概念隱喻理論和誘思探究教學法在“物質的量”概念教學中的應用探究

徐星++展軍顏++梁東旺++黃慧清

【摘 要】本文分析學生在“物質的量”概念學習中存在的知識性的困惑與思維性的困境的問題，闡述基于概念隱喻理論和誘思探究教學法，以學生的認知規律為基礎，進行的“物質的量”的教學設計，以此使學生形成解決“物質的量”相關核心概念問題的思維能力。

【關鍵詞】化學概念 物質的量 概念隱喻理論 誘思探究教學法

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）03B-0142-03

總所周知，化學 1 是高一剛入學學生的必修課程，在整個高中化學課程體系中占據非常重要的地位，必不可少。化學 1 的學習可以進一步提高學生未來發展所需的科學素養，同時也為學生學習其他化學課程模塊提供基礎。化學 1 的內容具有基礎性和全面性，主要包含三大知識板塊：化學實驗基礎知識、認識化學學科和常見元素及其化合物。其中，在認識化學學科知識中，難點是概念教學，如體現分類觀的“物質的分類”，體現微觀思想和定量思維的“物質的量”系列概念，等等?？梢哉f概念教學是高中課程教學的核心部分，而“物質的量”又是核心概念體系中的核心部分，在整個高中化學知識學習中必不可少。它聯系著宏觀和微觀，聯系著定量和定性，抽象深奧，難以理解。掌握這一基本概念，既有利于學生運用宏觀和微觀相結合的思維方法思考化學問題，又有助于學生定量表征化學反應，促進教學中的相關理論與實際相互融合化以及相關化學知識的系統化，“物質的量”概念教學一直是眾多老師的關注點。

然而，現實教學中教師易忽略概念教學，往往采取以解題教學或者陳述知識教學等代替概念教學。這樣的教學僅僅將學習看成是知識獲取而不看重知識生成性，采用“一個定義，幾項注意”的教學方式，沒有從概念的背景引入上給學生足夠的思維空間，沒有給學生提供充分體會概括本質特征的機會，容易造成學生被動機械性地接受知識。特別在章節起始時，能否從整章知識體系以及相關概念的關聯角度考慮本章節要解決的主要問題和主要思想方法以及基本過程等，這是部分教師容易忽略的教學任務，忽略章節起始的重要作用。再加上“物質的量”概念的抽象與陌生，造成學生對“物質的量”概念的學習產生困惑。所以如何有效進行“物質的量”概念的教學，解決學生思維困境顯得至關重要。

一、概念隱喻理論對教學引入的啟示

面對剛入高中的新生來說，身心與智力水平均處于發展的初級階段。雖有一定的抽象思維能力，但不夠高，很大程度上還屬于感性經驗支持的經驗型者，對知識的理解需從身邊熟悉的、宏觀的、具體的事物角度思考和領會。而“物質的量”是一個陌生而又全新的概念，遠離學生的日常生活，卻又是用于計量學生看不見、摸不著的原子、離子、分子等微觀粒子的物理量，抽象難懂。學生需要較強的或較好的抽象、邏輯思維能力，將研究視野中的宏觀世界與微觀世界聯系起來，才能理解?？梢姡拔镔|的量”概念的引入，是學生化學概念學習的一個思維困惑點。此外，對學生而言，以“物質的量”為核心的相關系列概念，如“阿伏加德羅常數”“物質的量濃度”等概念聚集在一起，具有高密度的認知陌生性，這也是對學生認知水平和思維能力的一個挑戰。

概念隱喻理論認為：“人類的抽象概念系統是以感知經驗和具體概念為基礎發展形成的。”Lakof 和 Johnson 認為：“概念隱喻最主要及最基本的功能是從一個基于人類對自身的認識和自然界相互聯系的、已知的、熟悉的具體的源域映射到一個未知的、陌生的、抽象的目的域。簡單地講，概念隱喻最主要的功能就是通過人們所認知的具體經驗知識來理解抽象的概念，從而形成抽象思維?！?/p>

