基于學科理解的初中化學概念教學

黃丹娜

一、問題的提出

化學概念是在化學科學發展過程中，將化學現象和化學事實經過綜合比較、分析歸納等方法提煉出來的理性知識，能反映事物的本質屬性，是化學學科知識體系的重要基礎。初中階段涉及的化學概念較多，且具有抽象和不可見性，對于化學學科思維正處于初期發展階段的初中生來說，概念學習往往會成為學習的障礙點。而實際教學中，教師往往只注重引導學生對化學概念進行字面上的解析，缺乏幫助學生建立抽象概念的直觀手段，不重視概念之間的內在聯系和遷移應用。這樣的機械記憶教學，導致學生不能透過現象認識概念的本質，容易將概念混淆，在概念記憶和理解應用之間產生沖突，對化學學習造成了影響。真正有意義的概念教學，是教師從學科理解的角度，深入了解概念的內涵與外延，教學中注重引導學生開展深度學習，經歷由感性認知到深刻理解的概念建構過程，最終達到遷移應用的目的。

二、基于學科理解的概念教學

化學學科理解，是指對化學學科知識及其思維方式、方法的一種本原性、結構化的認識，也就是不僅要對知識的本原有深層次理解，還要將相關知識聯系起來，形成結構化的有機整體。化學概念是表征物質的性質及變化規律的學科知識，反映了化學學科功能，具有整體性、思維性、遷移性。從學科理解角度，要實現化學概念功能化，要求教師進一步增進對概念的學科理解，能對概念進行全面深入也剖析，辨析其本質的同時，了解與其相關的外延內容與構成體系，如此才能在教學中引導學生開展深度學習，最終獲得有內在聯系的、結構化的概念認知。

對某個概念的深入理解就是要弄清楚概念的內涵（反映事物的共同特征）和外延（相關的各項內容），概念理解的過程是一個積極思維的活動過程，是對信息進行辨析、描述、表征和應用的過程。初中化學學習中的很多概念比較抽象，因此，基于學科理解的化學概念教學，必須重視學生形成概念的過程，教學中可通過創設真實的學習情境，利用直觀化的教學手段，精心設計與概念緊密關聯的問題，讓學生經歷感知概念、理解概念、應用概念的學習過程，引導學生積極思考，在分析、類比、歸納中逐步形成概念，并在實際問題解決中鞏固和提升對概念的理解，增強遷移應用能力，發展化學學科素養。

三、基于學科理解的教學實施策略

1.依托真實的學習情境感知概念

基于學科理解的概念形成，不是直接講解概念的內容，而是一個由感性到理性的循序漸進過程，教學中應積極為學生創設真實的學習情境，提供和概念有關的感性素材，讓學生感知概念。化學知識與日常生活緊密相關，很多化學概念雖然理論程度較高，但也是源于生活。例如物理變化和化學變化、飽和溶液與不飽和溶液、溶解度、酸和堿等，這些概念涉及的知識內容廣泛體現在生活中，可用于解釋生活中的物質及變化。因此，在進行概念教學時，就可以借助與概念相關，貼近學生實際，能夠激發學習興趣的生活范例，讓學生在生動直觀的場景中感知概念，這樣可以消除學生在學習概念時產生的思維障礙，并通過富于啟迪性的學習情景，讓學生能主動觀察分析，挖掘概念的內涵，逐步建立對于概念的完整認知。

九年級下冊第九單元“溶液的濃度”的概念教學，在展開對“溶質的質量分數”這個概念的分析解讀前， 可以提供生活中一些溶液食品如可樂、食醋、啤酒等，讓學生觀察成分說明中的有關物質含量的表示方式，比較各成分的含量，討論溶液的濃稀情況，感知溶液的濃度在生活中的廣泛體現，快速建立起對概念的認知。同時，提供一些物質如氯化鈉、蔗糖、硫酸銅等，讓學生在完成配制相關溶液的自主探究活動中，逐步增強對概念的體會和理解。有了這樣生活化的實例作為依托，不僅可以讓學生感知概念，還能形成良好的學習氛圍，活躍學生思維，讓學生融入到學習活動中，積極主動地展開對溶液組成中各成分質量關系、影響溶液濃度的因素等相關問題的探究，逐漸建立對“溶質的質量分數”的內涵和外延的認知。

