基于APOS 理論的高一化學(xué)核心概念教學(xué)實(shí)踐研究

摘 要：化學(xué)核心概念是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的基石，在落實(shí)化學(xué)學(xué)科觀念和核心素養(yǎng)等方面發(fā)揮著十分重要的價(jià)值.本論文立足于此，簡述了APOS理論的內(nèi)涵，并遵循APOS教學(xué)流程，結(jié)合“電解質(zhì)的電離 離子反應(yīng)”核心概念教學(xué)為例，在高一化學(xué)課堂教學(xué)實(shí)踐中展開探究，旨在總結(jié)一套全新的化學(xué)核心概念教學(xué)模式，以期不斷提升高中化學(xué)核心概念教學(xué)質(zhì)量.

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；核心概念；APOS；核心素養(yǎng)；課堂教學(xué)

中圖分類號(hào)：G632 ""文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ""文章編號(hào)：1008-0333（2024）36-0115-03

收稿日期：2024-09-25

作者簡介：楊曉棠（1990.5—），女，福建省浦城人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，從事高中化學(xué)教學(xué)研究.

高中化學(xué)學(xué)科來說，核心概念的重要性不言而喻，但在當(dāng)前教材中，核心概念基本上都是通過文字定義的方式呈現(xiàn)在學(xué)生面前.新課標(biāo)下，學(xué)生在學(xué)習(xí)這些核心概念時(shí)，死記硬背并非主要目的，還應(yīng)深層次理解其本質(zhì)和內(nèi)涵，并將其靈活運(yùn)用到實(shí)踐中.和傳統(tǒng)核心概念教學(xué)方式不同，APOS教學(xué)理論倡導(dǎo)以真實(shí)情境作為基本載體.學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，經(jīng)歷各種外部活動(dòng)、思維活動(dòng)，先對(duì)核心概念形成初步感知，接著在感知的基礎(chǔ)上進(jìn)行整合、表征，最終在學(xué)習(xí)中建立起知識(shí)和思維模型，并促進(jìn)知識(shí)、能力等素養(yǎng)的全面發(fā)展.鑒于此，將APOS教學(xué)理論融入化學(xué)核心概念教學(xué)中，契合了新課標(biāo)的要求，也是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的必然選擇.

1 APOS理論和化學(xué)核心概念教學(xué)概述

APOS理論是由杜賓斯基提出來的.他認(rèn)為，學(xué)習(xí)者在解決問題時(shí)所呈現(xiàn)出來的狀態(tài)，是通過主觀意識(shí)感知的心理活動(dòng)過程，和頭腦中的舊模式進(jìn)行融合，最終實(shí)現(xiàn)問題的解決.就APOS理論的內(nèi)涵來說，主要包括以下四個(gè)階段：

第一，活動(dòng)階段（Action）.包括思維內(nèi)隱性活動(dòng)（判斷、辨析）、外顯性行為活動(dòng)（合作交流、實(shí)驗(yàn)操作等）、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境活動(dòng).在整個(gè)教學(xué)過程中，活動(dòng)是學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，也是學(xué)生建構(gòu)意識(shí)的橋梁，是學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的必要條件，旨在引領(lǐng)學(xué)生積極主動(dòng)參與到新知識(shí)的認(rèn)知與建構(gòu)中.

第二，過程階段（Process）.這一階段是學(xué)生探究知識(shí)的過程，是思維建構(gòu)的關(guān)鍵階段，更是從感性到理性認(rèn)識(shí)的上升階段.在這一過程中，以問題作為驅(qū)動(dòng)，使學(xué)生在主動(dòng)探究中對(duì)所獲得的信息進(jìn)行組織加工，并在評(píng)價(jià)反饋中對(duì)自己的思維進(jìn)行修正.

第三，對(duì)象階段（Object）.這一階段主要是將抽象的知識(shí)，經(jīng)過反復(fù)多次的壓縮和解壓，最終在學(xué)生頭腦中抽象出輪廓，并將自己的理解和使用賦予其中，進(jìn)而將原本抽象的知識(shí)形式化.但在這一階段中，學(xué)生所形成的知識(shí)點(diǎn)是孤立的，仍需對(duì)其進(jìn)行遷移和拓展.

