化学感官：一种基于情境的初中化学教学方法
原文作者 Valeria C. Edelsztein; Olga I. Tarzi; Lydia Galagovsky
单位 Consejo Nacional de Investigaciones Cientiacute;ficas y Teacute;cnicas (CONICET), Buenos Aires, Argentina;ensp;Centro de Formacioacute;n e Investigacioacute;n en Ensentilde;anza de las Ciencias (CEFIEC), Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires (UBA), Buenos Aires, Argentina;ensp;Colegio Nacional de Buenos Aires e Instituto Patrocinio de San Joseacute;, Buenos Aires, Argentina
摘要：基于情境的科学教育（CBSE）方法有利于将科学概念纳入日常情境。在这项工作中，我们介绍了一种非传统的基于情境的化学感官教学经验，通过一种独特的教学手段，寻求认知冲突，从而推动概念从“常识”转变为基于科学的观念。这种教学方式激发学生学习的积极性，并涉及日常事物的简单体验。研究对象是95名12至15岁的学生。教学期间开发的内容侧重于味觉和嗅觉以及感知和感觉的概念。这些活动旨在促进学生对其先前知识的自我意识，以便通过构建适当的科学概念实现可持续学习。通过初步调查和后测，评估学生的学习动机和他们的概念转变——从常识观念到基于科学的观念。通过元认知调查评估了学生对该方法的承诺和享受的看法。结果表明，这些活动具有很强的激励作用，学生们在整个体验过程中都意识到自己在知识上的进步以及自己对任务的承诺。
关键词：化学感官； 情境化学； 学生动机； 可持续学习
一、引言
基于情境的科学教育方法（CBSE）是一项卓有成效的研究，已成为一种科学教学创新方法[2][3[[6][7][22][34][37][40]，并通过从跨学科角度解决实际问题来促进科学概念的教学态度。
科学教学的一个主要目标是帮助学生克服他们的直觉概念，或“内隐概念”[44]，因为它们的“常识”（或直觉认知功能）适用于预测和控制日常现象。这些天真的想法是围绕着与科学理论截然不同的原则构建的[24]。许多作者提出了实现“概念变革”的建议[23][44][50][55]，并且一些作者已经运用让学生意识到有争议信息的认知冲突方法来实现这一概念上的改变[43][18][19][61]。
科学教学方法的另一个主要目标是强调在学习过程中情感和积极方面的重要性[3][8][32][36][39][41][48][53][54]。愉快的课堂环境，加上对学生自身兴趣和努力的认可，往往会积极地促使他们享受进一步的学习[27][53]。
在这项工作中，我们将这些想法与CBSE方法相结合，设计了一个创新的基于情境的化学感官教学经验，提出了“常识”的情境来提高有关争议信息的认知冲突，从而促进学生的积极作用和包含简单日常材料的经验。
之所以选择化学感官的内容，是因为教科书和网络材料中有太多关于它们的错误信息。那种认为人类只有五种感官或舌头上存在特定区域（通常称为“舌头地图”），这些通常都会在生物或医学前沿文献中得到妥善处理而不是在中学教材中。此外，作为一个基于上下文的问题，化学感官将允许教师介绍有关化学概念的基本概念，例如如溶解度，挥发性，配体-受体相互作用，化学平衡和立体化学的一些想法。
本文所展示的教学方法之前已经有在职教师的经验。他们认为把它带到自己的教室是一个创新且令人愉快的提议[13]。受这一结果的鼓舞，我们决定与来自美国初中最低年级的学生（12-15岁）一起进行这一体验。
二、目的
这项工作的总体目标是分析基于科学的理念的提升和12-15岁的学生参与者呈现的创新性的教学经验。
这项工作的具体目标是：
