論基于學(xué)科觀念的化學(xué)概念教學(xué)

論基于學(xué)科觀念的化學(xué)概念教學(xué)摘要就“概念教學(xué)”對(duì)學(xué)生的重要意義及現(xiàn)狀，指出化學(xué)概念教學(xué)的慣有誤區(qū)和常用方法。以“離子反應(yīng)”教學(xué)設(shè)計(jì)為案例，論基于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科觀念的概念教學(xué)之要義、注意事項(xiàng)及相關(guān)策略。

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關(guān)鍵詞化學(xué)學(xué)科觀念概念教學(xué)離子反應(yīng)教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)策略

1問(wèn)題的提出

法國(guó)著名的政治學(xué)家和社會(huì)學(xué)家馬太·杜甘說(shuō)過(guò)，概念向來(lái)被認(rèn)為是知識(shí)的基礎(chǔ)?？档聞t認(rèn)為，所有的知識(shí)都來(lái)自與概念之間不可分解的微妙的自覺(jué)的連接。化學(xué)概念是化學(xué)學(xué)科知識(shí)體系的基礎(chǔ)。高中化學(xué)概念教學(xué)組織得好，對(duì)于學(xué)生建構(gòu)化學(xué)學(xué)科觀念，甚至對(duì)于其一生的概括、提煉和總結(jié)能力的提高，對(duì)學(xué)生的終生發(fā)展都有重要影響。因此，化學(xué)概念學(xué)習(xí)與教學(xué)的理論研究很受重視。那么，總結(jié)一線教師關(guān)于化學(xué)概念教學(xué)的實(shí)踐研究成果，不僅對(duì)教學(xué)實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)意義，也是建立科學(xué)的化學(xué)學(xué)習(xí)與教學(xué)理論的依據(jù)和基礎(chǔ)。

江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究室利用“教學(xué)新時(shí)空”這一新組織平臺(tái)，2024年4月起推出了高中化學(xué)“名師課堂”專(zhuān)題研討活動(dòng)，首次活動(dòng)邀請(qǐng)到南京師范大學(xué)附屬中學(xué)化學(xué)教研組長(zhǎng)保志明老師為全省教師執(zhí)教“離子反應(yīng)”一節(jié)課，展開(kāi)的現(xiàn)場(chǎng)研討主題是“基于學(xué)科觀念的化學(xué)概念教學(xué)”。活動(dòng)屆時(shí)在線人數(shù)上萬(wàn)，老師們積極參與在線提問(wèn)和發(fā)表觀點(diǎn)。歸納起來(lái)，感興趣的問(wèn)題有以下方面：老師們質(zhì)疑這樣設(shè)計(jì)教學(xué)能使學(xué)生掌握離子方程式的書(shū)寫(xiě)嗎？對(duì)學(xué)生來(lái)講，離子反應(yīng)這節(jié)課的認(rèn)知難點(diǎn)究竟應(yīng)放在哪兒？如何關(guān)注學(xué)生思維和學(xué)科本質(zhì)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)？學(xué)生對(duì)相關(guān)概念有哪些思維障礙？是否所有的概念教學(xué)都可以采用實(shí)驗(yàn)探究的方式進(jìn)行呢？在實(shí)際教學(xué)中如何了解學(xué)生對(duì)概念的認(rèn)識(shí)？有哪些因素會(huì)影響學(xué)生對(duì)概念的認(rèn)識(shí)？怎樣的教學(xué)處理方式有利于學(xué)生建構(gòu)化學(xué)核心概念，進(jìn)而運(yùn)用概念來(lái)分析、解決實(shí)際問(wèn)題，將具體概念知識(shí)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為學(xué)生認(rèn)知水平及能力的發(fā)展？在學(xué)生概念認(rèn)識(shí)的獲取途徑方面，是以聽(tīng)講思考為主，還是以學(xué)生的探究活動(dòng)為主，或是以學(xué)生的交流討論活動(dòng)為主？在概念性知識(shí)的呈現(xiàn)順序方面，是以學(xué)生的認(rèn)知順序?yàn)橹?，還是以學(xué)科知識(shí)的邏輯順序?yàn)橹鳎蚴菍W(xué)生的認(rèn)知順序與知識(shí)的邏輯順序相結(jié)合；在概念知識(shí)的教學(xué)處理方面，遵循的是“定性一定量”“宏觀微觀”還是“表面一實(shí)質(zhì)”的處理方式？對(duì)于以上問(wèn)題，下面以這節(jié)課為案例，就化學(xué)概念教學(xué)的慣有誤區(qū)和常用方法，研討化學(xué)概念教學(xué)如何基于化學(xué)學(xué)科觀念關(guān)注于學(xué)生已有生活觀念來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)、確立重難點(diǎn)和展開(kāi)實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)過(guò)程。2化學(xué)概念教學(xué)的慣有誤區(qū)與常用方法

