高中生“电解池”迷思概念的测查与分析

马育谷

摘 要：研究采用半结构访谈法，对30名高中生关于“电解池”持有的迷思概念进行了测查。研究表明，学生在关于电解池的构成条件、电解池电极判断、电解池工作原理以及电极反应式书等方面均存在一些迷思概念。在此基础上，分析了学生迷思概念的成因，并提出了相应的教学建议。

关键词：电解池；迷思概念；半结构访谈法

中图分类号：G633.8文献标志码：A文章编号：2095-9214（2016）04-0068-01

一、问题的提出

电化学是中学化学学习中重要的核心概念群之一，“电解池”是电化学的重要组成部分，也是中学化学教学的难点。该部分内容理论性强，概念较为抽象，学生对这部分知识的理解客观上存在较大困难，易产生错误认识[1-3]。国内关于“电解池”的研究集中在教学设计、教学策略以及电解池知识本体研究等方面，缺乏对学生关于“电解池”迷思概念的较为系统的测查研究。迷思概念是指学生对于某一科学概念持有的不完整的、错误的想法，其具有隐蔽性、顽固性及可归类性等多种特性[4，5]，是学生产生学习困难、导致教学效率低下的重要原因之一[6]。通过测查学生的迷思概念，教育工作者可以了解学生学习过程中的学习困难和错误观念，从而更好地帮助学生转变迷思概念，提高教学的有效性。

本研究采用半结构访谈法对高中生关于“电解池”的迷思概念进行测查分析，以期为教师转变学生迷思概念、提高教学有效性提供依据和建议。

二、研究对象与方法

（一）研究对象。本研究随机抽取陕西省西安市某中学高二年级30名学生作为研究对象。该校高二学生在施测前已经学习了高中化学选修4中有关“电解池”的全部内容。

（二）研究方法。本研究采用半结构访谈法。访谈提纲是在参考国外关于学生“电解池“迷思概念的访谈提纲基础上，结合国内“电解池”教学实际情况编制而成。访谈问题主要涉及电解池的构成条件、电解池电极判断、电解池工作原理以及电极反应式书写四个方面。

（三）数据分析。将学生访谈录音的内容转录成文字，对学生作答内容进行整理分类，总结并统计学生关于电解池各核心知识点所持有的迷思概念种类以及所占人数比例。

三、结果分析

通过对学生的访谈内容的统计分析，整理出学生关于“电解池”所持有的迷思概念。结果见表1。

由表1可知，学生关于“电解池“持有大量的迷思概念。

对于电解池的构成条件，部分学生的认识存在局限。有16.67%的学生认为电解池的构成必须要有电解质溶液；10.00%的学生认为电解池的电极一定是惰性电极。

对于电解池的电极判断，较多学生对阴阳极的概念认识不清，有16.67%的学生认为阴极失电子，发生氧化反应，阳极得电子，发生还原反应；13.33%的学生认为与外接电源正极相连的是阴极，与负极相连的是阳极。还有部分学生受原电池知识的影响，产生了诸如阳极相当于原电池的正极，阴极相当于原电池的负极、活泼金属作阳极的迷思概念。

对于电解池工作原理，较多学生对不清楚内电路电流产生的原因，20.00%的学生认为电解质溶液中电子的移动产生电流，6.67%的学生认为电解质溶液中阴离子的移动产生电流。还有部分学生对不清楚电解质溶液中离子的移动情况，有16.67%的学生认为电解质溶液中，阳离子移向阳极，阴离子移向阴极。

对于电极反应式书写，较多学生不清楚阴阳离子的放电顺序，产生了诸如阳极一定是阴离子放电、含氧酸根离子一定不会放电、含氧酸根优先失放电、氢前金属离子优先放电等迷思概念。16.67%学生因为不清楚电解质溶液中离子的移动方向，认为阴极是阴离子放电，阳极是阳离子放电。13.33%的学生不能正确分析电解质溶液中存在的離子，不考虑电解质溶液中的H+、OH-。10.00%的学生不理解电解的概念，认为电解质溶液中的离子是通过通电电解才产生的。

综上所述，学生在关于电解池的构成条件、电解池电极判断、电解池工作原理以及电极反应式书等方面均存在一些迷思概念。分析学生持有的迷思概念，我们发现由于电解池知识本身的抽象性，学生对于电解池的微观表征能力较弱，主要表现为不清楚电解池的微观工作原理。通过访谈发现，学生存在的一些错误的前概念影响了其电解池知识的理解。例如，受物理学科影响部分学生认为电子移动是电流形成的必要条件，他们认为电解质溶液中有电子的移动；学生存在大量关于氧化还原反应知识的错误概念，导致其在电极判断和电极反应式书写方面存在学习困难，具体表现为：电极反应类型判断错误、不能正确判断离子放电顺序。

四、结论与建议

对学生关于“电解池”的迷思概念测查结果表明，由于电解池知识本身的抽象性和不可视性和学生持有的错误的前概念，学生存在大量关于电解池的迷思概念。

针对本研究的测查结果，提出以下教学建议：（1）教师在“电解池”教学中应重视电解池构成条件、阴阳极规定等概念的内涵分析，可以使用多种表征形式，如图表、样例、原型等，帮助学生从多方面充分理解概念的内涵和外延。（3）教师应采用丰富教学手段，如多媒体技术制作原电池微观反应过程的模拟动画，向学生展示外电路中电子的移动路径和电解液中离子的运动方向以及电子的得失情况，帮助学生建立宏观现象和微观原理的联系。（4）教师在“电解池”教学前，可通过课前诊断测试了解学生的前概念，并运用恰当的概念转变教学策略帮助学生建构科学概念。

（作者单位：陕西师范大学化学化工学院）

参考文献：

[1]任红艳，李广洲，付超群.关于电化学错误概念的探查与分析[J].化学教育，2009，03：34-37.

[2]赵欣，吴星，吴频庆，杨大强.高中生电化学相关概念表征情况的调查研究[J].化学教育，2014，03：57-59.

[3]赵国敏，孙可平.概念转变理论指导下的高中电化学教学设计研究与实践[J].化学教育，2014，13：11

[4]刘瑞东.自我解释策略对转变学生化学平衡迷思概念的研究[D].首都师范大学，2005.

[5]郑文珍.初中生“运动和力”迷思概念的二段式测定及差异性分析[J].黑龙江教育（理论与实践），2015，09：87-88.

[6]张海霞，王祖浩.国外有关“电化学”知识相异构想的研究[J].中学化学教学参考，2007，05：57-61.