王石應
摘 要:提高學生科學素養在理科教學中是以化學科學為基礎的。按照化學科學知識的內在邏輯關系,可將其劃分為化學概念與化學基本理論、物質知識、化學基本技能。不同的化學知識有不同的教與學的特點,找出教的優化方式和學的優化方式,可提高課堂教學的效率。
關鍵詞:化學概念;化學教學;學習策略
化學概念和化學理論是物質的組成、結構、性質、變化的本質屬性及其規律在人們頭腦中的反映。而學生對化學知識的形成是以掌握概念和理論為基礎的,化學概念是化學理論的基礎和重要組成部分,也是整體化學學科體系的組成部分。
一、化學課程中的概念與理論概述
概念和理論的學習在化學學習中具有特殊的作用。這是因為學生掌握了化學概念和理論以后,就能更好地對有關的化學現象進行解釋、概括、推理,更好地進行應用,從而掌握學習化學和研究化學的方法,增強認識能力和科學探究能力。學好化學概念和理論能使學生的認識不僅停留在低級的感性階段,而且能深刻地、全面地認識化學所研究的具體事物及其變化,實現知識的遷移,進而構建化學知識體系。
化學課程標準對化學概念和化學理論的學習作了彈性化處理,如在“內容標準”和“活動與探究建議”上就有不同的要求。基于這樣的原因,同一概念在不同版本的化學教材中呈現方式不同,學習的難度也就有所不同。在高中,這種思想則是通過必修和選修來對化學概念和理論進分層次的要求,以高中必修教材為例,人教版中的必修1突出化學反應和物質分類相關的概念,必修2則突出與物質結構和化學反應中的能量變化相關的概念,有機化學的概念不多。具體概念呈現時,比較注重教學境界的創設,注重穿插化學史料、化學科技前沿,注重對學生進行學科素養的培養。
二、教師對化學概念教學的策略
化學概念的形成本質上是一個由感性到理性的過程,進行教學時,教師要充分利用學生已有經驗,利用化學實驗、模型直觀、語言表述等多種手段,提供豐富的感性材料,并從生動有趣的化學變化事實及現象出發,進行分析、綜合、歸納、演繹,引導學生掌握概念。
要注意通過實例使學生產生對化學事物進行概括的需要來培養、激發學生學習化學概念的興趣,引導學生把觀察奇異現象的興趣提升到探究、思考的興趣,推動學生主動運用化學概念來學習。
在學習新概念時,學習者要將其與原有的知識經驗相比較、相聯系,才能建構新的知識結構。這要求教師從調動學生已有的知識、認知結構、已有經驗出發,盡量提供豐富的感性材料,引導學生科學、全面地分析,運用直觀獲得新經驗來排除日常經驗帶來的干擾。
在化學概念教學中,成功的教師都是從以下五點來把握:(1)激發學生的學習興趣,發揮其主體作用;(2)令學生運用多種感官,加強其感知指導;(3)引導學生通過分析、綜合、應用,準確把握概念的內涵與外延;(4)組織學生依據概念內在聯系,整合形成系統;(5)注重概念的練習、鞏固、強化理解。
三、學生對化學概念的學習策略
化學概念至少包含四個要素,一是概念的名稱,如“酸”“堿”“鹽”等,它們各代表一類物質;二是概念的內涵,指概念正例的共同本質屬性;三是概念的外延,即概念包含的一切對象;四是概念的正例、反例。
學生對化學概念的學習一般包括下列五階段:
(1)感知階段:有目的地感知典型化學事件實例,或者感知教師的語言以及教科書的語言。在認知上,為形成“最近發展區”,在思維上,為形成科學問題奠定基礎。
(2)加工階段:對典型的化學事物進行分析、綜合、對比、歸納、演繹,提取其本質屬性;然后跟已有的類似概念進行比較,把這些感知到的化學事物納入已有概念之中,或者把已有的概念作某些調整、變化,形成感知的化學事物的本質屬性的意義表征。
(3)初步形成階段:把找出的本質特征概括、類化,推廣到化學事物的更大范圍,形成概念,做出定義,或者理解和認同給予的定義,使概念符號化。
(4)聯系、整合階段:初步應用概念進行判斷、鑒別、歸屬、劃分等活動,對新學習的概念進行解釋,明確新概念的外延,使新概念與已有的概念結構聯系和作用,整合成新的概念結構(如概念網絡關系)。
(5)運用階段:在解決問題的過程中,運用所學概念對化學事物進行概括、推理、解釋、判斷等,不但使問題得到解決,而且對概念的認知進一步發展和加深,使之更加準確、精細、豐富,或者發現新的問題、導致新的概念的形成等。
案例:“電離”概念的形成策略
“電離”概念比較抽象,學生不能通過感官直接感覺到物質電離后自由離子移動的過程,學生難以接受這樣的化學結論。
首先,教師可演示氫氧化鈉、氨水、蔗糖溶液、酒精、硫酸、醋酸等溶液導電性的實驗,或者由學生完成實驗。通過實驗現象的觀察、記錄,學生觀察到有些物質在水溶液中能導電,有些則不能導電的實驗例證。不同的合作小組相互交流各自的實驗結果,從而使獲得的例證更充分。
其次,在此基礎上,介紹氯化鈉、硝酸鉀、氫氧化鈉等固體分別加熱至熔化后也能導電的事實,這樣能比較容易形成電離的概念,從而正確理解、認知電解質與非電解質的內涵。與此同時,進一步引導學生觀察電解質導電能力的實驗,使學生獲得不同物質導電能力有強弱的感性知識,這樣,對學生形成全部電離和部分電離的理論概念,找到了極有說服力的依據。
最后,通過flash動畫展示氯化鈉在水中的溶解和電離過程,引出氯化鈉電離方程式的書寫,以及鹽酸、硝酸、硫酸的電離方程式。通過師生、生生間相互交流與討論,從電離的角度得出酸的定義,再引導學生自己從電離的角度概括出堿和鹽的本質,學生掌握電離概念的應用,進一步加深對電離概念的理解。