2.1化學(xué)概念教學(xué)的慣有誤區(qū)

部分中學(xué)化學(xué)教師因在學(xué)科思維、學(xué)科結(jié)構(gòu)和學(xué)科理解等方面缺乏整體把握能力，使得概念教學(xué)行為很難到位；課堂很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果?？偨Y(jié)起來(lái)，有以下幾種不良狀況：（1）一字不差，死板教條型；（2）把握不住，模棱兩可型；（3）縮手縮腳，不敢越雷池半步型；（4）貪新求全，無(wú)所適從型；（5）自以為是，主觀隨意型；（6）過(guò)度操作，弱化思維型。對(duì)于這些不合適的教學(xué)處理方式，可以打個(gè)比方，如果把概念比作一把鎖的話，教師的教學(xué)方式可以是一把鑰匙，契合的鑰匙就能把這個(gè)鎖給打開(kāi)，如果鑰匙錯(cuò)了，又?jǐn)嘣阪i里，即便有了契合的鑰匙也打不開(kāi)這把鎖了。因此，對(duì)于概念教學(xué)的不良狀況必須得到重視和矯正。

2.2概念教學(xué)的常用方法

概念教學(xué)的理論研究主要有概念形成、同化理論，與圖式理論等，后期又有建構(gòu)主義理論。鑒于中學(xué)化學(xué)教師通常對(duì)事實(shí)、實(shí)踐描述得多，但概括得少；敘述得多，但提煉得少；分析得多，但綜合得少。也就是說(shuō)沒(méi)有將觀察到的事實(shí)通過(guò)思維活動(dòng)給以概念化的處理習(xí)慣。這樣的一種日常生活狀態(tài)也影響了老師對(duì)于概念教學(xué)的正確設(shè)計(jì)。對(duì)于學(xué)生來(lái)講，建構(gòu)概念的過(guò)程不僅是知識(shí)生產(chǎn)過(guò)程，它還是知識(shí)再生產(chǎn)的基礎(chǔ)。其建構(gòu)途徑通常有4個(gè)：一是抽象事實(shí)建構(gòu)概念；二是借用移植建構(gòu)；三是比較研究建構(gòu)；四是發(fā)展建構(gòu)。相應(yīng)的教學(xué)方法有以下幾種：（1）運(yùn)用直觀教學(xué)方法，幫助學(xué)生形成概念；（2）善于解剖概念，把握概念內(nèi)涵外延，對(duì)概念下定義要準(zhǔn)確嚴(yán)格；（3）弄清概念異同，防止模糊概念；

（4）分階段教學(xué)概念，逐步深化概念；（5）調(diào)動(dòng)學(xué)生已有知識(shí)，同化理解新概念；（6）弄清概念問(wèn)的關(guān)系，逐步編織概念網(wǎng)絡(luò)，概念系統(tǒng)化；（7）練習(xí)鞏固，強(qiáng)化理解。在以上方法中，要注意不同的概念應(yīng)該選擇不同的教學(xué)方法。

3基于學(xué)科觀念的化學(xué)概念教學(xué)

