基于學科理解的概念教學

摘要：學科理解是教學之本，更是學習之基。基于學科理解的概念教學，是發展學生核心素養的必由之路，具體策略包含加強概念教學，凸顯學科理解;巧用原有概念，助力學科理解;合理改編教材，服務學科理解;形象表達概念，深化學科理解。概念教學構建一個有機整體，學生才會學得明白、真切，從而體現教學之應有“本色”。

關鍵詞：學科理解;概念教學;初中化學教學

中圖分類號：G633.8 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094（2021）06B-0075-04

概念教學是化學教學的基礎內容，其遠不止是學習給各類物體和觀念冠以新的標簽或名稱。概念學習是建構知識的過程，是將信息整合進綜合的、復雜的認知結構的過程。但在現實中，概念教學的結果往往是形成一個個零散的客觀的知識點。概念教學中必須引導學生理解概念的“來歷”，即無論教概念還是學概念都要回到學科理解的范疇，找到概念在學科中的“根”和“據”，回到學科所研究的事物的某些屬性上去。

近日，江蘇省中小學教研室主辦的《教學新時空》欄目向全省直播了蘇州市高新區實驗初級中學繆徐老師執教的初三“化學方程式”一課。繆徐老師是教授級中學高級教師、著名化學特級教師、江蘇省教學名師。筆者有幸觀摩學習，并受邀現場點評，從中受益頗多。

一、加強概念教學，凸顯學科理解

一段時間以來，忽視或弱化概念教學的現象比較突出。不少教師感覺到概念教學“沒有什么難度”，或者“沒有什么可教的”。在沒有充分理解學科的前提下，盲目進行大量的刷題操練。日常教學中，教師往往直接告知學生一些化學概念，甚至通過背誦默寫的方式促進學生記憶。概念被異化為知道個“大概”，然后（讓學生）“念”或“練”。概念教學不得要領，化學概念缺乏根基，概念建構基礎脆弱。

執教者所在學校化學學科選用的是人教版教材，該節課為第五單元課題1質量守恒定律第二課時的教學內容。人教版教材中“化學方程式”部分在這一課題中僅占六分之一的篇幅，而在江蘇選用的另一主流版本滬教版教材中，這一部分所占篇幅更少（僅六行字），兩個版本教材的重心都放在“如何正確書寫化學方程式”上。執教者舍得在緊張的化學課時中專門安排一整堂課的時間專題教學，足見其良苦用心，更顯名師匠心。事實上，化學方程式是十分重要的化學概念，是對物質化學性質和變化的一種精煉濃縮[1]126，是學好化學的重要利器;通過比較，能體會化學方程式在學科表達中的優越性，感受化學學科獨具的簡約之美[1]127;通過化學方程式，從宏觀、微觀、符號三重表征上認識和理解化學，并建立三者之間的有機聯系，體現了化學專屬的學科理解。

二、巧用原有概念，助力學科理解

前科學概念簡稱前概念（Preconcept），是指學生在接受正式的科學概念之前對學科的粗略認識[2]。前概念會對科學概念的學習產生積極或消極的影響，教學過程中應當充分考慮學生已有的概念并進行學科化甄別。后喻時代的備課面臨挑戰，學生在某些領域的認識比教師更為豐富，了解學情需要“實證研究”而非主觀臆斷，教師必須走近學生并向他們學習。優秀教師善于利用學生頭腦中原有的正確的或錯誤的先前認識，就好似借助學生已有的認知“種芽”，提供一片肥沃的信息“土壤”，幫助學生生成通往科學概念的生長“支架”，促進概念認知不斷發展。同時，化學概念作為學科專業領域用語，必然存在著特殊的內涵和屬性，與前概念之間存在諸多不同之處。