—通过简单和情境化的方式介绍化学概念，如挥发性、溶解度、平衡、分子间作用力、立体化学（不同分子形状的识别）帮助学生理解味觉和嗅觉的化学基础。
—促进学生积极学习，帮助学生的化学感官概念从“常识”概念转变为基于情境的科学观[18][19][43][61]。
—评估学生的学习动机及其对教学方法的元认知认识。
三、理论框架
活动是根据可持续有意识认知学习模型建议设计（MACCS）及其传播衍生的[18][19]。
该模型认为，当学生意识到自己的特殊心理表征并可以将其与他人进行比较时，就会发生认知变化。理解有争议的想法或争论会促进每个学生工作记忆中的认知冲突。这种多元的可能认识论将会成为一个基本的激励因素：每个学生都想运用适当的科学思想来解决他/她自己的认知冲突，这会激发更多学习的动力。
为了实现上述目标，应开发适当的教学工具。该工具的目的是在轻松友好、容许错误的课堂环境中揭示关于所选主题的具体先前想法及其支持论点，教师鼓励学生参与其中并解释和讨论他们所做选择的原因。
因此，初步调查(IS)旨在揭示学生的常识性想法和错误的先前学习[13]。它提出了循环的“常识”思想，这些思想存在于特定的以教师为导向的文献、教学单元和与人类感官特别是化学感官相关的教学内容中。初步调查中提出的主要观点也有助于评估学生最终的概念变化。
在整个活动后，学生通过运用表情符号和单词相关的标准化评价方式进行元认知自我评估[29][30][42][52]。
四、每项拟议活动的方法和说明
这项活动共有来自布宜诺斯艾利斯市三所不同中学的95名学生参加；其中两所是私立学校，一所是公立学校。
我们将学生分为五个不同的小组：（a）两组12-13岁的学生（目前在一年级），共有43名学生（G1）和（b）三组14-15岁的学生（目前在三年级），共有52名学生（G2）。
G1的学生之前没有接触过化学内容，而G2的学生第一次同时学习物理化学。
教学方法包括五项活动（活动1-5），G1组和G2组的学生进行五次相同的活动，这些活动在10周内分为6节80分钟的课。学生的回答和最终评估按年龄组分别以G1和G2群体的百分比表示。
活动1：初步调查的解决方案
在第一次见面的最初15分钟内，学生们需要填写一份初步调查问卷，让他们的个人先前知识浮现出来并进行记录。最初的调查由五个触发句子组成，包括一般感官、味觉和嗅觉。
学生们需要为每个句子选择他们认为正确的所有选项（从五个选项中选择）。表1–表3展示了这五个触发句及其各自的五个选项，以及G1和G2选择的百分比。
表1：触发句子1的选项及G1和G2分别对应的百分比
|
一般感官 |
||
|
1.人类感官是什么？ |
% G1 |
% G2 |
|
a）基础感官：触觉、视觉、听觉、嗅觉和味觉 |
93 |
90 |
|
b）感知来自世界的信息然后由大脑解释 |
33 |
60 |
|
c）通过特定的感觉器官提供来自世界的信息 |
33 |
56 |
|
d）远低于其他动物 |
9 |
29 |
|
e）具有分子或离子相互作用的受体介导的功能 |
0 |
15 |
正确或部分正确的答案用斜体表示。
表2：触发句子2和3的选项及G1和G2分别对应的百分比
|
味觉 |
||
|
2.人类感觉味觉的能力是什么？ |
% G1 |
% G2 |
|
a）仅限于五种基本类型，包括甜味和咸味 |
47 |
46 |
|
b）取决于我们所吃食物的温度 |
14 |
27 |
|
c）取决于我们口腔中唾液的存在 |
35 |
23 |
|
d）取决于舌头区域。例如，甜味感受器位于舌尖，而苦味感受器位于舌背 |
35 |
50 |
|
e）不受外部因素的影响而是由基因决定的 |
19 |
12 |
|
3.两个人可能对同一种味道有不同的敏感度是因为什么？ |
% G1 |
% G2 |
|
a）一个味蕾比另一个味蕾少 |
40 |
37 |
|
b）一个味蕾比另一个味蕾老 剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
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