中學(xué)化學(xué)“物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)與能量”模塊學(xué)習(xí)進(jìn)階的研究

孫悅 趙麗娜

[摘 要] “物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)與能量”模塊是中學(xué)化學(xué)基本理論的重要組成部分。為了根據(jù)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的不同階段進(jìn)行有針對性的教學(xué)，本文從中學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)、化學(xué)教材以及學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平方面對“物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)與能量”模塊的學(xué)習(xí)進(jìn)階進(jìn)行分析，梳理出學(xué)生在中學(xué)各個階段學(xué)習(xí)進(jìn)階的目標(biāo)，并提出相關(guān)的教學(xué)策略，以期促進(jìn)中學(xué)化學(xué)教學(xué)的發(fā)展，為日后的化學(xué)教學(xué)研究奠定一定的基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]中學(xué)化學(xué);學(xué)習(xí)進(jìn)階;教學(xué)策略

學(xué)習(xí)進(jìn)階是2004年由史密斯等學(xué)者在向NRC提交的報告中首次提出的，是科學(xué)教育領(lǐng)域的一個偉大創(chuàng)舉。它被定義為“在學(xué)習(xí)的各個階段，學(xué)生學(xué)習(xí)同一主題概念時所遵循的一條連貫而典型的學(xué)習(xí)路徑?！比缃?，學(xué)習(xí)進(jìn)階已經(jīng)成為國外學(xué)者廣泛關(guān)注的焦點并被應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域，我國教育界的一些專家也開始從引用國外的資源到逐步開展一些實質(zhì)性的、有意義的學(xué)習(xí)進(jìn)階探索，促進(jìn)了我國教育領(lǐng)域的發(fā)展和變革。

在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，“物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)與能量”模塊內(nèi)容占有重要地位，多個學(xué)段均有涉及。由于該模塊的知識點過于繁雜，學(xué)生容易混淆，因此，需要用進(jìn)階的方式將知識系統(tǒng)化、方法具體化，以完善學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)體系，促進(jìn)學(xué)生對該模塊知識點的學(xué)習(xí)與掌握。

一、中學(xué)“物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)與能量”模塊的學(xué)習(xí)進(jìn)階分析

1.基于中學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)進(jìn)階分析

《中學(xué)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》對學(xué)生在不同階段學(xué)習(xí)“物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)與能量”這一模塊提出了相關(guān)要求，從中可以看出，《中學(xué)化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》是根據(jù)學(xué)生的心理發(fā)展特點、認(rèn)知發(fā)展規(guī)律和化學(xué)學(xué)科知識學(xué)習(xí)的難易程度制定的。這就要求教師做好學(xué)生學(xué)習(xí)各階段的銜接工作，在設(shè)計教學(xué)方案時要有層次性，以學(xué)生已有經(jīng)驗和掌握知識的實際情況作為出發(fā)點，由簡單、淺顯的內(nèi)容不斷向復(fù)雜、高深的內(nèi)容過渡，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生掌握知識，進(jìn)而幫助學(xué)生完善“物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)與能量”模塊的結(jié)構(gòu)內(nèi)容體系。

2.基于中學(xué)化學(xué)教材的學(xué)習(xí)進(jìn)階分析

通過對人教版中學(xué)化學(xué)教材關(guān)于“物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)與能量”模塊的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行梳理，可以得知其主要內(nèi)容包括化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化、化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化、化學(xué)反應(yīng)速率以及可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡四個部分，對學(xué)生應(yīng)掌握的學(xué)習(xí)內(nèi)容分析如下：

（1）化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化部分：初中階段通過石灰石與水反應(yīng)放出熱量，初步得出化學(xué)反應(yīng)伴隨能量變化，并且能量變化的表現(xiàn)形式為熱量的變化;到高中必修階段利用酸與堿的中和反應(yīng)等三個系列實驗理解吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的概念;高中選擇性必修階段通過對反應(yīng)物和生成物能量的比較分析，能夠從能量變化的角度認(rèn)識吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。

（2）化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化部分：初中階段了解到金屬具有導(dǎo)電性;進(jìn)入高中必修階段通過銅鋅原電池實驗認(rèn)識到化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能，形成原電池的概念，同時，認(rèn)識干電池、充電電池、燃料電池三種化學(xué)電源;高中選擇性必修階段則通過氯化銅溶液的電解等實驗掌握原電池、電解池的基本原理，正確判斷正負(fù)極及書寫電極反應(yīng)方程式，并掌握一次電池、二次電池和燃料電池的電極反應(yīng)。

（3）化學(xué)反應(yīng)速率部分：初中階段并未涉及;到高中必修階段通過對過氧化氫分解實驗的分析，形成化學(xué)反應(yīng)速率的概念，并初步了解影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件;高中選擇性必修階段利用鋅粒與硫酸溶液反應(yīng)實驗測定化學(xué)反應(yīng)速率并掌握其計算方法，同時，經(jīng)過一系列實驗深入探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。