在此前的學習中，學生已經掌握了用“文字表達式”表示化學反應，執教者引導學生嘗試用“符號表達式”表示化學反應。這一環節中，僅少數學生在化學式的書寫上存在一些問題，經糾偏及時解決。旋即，學生發現“符號表達式”不符合前課學習的質量守恒定律，執教者引導學生從微觀角度分析產生問題的原因，從而引發出“化學計量數”在“化學方程式”書寫中的重要性。從化學學科視角審視，這三種表達式的衍變是一個逐步遞進的過程，遞進的結果是對化學反應表達的日趨完美。這一歷程的比較研究，超越學科事實，體現學科本質，讓學生切實感受到，概念是不斷“生長”著的。有了“化學方程式”，前兩種表達方式就可以退出歷史舞臺了。

三、合理改編教材，服務學科理解

葉圣陶先生講“教材無非是個例子”，但教材又是一個重要的例子。教師需要研讀不同版本的教材，包括國外教材以及上下學段的教材甚至相近學科的教材。在比較研究的基礎上，教師根據教學實際情況特別是學生的認知特點，可對教材進行重組或改編，選取建立在學生知識背景和經驗基礎之上的建立概念的最佳例子和最佳“非例子”，以服務于學科理解的需要。

人教版化學教材九年級上冊中，正文部分（P93）的例子為木炭在氧氣中燃燒生成二氧化碳的反應，討論部分（P94）出現了硫在氧氣中的燃燒反應、鐵與硫酸銅溶液的反應、粗銅絲表面的氧化銅與氫氣在加熱條件下的反應。以上四個化學反應方程式中各反應物、生成物前的化學計量數均為“1”，教材的考慮可能是為了循序漸進，但是由于缺少“配平”這一環節，在引導學生理解“化學方程式”的內涵方面是存在不足的。執教者在備課中將正文部分的例子改為“氫氣在氧氣中燃燒生成水的反應則需要‘配平”，繼而為研究微觀上的微粒個數比以及宏觀上的物質質量比打下良好的基礎。執教者同時指出所有化學方程式都不能直接表示化學反應過程所伴隨的現象，如氫氣在氧氣中燃燒的化學方程式不能直接表達出“淡藍色火焰”。

四、形象表達概念，深化學科理解

利用學習者原有認知結構中已具備同化新概念的適當觀念，教師形象化揭示出新概念的本質特征，使艱澀枯燥的概念教學變得鮮活生動、淺顯易懂。形象表達概念，能拉近化學學科與學習者之間的距離，有效降低學生對新概念的陌生感，深化概念的學科理解，以達“淺入深出”之妙。形象表達概念還能有效緩解審美疲勞和厭學情緒，走出教師苦教、學生苦學的教學沼澤。

執教者將“元素符號”比作“字”，將“化學式”比作“詞”，將“化學方程式”比作“句”，從“元素符號”到“化學式”就是“由字組詞”，從“化學式”到“化學方程式”就是“連詞造句”（同時指出，要以客觀事實為依據）。“字、詞、句”這一系列形象化表達能讓學生體會出化學概念逐漸“長大”的過程，還能為后續學習中探究化學的“章”及“經史子集”打下伏筆，最終在學生的頭腦中構建起化學學科的“四庫全書”。又比如在對“化學方程式”意義的探究中，執教者引導學生將宏觀物質的層面比作“粗看”，將微觀粒子的層面比作“細看”，這樣的類比非常形象貼切，概念的形成自然而然，概念的刻畫入木三分，概念的掌握根深蒂固。

五、適度概念練習，鞏固學科理解

概念練習的目的是幫助學生理解概念并明確概念的本質屬性和特征，促進概念在不同情境中的熟練應用，有效促進概念學習由陳述知識學習階段上升到智能技能應用階段。概念練習教學中要緊緊圍繞目的展開，反對“多多益善”的刷題行為，力求少而精準的深度刻畫。適度練習以后，還要回扣概念的學科理解，教師要指引學生克服做題做到“情不自禁”甚至“不能自拔”的不良現象。

