一、直觉的内涵及遵循的规则 (一)直觉的内涵 直觉被认为是一种非理性、非逻辑的认知加工,主观上可将其理解为一种猜测或预感,它是在尚未形成对于认知对象的有意识表征之前,对认知对象的一种预知。这种非理性的认知加工意味着做出直觉的这一过程往往是意识不到的,就是我们所说的“知其然不知其所以然”。 在科学教育领域,直觉也被称为直觉想法(intuitive ideas)[1]。“直觉想法”指的是学生在日常生活经验基础上形成的看待事物的一种方式,它不具备任何科学知识和观念的支撑,缺乏一定的科学论证和逻辑体系,是学生具有的一种感性认识[2],但是它可以帮助学生在陌生的任务中,更加快速有效地做出反应,尽管这种反应的结果不一定准确,但是是一种最简单、最直接的解决问题的方式。 (二)直觉遵循的规则 在科学教育研究领域,Stavy和Tirosh发现学生的直觉遵循一定的规则。他们在参考皮亚杰认知发展理论基础上,提出直觉遵循的两个规则:(1)如果A越多,那么B越多;(2)如果A相同,那么B相同。这两个直觉规则能够很好地解释学生的大部分相异构想[3]。在对学生已有的化学相异构想的研究结果分析的基础上,本研究还发现并提炼出在化学学习上直觉可能遵循的另外两种规则:A等于B;绝对等于错误。以下将对直觉遵循的4种规则进行说明。 (1)A越多,B越多。对于两个不同的概念A和B,如果存在关系“A1>A2”,那么学生会做出“B1>B2”的直觉判断。这一规则有时会帮助学生获得新知识。例如,当学习燃烧与燃料时,学生会直觉认为“增加氧气浓度[浓度(A)后>浓度(A)前;即A1>A2],燃烧越剧烈[反应(B)后>反应(B)前;即B1>B2]”。浓度和反应都是化学学习的概念,学生得出这一想法,并不是理解了浓度是影响反应的一个重要因素,而是依靠直觉产生的。这一点可以通过对学生的访谈加以证实,学生产生这种想法是无意识的,如果让他们解释为什么,他们可能会说就是这样认为的,没有理由。这种直觉往往会阻碍学生理解概念,产生相异构想。例如,学生认为“酸的强度越大(A越多),pH越大(B越多)”。需要注意的是:学生在某个主题上产生的相异构想和在另一个主题上产生的相异构想虽然不同,但是直觉可能是一样的,也就是直觉遵循的规则是相同的。 (2)A相同,B相同。对于两个不同的概念A和B,如果存在关系“A1=A2”,那么学生会认为“B1=B2”。同样,这一规则有时会帮助学生获得新知识。例如,当学习铝的性质时,他们认为铝与铁都是金属(A相同),那么铝也会与铁一样能够与氧气、酸等物质反应(B相同)。但是,这种直觉也会阻碍学生理解概念。例如,学生认为铝是金属,与其他金属一样(A相同),是不能与碱发生化学反应的(B相同)。 (3)A等于B。对于两个不同的概念A和B,如果包含相同的汉字,学生会从直觉上判断“A等于B”,也就是望文生义。学生经常根据文字的表面意思,将两个不同的概念A和B混淆。这一直觉规则有时会帮助学生获得新知识,例如“氧化物、氧化产物具有氧化性”。同样这种直觉规则也会阻碍学生理解概念。例如,学生认为“冰水混合物”是混合物[2]。在电离学习中,学生认为“电离等同于通电”,或者“电离就是电解”。 (4)绝对等于错误。当概念的表述中含有绝对的词汇,比如“所有”“一定”等,学生通常会认为这种表述是错误的。一般情况下,用绝对的语言描述概念会不准确,因为概念总会有反例,教师也会给学生强化“凡是绝对的说法一般都是错误的”这种观点。同样,这种直觉规则有时也会阻碍学生的概念理解。例如,在学习物质分类时,对于“碱性氧化物一定是金属氧化物”,学生往往会基于此规则做出错误的判断,认为这句话表述得太绝对,可能有些碱性氧化物不是金属氧化物。 上述直觉遵循的规则吻合哲学家所提出的“小数法则”,白洁[4]认为“小数法则”是一种直觉思维,它是一种认知上的偏差,人们将小样本中某事件的概率分布等同于总体分布,也就是在不确定的情境中,抓住问题的某个特征直接推论得到结果而不考虑其他原因,这种直觉思维有时能帮助我们迅速把握问题的本质从而推论得到结果,但有时也会产生严重的偏差。 二、研究方法 (一)研究对象 调查对象包括138名初中生和79名高中生。初中生从山东省济南市某重点中学初三年级中随机取样,高中生从山东省济南市两所重点高中随机取样。访谈对象为山东省济南市某重点高级中学20名高中学生和山东省烟台市某初中20名初中学生,按照期中考试的化学成绩分层取样,分为5个层次,每个层次取4人。 (二)调查问卷的编制 结合已有相异构想研究结果,发现初中生和高中生在以下化学主题上是由于直觉而产生的相异构想,这些主题也是和学生生活联系比较密切的内容。调查内容包括以下化学主题:溶液、酸碱、燃烧、物质分类与组成、化学变化、质量守恒定律、气体、金属、糖类、铁生锈、化学用语等。 根据直觉遵循的4种规则,结合学生在化学主题上产生的相异构想,将调查内容分为4个维度,有些化学主题上产生的不同相异构想可以归到不同的直觉规则上。在题目类型上,16个题目中有12题采用是非题的形式,题目的设计参考了学生在不同主题上的相异构想,另外4个题目的选项设置也是源于学生的直觉,这些相异构想经过已有研究以及5位中学教师的判断是由于直觉而产生的相异构想,因此回答正确就说明学生理解了科学概念,而回答错误则说明学生存在直觉导致的相异构想。例如,初中生在溶液学习中,对溶液均一性存在相异构想,认为“溶液的下半部分比上半部分浓度要大”。分析学生产生这一相异构想的直觉:学生在日常生活中将糖加入水杯中后,观察到糖沉入杯底,潜意识认为“水杯底部的糖比上部的糖多[糖的量(底部)>糖的量(上部);即A1>A2],底部浓度大于上部浓度[浓度(底部)>浓度(上部);即B1>B2]”。于是,设计了如下题目:“一杯透明的糖水下半部分更甜吗?A.是,B.不是”。如果学生选择了错误的答案(A),则认为学生没有理解溶液的概念,是通过直觉产生相异构想,直觉遵循的是“A越多,B越多”这一规则。如果学生选择了正确的答案(B),则认为学生理解了溶液的概念。