基于觀念建構的化學課堂教學的思考與實踐

洪永健

（晉江市新僑中學，福建晉江362216）

以提高學生科學素養為主旨的化學基礎教育課程改革，要求化學教學必須超越對事實性知識的傳授，通過引導學生高水平、高層次的思維活動形成化學基本觀念。因此，當前新課程教學較之以往傳統教學的一個重大改變就是：善于引導學生對化學核心概念與基本原理深入理解，注重學生化學基本觀念、基本方法的自我形成。化學基本觀念源于所學的具體化學知識，是化學知識在學生頭腦中的提煉與升華，觀念的建構離不開對具體化學知識的深入學習。事實性的化學知識是構建化學基本觀念的必要素材和前提條件，在培養化學基本觀念建構的過程中發揮工具和載體作用，這些事實性知識通過不斷的概括提煉形成深層的、可內化、可遷移的觀念。宋心琦教授認為，使學生能牢固地、準確地、哪怕只是定性地建立起基本的化學觀念，應當是中學化學課堂教學的第一目標。[1]

結合筆者并參考其他教師的教學經驗，本文就基于觀念建構的化學課堂教學進行了一些思考與實踐。

一、化學基本觀念的含義

何為化學基本觀念？畢華林教授提出：“化學基本觀念是學生通過化學課程的學習，在深入理解化學學科特征的基礎上所形成的對化學的總體看法和概括性認識。它不是具體的化學知識，也不是化學知識的簡單組合，它是學生通過化學學習在頭腦中留存的，在考察他周圍的化學問題時所具有的基本的觀念性的東西，也可以認為是學生所獲得的對化學的總觀性的認識”。[2]

化學基本觀念體系構成：第一，知識類的基本觀念：元素觀、微粒觀、變化觀；第二，方法類的基本觀念：分類觀、實驗觀、計量觀；第三，情感類的基本觀念：化學價值觀。這些基本觀念涵蓋了化學在認識物質世界的基本思想方法和思維方式，是辯證唯物主義世界觀和方法論在化學科學領域上的具體體現。[3]化學的理論基礎是：“元素觀”“分類觀”“變化觀”三大核心觀念。“元素觀”指出了世界的物質性，即：物質是由元素組成的，同種物質的組成是固定的；在化學變化中元素是守恒的；用元素符號和化學式來描述物質的組成；物質的組成決定其性質。對學生要求其形成“以元素為核心的物質家族觀”的“元素觀”。“分類觀”是指化學物質和化學變化是多種多樣的，可以把物質和化學變化以不同的標準進行分類，對物質和變化進行分類研究有利于掌握物質和變化的本質。“變化觀”指出物質運動是有規律的，變化充分顯示出物質的各種性質，學生需要以不同的視角看待物質間的轉化。

二、化學課堂中實施觀念建構教學的意義

“觀念建構”教學是指在化學觀念指引下，學生經過思維活動對化學知識深刻理解和掌握，并通過一步步的反思、概括、提升，不斷形成化學的基本觀念。在化學課堂中實施觀念建構教學，對于學生的學習和發展有如下促進作用：

1.促進學生學習方式的轉變。簡單記憶大量化學知識是不可能形成化學基本觀念的，只有通過自身積極主動探究，在對知識深入理解，并在與老師、同學交流討論中不斷概括提煉而成。

2.增進對知識的深層次理解。化學基本觀念的形成是以對事實性知識深入理解為前提的，學生在建構觀念中要對概念和原理反復思考、高階提煉，從而達到由表層掌握到深層理解的轉化，促進學生可持續發展。

3.促進知識向能力的轉化。由于化學觀念是在大量具體化學知識的深入學習、不斷提煉下建構的，知識和觀念的廣泛聯系大大增強了知識的應用空間，有效促進知識向能力的轉化，提高學生的科學素養。

三、化學課堂中實施觀念建構教學策略實踐

實踐證明，要從事實性知識中概括提煉出化學基本觀念，需要經過一個復雜、長期的過程，需要在實際教學中靈活運用教學策略，巧妙建構觀念，需要學生高階思維和豐富情感的積極參與。基于觀念建構下的課堂教學中所采取的教學策略和所開展的教學活動直接影響到學生的認知水平和思維能力的提高。促進學生觀念的建構，可運用以下教學策略。

1.用問題情境建構觀念

建構主義學習觀認為：有意義的學習就應該在一個豐富的學習環境中進行，富有吸引力、多維度的問題情境可建立多元的聯系，產生多元的理解，創設足夠的自我空間建構知識。一個內涵豐富、富有啟發的問題能激起學生用現有知識或學習新知識解決新問題的欲望，有效驅動學生進行深層思考。在觀念建構教學中要善于把具體事實或核心概念轉設成問題情境，引導學生積極探索，自主建構觀念。在富有思考價值的問題驅動下組織教學，可有效避免灌輸式的教學指導和克服死記硬背式的學習方式。教師在積極創設“問題情境”時，要充分考慮到學生現有知識儲備，搭橋鋪路、巧設梯度，問題能建立廣泛聯系、遷移性強、活化率高，只有創設位于學生“最近發展區”和“新舊知識結合點”的問題，才能使學生有目的、有實效地探索，高效自我建構觀念。

