運(yùn)用認(rèn)知靈活理論指導(dǎo)高中化學(xué)概念教學(xué)

林立豪 施建梁

摘 要]概念教學(xué)是高中化學(xué)課程教學(xué)的重要組成，同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、邏輯思維能力的基礎(chǔ)。課程教學(xué)改革對(duì)高中化學(xué)教學(xué)質(zhì)量提出了更高的要求，但是從現(xiàn)階段化學(xué)概念教學(xué)的具體情況來(lái)看，依然存在著學(xué)生興趣程度不足、轉(zhuǎn)化能力不強(qiáng)等問(wèn)題。針對(duì)高中化學(xué)概念教學(xué)的現(xiàn)狀，運(yùn)用認(rèn)知靈活理論從多角度進(jìn)行知識(shí)的挖掘和啟發(fā)，圍繞概念有效教學(xué)的實(shí)施提出建議和意見(jiàn)，提升高中化學(xué)概念教學(xué)質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]認(rèn)知靈活理論 高中化學(xué) 概念教學(xué)

概念教學(xué)是所有課程的基礎(chǔ)內(nèi)容，對(duì)于化學(xué)課程這一類(lèi)操作性較強(qiáng)的科目來(lái)說(shuō)，概念教學(xué)更為重要，同時(shí)也是學(xué)生化學(xué)應(yīng)用能力培養(yǎng)與提升的基礎(chǔ)。但是從高中化學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀來(lái)看，當(dāng)前概念教學(xué)存在著以下幾個(gè)問(wèn)題：一是觀念更新不足，沒(méi)有發(fā)揮化學(xué)概念教學(xué)在化學(xué)課程教學(xué)體系中的基礎(chǔ)支撐和整理指導(dǎo)作用;二是教學(xué)模式陳舊，無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，難以達(dá)到新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求;三是缺乏角度，教學(xué)過(guò)于平面化，無(wú)法喚起學(xué)生對(duì)概念知識(shí)主動(dòng)挖掘和探索的興趣。

認(rèn)知靈活理論是斯皮羅繼承建構(gòu)主義中心思想之后發(fā)展出來(lái)的新的教育理論，它指的是在教學(xué)過(guò)程中從多個(gè)角度進(jìn)行知識(shí)的挖掘和啟發(fā)，進(jìn)而提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收能力和效率。由于理解層次與角度的不同，針對(duì)同一事物不同的人可能有不同的認(rèn)識(shí);同樣的，針對(duì)同一事物同一個(gè)人在不同的階段也可能有不同的看法。在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)情境轉(zhuǎn)換或是角度調(diào)適等手段，運(yùn)用實(shí)例說(shuō)明、認(rèn)知沖突等途徑來(lái)提高學(xué)生對(duì)知識(shí)獲取的完整性，是認(rèn)知靈活理論的核心思想及重要主張。結(jié)合高中化學(xué)概念教學(xué)現(xiàn)狀來(lái)看，運(yùn)用認(rèn)知靈活理論解決教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，可以從以下幾個(gè)方面入手。

一、多角度引導(dǎo)，建立概念教學(xué)的維度

在傳統(tǒng)教學(xué)理念中，教師的角色較為固定，即教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施者與組織者，這種身份容易讓學(xué)生產(chǎn)生畏懼感，造成情緒緊張。在認(rèn)知靈活理論條件下的高中化學(xué)概念教學(xué)中，教師的角色也應(yīng)是靈活多變的。在學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師應(yīng)是組織者與引導(dǎo)者的角色，為學(xué)生思路的打開(kāi)提供助力，幫助學(xué)生獨(dú)立思考、樹(shù)立信心和獲取成就感。

例如，“物質(zhì)的量”是一個(gè)抽象名詞概念，學(xué)生在學(xué)習(xí)和理解的過(guò)程中存在著較大的思維障礙。教學(xué)中，教師可結(jié)合生活實(shí)例設(shè)置以下問(wèn)題進(jìn)行討論：假定我們有一卡車(chē)面值為一元的硬幣，每一硬幣的形狀、體積、質(zhì)量是相同的，我們可以通過(guò)哪些方法或途徑知道這一卡車(chē)硬幣的個(gè)數(shù)？教師引導(dǎo)學(xué)生思考、討論，獲得計(jì)算出硬幣個(gè)數(shù)的方法，如：①直接數(shù)數(shù);②先稱(chēng)量出一個(gè)硬幣的質(zhì)量，再用硬幣的總質(zhì)量除以一個(gè)硬幣的質(zhì)量;③先稱(chēng)量出100個(gè)硬幣的質(zhì)量，用硬幣的總質(zhì)量除以100個(gè)硬幣的質(zhì)量，再乘以100;④先量出100個(gè)硬幣的體積，用硬幣的總體積除以100個(gè)硬幣的體積，再乘以100;⑤先測(cè)量出100個(gè)硬幣的厚度，再將硬幣的總厚度除以100個(gè)硬幣的厚度，然后乘以100;⑥用模具計(jì)量（比如一木板上刻有許多凹槽，每一凹槽中正好卡入10個(gè)硬幣）;等等。

