指向?qū)W科理解的化學(xué)概念教學(xué)策略

摘 要：初中化學(xué)中概念教學(xué)要突出化學(xué)學(xué)科理解能力，引導(dǎo)學(xué)生從概念特征、內(nèi)容、方法和科學(xué)精神等方面，探究概念的本原性和結(jié)構(gòu)化，深入理解化學(xué)概念，為實現(xiàn)化學(xué)知識的整體關(guān)聯(lián)奠定基礎(chǔ)。文章以初中化學(xué)“溶液的形成”教學(xué)為例，將溶液概念作為探究對象，對其教學(xué)策略展開探析，以供參考。

關(guān)鍵詞：初中化學(xué);學(xué)科理解;概念教學(xué)

中圖分類號：G427? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? 文章編號：2095-624X（2021）48-0046-03

作者簡介：胡建軍（1967.9—），男，江蘇省無錫市大橋?qū)嶒瀸W(xué)校，中學(xué)一級教師，本科學(xué)歷。

引? ? 言

化學(xué)概念是對化學(xué)現(xiàn)象和事實的抽象性概括。對于化學(xué)概念的講解，教師往往遵循“提出問題、輔助實驗或事實，分析和總結(jié)定義，推廣應(yīng)用和鞏固練習(xí)”的教學(xué)思路，忽視了概念的獨(dú)特性和學(xué)習(xí)規(guī)律，導(dǎo)致學(xué)生死記硬背概念，陷入淺層機(jī)械學(xué)習(xí)的窠臼[1]。教師應(yīng)開展指向?qū)W科理解的化學(xué)概念教學(xué)，注重學(xué)生對知識的理解與批判、聯(lián)系與建構(gòu)、遷移與應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生深度掌握概念的內(nèi)涵、外延及本質(zhì)特征。

一、厘清前概念與科學(xué)概念間的關(guān)系，明晰教學(xué)目標(biāo)

在教學(xué)設(shè)計中，教師要尊重學(xué)生的前概念認(rèn)知，明確科學(xué)概念的教學(xué)目標(biāo)，厘清兩者之間的關(guān)聯(lián)[2]。例如，對于溶液概念，學(xué)生已經(jīng)接觸過與溶液有關(guān)的內(nèi)容，如生理鹽水、蔗糖水、海水等混合物，澄清的石灰水、稀鹽酸、過氧化鈉溶液等，形成了對溶液概念的初步認(rèn)識。在學(xué)習(xí)“水的凈化”中，學(xué)生對“不溶性雜質(zhì)”與“可溶性雜質(zhì)”的辨析，也豐富了相關(guān)前概念認(rèn)知。在具體教學(xué)中，教師應(yīng)從宏觀到微觀，引領(lǐng)學(xué)生體會溶液的學(xué)科內(nèi)涵，通過系統(tǒng)梳理已接觸過的與溶液相關(guān)的前概念認(rèn)知，形成對溶液概念的深刻理解，理解溶液的均一性、穩(wěn)定性、本原性、結(jié)構(gòu)化特點(diǎn)，培養(yǎng)化學(xué)思維和學(xué)習(xí)能力。

二、溶液概念教學(xué)中主要理解偏差表現(xiàn)