3.1學(xué)科觀念

“學(xué)科觀念”是對(duì)學(xué)科研究對(duì)象及研究過(guò)程的本原和本體的見(jiàn)解或意識(shí)，具有超越課堂時(shí)空的持久價(jià)值和遷移價(jià)值。它能讓學(xué)生洞悉自然學(xué)科的本質(zhì)屬性和內(nèi)在規(guī)律，從自然科學(xué)的視角去觀察、分析和處理事件，對(duì)學(xué)科有客觀、正面和積極的認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)、技能之后能應(yīng)用到日常生活中與科學(xué)有關(guān)的問(wèn)題上，真正成為他們科學(xué)素養(yǎng)的一部分，這才是自然學(xué)科具有強(qiáng)大生命力的意義所在及價(jià)值所在。

3.2基于學(xué)科觀念的化學(xué)概念教學(xué)

基于學(xué)科觀念的化學(xué)概念教學(xué)，是一種超越事實(shí)、以領(lǐng)會(huì)蘊(yùn)含在具體事實(shí)和原理當(dāng)中的科學(xué)思想和科學(xué)方法為目的的教學(xué)。事實(shí)性知識(shí)的作用更多地是觀念建構(gòu)的工具和載體，最終目的是要在這些事實(shí)性知識(shí)基礎(chǔ)上通過(guò)不斷概括提煉而形成深層的、可遷移的觀念或觀念性知識(shí)。由于觀念的整合作用，學(xué)生的自然學(xué)科觀念一旦形成，能很好地把原來(lái)孤立和零散的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，形成一個(gè)有意義的整體。這就會(huì)使學(xué)生高屋建瓴地統(tǒng)攝與整合化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)，提高學(xué)生的認(rèn)識(shí)水平與思維能力，增進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)與理解，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的增效減負(fù)。

當(dāng)然，化學(xué)基本觀念的形成既不可能是空中樓閣，也不可能通過(guò)大量記憶化學(xué)知識(shí)自發(fā)形成，它需要學(xué)生在積極主動(dòng)的探究活動(dòng)中，深刻理解有關(guān)的化學(xué)知識(shí)和核心概念，并通過(guò)在新情景中的應(yīng)用，不斷提高頭腦中知識(shí)的系統(tǒng)性和概括性水平，逐步形成對(duì)化學(xué)的總括性的認(rèn)識(shí)。依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)要求，采用學(xué)科觀念教材分析模型及教材分析思路，從教材的具體內(nèi)容中抽象出基本觀念并抽象為核心觀念；學(xué)生分析主要從2方面，一方面分析學(xué)生原有觀念的水平和原有觀念與將要建構(gòu)的新觀念的關(guān)系，從而確定新觀念建構(gòu)的起點(diǎn)和相應(yīng)的教學(xué)方式。另一方面分析學(xué)生在與基本觀念相關(guān)的概念原理、過(guò)程方法和事實(shí)性知識(shí)方面達(dá)到了什么水平，從而確定教學(xué)中選擇什么樣的素材來(lái)支持基本觀念的建構(gòu)，采取什么樣的活動(dòng)方式進(jìn)行觀念建構(gòu)。對(duì)學(xué)生特征分析可以采用測(cè)驗(yàn)法，也可以采用預(yù)估法。測(cè)驗(yàn)法是指通過(guò)編制一定的試題來(lái)測(cè)查學(xué)生的水平；預(yù)估法是指教師根據(jù)學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)和課后作業(yè)中的情況估計(jì)學(xué)生的水平。通過(guò)對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)生特征的分析，確定在學(xué)科觀念建構(gòu)方面的具體教學(xué)目標(biāo)。學(xué)科觀念是在學(xué)生對(duì)核心概念和典型事實(shí)深刻理解的基礎(chǔ)上，通過(guò)不斷地抽象概括而形成的。因此，學(xué)科觀念的形成過(guò)程就是一個(gè)學(xué)習(xí)者主動(dòng)參與、積極思維的過(guò)程，沒(méi)有學(xué)習(xí)者的深層次的思維活動(dòng)，是不可能形成學(xué)科觀念的。問(wèn)題是思維的源泉，更是思維的動(dòng)力，保證學(xué)生深層次認(rèn)知參與的核心是問(wèn)題。因此，促進(jìn)學(xué)生基本觀念構(gòu)建的教學(xué)必須將對(duì)具體事實(shí)和核心概念的理解轉(zhuǎn)化為高水平問(wèn)題，以問(wèn)題為主線來(lái)創(chuàng)設(shè)真實(shí)、生動(dòng)的學(xué)習(xí)情景和多種形式的探究活動(dòng)，引領(lǐng)學(xué)生主動(dòng)地去思考，形成知識(shí)的理解、具體觀念的建構(gòu)及核心觀念的建構(gòu)問(wèn)的有效轉(zhuǎn)化。