（4）可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡部分：初中階段只是學(xué)習(xí)了一些可逆反應(yīng)，并未涉及到化學(xué)平衡;進(jìn)入高中必修階段后，初步建立化學(xué)平衡的觀點，認(rèn)識到化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行是有一定限度的;高中選擇性必修階段通過氯化鐵與硫氰化鉀反應(yīng)等實驗判斷化學(xué)平衡移動的方向，計算化學(xué)平衡常數(shù)，并利用自由能變化判斷化學(xué)反應(yīng)是否可以自發(fā)進(jìn)行。

“物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)與能量”模塊內(nèi)容在初中、高中必修和選擇性必修中均有體現(xiàn)， 既有學(xué)習(xí)的階段性， 又有必修、選擇性必修的層次性。在內(nèi)容上前后有交叉和重疊，學(xué)生對于概念的形成和發(fā)展呈現(xiàn)階梯式發(fā)展的狀態(tài)。必修2的內(nèi)容既是對初中化學(xué)相關(guān)內(nèi)容的提升與拓展， 又是為選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

3.基于學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的學(xué)習(xí)進(jìn)階分析

“物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)與能量”模塊教學(xué)內(nèi)容貫穿于中學(xué)化學(xué)教學(xué)的不同階段，有助于學(xué)生建立起化學(xué)能量觀，掌握化學(xué)反應(yīng)與能量之間的相互聯(lián)系。但由于該部分的內(nèi)容繁雜，核心概念較多，在進(jìn)行教學(xué)時不應(yīng)是零散知識的簡單堆砌，而應(yīng)在學(xué)生已有認(rèn)知的基礎(chǔ)上準(zhǔn)確把握深廣度，體現(xiàn)教學(xué)的層次性，使學(xué)生在每個階段的學(xué)習(xí)都能達(dá)到相應(yīng)的進(jìn)階發(fā)展目標(biāo)。

4.中學(xué)“物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)與能量”模塊學(xué)習(xí)進(jìn)階的構(gòu)建

通過對中學(xué)“物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)與能量”模塊的分析，基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論對學(xué)生在不同學(xué)習(xí)階段應(yīng)掌握的核心知識及達(dá)到的進(jìn)階目標(biāo)進(jìn)行構(gòu)建（如圖），可以幫助教師系統(tǒng)地把握該部分內(nèi)容體系，促進(jìn)學(xué)生對相關(guān)知識的學(xué)習(xí)與理解。

二、基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的中學(xué)“物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)與能量”模塊的教學(xué)策略

1.了解學(xué)生前概念，幫助學(xué)生牢固掌握知識

所謂前概念就是學(xué)生根據(jù)在生活中觀察到的現(xiàn)象及積累的經(jīng)驗而形成的自己對事物的觀點和看法，它與學(xué)生所處的年齡階段和認(rèn)知結(jié)構(gòu)有著密切的聯(lián)系。有些前概念具有一定的正確性，在一定程度上可以促進(jìn)學(xué)生對知識的吸收和理解，但也有一些不正確的前概念會對學(xué)生產(chǎn)生誤導(dǎo)，使其形成錯誤的認(rèn)知，影響教學(xué)的順利進(jìn)行。因此，在教學(xué)之前教師要對學(xué)生的前概念有所了解，以便制定相應(yīng)的教學(xué)策略，幫助學(xué)生糾正錯誤的觀念，強(qiáng)化正確的認(rèn)知。同時，在教學(xué)時要善于引起學(xué)生的認(rèn)知沖突，鼓勵學(xué)生勇于發(fā)現(xiàn)自己的錯誤，這樣學(xué)生獲得的新概念才能更加深刻，才能牢固掌握所學(xué)知識。

2.分析學(xué)生學(xué)習(xí)水平，選用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法

教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的心理和認(rèn)知特點，選擇適合學(xué)生的教學(xué)方法，這樣才能游刃有余地進(jìn)行教學(xué)活動。首先，教學(xué)前要分析學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，選用的教學(xué)方法要與學(xué)生對知識的接受能力相契合，促進(jìn)學(xué)生對知識的吸收與理解。其次，選用的教學(xué)方法要有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在頭腦中形成深刻的印象，加深對知識的記憶程度。最后，在教學(xué)時要營造出一種積極活躍的課堂氛圍，選用的教學(xué)方法要能夠調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力，引導(dǎo)學(xué)生積極參與教學(xué)活動，提高教學(xué)成效。

3.制定教學(xué)方案，適應(yīng)學(xué)生的階段性發(fā)展

教學(xué)方案編寫得合理與否直接影響學(xué)生對知識的掌握程度。因此，在編寫教學(xué)方案時教師要考慮到學(xué)生的年齡特征和認(rèn)知特點，制定出適合學(xué)生階段性發(fā)展的教學(xué)目標(biāo)。在處理重難點時，要以學(xué)生的實際情況作為出發(fā)點，做好學(xué)情分析，幫助學(xué)生找到教材各個部分之間的聯(lián)系，從而突出教學(xué)重點、突破教學(xué)難點，引導(dǎo)學(xué)生高效地理解知識。在編寫教學(xué)方案時，要盡可能聯(lián)系學(xué)生之前所學(xué)的知識，做好新舊知識之間的銜接，循序漸進(jìn)地安排好各個教學(xué)環(huán)節(jié)，深化課堂結(jié)構(gòu)，提高教學(xué)效率，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯 趙永玲）