概念是構(gòu)成化學(xué)知識體系的重要內(nèi)容，理解概念是學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)化學(xué)知識的基礎(chǔ)[3]。以“溶液的形成”教學(xué)為例，盡管教師在課堂上對溶液概念進(jìn)行了全面講解，但學(xué)生在面對“溶液的基本特征是什么”“溶解后的溶質(zhì)是否存在”“物質(zhì)溶解的限度是什么”“溶解度與哪些因素有關(guān)”等與溶液相關(guān)的問題時，依然會出現(xiàn)理解偏差。比如，有的學(xué)生認(rèn)為“純水是溶液”的說法是正確的，這是將溶液概念與液體狀態(tài)混淆了，實際上溶液包含溶質(zhì)、溶劑，而純水只有水，沒有溶質(zhì)，所以純水只是溶劑。有的學(xué)生認(rèn)為“糖水的下部比上部甜”，實際上溶液具有均一性的特點(diǎn)，說明糖水上部和下部的甜度是一樣的。有的學(xué)生認(rèn)為“未溶于水的食鹽也是食鹽水的組成部分”，實際上在食鹽水中，水是溶劑，食鹽是溶質(zhì)。食鹽溶液由水和水里的食鹽組成，而未溶解的食鹽并不屬于溶液的一部分。還有學(xué)生認(rèn)為“在一定量的水中，不同物質(zhì)溶解的量是一樣的”，實際上同一溫度下，不同物質(zhì)在水里的溶解度不同，所以一定量的水中所溶解的物質(zhì)的量也是不同的。學(xué)生對溶液概念理解偏差的原因有很多，有的是對溶液概念在宏觀、微觀上的認(rèn)識不準(zhǔn)確，也有的是受生活經(jīng)驗的影響。

三、立足概念結(jié)構(gòu)化認(rèn)識，探究概念教學(xué)思路

基于化學(xué)學(xué)科理解開展化學(xué)概念教學(xué)，就是讓學(xué)生利用化學(xué)思維，從其名稱、定義、實例、屬性等方面剖析化學(xué)概念的本原性和結(jié)構(gòu)化特征，從而深刻理解概念的意義[4]。以溶液為例，其定義為“一種或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)里形成的均一的、穩(wěn)定的混合物”。從形式上，溶液可以是液態(tài)的，也可以是氣態(tài)或固態(tài)的。對于溶解其他物質(zhì)的物質(zhì)，我們稱其為溶劑;被溶解物，我們稱之為溶質(zhì)。通過剖析定義，學(xué)生可以明晰溶液的概念（如下圖）。

溶液概念的解析思路

內(nèi)圈中明晰了溶液的定義、屬性、實例，從實例中概括出溶液的內(nèi)涵;外圈中明晰了溶液的概念屬性、概念實例、概念名稱、概念應(yīng)用，由解釋驅(qū)動探究活動，幫助學(xué)生深化對溶液的本質(zhì)理解。據(jù)此，在實際教學(xué)中，教師可以參照“實例—特征—定義”教學(xué)流程，先列舉生活中的實例，基于學(xué)生前期的認(rèn)知經(jīng)驗，讓學(xué)生對不同的溶液、濁液進(jìn)行觀察，形成感性認(rèn)知;接著，細(xì)致分析泥水、油水、蔗糖水、鹽水等混合物，觀察并歸納其不同特征;再次，從內(nèi)涵概括入手，通過對比不同的溶液實例，提煉溶液概念的特征，深化學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知;最后，鞏固應(yīng)用，從溶液的構(gòu)成、影響溶解的因素、粒子運(yùn)動、能量變化、定量分析等方面，解析溶液概念，引導(dǎo)學(xué)生逐步深化對溶液概念的理解，實現(xiàn)螺旋上升的思維進(jìn)階[5]。

四、整合化學(xué)學(xué)科知識，促進(jìn)概念深度理解

在化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)中，學(xué)生應(yīng)歸納和提煉化學(xué)知識的理解和學(xué)習(xí)方法，以提高學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。第一種是“比較—分類”法。在化學(xué)知識體系結(jié)構(gòu)中，很多知識點(diǎn)歸屬于某一分類系統(tǒng)，最終濃縮為化學(xué)物質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)概念[6]。以溶液概念為例，學(xué)生可以通過比較，明確溶液與其他混合物、純凈物的關(guān)系，再進(jìn)行分類，如明確它們存在哪些相同點(diǎn)、哪些不同點(diǎn)，進(jìn)而形成對溶液概念的結(jié)構(gòu)化認(rèn)知，讓化學(xué)知識點(diǎn)串聯(lián)成一個整體。比如，對于物質(zhì)概念，物質(zhì)可以是純凈物，也可以是混合物。根據(jù)混合物分類，泥水、植物油水具有不均一性、不穩(wěn)定性，屬于濁液，粒子的直徑大于100nm;蔗糖水、鹽水具有均一性、穩(wěn)定性，屬于溶液，粒子的直徑小于1nm。

