邵軍波
【內容摘要】概念、原理和性質是化學的核心內容,也是學生的核心素養。文章結合高中化學概念教學的實踐,闡述了教師如何引導學生準確理解概念的定義、概念之間的關系、概念特征,進而準確掌握概念。
【關鍵詞】化學素養 概念教學 策略方法
在中學化學課程中化學基本概念有二百多個。如何讓學生全面地、深刻地、牢固地掌握每個化學概念,是擺在每位中學化學教師面前的重要課題。學生若每個概念清晰明了,思考問題和推理時思路就流暢,若學生在化學概念的掌握上有缺陷、有漏洞,則在思維上就會受阻,不能順利解決問題。筆者在多年的教學中,為了讓學生掌握化學概念,注意了以下幾個問題。
一、學會準確定義,揭示概念內涵
定義是揭示概念的內涵的邏輯方法,給概念下定義是對事物的本質屬性的認識在一定階段上的總結,是表現大量知識的一種手段。給概念下定義就是用精煉的語言把概念的內涵揭示出來,揭示概念所反映的對象的特有的屬性。下定義最常用的一種方法是:“屬加種差定義”即:被定義概念=種差+鄰近的屬。種差是被定義概念所反映的對象區別于包含在同一屬中其他種事物的特有屬性。要準確下定義,要使學生建立一個概念就必須讓學生明白被定義概念所反映的對象,區別于包含在同一屬中其他種事物的特有屬性(即種差)。并且要使學生明確該事物所屬類別(即鄰近的屬)。例如:在使學生建立同位素的概念時,首先使學生明白其區別于其他種事物的特有屬性,(1)用英語26個字母隨意寫出多種原子:11A、612B、816C、12D、1736E、1939F、917G、613H、1940I、13J、1737K、614L、1224M、2040N……告訴學生目前人們發現的原子種類有二千多種,其中穩定的約280多種。(2)再讓學生對上述原子進行分類:①按質量數相同分類:1940I與2040N;②中子數相同分類:1939F、2040N、1737K;816C、614L、917G;③按質子數相同分類:11A、13J、12D;612B、613H、614L。問學生那種分類最有意義,決定元素化學性質的是最外層電子數,所以按質子數相同分類最有意義,這樣可以把二千多種原子分成一百多個小組。(3)讓學生分析同一小組的原子在組成上的相同點和不同點,學生得出結論:質子數相同,中子數不同。這樣事物的特有屬性就明確了。接下來明確“鄰近的屬”:學生不難明白,上述事物所指對象均為原子,不是分子或其他的什么微粒。這樣就可以給同位素下定義:具有相同質子數、不同中子數的一類原子。
此外,“種差”有好幾種:①有的種差是被定義的概念所反映的對象的性質,這種定義可以叫做“性質定義”。如:電解質的概念:“在水溶液中或在熔融狀態下能導電的化合物。”種差——在水溶液中或在熔融狀態下能導電——有自由移動的離子——能電離,反映電解質區別于其他化合物的本質屬性。②有的種差是被定義的概念所反映的對象產生或形成情況,這種定義可以叫做“發生定義”。很多化學反應的概念定義均屬于此類。如:消去反應:有機物在一定條件下,從一個分子中脫去一個小分子而生成不飽和化合物的反應。給化學反應下定義一般說明反應物是什么,生成什么,反應物如何變成生成物的。③有的種差是被定義的概念所反映的對象的功能作用。如:原電池的定義:把化學能轉化為電能的裝置。
二、掌握重要特征,加深概念理解
1.內涵與外延
任何一個概念都有它明確的內涵和外延。概念的內涵是指概念的本質屬性,通常采用下定義的方法,例如“電解質”的定義是“在水溶液中或在熔融狀態下能導電的化合物”。外延指的是概念所涉及的范圍和條件。如“電解質”的外延反映的是包含的物質范圍主要是酸類、堿類和鹽類。
人們在使用概念時,不僅要明確它的內涵,而且要明確它的外延。要明確概念的外延,就要說明一個概念所反映的是什么對象,包含了哪些種類,適用范圍有多大。揭示概念外延的方法就是對這個概念進行劃分。概念的劃分是以對象的一定屬性作為標準,將一個屬的概念的外延分成若干個種的概念,以明確其外延的邏輯方法。劃分的方法有:①一次劃分;②連續劃分;③二次劃分。學習概念一定要上學生懂得每個概念的劃分。如:
其中:包含有一次劃分、連續劃分和二次劃分。
2.發展和變化
概念是在長期的科學實踐中逐步形成和發展起來的,因此,概念的內涵和外延也要隨著科學實踐的不斷深入發展而得到補充和修正。教師應該指導學生用發展的眼光看待概念。原子的概念從德謨克里特提出,經歷了道爾頓的“實心球模型”、湯姆生的“布丁模型”、奈岡的“行星模型”、盧瑟福模型、玻爾的“分層模型”、西奇維克的“原子核模型”,以至于發展到現代的“電子云模型”。由此可見,科學發展的歷史,也是概念產生和發展的歷史。再如,在化學教學中,“氧化還原反應”概念也是在發展和變化的。在初中階段,由于學生的認知水平等因素限制,學生對“氧化還原反應”概念的掌握只要求從得氧、失氧角度判斷和學習它。到了高中,學生的理解能力和認知水平均有提高,“氧化還原反應”概念的掌握要求也提高了,提高到化合價升降、電子轉移角度,而且要求學生能深層次理解和運用它(原電池、電解池知識的掌握可反映);但是,在高中有機化學中,由于共價化合物中化合價的掌握在高中要求低,所以,有機化學中“氧化還原反應”概念的掌握回到初中要求,要求從得氧、去氧、加氫、去氫角度判斷反應類型層面。所以,概念的學習一定要有發展和變化的眼光。
三、分清概念關系,深化知識聯系
1.重合關系:例如,有機物與有機化合物,實驗室與最簡式,乙酸與醋酸等。
2.從屬關系:例如,化學式和分子式,離子鍵和化學鍵,苯的同系物和芳香烴等。