在學(xué)生小組對(duì)比分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)出計(jì)算數(shù)量巨大硬幣的可行、簡(jiǎn)單、高效的方法，即引入中間物理量的搭橋換算法。在此基礎(chǔ)上引入宏觀物質(zhì)是以微觀粒子形式存在的，如一滴水中水分子的數(shù)量巨大，讓學(xué)生思考如何確定一滴水中水分子的數(shù)目。參照前面所列舉的硬幣個(gè)數(shù)計(jì)算的方法學(xué)生較容易得出以下結(jié)論。

（1）將一定數(shù)目的粒子整合成一個(gè)數(shù)量的整體進(jìn)行搭橋換算，并把每個(gè)微觀粒子集體所含的微粒數(shù)暫定為NA，從而建立數(shù)學(xué)模型：

微粒集體的個(gè)數(shù)=物質(zhì)所含的微?？倲?shù)÷每個(gè)微粒集體所含的微粒數(shù)（NA）

（2）將一定質(zhì)量的粒子整合成一個(gè)質(zhì)量的整體進(jìn)行搭橋換算，并把每個(gè)微觀粒子集體所含的質(zhì)量暫定為M，從而建立數(shù)學(xué)模型：

微粒集體的個(gè)數(shù)=物質(zhì)所含的總質(zhì)量÷每個(gè)微粒集體所含的質(zhì)量（M）

在類(lèi)比轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)上，同時(shí)列舉日常生活中為了計(jì)量的方便使用“箱”“打”“令”等集體計(jì)量單位，使學(xué)生對(duì)“物質(zhì)的量”這個(gè)抽象名詞概念的認(rèn)識(shí)具體化，最大限度地在學(xué)生腦海中呈現(xiàn)其具象，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到“物質(zhì)的量”是一個(gè)物理量，表示的是含有一定數(shù)目粒子的集合體，一個(gè)大單位的微粒集體，從而加深學(xué)生的理解和記憶。通過(guò)上述數(shù)學(xué)模型不僅可以很好地完成“物質(zhì)的量”的教學(xué)，還可以為后面的“摩爾質(zhì)量”的教學(xué)埋下伏筆，幫助學(xué)生 學(xué)習(xí)和理解概念的內(nèi)涵與外延。

二、運(yùn)用話題教學(xué)，突破概念教學(xué)的難度

化學(xué)概念在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中起著基礎(chǔ)支撐和整理指導(dǎo)作用，但是在高中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中所涉及的概念量多且內(nèi)容抽象，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中存在著較大的困難，無(wú)法激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)概念學(xué)習(xí)的興趣和熱情。認(rèn)知靈活理論認(rèn)為，概念教學(xué)過(guò)程不是簡(jiǎn)單的傳授和講解，而是一個(gè)師生共同探究新知識(shí)的過(guò)程。因此，在教學(xué)過(guò)程中教師應(yīng)設(shè)置一個(gè)適宜的話題，為學(xué)生創(chuàng)造足夠的空間和機(jī)會(huì)，讓學(xué)生自己去嘗試、去探索、去發(fā)現(xiàn)，從而揭示概念的形成過(guò)程，其效果遠(yuǎn)勝于教師單純的講解。