第二種是“定性—定量”研究法。從“定性—定量”視角分析溶液概念，主要體現(xiàn)在從溶解性上升到溶解度、酸堿性上升到酸堿度兩方面。由定性延伸到定量，學(xué)生可通過閱讀相關(guān)資料，從微粒直徑的比較中理解濁液與溶液的差異性[7]。濁液的粒子直徑較大，而溶液的粒子直徑較小，以此讓學(xué)生明晰溶液概念的本原性在于粒子直徑的大小，進(jìn)而深化學(xué)生對化學(xué)學(xué)科知識的全面認(rèn)識。溶液包括溶質(zhì)和溶劑。在定量分析中，學(xué)生可對比三種實驗結(jié)果：一是鐵粉與硫酸銅溶液恰好完全反應(yīng)后所得溶液的成分狀態(tài);二是過量鐵粉與硫酸銅溶液發(fā)生反應(yīng)后所得溶液的成分狀態(tài);三是鐵粉加入過量的硫酸銅溶液反應(yīng)后所得溶液的成分狀態(tài)。學(xué)生通過分析反應(yīng)物的量的不同，了解溶液中溶質(zhì)的不同。另外，針對“過量的鐵粉在溶液中是否為溶質(zhì)”，學(xué)生可以展開討論，提升對溶質(zhì)概念的認(rèn)知。

第三種是“宏觀—微觀—符號”學(xué)科思維法。學(xué)生構(gòu)建化學(xué)學(xué)科思維，從宏觀層面的辨識到微觀層面的深度探析，再延伸到化學(xué)符號的表達(dá)，這體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科思維的發(fā)展過程[8]。對于溶液概念的解析，首先，教師可以從宏觀層面，結(jié)合實例，讓學(xué)生辨析濁液與溶液的區(qū)別，從而明確溶液均一性、穩(wěn)定性的特點(diǎn)。然后，教師可以從微觀層面，引導(dǎo)學(xué)生對比蔗糖水與可樂，借助動畫讓學(xué)生認(rèn)識蔗糖分子與水分子之間的相互作用。在符號表征上，蔗糖水書寫為C12H22O11和H20。在例證分析中，同樣溶解度的蔗糖水，其甜度具有相同性;而可樂是混合物，含有多種溶質(zhì)。由此，教師可以提出假設(shè)：針對溶液的特征歸納，無色、透明、溶質(zhì)的唯一性是否可以作為溶液概念的辨析條件？隨后，教師可以對鹽水與雪碧展開微觀對比。在鹽水中，氯離子、鈉離子和水分子之間相互作用，可以通過導(dǎo)電性測定實驗來驗證，用符號表征為Cl-、Na+、H20。在例證分析中，同一食鹽水，其咸味前后相同;雪碧雖然無色、透明，卻含有多種溶質(zhì)。另外，針對混合物，其微觀特征表現(xiàn)為含有不同的化學(xué)成分，在符號表征上具有不同的符號。對于物質(zhì)的溶化狀態(tài)，在微觀層面，粒子間的間距發(fā)生了變化，但化學(xué)符號不變，化學(xué)性質(zhì)也不變。因此，學(xué)生通過“宏觀—微觀—符號表征”思路，探究溶液的均一性、穩(wěn)定性，辨析溶液與濁液的區(qū)別，能夠掌握宏觀、微觀分析方法，學(xué)會書寫不同溶液的化學(xué)符號表達(dá)式，體會溶液中分子與分子之間、分子與離子之間的相互作用。