第四，圖式階段（Scheme）.這一過程是由活動(dòng)、過程、對(duì)象以及其相互關(guān)系所構(gòu)成的復(fù)雜認(rèn)知結(jié)構(gòu).而這些認(rèn)知結(jié)構(gòu)最終經(jīng)過學(xué)生的理解和內(nèi)化，將其和所學(xué)的知識(shí)體系融合到一起，促進(jìn)知識(shí)的融會(huì)貫通.因此，在這一過程中，教師在開展課堂教學(xué)時(shí)，應(yīng)圍繞核心概念，指導(dǎo)學(xué)生從多個(gè)角度展開理解，使學(xué)生在不斷同化和順應(yīng)中，對(duì)頭腦中已有的圖示進(jìn)行豐富、完善［1］.

2 基于APOS 理論的高一化學(xué)核心概念教學(xué)實(shí)踐研究

為對(duì)APOS理論下的化學(xué)核心概念教學(xué)進(jìn)行全方位、深層次地探究，本文結(jié)合“電解質(zhì)的電離 離子反應(yīng)”中“離子反應(yīng)”的核心概念教學(xué)實(shí)踐為例，針對(duì)其進(jìn)行如下探究：

2.1 活動(dòng)階段：創(chuàng)設(shè)活動(dòng)情境

在APOS理論下的化學(xué)核心概念教學(xué)活動(dòng)中，活動(dòng)階段是起點(diǎn)，旨在為學(xué)生營造學(xué)習(xí)情境，使學(xué)生在親身體驗(yàn)中感知化學(xué)核心概念［2］.具體來說，教師在創(chuàng)設(shè)活動(dòng)情境時(shí)，必須結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生的認(rèn)知水平，科學(xué)選擇活動(dòng)素材，并結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)活動(dòng)情境.例如，在“離子反應(yīng)”核心概念教學(xué)中，基于APOS理論的活動(dòng)階段內(nèi)涵，教師首先為學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)導(dǎo)入情境：

播放海水曬鹽的視頻，并呈現(xiàn)資料卡片，使學(xué)生了解到：經(jīng)過海水曬鹽所得到的粗鹽中含有許多雜質(zhì)，如：不溶于水的泥沙、可溶于水的CaCl2、MgCl2、Na2SO4，接著向?qū)W生提出問題：回憶初中階段所學(xué)的知識(shí)，思考如何將粗鹽中難溶于水的雜質(zhì)去掉？結(jié)合上節(jié)課所學(xué)的知識(shí)，去除難溶性雜質(zhì)后粗鹽溶液中的可溶性溶質(zhì)是以什么形式存在的？并呈現(xiàn)資料卡，使學(xué)生在閱讀中認(rèn)識(shí)到：粗鹽中的硫酸鈉和氯化鎂會(huì)導(dǎo)致食鹽產(chǎn)生苦味，氯化鋇則會(huì)對(duì)人的身體健康造成危害.同時(shí)，在資料卡中

展示精制鹽的流程圖.學(xué)生在這一問題情境的驅(qū)動(dòng)下，產(chǎn)生了濃厚的求知欲望，進(jìn)而積極主動(dòng)參與到探究學(xué)習(xí)中.

接著，教師又引導(dǎo)學(xué)生思考：要想將粗鹽溶液中的Na2SO4去除，需要加入BaCl2溶液，加入之后會(huì)產(chǎn)生什么樣的現(xiàn)象？然后，開展演示實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)白色沉淀進(jìn)行猜想，并思考將白色沉淀過濾之后，溶液中還存在什么離子？這一問題聚焦“離子反應(yīng)”的核心概念，旨在引領(lǐng)學(xué)生從宏觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，感受粗鹽除雜過程中離子之間的反應(yīng)［3］.