以“鹽類(lèi)的水解”概念教學(xué)為例，教師在引入這一概念時(shí)可以設(shè)置如下話題：日常生活中，我們常用純堿溶液除油污，那么純堿屬于哪一類(lèi)物質(zhì)？純堿溶液可用于除油污，其原因是什么？對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，學(xué)生結(jié)合初中所學(xué)知識(shí)較容易得出“純堿不是堿而是鹽，純堿由于其水溶液呈堿性可與油污發(fā)生反應(yīng)”的結(jié)論，緊接著教師可引導(dǎo)學(xué)生得出溶液呈堿性，即[OH-]>[H+]。在此基礎(chǔ)上可進(jìn)一步引入話題：純堿是鹽類(lèi)物質(zhì)，自身在電離的過(guò)程中并不產(chǎn)生H+和OH-，是什么原因使溶液呈堿性？此話題與“鹽類(lèi)的水解”概念的形成有著較為緊密的聯(lián)系，可讓學(xué)生開(kāi)展更為深入的討論，讓學(xué)生書(shū)寫(xiě)出純堿溶液中所涉及的電離方程式：Na2CO3=2Na++CO2-3;H2O=H++OH-。接著引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)電離出的CO2-3與H+可結(jié)合形成難電離的HCO-3，從而使水電離出的H+濃度減小，水的電離平衡正向移動(dòng)，最終導(dǎo)致溶液中的[OH-]>[H+]，溶液呈堿性。通過(guò)以上話題的討論及教師的引導(dǎo)，使學(xué)生對(duì)鹽類(lèi)水解反應(yīng)的原理、條件、實(shí)質(zhì)、結(jié)果有更加全面的認(rèn)識(shí)。在認(rèn)識(shí)了鹽類(lèi)水解原理的基礎(chǔ)上，教師可進(jìn)一步引入話題：生活中，用熱的純堿溶液來(lái)除油污效果更好，為什么？ 引導(dǎo)學(xué)生 分析其原因并對(duì)水解平衡的移動(dòng)繼續(xù)進(jìn)行探討。通過(guò)話題的引入可有效激發(fā)學(xué)生對(duì)概念學(xué)習(xí)的新鮮感和探索熱情，最大限度地突破概念教學(xué)的難點(diǎn)，提高學(xué)生應(yīng)用概念解決問(wèn)題的能力，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)。

三、引發(fā)認(rèn)知沖突，拓展概念教學(xué)的廣度

認(rèn)知沖突是指認(rèn)知發(fā)展過(guò)程中原有認(rèn)知與現(xiàn)實(shí)情境不相符時(shí)在心理上所產(chǎn)生的矛盾或沖突，其主要理論依據(jù)是認(rèn)知發(fā)展平衡化理論。認(rèn)知沖突理論認(rèn)為，當(dāng)原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)與現(xiàn)實(shí)情境不相符時(shí)，主體只能通過(guò)改變?cè)械恼J(rèn)知結(jié)構(gòu)以適應(yīng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的要求。因此，在教學(xué)過(guò)程中教師可以設(shè)置一些與學(xué)生原有認(rèn)知相沖突的教學(xué)環(huán)節(jié)，吸引學(xué)生的注意力，引發(fā)求知欲，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)可通過(guò)認(rèn)知沖突修正學(xué)生原有認(rèn)知的不足，拓展學(xué)生思維的寬度和廣度。

例如，就“氧化還原反應(yīng)”這一教學(xué)內(nèi)容來(lái)說(shuō)，它既屬于概念教學(xué)，同時(shí)又涉及原理知識(shí)，學(xué)生在不同階段對(duì)這個(gè)概念的學(xué)習(xí)是有差異的。在初中主要從“得氧”與“失氧”的角度簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)。在高一教學(xué)過(guò)程中可以初中知識(shí)為基礎(chǔ)開(kāi)展教學(xué)，先列舉初中所學(xué)的氧化還原反應(yīng)，如CuO+CO=Cu+CO2，引導(dǎo)學(xué)生思考反應(yīng)過(guò)程中存在著“得氧”與“失氧”，同時(shí)分析引起變化的本質(zhì)，此時(shí)可列舉初中所學(xué)的另一個(gè)氧化還原反應(yīng)：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑，指出此反應(yīng)過(guò)程中并未“得氧”“失氧”，但卻也屬于氧化還原反應(yīng)，從而引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生從化合價(jià)的角度認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)，懂得氧化還原反應(yīng)的特征是化合價(jià)的升降，并理解氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移。在理解氧化還原反應(yīng)實(shí)質(zhì)的基礎(chǔ)上對(duì)其原理進(jìn)行應(yīng)用，如化學(xué)方程式配平的教學(xué)中可舉例：Cu+H2SO4+H2O2→CuSO4+O2↑+H2O，此時(shí)大部分學(xué)生會(huì)慣性地用一個(gè)結(jié)果進(jìn)行表示，沒(méi)有進(jìn)行深入思考或是逆向思考。配平結(jié)果一出來(lái)，學(xué)生會(huì)覺(jué)得已經(jīng)完成了教師布置的任務(wù)，但是當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)其他同學(xué)還能寫(xiě)出其他不同系數(shù)的方程式時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生認(rèn)知的沖突。在這樣的教學(xué)環(huán)節(jié)中，學(xué)生的求知欲自然被引發(fā)，求解之后的驚喜也會(huì)大大增加。這樣的教學(xué)還會(huì)給學(xué)生傳遞一種信息，即認(rèn)識(shí)是不斷發(fā)展的，學(xué)習(xí)是無(wú)止境的，在完善學(xué)生思維方式的同時(shí)，還能為學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程帶來(lái)新的啟發(fā)和啟示。