第四種是“實踐—實驗”探究法。在對溶液的互溶性探究中，學(xué)生往往運(yùn)用“實踐—實驗”探究法。常規(guī)實驗是將酒精加入高錳酸鉀溶液中，觀察溶液前后的變化。最初，酒精加入高錳酸鉀溶液后出現(xiàn)分層現(xiàn)象，原因是酒精的密度比水小，飄在上層。經(jīng)過振蕩后，酒精溶于水，不再分層。在實驗現(xiàn)象方面，由于酒精溶入水的速度較快，學(xué)生可以調(diào)整試劑的滴入順序，讓實驗現(xiàn)象更清晰。第一步，先在試管中加入適量固體高錳酸鉀;第二步，將適量酒精滴入試管中，觀察到高錳酸鉀不溶于酒精。第三步，將蒸餾水逐滴滴入含有高錳酸鉀的酒精中，觀察實驗現(xiàn)象。當(dāng)蒸餾水逐漸增多時，溶液顏色由淺入深，說明水的增加加快了高錳酸鉀的溶解速度，并與酒精形成互溶。由此，通過化學(xué)實驗探究法，學(xué)生可以認(rèn)識到使用相同的實驗材料，不同的實驗步驟可能產(chǎn)生不同的實驗效果，從而體會到化學(xué)實驗的實踐性，形成創(chuàng)新意識和能力。在溶液概念的講解中，通過鐵絲分別與硫酸銅溶液和硫酸銅晶體的反應(yīng)現(xiàn)象對比，教師還可以讓學(xué)生理解溶液與化學(xué)反應(yīng)速率的變化關(guān)系。等量的鐵絲與硫酸銅溶液的反應(yīng)速率要明顯大于與硫酸銅晶體的反應(yīng)速率，這能夠說明溶液在化學(xué)反應(yīng)中的重要作用。

五、對化學(xué)概念教學(xué)的反思

概念是基于化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)事實抽象出來的理論知識?；瘜W(xué)概念教學(xué)的重點(diǎn)是幫助學(xué)生理解概念的內(nèi)涵，提高學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)效率。因此，在指向?qū)W科理解的化學(xué)概念教學(xué)中，教師要注意：

首先，教師要加強(qiáng)學(xué)科專業(yè)知識、理論的學(xué)習(xí)，強(qiáng)化對概念的解析力[9]。教師是課程教學(xué)的組織者、設(shè)計者，對化學(xué)概念要有整體把握。一些教師對概念的講解缺乏深度，影響了學(xué)生對概念的理解。以溶液概念教學(xué)為例，溶液的穩(wěn)定性、均一性要通過具體的實驗實例呈現(xiàn);溶液相關(guān)知識間的內(nèi)在關(guān)系，要從學(xué)科知識結(jié)構(gòu)上，抓住概念的本原性來理解。

其次，教師要注重教學(xué)環(huán)節(jié)的有效銜接。課程設(shè)計本身具有連續(xù)性、承接性，以溶液概念為例，教師要基于學(xué)情分析，引導(dǎo)學(xué)生將溶液前概念教學(xué)認(rèn)知轉(zhuǎn)化為科學(xué)概念，不僅要讓學(xué)生明白溶液的定義、名稱，更要基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)視角，讓學(xué)生掌握溶液的概念，并加以靈活運(yùn)用，從而促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

最后，教師要明確學(xué)科理解的目標(biāo)。學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)概念不能局限于記住某概念，而要從學(xué)科理解的角度，懂得概念的本質(zhì)與特征[10]。對于化學(xué)知識點(diǎn)，教師要讓學(xué)生能夠從實驗活動中領(lǐng)會其意義。

結(jié)? ? 語

概念是構(gòu)成化學(xué)學(xué)科的基本內(nèi)容，指向?qū)W科理解的概念教學(xué)更有助于聚焦化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，加深學(xué)生對化學(xué)概念的本質(zhì)理解。因此，對化學(xué)概念的理解，是建立在對學(xué)科知識整體把握的基礎(chǔ)上的。對于溶液概念，教師要從概念的名稱、定義、實例等方面，全面揭示溶液的內(nèi)涵;從學(xué)科理解視角，讓學(xué)生由感性到理性，全面掌握溶液知識點(diǎn)?；瘜W(xué)教師要樹立學(xué)科意識，積極探索和改進(jìn)化學(xué)課程教法，關(guān)注學(xué)生高階思維的發(fā)展，讓學(xué)生主動建構(gòu)化學(xué)知識體系，深層理解化學(xué)概念。

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