2.2 過程階段：設(shè)計(jì)問題鏈

在APOS理論下的化學(xué)核心概念教學(xué)活動(dòng)中，過程階段是學(xué)生有效建構(gòu)概念的關(guān)鍵.在這一過程中，教師應(yīng)聚焦化學(xué)核心概念的內(nèi)涵，科學(xué)設(shè)計(jì)出層次化問題，使學(xué)生在層層遞進(jìn)問題支架的引領(lǐng)下，經(jīng)歷問題分析和解決等過程，最終在探究的過程中，逐漸形成化學(xué)核心概念.例如，在“離子反應(yīng)”核心概念教學(xué)中，基于APOS理論中過程階段的內(nèi)涵，教師結(jié)合除雜的原則，針對(duì)粗鹽溶液中MgCl2的除去，

分析應(yīng)加入NaOH溶液，引導(dǎo)學(xué)生思考兩種溶液混合會(huì)生成哪些新物質(zhì)？所生成的新物質(zhì)在溶液中以什么形式存在？在本次實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的白色沉淀是什么？反應(yīng)之后的溶液中主要存在哪些離子？反應(yīng)變化的實(shí)質(zhì)是什么？在這一過程中，學(xué)生在問題的引領(lǐng)下，通過自主思考和合作交流，最終在探究的過程中，完成了“離子反應(yīng)”這一化學(xué)核心概念的修正和完善.

之后，為了引領(lǐng)學(xué)生更進(jìn)一步建構(gòu)概念，教師再次向?qū)W生提出問題：所有物質(zhì)在水溶液中都能發(fā)生離子之間的反應(yīng)嗎？哪一類物質(zhì)在水溶液中能夠電離出離子？電解質(zhì)熔融狀態(tài)下可以發(fā)生離子反應(yīng)嗎？在這一階段中，教師依托問題這一載體，指導(dǎo)學(xué)生在拓展和延伸中，明確“離子反應(yīng)雖然大都在水溶液中進(jìn)行，但也可以在熔融狀態(tài)下發(fā)生”，使學(xué)生在拓展性思考與探究中，真正理解離子反應(yīng)的本質(zhì).

2.3 對(duì)象階段：細(xì)化概念理解

在APOS理論下的化學(xué)核心概念教學(xué)活動(dòng)中，對(duì)象階段是活動(dòng)階段和過程階段的升華，旨在對(duì)過程階段中所形成的化學(xué)核心概念的內(nèi)涵和外延展開探究.同時(shí)，在具體探究過程中，還應(yīng)賦予其定義、符號(hào)表征等，旨在加深學(xué)生對(duì)核心概念的理解.化學(xué)核心概念具備極強(qiáng)的統(tǒng)攝性，教師在這一教學(xué)過程中可借助恰當(dāng)?shù)恼蠢樱箤W(xué)生在典型例子分析中，對(duì)其形成深刻理解，并避免學(xué)生在學(xué)習(xí)中迷思概念.

例如，在“離子反應(yīng)”核心概念教學(xué)中，基于APOS理論中過程階段的內(nèi)涵，再次為學(xué)生搭建了層層遞進(jìn)的問題：如何借助化學(xué)符號(hào)將離子反應(yīng)表示出來？如何正確書寫反應(yīng)的離子方程式？并以Na2SO4溶液和BaCl2溶液反應(yīng)為例，指導(dǎo)學(xué)生嘗試借助各微粒的化學(xué)符號(hào)，將混合前后粒子之間的關(guān)系表示出來.接著，指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合觀察，總結(jié)書寫離子方程式，并在自主建構(gòu)書寫步驟的過程中，從符號(hào)的層面對(duì)“離子反應(yīng)”這一核心概念進(jìn)行理解.最后，教師又從應(yīng)用概念的層面上，為學(xué)生設(shè)計(jì)了練習(xí)題目：通過NaCl和AgNO3溶液的反應(yīng)、NaOH和HCl溶液的反應(yīng)、Ba（OH）2和H2SO4溶液的反應(yīng)、Na2CO3和HCl溶液的反應(yīng)，總結(jié)出離子反應(yīng)的發(fā)生條件是什么？離子方程式的意義是什么？通過這些練習(xí)題目，你還有什么發(fā)現(xiàn)？如此，學(xué)生在練習(xí)中，鞏固了書寫離子方程式的步驟，并在練習(xí)題目的反思中，自行組織語言，得出了離子反應(yīng)的發(fā)生條件和意義.

