例談基于思維培養的化學概念教學四個“點”

楊華文

[摘 要]

化學概念是用抽象的語言或符號定義來表述的。在化學概念教學中，重視概念構建和概念思維培養的過程，關注概念思維的基點、焦點、支點和動點，概念和概念思維就能幫助學生獲得終身學習能力和習慣的更好應用和傳遞。

[關鍵詞]

概念；概念教學；概念思維；培養

概念教學發展到今天，大多數化學教師已經明白一個道理：化學概念是用抽象的語言或符號定義來表述的。概念教學絕不是讓學生簡單記住概念的定義或表述的文字，關鍵在于認知、理解、把握和運用概念過程中概念思維的培養。然而，在實際課堂教學中，眾多化學老師都覺得難以落實或落實得不理想，這或許是與我們只關注概念呈現的“表面”而沒有關注概念思維培養的“點”有關。

一、還原概念產生的初始狀態，激活概念思維的基點

概念是思維最基本的形式，也是構成知識的基本成分。概念的獲得，是學習者從對象的許多屬性中抽出其本質屬性概括而成的。由于人腦對直觀的第一信號接受能力遠比抽象的第二信號要容易得多，而概念的最初萌生往往與概念所依附的原始知識場景有著最為直接的聯系，反映著概念的本源，容易被概念接受者直觀感知。因此，還原概念的初始形態及產生背景，從概念建立的起點開始概念的傳遞，可以激活概念思維的基點，避免概念第一印象的抽象性。

例如，蘇教版必修化學1專題1第二單元第一部分《物質的分離與提純》，涉及過濾、結晶、萃取、分液、蒸餾等許多混合物的分離方法，如果教師將這些操作性的概念機械性地傳遞給學生，難免給學生造成“剪不斷，理還亂”的心理壓力。但是，倘若教師從還原“蒸發”這個概念的初始狀態入手，“蒸發操作分離NaCl與H2O，利用了這兩種物質的什么性質的差異？”，激活概念思維的基點，繼而提出一系列的問題：①用該方法可以分離什么樣的混合物？②如果我們想把蒸發出來的水蒸氣‘保留下來，你想怎么做？這個操作變成了我們預習過的什么方法？③蒸餾相對于蒸發，改造了哪些儀器？又多用了哪些儀器？分別起什么作用？④除了蒸發和蒸餾外，還有什么分離方法也是利用物質揮發性的差異？如果碘中混有難揮發性的二氧化硅固體，如何分離？如此一來，區分蒸發、蒸餾、升華的抽象思維意識順勢而成。同樣，我們把汽油與水的分離作為激活概念思維的基點，我們就會對結晶、分液、萃取等利用溶解性差異的分離方法，理順了關系，架設了知識聯系的“橋梁”。

化學概念都源于科學的探究和發展，多數化學概念往往受條件的改善幾經驗證和發展，難以一次性傳遞到位，此時，還原化學概念提出的初始狀態，激活學生概念思維的基點，形成化學概念的形象化思維基礎顯得十分重要。

二、明確概念表述的核心內涵，匯聚概念思維的焦點

概念是發展的，概念的內涵是不斷豐富的。原因在于，一是概念是要不斷接受新的考驗，二是內涵的表達形式往往受到語境及語義的制約，概念表達的語言要素與支撐概念內涵的要素不可能做到一一對應。因此，教學時要透過概念的表達形式，將概念思維過程引向并匯聚到概念本質特性與屬性上，不斷加深對核心內涵的把握和理解。

例如，蘇教版把化學能與電能的轉化作為氧化還原反應的應用和終極目標編寫的。在《化學反應原理》模塊專題1第二單元化學能與電能的轉化教學中，如果過度使用必修階段的由金屬作為正負電極材料的電池模型，容易產生對電極材料和電極反應物混為一談的認識偏差，這種迷思概念導致學生在解決諸如氣體燃料電池等問題時遇到困難。再者，導電可以是電子導電，也可以離子導電，電解質溶液起到離子導體的作用，但離子導體不一定只是電解質溶液，還有可能是鹽橋、離子膜等。

概念總是同表達這個概念的語言符號相伴而生。化學概念不是孤立的，總是處于其他概念的相互聯系中，它們之間具有嚴密的邏輯關系。因此，我們必須要理清相關概念之間的關系，防止孤立地、絕對化地認識基本概念。如，物質發生化學變化的標志是有新物質生成，新物質相對于舊物質的顯著變化是組成和結構的改變。發生化學變化時，物質的組成可以變化（如，Fe+O2→Fe2O3），也可以不變（如，金剛石→石墨），如果組成不變但物質的結構一定要發生變化。結構變化體現在粒子作用力（化學鍵）變化，但Fe（s）=Fe（g），Fe原子不變，但結構從金屬鍵轉化為分子間作用力，如果把這一狀態的變化當作物理變化顯然是不妥的。如果教師一味拘泥于概念的表達，逐句斟酌，只會使概念教條化，很不利于概念思維的培養和訓練。