例如，在學習“常見的化學反應——燃燒”時，筆者選取了全球都會關注的奧運火炬作為情境，巧妙地創設四個“火炬之謎”（即問題）：火炬的燃料、火炬點燃、火炬的外形構造和火炬熄滅，以探究“火炬之謎”貫穿于整堂課。用整合的問題、精巧的設計，將本節課最為本質的四個教學知識點（即可燃物、著火點、與空氣接觸、滅火原理）串聯成一條鮮明的教學主線，師生在共話“奧運火炬”的話題中，輕松地完成知識的遷移、觀念的建構。“常見的化學反應——燃燒”的問題情境教學過程如圖1所示。

圖1 “燃燒”反應的問題情境教學圖

問題中心情境的教學策略同樣可應用于二氧化碳的實驗室制法、自然界中的水、微粒的性質、金屬防護和廢金屬回收等。

2.用實驗探究建構觀念

化學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗探究所具有的獨特優勢在于能有效促進學生開創性化學思維品質的形成和發展，自主構建完善的化學知識框架體系。因此，教師在組織實驗教學中，應根據學生已有知識和能力，巧設實驗情境，以實驗為載體引出問題，激發學生好奇心，進而引導學生自主分析、自主探究、自主解決問題，通過實驗探究讓學生切身體驗和感受知識的發生和發展變化過程，自主建構化學基本觀念。學生親身體驗實驗探究對觀察能力的培養、思維品質的形成、化學知識的理解、化學觀念的建構，都是其他教學形式所無法替代的。在由淺入深、環環相扣的探究環節設計下激發學生大膽猜想、深入交流研討和主動探究的欲望，在探究中體會、反思、提升。

在創設實驗探究情境進行觀念建構教學時，教師事先要做好導學案分發給學生，讓他們在實驗前做好充分準備，在清晰實驗目的的基礎上將探究主要任務集中在“猜想與假設”和“設計實驗方案”上。而課堂上積極調動小組同學深入研討和修正，最終確定最優化的實驗方案，這樣課堂的主要時間都讓學生在交流、反思、改進、展示和評價。也可根據教學內容巧設一個真實的實驗情境，通過巧設疑惑，引發思考，進而研討探究方案，實施探究活動。學生在實驗情境中形成認知沖突，激發進一步探究的欲望，主動進行思考和探究。在課堂上教師要善于引導，善于在關鍵處巧設問題，將探究點設置在學生的最近發展區內，在學生難以理解的知識處設置好臺階，降低學生的認知難度，使教學預設符合學生的認知現狀，達到了“不憤不啟，不悱不發”的境界。

案例：化學實驗復習——氫氧化鈉變質探究

教師創設一個真實的情境：學校化學實驗操作會考時，少數學生在做“酸與堿的性質”實驗時，發現往預先滴了無色酚酞的NaOH溶液中逐滴加入鹽酸時，除了看到紅色逐漸褪去至消失外，還看到了試管中出現了少量氣泡，是什么原因造成這一“意外”現象？經過學生討論思考后得出結論：該NaOH溶液變質了。接下來圍繞NaOH溶液變質的問題，引導學生提出以下四個探究問題：（1）如何檢驗NaOH溶液是否變質？（2）如何檢驗NaOH溶液是部分變質還是全部變質？（3）部分變質的NaOH溶液中雜質如何除去？（4）如何測定部分變質的NaOH溶液中各成分的質量分數？為解決問題，學生們進行了大量的思考、討論，自行設計實驗方案，自我進行合作探究，自我評價，自我完善。整堂課下來，學生探究熱情高，思維活躍，勤于動手，樂于合作，充分體驗到科學探究的樂趣。學生自我探究和綜合運用知識的能力得到發展的同時，也自主建構了“分類觀”“定量觀”“轉化觀”“實驗觀”等化學基本觀念。

實驗探究情境的教學策略可應用于金屬的性質、質量守恒定律、酸與堿的化學性質、粗鹽提純、溶液配制、溶液酸堿性測定等基礎實驗。

3.用生活生產事例建構觀念

我們知道：在學習理論性知識的過程中，往往是讓學生在感知各種各樣具體事例的基礎上，通過分析、歸納等思維活動掌握同類事物的共同特征。化學概念和原理等理論性知識反映的正是物質及其變化的本質屬性和內在規律。在進行化學概念和原理等理論性知識教學時，我們可采取的教學策略：先提供大量的與所學概念、原理有密切關聯的具體生活、生產事例，然后引導學生運用對比、辨析、抽象等思維方式對具體事例進行分析，進而概括、歸納出具體事例中同類事物共同的、關鍵的特征。這種教學策略注重引導學生通過分析、理解、概括，在學生頭腦中形成對同類事物關鍵特征的總體認識。