2.4 圖示階段：構(gòu)建核心概念圖

鑒于APOS理論的內(nèi)涵，教師還應(yīng)在學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，促進(jìn)新認(rèn)知結(jié)構(gòu)和原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)整合起來，最終形成一個(gè)全新的認(rèn)知結(jié)構(gòu).這就要求教師在開展課堂教學(xué)時(shí)，可借助引領(lǐng)學(xué)生建構(gòu)概念圖、思維導(dǎo)圖等方式，建立起化學(xué)核心概念之間的聯(lián)系，以便于學(xué)生在結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)中，促進(jìn)核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展.例如，在“離子反應(yīng)”核心概念教學(xué)中，鑒于圖示階段的教學(xué)要求，教師在開展課堂教學(xué)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)以往所學(xué)的四大基本反應(yīng)類型進(jìn)行回顧，并思考其和離子反應(yīng)之間存在的關(guān)系.同時(shí)，教師又為學(xué)生呈現(xiàn)了一些常見的化學(xué)反應(yīng)方程式：NH3H2O+HClNH4Cl+H2O；Zn+2HClZnCl2+H2↑；2CuO+C△2Cu+CO2↑；2NH4Cl（s）+Ca（OH）2（s）2NH3↑+CaCl2+2H2O，

讓學(xué)生進(jìn)行觀察，并結(jié)合所學(xué)的知識(shí)，判斷出其屬于哪一類的化學(xué)反應(yīng).同時(shí)，教師結(jié)合學(xué)生的回答，帶領(lǐng)學(xué)生總結(jié)“判斷一個(gè)反應(yīng)是否屬于離子反應(yīng)，不能從反應(yīng)的類型上來看，而是要從離子反應(yīng)的本質(zhì)上進(jìn)行判斷.”之后，教師又指導(dǎo)學(xué)生對(duì)粗鹽提純的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行思考，分析在粗鹽提純過程中加入NaOH溶液的目的是什么？如何對(duì)混合溶液中是否存在Cl-進(jìn)行檢驗(yàn)？最后，指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合本節(jié)課所學(xué)的知識(shí)，思考常見的離子檢驗(yàn)方法，在這一過程中，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，將新舊知識(shí)聯(lián)系在一起，形成了系統(tǒng)化的知識(shí)結(jié)構(gòu)，最終完成了“離子反應(yīng)”這一核心概念的深刻理解（如圖1所示）.另外，在具體的教學(xué)活動(dòng)中，又指導(dǎo)學(xué)生借助習(xí)題演練，使其進(jìn)一步理解了離子反應(yīng)的本質(zhì)，最終在運(yùn)用離子反應(yīng)解決實(shí)際問題的過程中，鞏固了所學(xué)的知識(shí)，真正提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果［4］.

3 結(jié)束語

綜上所述，化學(xué)核心概念是化學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，也是幫助學(xué)生構(gòu)建結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化知識(shí)體系的關(guān)鍵，更是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的重要途徑.鑒于傳統(tǒng)化學(xué)核心概念教學(xué)現(xiàn)狀，基于APOS理念的內(nèi)涵，從活動(dòng)階段、過程階段、對(duì)象階段和圖示階段四個(gè)方面著手，使學(xué)生經(jīng)歷初步感知、整合和表征等過程，最終在學(xué)習(xí)中建立起知識(shí)和思維模型，促進(jìn)化學(xué)核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展.

參考文獻(xiàn)：

［1］

王彩連.基于APOS理論促進(jìn)高中生化學(xué)概念理解的教學(xué)研究［D］.南寧：南寧師范大學(xué)，2023.

［2］ 滿琳.基于APOS理論的高中化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)研究［D］.哈爾濱：哈爾濱師范大學(xué)，2023.

［3］ 陳蘭.應(yīng)用APOS理論促進(jìn)高中生化學(xué)思維能力的教學(xué)實(shí)踐研究［D］.伊犁：伊犁師范大學(xué)，2023.

［4］ 吳防城.基于APOS理論的高中化學(xué)核心概念學(xué)習(xí)進(jìn)階實(shí)踐研究［D］.貴陽：貴州師范大學(xué)，2023.

［責(zé)任編輯：季春陽］