以“離子反應(yīng)”為例，學(xué)生在初中階段學(xué)習(xí)過(guò)復(fù)分解反應(yīng)的概念，“離子反應(yīng)”概念可以幫助學(xué)生從一個(gè)新視角和方法即從微觀離子角度來(lái)認(rèn)識(shí)水溶液中物質(zhì)之間的反應(yīng)。保志明老師在“離子反應(yīng)”這節(jié)課中，通過(guò)基于實(shí)驗(yàn)事實(shí)的過(guò)程分析幫助學(xué)生建立和理解概念。以常見(jiàn)的酸堿鹽之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)事實(shí)為支撐，將水溶液中存在哪些微粒、哪些微粒能發(fā)生作用、微粒相互作用引起什么變化以及變化的結(jié)果等問(wèn)題的分析作為培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)思路的主要線索，圍繞離子反應(yīng)的含義、發(fā)生條件等關(guān)鍵內(nèi)容展示教學(xué)活動(dòng)。學(xué)生通過(guò)分析酸堿鹽在水溶液中所起反應(yīng)的特點(diǎn)和規(guī)律，并以此來(lái)建構(gòu)概念，初步學(xué)習(xí)如何分析和認(rèn)識(shí)酸堿鹽在水溶液中的反應(yīng)實(shí)質(zhì)；其次，基于學(xué)生的思維習(xí)慣——從宏觀感性的角度看問(wèn)題，對(duì)此，保老師利用實(shí)驗(yàn)，制造認(rèn)知沖突，拓展學(xué)生微觀角度的認(rèn)識(shí)，注重引導(dǎo)學(xué)生建立宏觀——微觀——符號(hào)三重表征的有機(jī)聯(lián)系，通過(guò)理解概念建構(gòu)相應(yīng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。對(duì)于離子方程式的書(shū)寫(xiě)，為了避免學(xué)生死記硬背，教學(xué)提示分析溶液中物質(zhì)反應(yīng)的思路和方法，即首先分析物質(zhì)在水溶液中的主要微粒存在形式，然后考慮這些微粒之間是否發(fā)生反應(yīng)，最后寫(xiě)出相對(duì)應(yīng)的離子方程式。這樣的教學(xué)處理更能揭示離子方程式的內(nèi)在本質(zhì)和規(guī)律。有關(guān)離子反應(yīng)概念學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生通常會(huì)遇到以下主要問(wèn)題：從微觀角度分析溶液中物質(zhì)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)思路這個(gè)重點(diǎn)對(duì)學(xué)生的認(rèn)識(shí)來(lái)講就是一個(gè)難點(diǎn)。難點(diǎn)還體現(xiàn)在對(duì)離子方程式的認(rèn)識(shí)，包括書(shū)寫(xiě)方面存在的困難。離子方程式的含義是“用實(shí)際參加反應(yīng)的物質(zhì)的主要存在形式來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)的式子”，書(shū)寫(xiě)的困難之一：物質(zhì)在水溶液中主要以什么微粒形式存在認(rèn)識(shí)不清。通常需要適當(dāng)補(bǔ)充相關(guān)知識(shí)——比如物質(zhì)的溶解性、物質(zhì)在溶液中是否完全電離、哪些常見(jiàn)物質(zhì)不易電離等知識(shí)，由此讓學(xué)生明確一些具體物質(zhì)在水溶液中存在的微粒形式。另外，在書(shū)寫(xiě)時(shí)作為重要的化學(xué)用語(yǔ)，離子方程式的書(shū)寫(xiě)由于在宏觀——微觀——’符號(hào)三重表征方面的認(rèn)知跨度，即便學(xué)生認(rèn)識(shí)了參加反應(yīng)的離子種類(lèi)，還是容易忽略參加反應(yīng)的離子間的數(shù)量關(guān)系。學(xué)生的認(rèn)識(shí)和思維存在障礙，因此，在初學(xué)書(shū)寫(xiě)時(shí)往往問(wèn)題較多。另外，學(xué)生對(duì)“離子方程式可以表示一類(lèi)反應(yīng)”認(rèn)識(shí)不清，難以結(jié)合實(shí)例說(shuō)明。比如，氫離子和氫氧根離子生成水的離子方程式究竟表示哪一類(lèi)反應(yīng)呢？教材只是由幾個(gè)例子說(shuō)明中和反應(yīng)的離子方程式相同，但并未指出這個(gè)離子方程式究竟表示哪一類(lèi)反應(yīng)？（可溶性強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成水和可溶性鹽的反應(yīng)），這種情況下，對(duì)概念的深入分析應(yīng)用可以采取提供變式反應(yīng)來(lái)解決。對(duì)于更多的書(shū)寫(xiě)應(yīng)用，需要在后續(xù)學(xué)習(xí)中逐漸滲透和強(qiáng)化，在書(shū)寫(xiě)的同時(shí)加深對(duì)微觀離子角度分析反應(yīng)實(shí)質(zhì)的認(rèn)識(shí)能力。