如何在學生有限的思維邏輯能力和認識水平下幫助學生接受和理解“物質的量”概念？概念隱喻理論提到科學概念的形成總是與學生所認知的具體經驗知識相聯系，由具體到抽象，由簡單到復雜，它符合學生認知發展規律?！拔镔|的量”概念教學，能否選取學生熟悉的、恰當的、具體的事物作為教學載體，采用類比、集合的方法，來減少學生的陌生感呢？

因此，在本節課的概念教學設計上，筆者在背景的引入上重著筆墨，以學生耳熟能詳的“曹沖稱象”故事作為知識載體，創設問題情境：“你知道古代曹沖稱象的故事嗎？曹沖在稱象時的指導思想是什么？”引發學生思考解決該問題的關鍵在哪里？隨后列舉日常生活中的“一打”“一件”等例子，初步架起定量的概念。緊接著教師再次提出問題“如何稱量 1 粒大米質量？”再讓學生體會解決該問題的關鍵點，就是集合思想，即轉化思維，化小為大、聚微為宏的思想。

教學設計摘錄如下：

情景一：生活中的計量

〖問題〗如果請你快速拿出 200 個曲別針，你會怎么做呢？（再次體會積小成大、聚微為宏的便捷性）

〖教師〗12 只鉛筆是一打，24 瓶啤酒是一件，20 只香煙是一盒，10 盒香煙是一條。（借助日常例子，讓學生體會生活中積小成大、聚微為宏的思想在日常生活中的應用）

情景二：化學實驗中的計量

〖問題〗回顧初中一個化學方程并提問：

2H2 + O2 = 2H2O（點燃）

〖教師〗那么，2g H2，32 g O2，36 g H2O 中各含有多少個分子呢？（從化學情景中再次讓學生體會積小成大、聚微為宏的思想，進而體會引入新概念的必要性）

從日常生活中熟悉的計量出發，提出問題，引導學生思考計量在生活中應用的目的就是“化繁為簡”。進而引導到學生不熟悉的化學試驗中的計量，提出概念引入的必要性。這樣可以使學生從已知的、熟悉的具體的源域映射到一個未知的、陌生的、抽象的目的域，減少陌生感，使學生較容易接受新概念，進而激發學生進一步去探索新知識的興趣，同時架構定量思維與集合思想。

二、“誘思探究”教學法理論對問題設計的啟示

“誘思探究”教學法：“教師結合學生在課堂中的動態生成，在學生對高難度知識進行探索、反思和討論的過程中，捕捉學生思維中的閃光點，適時進行點撥引導，建立一定的思維方向，使學生進行自我攻克和創新突破，從而提高學生的探究熱情，激勵學生的學習斗志，取得更好的課堂效果?！?

新課標教學理念要求“以學生為本，以學生終身發展為目的”。那么，對于身心與智力水平還處于初級階段的高一新生而言，關鍵在于教師能否教會學生思考，教會學生能夠用自己已儲備的知識與能力對事物觀察分析、積極主動探索、思考探究并解決未知領域，形成終身學習能力，而非“填鴨式”的教學，對知識死記硬背、生搬硬套。

“誘思探究”教學法理論主要是以“誘”代“講”，開啟學生的思維。當學生在學習實踐中面對困境時，如何思考。教師要不斷地捕獲動態課堂中生成的動態思維點，然后切實點撥，激發學生的思維點，適時推進，引導學生積極整合自己的舊知來分析、解決問題。學生在嘗試解決問題的過程中，需要不斷地克服困難，一步步走進問題的核心，使學生的思維能力與學習能力得到提高。這種教學模式充分體現學生在課堂上的主體地位，發揮學生的能動性，注重學生思維能力的培養，彌補“以講為主”或“精講多練”傳統“填鴨式”教學模式的不足。

（一）架設預設性的思維點（靜態）

“物質的量”這節課就是從學生熟悉的生活（如“曹沖稱象”、水稻以及曲別針等）或舊知識（如初中所學的化學方程式的意義、水分子等）中提煉相關的化學問題，逐步誘導學生利用已有的知識進行分析問題。由最初體會的“積小成大、聚微成宏”的思想，引導到新概念學習之上。