在化學方程式的讀法教學環節，執教者繼續以氫氣和氧氣的反應為例。從物質變化的層面（宏觀），讀作“氫氣與氧氣在點燃條件下生成水”，也可聯系前面已學的反應類型讀作“氫氣與氧氣在點燃條件下化合生成水”;從微觀層面可讀作“每兩個氫分子與一個氧分子在點燃條件下生成兩個水分子”;從宏觀計量層面可讀作“每四份質量的氫氣與三十二份質量的氧氣在點燃條件下完全反應生成三十六份質量的水”。根據化學方程式的計算是化學學科理解的重要部分，執教者又引導學生分析鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵、鎂在氧氣中燃燒生成氧化鎂、磷在氧氣中燃燒生成五氧化二磷這三個化學方程式，要求學生計算各物質間的質量比，驗證這些反應是否遵循質量守恒定律。

六、把握概念內涵，貫通學科理解

任何學科都要通過概念來揭示事物的本質和規律[3]。把握概念內涵，就是在掌握概念定義的基礎上前掛后聯、形成脈絡。為此，教師要在理解、把握教材編寫設計思路和結構脈絡的基礎上，確定學習主題，對學科概念施以適當的重組、整合以進行教學單元設計[4]76。設計中教師要注意揭示新概念與已學概念間的內在聯系，先學的概念要為后續概念的學習留下伏筆與懸念，后學的概念在教學時要注意以舊引新，幫助學生理解新老概念間的內在聯系，了解概念的發展脈絡。教師引導學生從點狀的概念形態，逐步延伸擴展，由點連線、由線到面、由面構體，形成結構化的概念體系[4]77，真正實現貫通學科理解。

學生初步掌握“化學方程式”概念以后，執教者趁勝追擊，引導學生分析“化學方程式”的內涵屬性。粗看“化學方程式”，看到反應物和生成物分別是什么;細看“化學方程式”，看出反應物和生成物各微粒間的比例關系;通過“化學方程式”計算，得到反應物和生成物各物質之間的質量比。執教者利用定性研究與定量研究相結合的方法，加深了學生對“化學反應方程式”的內涵認識。學生逐步認識到，“化學方程式”能將化學反應的研究由定性分析升格為定量分析。學生鞏固以上結論后，執教者進一步總結闡釋“化學方程式”作為符號表征的一種重要形式，在溝通宏觀和微觀之間的獨特作用。從“元素符號”到“化學式”，從“化學式”到“化學方程式”是一個概念整合、遞進的過程，縱觀這一歷程便于學生順利構建完整的學科概念體系。

化學是一門研究物質的組成、結構、性質以及變化規律的自然科學。化學學科理解包括學科性質以及學科思維方法兩個方面：學科性質應該是學科研究的本質內涵，也就是學科研究的特定的事物的屬性;學科的思維方法總體上也是由研究對象決定的。學科思維方式是學科理解的核心和關鍵。基于學科理解，是發展學生核心素養在化學概念教學中的基礎工程。如果教師在教授每一個概念的時候都能帶領學生回到學科的特定屬性和范疇理解概念的“來歷”，學生就會對知識產生一種歷史親近感[5]。不僅如此，當所有的概念的理解都朝向學科的特定屬性和范疇時，學生就能把握核心概念和概念間的內在聯系。整個學科的概念就能構成一個有機整體，學生才會學得明明白白、真真切切，從而體現概念教學之應有“本色”。

參考文獻：

[1]劉繼和，辛靜.初中化學教學設計與案例分析[M].北京：科學出版社，2015.

[2]丁偉.化學概念的認知研究[M].南寧：廣西教育出版社，2015：3.

[3]王策三.教學論稿[M].北京：人民教育出版社，2005：84.

[4]王云生.課堂轉型與學科核心素養培養[M].上海：上海教育出版社，2016.

[5]季蘋.教什么知識[M].北京：教育科學出版社， 2009：222.

責任編輯：石萍

收稿日期：2021-03-24

作者簡介：李志華，南京師范大學蘇州實驗學校（江蘇蘇州，215133），正高級教師，研究方向為化學教育。