2.應用宏微結合思維理解概念本質

從學科理解的本原性認識出發，要真正理解一個概念，必須對概念進行本原性思考，揭示概念的本原性問題。化學是在分子、原子的層面上認識和研究物質，宏觀與微觀相結合是化學學科特有的思維，化學概念的內涵與外延也是宏觀特征與微觀本質的密切聯系。概念教學時，教師要通過創設多樣化的教學活動，引領學生從微觀視角思考概念的本原性問題，深層次認識其內涵和外延，這樣才能展開深度學習，真正理解概念的本質。

（1）借助實驗引發微觀思考

實驗是化學學習的重要方法，化學實驗可以讓抽象的概念外顯，變得形象化。在概念教學中，做好化學實驗，利用呈現的實驗現象讓學生充分獲得感性素材，逐步引導學生通過物質的宏觀現象去思考微觀變化，開展深度學習，揭示概念的本質。

例如學習“中和反應”時，通過演示稀鹽酸加入氫氧化鈉溶液沒有明顯現象，往加了酚酞的氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸，呈現溶液由紅色褪為無色的現象，引發學生思考氫氧化鈉和鹽酸是否發生了反應，再引導他們從微觀角度思考這兩種溶液由哪些微觀粒子組成，反應過程中這些微粒的變化情況，從而展開對“中和反應”實質的探究。

化學實驗，可以很好地呈現出化學概念，搭建宏觀現象和微觀世界的橋梁，有助于學生實現從宏觀視角到微觀視角的思維轉化，促進對概念本質的理解。

（2）運用直觀手段揭示微觀本質

初中階段是學生思維處于形象思維到抽象思維的過渡時期，盡管知道物質是由微小粒子構成的，但他們對微觀世界的想象、理解和表征能力還不足。因此，教學中引導學生從微觀角度揭示概念的本質，教師還需要借助一些直觀手段，呈現形象化和具體化的微觀世界及其變化，幫助學生思考相關的本質問題。

課堂上，可以使用模型、圖片、動畫等直觀材料，使微觀世界可視化，提高學生的想象力，使學生快速形成對微觀物質及變化的認知。例如，在學習物質類別的相關概念時，展示分子、原子的微觀模型，讓學生辨析混合物、純凈物、單質、化合物等概念的區別;借助多媒體呈現生動的微觀動畫，展示化學反應中分子分解成原子，原子重新組合的微觀變化過程，幫助學生理解化學反應的微觀本質，并從中建立分子、原子的概念;還可以通過數字化實驗，利用呈現的直觀曲線圖加以例證，比如利用電導率傳感器或離子濃度傳感器測定中和反應過程中離子濃度變化，雖然學生沒有真正看到微粒，但可以將曲線的變化與溶液中微粒的變化聯系起來，幫助學生理解反應過程中的微觀變化，建立對概念的認知。

在一些概念的教學上，為了更好地反映宏觀物質及其變化的本質，教師應充分用直觀手段體現微粒的特征及變化，讓學生在直觀材料的體驗和感悟中進行分析、概括，不斷深化對概念本質的理解。

3.設計具體問題提升概念的理解與應用

學科理解中形成的結構化認識，意味著要將相關的知識聯系起來，形成有機整體，促進遷移應用。概念具有遷移性，真正實現對概念的理解，是能夠應用概念解決陌生情境中的相關問題。在學習概念之后，可以設計一些與概念緊密相關，能活化學生思維的問題，一方面測查學生對概念的理解程度，同時，讓學生在實際問題的分析探討中進一步增強對概念的深入理解，學會靈活應用概念解決問題，提升遷移應用能力。

