化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在化學(xué)平衡概念學(xué)習(xí)中的初步研究

鄧湘

摘要：化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究貫穿化學(xué)教學(xué)的整個(gè)過程，在課堂上引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生掌握新知識(shí)有強(qiáng)大的推動(dòng)作用，在引領(lǐng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的過程中有很好的示范作用，在概念教學(xué)中引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以幫助學(xué)生更加形象地理解概念的內(nèi)涵和外延，有利于學(xué)生更加深刻的掌握化學(xué)專業(yè)語言，了解概念的知識(shí)建構(gòu)。

關(guān)鍵詞：概念；化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)

中圖分類號(hào)：G633 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2021）05-0021

在我們的學(xué)習(xí)中，概念指的是具有共同特征的物體、符號(hào)或事件的標(biāo)記系統(tǒng)。它是對(duì)類別的心理構(gòu)想或表征。布魯納（Bruner）等認(rèn)為人們對(duì)于任何一個(gè)特定的概念，只要規(guī)則能正確地識(shí)別出實(shí)例和非實(shí)例，人們就會(huì)始終保持這一規(guī)則，當(dāng)規(guī)則不能達(dá)到這個(gè)目標(biāo)時(shí)，人們就會(huì)修正它。[1]行為主義者認(rèn)為，概念是學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中慢慢建立起來的。給學(xué)習(xí)者呈現(xiàn)概念的正面實(shí)例，就能較好地獲得概念。

20世紀(jì)70年代以來，國外學(xué)者對(duì)科學(xué)概念學(xué)習(xí)的研究迅速發(fā)展起來，研究者對(duì)此提出了許多不同的名詞。如樸素概念（naiveconception）、前概念（preconception）[2]、前科學(xué)概念（pre-scientificconception）、直覺概念（intuitive conception）、錯(cuò)誤概念（misconception）等等。盡管它們之間存在些許差異，但其核心均意指學(xué)生在特定學(xué)科中，對(duì)某一事物或現(xiàn)象持有的在一定程度上有別于目前科學(xué)家所公認(rèn)的看法。

一、化學(xué)平衡概念發(fā)展教學(xué)研究

大多學(xué)者對(duì)化學(xué)平衡概念的認(rèn)知發(fā)展研究已經(jīng)形成了一定的衡量標(biāo)準(zhǔn)。如格薩斯基（Gsarsky）、威爾森（Wilson）等通過研究，探知學(xué)生對(duì)化學(xué)平衡概念的認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)展過程，獲得了化學(xué)平衡概念圖。

劉秀芬（xiuFengLiu）基于凱（Chi）的本體論概念改變理論為指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)在小組合作學(xué)習(xí)化學(xué)平衡的過程中，概念的類別發(fā)生了改變。[3]在與化學(xué)平衡不同級(jí)別水平進(jìn)一步分析顯示，限制性交互概念的可理解性、合理性和信息豐富性在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中也在不斷地增加。

【教學(xué)實(shí)例】

我們?cè)趯W(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率的基礎(chǔ)上解決可逆反應(yīng)中的若干問題，今天我們繼續(xù)研究可逆反應(yīng)的其他特征。

二、化學(xué)反應(yīng)的限度

[過渡] 這里有2個(gè)問題（1）何為反應(yīng)限度？ （2）哪類反應(yīng)中存在反應(yīng)的限度？

[問題設(shè)置1]我們已知：水電解可以生成氫氣和氧氣，氫氣和氧氣點(diǎn)燃又可以生成水，那么氫氣和氧氣生成水的反應(yīng)是否為可逆反應(yīng)？為什么？

[學(xué)生思考1]將一小塊黃豆粒大小的鈉塊放入盛有水的試管中現(xiàn)象是什么？寫出有關(guān)化學(xué)方程式。該反應(yīng)有何現(xiàn)象？ （觀察到：反應(yīng)物鈉反應(yīng)完全）

[學(xué)生回答2]氯水中存在哪些微粒？請(qǐng)結(jié)合化學(xué)方程式解釋存在的這些微粒？

三、教學(xué)發(fā)現(xiàn)問題

1.學(xué)生認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)均是反應(yīng)完全徹底的，當(dāng)至少其中一種反應(yīng)物消耗完時(shí)，化學(xué)反應(yīng)也就結(jié)束了。學(xué)生忽視微觀過程，導(dǎo)致學(xué)生的頭腦中建立起了化學(xué)反應(yīng)的一些絕對(duì)化的觀念。為此可以借助多媒體輔助，直觀模擬出可逆反應(yīng)過程中各微觀粒子的行為，促進(jìn)學(xué)生理解。