4結(jié)語(yǔ)

中學(xué)化學(xué)中的“物理變化”“化學(xué)變化”“氣體摩爾體積”和“強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)”等具體概念都是通過(guò)概念形成方式獲得的。學(xué)習(xí)心理學(xué)研究表明，運(yùn)用概念形成使學(xué)生獲得化學(xué)概念，教師必須要做好化學(xué)實(shí)驗(yàn)，要使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，還要盡量免除與概念形成無(wú)關(guān)的因素。以防增加學(xué)生分析和歸納的困難，阻礙形成概念。中學(xué)化學(xué)概念中大多數(shù)為形式概念，如“溶解度”“化合價(jià)”“化學(xué)平衡”和“電子層”等都需要通過(guò)概念同化方式獲得。概念同化的心理過(guò)程是學(xué)生積極地利用認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有的觀念，去“固定”新學(xué)習(xí)的知識(shí)，新舊知識(shí)相互聯(lián)系相互作用，使新知識(shí)納入原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中而獲得了心理意義，原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)通過(guò)吸收新知識(shí)得到改造和重新組織?？梢?jiàn)，概念同化的心理過(guò)程與概念形成的心理過(guò)程是不同的，它屬于典型的接受學(xué)習(xí)過(guò)程。學(xué)生往往不是真正理解新知識(shí)而是機(jī)械地記憶概念的定義。這樣，教師運(yùn)用的教學(xué)方法必須能夠使學(xué)習(xí)材料同學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)，使其之融會(huì)貫通，并使學(xué)生采取和保持相應(yīng)的心向進(jìn)行積極的認(rèn)知活動(dòng)。

在高中階段，有許多重要的核心概念，比如，物質(zhì)的量、物質(zhì)分類(lèi)、電解質(zhì)與電離、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)鍵、化學(xué)平衡、鹽類(lèi)水解和原電池等。這些概念是構(gòu)成化學(xué)學(xué)科知識(shí)體系的基本內(nèi)容，屬于化學(xué)學(xué)科的核心內(nèi)容領(lǐng)域。對(duì)于這些核心概念，需