（1）設計類比問題辨析概念

隨著學習的概念慢慢增多，學生會遇到一些具有相似性的概念，它們有本質不同，又存在關聯，容易混淆。為了避免學生對這些概念的混淆，教學時可采用類比法，通過設計一些類比問題將概念進行比較對照，引導學生通過對比概念中各自不同的要點，以此來辨析概念之間的異同，精準理解這些概念的本質。

初中學習了四種化學基本反應類型及氧化反應、還原反應等其它一些反應類型，學生在實際判斷中往往會出現問題，不能正確應用，原因是不能真正辨析這些概念的本質不同。教學中可以通過設計類比問題，幫助學生弄清概念的本質，例如學習“置換反應”時，在列舉正向例子后，再設計一些包含反例的類比問題，給出一氧化碳與氧化銅、甲烷燃燒、鎂在二氧化碳中燃燒、鈉和二氧化碳等反應的化學方程式，讓學生依據概念進行辨析，學生在進行辨析的過程中，發現錯誤，意識到自身對概念屬性的認識不夠全面深入，從而及時糾正錯誤認識，弄清這些概念的本質區別，更加準確、深刻地理解概念，同時提高對概念本質的精準辨析能力。

（2）設計變式問題深化概念理解

真正深入理解概念，是能將概念遷移應用在不同于原來的問題情境中，因此，在揭示概念本質的基礎上，還要聯系概念引出的外延內容，實現知識的拓展。教學中可以根據學生的已有認知水平，圍繞概念的內涵和外延，設計由淺入深、符合學生認知規律的層次性變式問題，考查學生對概念的理解程度和遷移能力。

例如，初中化學中關于分子、原子的概念描述：“分子是保持物質化學性質的最小粒子;原子是化學變化的最小粒子”。如果只是簡單地對這兩個概念的文字表述進行分析，學生很難對這兩個概念的聯系與區別有深入的理解，容易混淆。教學時，可以在具體的化學變化中設計相關的變式問題，將概念具體化、問題化，比如以學生熟悉的過氧化氫分解制取氧氣的反應為例，從微觀角度引導學生認識分子是由原子構成的，化學反應中原子不再分解的事實。接著呈現一系列變式問題：①在過氧化氫分解的過程中，不變的粒子是什么？②過氧化氫和生成的水化學性質相同嗎？請說出理由？③由此，你認為一氧化碳和二氧化碳的化學性質會相同嗎？判斷依據是什么？通過這些問題引導學生進行深入思考，就容易幫助他們弄清這兩個概念之間的聯系。為了促進學生對概念的深入理解和遷移應用，除了設計階梯式的變式問題，在后續更多的學習之后，還可以設計由點到面的變式問題，如“金剛石和石墨的化學性質是否相似？鹽酸、硫酸等酸為什么有相似的化學性質？”等問題，讓學生進一步理解分子的概念只是針對由分子構成的物質，同時將概念的內涵遷移應用，建立更加全面深入的概念認知。

化學概念是初中化學學習的重要基礎，對概念的理解水平將影響學生對化學問題的理解與判斷。基于學科理解的概念教學，是要幫助學生形成具有內在聯系、結構化的概念認知，進行概念教學時，不能要求學生機械地記憶概念的內容和用法，更要注重學生形成概念的思維過程。教學中應盡可能提供讓學生獲得感性認識的學習情境，充分借助多樣化的直觀手段，用聯系的方法多角度剖析概念的特征，引導學生進行深度學習，準確深入理解概念的內涵和外延，形成完整的知識體系，并遷移應用到不同的實際問題中，發展學生的化學學科素養。

基金項目：本文系福建省教育科學“十三五”規劃2019年度教育教學改革專項課題“基于核心素養的初高中一體化化學高效課堂模式研究”（項目編號：Fjjgzx19-020）研究成果之一。

（收稿日期：2021-09-15）