2.學(xué)生中的“平衡”觀念還很虛弱。日常生活中有少數(shù)學(xué)生將“平衡”與“守恒”、“均衡”等近似概念混同，造成了一些錯(cuò)誤的理解。在化學(xué)平衡概念的教學(xué)時(shí)要充分利用學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中有關(guān)平衡的可逆性特征，同時(shí)注意糾正學(xué)生認(rèn)為的平衡是靜止不動(dòng)的觀念，強(qiáng)調(diào)平衡的動(dòng)態(tài)性特征。

四、教學(xué)啟示

我們認(rèn)為在建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下，在充分調(diào)研出學(xué)生的化學(xué)平衡知識(shí)的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生歸納出化學(xué)平衡及其相關(guān)科學(xué)概念。課堂教學(xué)中以設(shè)置情境問題→學(xué)生錯(cuò)答→實(shí)驗(yàn)佐證→小組內(nèi)合作學(xué)習(xí)→比較歸納等五步教學(xué)流程組織教學(xué)，能夠有效優(yōu)化學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)，有利于引導(dǎo)學(xué)生把前概念向科學(xué)概念的轉(zhuǎn)化，從而對(duì)后續(xù)電離平衡、鹽類水解平衡以及沉淀溶解平衡的學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響。

高二學(xué)生已經(jīng)存在相關(guān)化學(xué)平衡知識(shí)的前概念，通過本實(shí)驗(yàn)的教學(xué)后，許多相關(guān)的前概念可以轉(zhuǎn)化成科學(xué)概念，針對(duì)學(xué)生面臨的微觀角度的問題，可以通過設(shè)計(jì)真實(shí)情境的學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，結(jié)合計(jì)算機(jī)動(dòng)畫模擬設(shè)計(jì)化學(xué)平衡中分子動(dòng)態(tài)平衡問題，積極主動(dòng)幫助學(xué)生構(gòu)建化學(xué)平衡知識(shí)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，才能幫助學(xué)生真正形成科學(xué)的化學(xué)平衡概念。基于此，教師可以應(yīng)用化學(xué)演示實(shí)驗(yàn)，結(jié)合多媒體信息技術(shù)融合在微觀分子動(dòng)態(tài)平衡這一方面進(jìn)行細(xì)致的講解，按照“創(chuàng)設(shè)可逆反應(yīng)的方向情境———模擬動(dòng)畫理解正逆反應(yīng)速率變化問題———判斷化學(xué)平衡狀態(tài)建立的基本條件”，這一教學(xué)設(shè)計(jì)，深入淺出的問題式導(dǎo)向教學(xué)，幫助學(xué)生進(jìn)行深層次的理解。

五、結(jié)語

教師需引導(dǎo)學(xué)生將宏觀物質(zhì)的性質(zhì)和微觀分子的動(dòng)態(tài)平衡聯(lián)系起來，建立起化學(xué)平衡的學(xué)科知識(shí)網(wǎng)，促進(jìn)學(xué)生理解化學(xué)平衡的概念。教師還要研究設(shè)計(jì)具體化學(xué)實(shí)驗(yàn)，借助信息化技術(shù)進(jìn)行模型構(gòu)建，創(chuàng)建具體化學(xué)平衡解題模型，引導(dǎo)學(xué)生將化學(xué)平衡知識(shí)與解題模型進(jìn)行融合，深化學(xué)生對(duì)各種平衡知識(shí)理解，保證學(xué)生將知識(shí)概念同實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用相結(jié)合，讓這種模型化學(xué)習(xí)幫助學(xué)生多角度進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)記憶，從而實(shí)現(xiàn)概念教學(xué)的抽象化到具體化的模型設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1] （美） Jerome S. Bruner.教學(xué)論（Towarda Theory of insrturction）[M].北京：中國輕工業(yè)出版社。2008. 1

[2]羅莎琳德·德賴弗《兒童的科學(xué)前概念》上海科技教育出版社出版2008. 12

[3]俞宣孟《本體論研究》上海人民出版社2005-11

（作者單位：河北省唐山市開灤第二中學(xué) 063000）