三、變更概念關聯的事實依據，構建概念思維的支點

與概念相關聯的事實是概念建立的基礎與依據。然而，反映化學概念的事實依據通常不會直接體現在概念的定義或表述中，而是貫穿于化學概念的形成過程。設置問題情境，形成認知沖突，往往能夠成為構建從“觀察到的化學現象及相互關系或特性”到“進行分析、歸納、演繹和綜合”的概念思維的支點。

就拿高三復習《物質的分散系》說事，FeCl3溶于水可以配成溶液，通過其飽和溶液與沸水反應可以制取氫氧化鐵膠體，通過其飽和的溶液滴加氫氧化鈉溶液，可以制取氫氧化鐵沉淀的濁液。問題來了，能否以相同的方法用Fe2（SO4）3替代FeCl3配制成三種以上不同的讓人“心儀”分散系？實驗結果讓學生對氫氧化鐵膠體的獲取“不如人意”，因為由Fe2（SO4）3制取的氫氧化鐵膠體，遠不如FeCl3制取的氫氧化鐵膠體用激光筆照射的“光通路”明顯，而且冷卻至室溫時發現，由FeCl3制取的氫氧化鐵膠體仍是澄清透明的褐色液體，而由Fe2（SO4）3制取的氫氧化鐵膠體又恢復到原來淡黃色的溶液。分析其原因，其一，相同體積的水溶解少量的Fe2（SO4）3就飽和了，因為Fe2（SO4）3是微溶物，產生的膠粒自然會少，“先天不足”；其二，FeCl3水解生成的HCl在煮沸3～5分鐘時幾乎完全逸出，Fe2（SO4）3水解生成的H2SO4在煮沸3～5分鐘時因沸點高達338℃根本沒有逸出，結果使生成的少量氫氧化鐵膠粒在冷卻的過程中被它中和了，“后天不給力”。

當然，通過這個實驗就斷定“Fe2（SO4）3是不能配制氫氧化鐵膠體”的說法是不科學的，或許我們還沒有找到處理問題的方法，這就是化學是不斷發展的也是我們追求的魅力所在。

基于概念本身的抽象性和概括性，與概念思維支點構建相關聯的事實依據必須是最貼近學生形象思維的具體事例、現象或已有概念，越簡單、越直觀、構建的概念思維的支點也就越可靠。

四、轉換概念應對的視角空間，捕捉概念思維的動點

概念由內涵和外延兩部分組成。概念的內涵就是這個概念所反映的對象的本質屬性的總和，而概念的外延就是適合這個概念的一切對象的范圍。一個概念的內涵愈廣，則其外延愈狹；反之，內涵愈狹，則其外延愈廣。由于概念的內涵與概念的外延呈放縮的制約關系，加之人類對概念的內涵和外延在認識上的視角變化，概念應對的空間也隨之變化，因此，概念作為思維活動形態，在面對實際問題的分析和處理中，存在著較復雜的邏輯關系和視角空間的因變，這就是概念思維的動點。化學概念教學時，教師如果能適時適量適度適當地轉換概念應對的視角空間，不斷捕捉概念思維的動點，概念思維就會成為學生心智操控的工具。

譬如說，“電解質與非電解質”這組概念，是對化合物在水溶液和熔融兩種狀態下以分子形式存在還是以離子形式存在為判據的。如能以兩種狀態下化合物是否自身電離出可移動的離子來劃分，概念的內涵就由此擴大，電解質的內涵是“在水溶液中或熔融狀態下自身能電離出可移動的離子而導電的化合物”，非電解質的內涵是“在水溶液中和熔融狀態下自身不能電離出可移動的離子而仍以分子存在的不能導電的化合物”。明確了這一點，學生就不會將NH3、CO2、SO2當成電解質了，這就是概念內涵和外延在把握時的思維動點。

在化學概念教學中，利用反例、特例和編織概念網絡圖，是訓練學生概念思維的視角空間和捕捉概念思維動點并檢驗掌握程度的有效方法之一。

化學概念是化學學科知識體系的基礎。化學概念教學組織得好，對于學生建構化學學科觀念，甚至對于其一生的概括、提煉和總結能力的提高，對學生的終生發展都有重要影響。新一輪課程改革提出了高中化學學科的五大核心素養，其中對“宏觀辨識與微觀探析”和“變化觀念與平衡思想”的表述都明確了“分類”要求，從某種意義上說，概念為分類而“生”，分類為概念而“活”。在化學概念教學中，把握住概念思維的基點、焦點、支點和動點，就能為學生拿到一把開啟化學核心素養培養之門的“金鑰匙”！

[參 考 文 獻]

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[2]趙占良.概念教學芻議（二）[J].中小學教材教學，2015（2）.

[3]吳星等.中學化學疑難辨析[M].南京：江蘇教育出版社，2012.

[4]段昌平.探究學習要立足于學生學習中存在的問題[J].化學教育，2014（3）.

[5]倪娟.論基于學科觀念的化學概念教學[J].化學教育，2014（1）.

（責任編輯：張華偉）