案例：單質和化合物的教學

活動一：請同學們盡可能多地寫出你所知道的物質（能寫化學式的請寫出化學式）。

學生交流歸納出下列物質：空氣、海水、可樂、啤酒、氧氣、二氧化碳、五氧化二磷、水、氧化鎂、高錳酸鉀、過氧化氫、二氧化錳、氮氣、鐵、氯酸鉀……

活動二：請同學們把所寫出的物質按純凈物、混合物進行分類。

問題：分完類別后，同學們發現什么規律了嗎？

討論：（1）純凈物都只有一種分子；（2）純凈物可以寫出化學式；（3）純凈物或混合物都可能有固、液、氣三態……

活動三：請同學們再將純凈物按自己的想法進行分類，說出分類依據。

討論：（1）按物質狀態；（2）按物質性質；（3）按元素種類。

歸納：師生一起分析各類物質的分類依據，歸納出單質是由同種元素組成的，只有一種分子；化合物是由不同種元素組成的，也只有一種分子。根據不同的分類依據有很多種物質分類方法。

活動四：鞏固應用練習。

教學效果：學生在教師的引導下，始終在自己的認知水平上進行學習活動，學習積極性被充分調動起來，思維活躍，學習效果明顯。學生在環環相扣的活動中都有自己思索的空間，都有新的發現。活動中學生不僅理解了單質、化合物的概念，同時也掌握了混合物、純凈物、單質、化合物、氧化物等概念間的聯系和區別，體會了物質的分類，感受了化學的學習方法，化學的元素觀、微粒觀、分類觀在潛移默化中逐步建構起來。[4]

在學生初步學習某個化學概念時，如物質的變化、元素、酸、堿、鹽、反應基本類型、酸堿中和反應等概念教學時，均可采用這種教學策略引導學生自主建構新知識、新觀念。

四、實施觀念建構的化學教學中應注意的問題

1.防止觀念建構過度化

問題情境和探究活動的創設都應該在學生現有認知水平、“最近發展區”基礎上，如果過度地追求全面、深入，往往會通過隨意拓展知識難度來實現觀念建構，以期達到一個“理想、完整”境界，這種不切實際地拔高觀念建構的高度，往往讓學生無法真正理解知識，自主建構觀念。在化學課堂教學中，切不可任意將知識內容前移或增加知識難度來達成基本觀念，一定要掌控好課堂教學中觀念建構的尺度，要基于課標要求，分析知識內容間的聯系，找準知識掌握、方法形成、觀念建構的層次水平，再依次分解到各節的教學任務中。

2.防止觀念建構盲目化

提倡觀念建構的教學就是要改變過度重視表層基礎知識學習和死記硬背、簡單積累具體知識的做法，但是也不能矯枉過正，不考慮具體內容的特點，盲目追求觀念建構——硬要每一節課都要構建某種觀念的想法是不可實現的。當然，強調“觀念”的建構，并不是削弱化學基礎知識和研究方法的學習。化學基礎知識與方法和化學基本觀念在促進學生全面發展中都發揮著重要作用，都是不可或缺的。基礎知識是方法學習、實驗探究、觀念建構、能力培養的必要載體，而觀念的構建反過來又會增進對知識的深層次理解。所以，在課堂教學中必須準確把握知識、方法、觀念之間的關系，要依據具體學習內容的特點有選擇、有針對性地進行觀念建構的教學。

3.防止觀念建構形式化

實踐證明，觀念是在大量的事實、概念、知識的基礎上進行加工提煉出來的一種總觀性的認識。觀念建構不是一個可被簡單告知或強加的過程，而是學生在解決具體問題過程中及在反思、評價活動中領悟提煉而逐漸達成，即觀念需要在教師有意識的價值引導與學生積極的自主建構中形成。隨意創設沒內涵、沒層次、沒價值的問題、情境和活動很難讓學生深入理解、概括提煉知識，很難讓學生建構出有價值、有深遠影響的化學觀念。幫助學生建構化學基本觀念需要教師精心創設驅動性或開放性問題、生動有趣的教學情境、富有吸引力的探究活動來充分調動學生主動思索、深入理解，在化學知識不斷豐富和反復提煉概括中逐步建構化學基本觀念。

義務教育化學課程標準指出：“義務教育階段的化學教育，要激發學生學習化學的好奇心，引導學生認識物質世界的變化規律，形成化學的基本觀念。”[5]化學教師要積極成為學生建構化學基本觀念的組織者、引導者和踐行者，讓化學課堂成為化學觀念建構的實踐平臺，使以往的知識教學轉變為觀念的教學，轉變成為教會學生現在會學、以后會用的教學。▲

[1]宋心琦，胡美玲.對中學化學的主要任務和教材改革的看法[J].化學教育，2001(9):9-13.

[2]畢華林，盧巍.化學基本觀念的內涵及其教學價值[J].中學化學教學參考，2011（6）:3-6.

[3]盧巍.對化學基本觀念及“觀念建構”教學的認識[J].當代教育科學，2010（9）:62-64.

[4]婁延果.課程標準案例式導讀與學習內容要點[M].長春：東北師范大學出版社，2012.

[5]中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2012.