究与案例[M].北京：高等教育出版社，2006,15-16.
[10] 张厚粲，徐建平.现代心理与教育统计学[M].北京：北京师范大学出版社，2004，302-303.
The Research of the Critical Period of Chemical Concept under the New CurriculumTeaching
SUN Xiaomei HU Zhigang
(College of Chemistry and Materials, Fujian Normal University, Fujian, Fuzhou, 350007)
Abstract This paper starts at the investigation and analysis of the research of critical period of chemical concept . From the investigation we find that students who study the chemical comcept are affected by the preceding concept. It can be reflected by the follow aspects: Junior three is the beginning of learning the chemical concept; from junior three to senior one is the joining period; senior one is a key period to start to learn the chemical concept ; senior two is a downturn period and senior three is a sublimation period of systematic and structured of the chemical concept. Different periods have their own characteristics and laws of teaching.
Keywords Preceding concept ;Critical period ;The chemical concept ;Investigation