二 审析定势干扰,消除负迁移

从前面的实例和分析讨论中已得出相似的知识有助于迁移的结论,但众多的实验也证实当新知识与认知结构中原有的知识相似而不相同时,“先入为主”的原有知识常常干扰、掩盖或替代新知识,因定势而出现负迁移,这与认知结构中原有的观念不稳定、不清晰有关。

事实上,在学习化学的过程中正迁移和负迁移往往是交织在一起的,对可能发生的负迁移事先认识得愈清楚,则愈有利于正迁移。对化学学习过程作微观分析可知,形形色色的定势干扰构成了负迁移。

  1. 记忆定势。记忆定势的特征是印象重叠或混淆记忆,即认知结构中记忆牢固的旧知识严重地干扰了相关的其他知识。例如,一提浓硝酸的浓度, 学习者极易与记忆深刻的 98.3%(浓硫酸的浓度)相联系。又如,学习者在熟悉原电池的工作原理之后学习电解池,两者的电极反应容易出现混淆。再如,卤代烷的消去和水解是两种完全不同的反应类型,但因两者的反应条件有相似之处,往往相互干扰,表现出“循旧”的思维倾向。

  2. 理解定势。理解定势是对某些概念、原理在内涵理解上的偏差或适用范围不清而产生的思维障碍。例如,有的学生认为既能与酸反应,又能与碱

① 邵瑞珍等:教育心理学,上海教育出版社 1988 年版,第 248 页。

反应的物质都称为“两性物质”,而 H2S 有下述反应: H2S+H2SO4( 浓 )=SO2↑+S↓+2H2O H2S+2NaOH=Na2S+2H2O

因此,H2S 是两性物质。上述错误结论的导出可归于学生概括的大前提有明显缺陷,判断两性物质涉及的反应仅限于复分解反应,而 H2S 与浓 H2SO4 之间则是氧化还原反应。

又如,学习者在理解“在其他条件不变时,增加反应物浓度或升高温度可以增大反应速度”这一结论时,容易疏忽其中的前提条件而将其迁移至具体的问题情境:“已知 A、B 两组反应物如下:

A 组(0℃):

10mL0.1mol/L Na2S2O3+10mL0.1mol/L H2SO4 B 组(30℃):

5mL0.1mol/L Na2S2O3+10mL0.1mol/L H2SO4+5mL H2O

由此能否说明何组反应速度较快,为什么?”学习者在缺乏整体思考的情况下往往得出“A 组速度较快”(因反应物浓度大)或“B 组速度较快”(因反应体系温度高)的片面结论,而未能从“其他条件不变”的前提入手指出无法比较之理由。当学习内容不断增加、复杂性和灵活性水平逐步提高时,理解定势将成为后继学习的一大障碍。

  1. 类比定势。类比定势常由类比不当引起,其特征是模仿类推、思路固化。当两个对象之间存在明显的相似或相同之处时,往往容易掩盖其相异点。而类比的属性又恰好为该相异点,则推理结果导致逻辑错误。这就是类比的“或然性”,也是化学学习过程中因方法、思路定势而经常产生的一种负迁移情形①。例如,MgO 和 Al O 在一定条件下熔融电解都生成金属(阴极)和

O2(阳极),又知 MgCl2 熔融电解在阴阳两极分别得到 Mg 和 Cl2,受上述电解反应的定势,不少学习者会轻易推出无水 AlCl3 熔融电解也生成 Al 和 Cl2 的错误结论,而不知该类比恰好建立在 MgCl2 与 AlCl3 的相异点上:前者为离子晶体;后者属共价化合物,它不经熔化即在 180℃升华,在气相时可分离得二聚体 Al2Cl6。

又如,锡 Sn 和铅 Pb 都是碳族元素,它们的最高价氧化物组成相似,分别为 SnO2 和 PbO2,前者在浓盐酸中按下式反应:

SnO2+4HCl=SnCl4+2H2O

由此推得 PbO2 与浓盐酸也发生类似的反应。这一结论正好忽视了同族的两种元素价态稳定性上的差异:锡以+4 价化合物稳定,而铅以+2 价化合物稳定。

再如,Fe 和 Co 之间有不少“同”的属性:位于同副族Ⅷ族,物理性质

相似,原子(离子)半径、第一电离能和电负性相近,具有可变化合价且典型价态相同(+2、+3);+2 价氢氧化物在空气中均不稳定,易被氧化成+3 价的氢氧化物。以上述相似性作为“前提”,极易将铁在冷的浓硫酸中呈“钝态”、不存在氨配合物等已知事实强加于钴,而实际情形恰好相反。

类比定势导致负迁移的又一个常见例子是:已知 Fe3+、Al3+溶液遇 Na2CO3

① 王祖浩:类比——化学问题解决的思维工具,浙江教育学院学报,1994 年第 1 期,第 103 页。

均发生“双水解”,生成氢氧化物和二氧化碳;而 Al3+溶液与 Na2S 混合也即刻“双水解”。由此类推出 Fe3+溶液与 Na2S 的反应:

2Fe3++3S2-+6H2O=2Fe(OH)3↓+3H2S↑

这一结果忽略了 Fe3+的氧化性,因而与事实不符。上述貌似一致、实质相异的“反例”在中学化学中屡见不鲜,教学时应引导学生“求同”与“寻异” 并进,在充分运用相似联想揭示事物之间的内在联系和共性的同时,强化对个性的认识,以掌握恰当类比的事实依据。

  1. 直觉定势。直觉定势的产生与学习者缺乏周密的思考和科学的判断有关,常常在面临新的问题情境时凭借直觉或局部线索,不加思索地迅速作出推论,正好进入命题者所设计的“圈套”之中。例如,面对问题“pH=3 的酸溶液稀释 10 倍后,溶液的 pH 值等于多少?”时,不少学生会迅速给出 pH=4 的不完全结论,忽视了弱酸这一可能的情形。

又如,设置课堂提问:“将反应 A+B=C 中生成物 C 的浓度减小一半时, 反应速度如何变化?”因受化学平衡移动原理的牢固定势的影响,学习者往往脱口答出是“增大”,而较少考虑“不变”这一客观情况。

再如,学生在填答“把 5.00 克结晶硫酸铜加热到一定程度,剩余粉末

3.88 克,该粉末的化学式是 。”一题时,往往凭胆矾脱水成白色粉末的实验印象,不经严格推算立即填上“CuSO4”。事实上,胆矾的脱水是一个随温度升高而渐进的过程,根据题给条件认真计算其化学式为

CuSO

  • 1 H O,而非最终产物CuSO 。

4 2 2 4

从上述实例可知,直觉定势的发生大多由于某一自觉十分有把握的观念的驱使,但其思路“固化”一般是暂时的,一经提示或启发,学生往往会立刻领悟有关的道理。

  1. 操作定势。操作定势常常在化学实验中表现出来,由动作定向不当或夹带某些习惯操作引起。例如,滴液时滴管常触碰试管口,手拿试管一把抓, 倾倒液体时不顾标签的位置,天平称量时直接用手取砝码,将一般酸稀释的方法用于处理浓硫酸,将溶解后的溶液直接由烧杯倒入容量瓶中,等等。

上述各种消极定势的产生虽各有缘由,但共同的一点都与学习者对新旧学习材料之间异同点的认识不足有关。要克服由此带来的负迁移,教学时除从正面强调合理的记忆方法、解题方法、操作方法等以外,应有意识地引导学生对易混淆的具体知识或技能环节进行反复的辨析,促进学习者在这类知识或技能的迁移过程中保持审慎的态度,树立清晰的观念。

平时学习中,提倡采用比较方法说明相关化学知识之间的联系和区别, 在综合贯通的同时,对相异知识作精确的分化,有助于提高辨别能力。另一方面,教师应有目的地设计一些“诊断性”问题,以此收集各方面的反馈信息,通过多种途径了解学生产生负迁移的内容要素和所属类型,从而有针对性地进行纠正。定向不当的实验操作,可从分解动作入手,找出其中的失误所在,并给予正确的示范、必要的提示和指导,使操作逐步从模仿、系列化过渡到准确协调、熟练自如。