教學設計摘錄如下：

〖引入〗曹沖稱象的故事，曹沖解決這一難題的指導思想是什么？（指導思想是化整為零、變大為小）

〖創設問題情境一〗農業科研人員在研究水稻良種培育時，如果在沒有精密天平（只有托盤天平）的條件下，如何稱量一粒稻谷的質量？（解決這一問題的方法是：積小成大、聚微成宏）

〖創設問題情境二〗如果請你快速拿出 200 個曲別針，你會怎么做呢？（再次體會日常生活中積小成大、聚微成宏的思想）

〖創設問題情境三〗初中如何描述該化學方程式的意義：2H2+O2=2H2O（點燃）？那么，2 g H2，32 g O2 ，36 g H2O 中各含有多少個分子呢？（用積小成大、聚微成宏方法）

〖創設問題情境四〗水是大家非常熟悉的物質，它是由水分子構成的。一滴水（約 0.05 mL）大約有 1.7 萬億億個水分子。怎樣才能科學又快速地確定一滴水中含有多少個水分子呢？（誘發學生思考，聯想生活中的計量例子，用積小成大、聚微成宏的思想解決問題。引入概念）

（二）捕獲課堂中生成性的思維點（動態）

學生在教師架設思維點的過程中，對“集合”有一定的思考，而且在不斷被誘思的過程中，思維處于活躍狀態，傾向去解決問題情境四“一滴水（約 0.05 mL）大約有 1.7 萬億億個水分子”。教師此時要及時捕獲課堂中思維的生長點，在學生已有的集合思想（定量）知識上，引導學生思考并領會物質的量的引入的必要性以及 1 摩爾的量等，激發學生的求知欲。學生不斷思考并解決問題，從而使其對高難度的核心知識進行自行探索、自我思考，進而自我攻克和創新突破。

教學設計摘錄如下：

〖教師追問問題情境四〗要解決這些問題，我們需要架設一座從微觀世界通向宏觀世界的橋梁，那么，怎樣去架設這座橋梁呢？這就是我們這節課要研究討論的主要內容。（激發學生繼續探究的興趣）

……

〖創設問題情境五〗根據資料卡片（國際單位制的基本物理量），如何認識物質的量？（與熟悉的物理量對比，讓學生再次認識這個物理量與時間、質量等類似）

〖教師追問〗物質的量是描述微觀粒子多少的物理量。大家可以預測化學中的微觀粒子多少個作為一個集團合適呢？也就是說 1 摩爾的物質中究竟含有多少個微粒呢？能夠用一個具體的數字來描述嗎？這個數字是如何得到的？（讓學生體會到該概念引入要解決的問題及其必要性）

……

（三）注重思維能力的提升

設置階梯習題，實踐檢驗學生對知識的運用與遷移情況，進一步提升學生思維能力。

教學設計摘錄如下：

實踐練習一

（1）1 mol H2O 中含有 水分子

（2）3 mol CO2 中有 個碳原子， 個氧原子

（3）2 mol NaCl 中有 個鈉離子， 個氯離子

（4）1.204×1024 個氫氣分子的物質的量是 mol

〖問題〗請同學歸納總結物質的量（n）、微粒數（N）、阿伏加德羅常數（NA）三者之間的換算關系。

實踐練習二

教材【學與問】

實踐練習三

如何知道 1 g 水中含有的水分子數。（最后再次回歸問題，讓學生自己解決該問題，理解此概念和日常生活中的計量的意義類似）

總之，“物質的量”概念雖然比較抽象，但整節課下來，據課堂反饋和課后學生反饋，學生能較容易地接受該概念并能較熟練地應用。本節課充分聯系和利用學生熟悉的具體的經驗，讓學生成功建構這個化學概念，在情景與問題中引導學生思考與探究，使其思維能夠沿著教學內容和自身發展進行展開，讓學生始終在自己的最近發展區前行，激發學生對問題的思考，積極主動對知識進行分析、探索和搭建，形成新的知識體系，以此推動學生能力的不斷提升，為學生終身學習奠定基礎。

【基金項目】南寧市教育科學“十三五”規劃立項課題資助（2016B012）。

【作者簡介】徐 星（1981— ），男，碩士，中學一級教師，研究方向：中學化學基礎教育研究。

（責編 盧建龍）