四、超越具體事實(shí)，挖掘概念教學(xué)的深度

深層的概念理解力是今后進(jìn)行進(jìn)一步高階學(xué)習(xí)及發(fā)展必需的能力，同時(shí)更是認(rèn)知靈活理論的精髓。因此，概念教學(xué)中，應(yīng)將教學(xué)重心從對(duì)事實(shí)的強(qiáng)行記憶轉(zhuǎn)移到基于事實(shí)基礎(chǔ)之上的深層概念的系統(tǒng)理解，擺脫具體知識(shí)點(diǎn)的限制和拘囿。教師可以將復(fù)雜的問(wèn)題進(jìn)行具體化，但是采用超越具體化的化學(xué)事實(shí)來(lái)引起學(xué)生的關(guān)注和思考，是一種更為深層次的思維模式，它對(duì)學(xué)生形成處理未知新問(wèn)題的能力有極大的促進(jìn)作用和深刻影響。

例如，在進(jìn)行“摩爾質(zhì)量（g/mol）、氣體摩爾體積（L/mol）、物質(zhì)的量濃度（mol/L）”相關(guān)概念教學(xué)時(shí)，可以參考日常生活中的“單價(jià)問(wèn)題”，如：蘋(píng)果的單價(jià)為6元/斤，其中除號(hào)“/”表示“每”，“斤”表示“重量”，“元”表示“錢(qián)數(shù)”，即每斤蘋(píng)果的價(jià)格為6元，由此可得：?jiǎn)蝺r(jià)=錢(qián)數(shù)/斤數(shù)（重量），將“單價(jià)問(wèn)題”拓展至上述的幾個(gè)概念中，讓學(xué)生運(yùn)用對(duì)“單價(jià)問(wèn)題”的理解并結(jié)合“摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量濃度”的單位即可得出概念間的關(guān)系。如“摩爾質(zhì)量”的單位為“g/mol”，表示每摩爾物質(zhì)的質(zhì)量，同時(shí)運(yùn)用“單價(jià)問(wèn)題”的方法可得出“摩爾質(zhì)量”與“物質(zhì)的量”之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系為：M=m/n。以此類(lèi)推，運(yùn)用同樣的方法也可得出“氣體摩爾體積”“物質(zhì)的量濃度”與“物質(zhì)的量”之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。在教學(xué)過(guò)程中，從細(xì)小的知識(shí)點(diǎn)上升至概念性的原理總結(jié)，給學(xué)生造一把萬(wàn)能鑰匙，只要是類(lèi)似的問(wèn)題都可以靈活應(yīng)對(duì)，找到出口。如此一來(lái)，不僅能深化概念性知識(shí)在學(xué)生知識(shí)體系中的支撐作用，同時(shí)還能為學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力的提高提供平臺(tái)。

運(yùn)用認(rèn)知靈活理論為概念教學(xué)模式的創(chuàng)新注入新的動(dòng)力，最大限度地激發(fā)了學(xué)生對(duì)概念學(xué)習(xí)的興趣，活躍課堂教學(xué)氛圍，為學(xué)生創(chuàng)造足夠的空間和機(jī)會(huì)，注重提高學(xué)生對(duì)概念的自我學(xué)習(xí)探究、自主建構(gòu)及內(nèi)化能力，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行合理應(yīng)用，在應(yīng)用中總結(jié)和提升，提高學(xué)生將概念性知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的能力，提升化學(xué)概念教學(xué)的質(zhì)量。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 宋婷.基于認(rèn)知靈活理論的高中化學(xué)概念教學(xué)策略研究[D].重慶：西南大學(xué)，2014.

[2]王帥.淺談新課改背景下高中化學(xué)概念教學(xué)策略[J].品牌（理論月刊），2011（2）：110.

[3]劉艷玲.基于新課程改革的高中化學(xué)概念教學(xué)策略研究[D].長(zhǎng)春：東北師范大學(xué)，2010.

[4]黎虹.“先行組織者”教學(xué)策略在高中化學(xué)概念教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].武漢：華中師范大學(xué)，2006.