林 岚
化学概念的教学在中学化学教学中占有重要地位,但因其抽象性给学生理解、掌握、应用化学概念带来不少困难。如何搞好化学概念的教学,使学生能灵活掌握、熟练应用概念解决相关问题?本文就苏教版化学教材中有关化学概念的教学实践进行探讨,研究在新课程核心化学概念的教学中,应当采取何种教学策略和教学方式,才能促进学生对概念的理解和形成。
化学新课程标准要求教师从“单纯教师的教”转向“师生共同活动且以学生探究为主的学”,体现以人为本、以
学生为中心的教育理念。化学概念的教学,不单纯是化学知识的教学,它还能通过学生主动参与教学过程,激发学生学习的兴趣,培养学生科学的态度,以及训练学生科学的方法。加强概念教学对学生认识、理解、掌握并深入探究化学,增强学生的创新精神和实践能力有着积极而深远的意义。
新课程化学概念教学要求的特点
新课程背景下概念原理知识的特点:1)从必修到选修,概念原理知识螺旋发展;2)从必修到选修,概念原理知识的发展富有逻辑性和系统性。
新课程中不少化学概念的教学要求是在不同的模块中逐步提高、深化的。例如,原子结构知识的有关概念在必修1中要求知道元素、核素的涵义(原子组成),了解原子核外电子的排布;在必修2中要求能认识元素周期律,了解原子结构与元素性质的关系。但是到了“物质结构与性质”选修模块,则要求知道原子核外电子的能级分布(原子轨道、量子数、电子云图)、元素电离能、电负性的涵义,能应用元素的电离能说明元素的某些性质,了解电子跃迁原理的简单应用。再如化学反应与能量变化的有关概念,在必修2中要求知道化学反应过程中会发生能量变化,能量变化的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,化学能与热能的转化、电能的转化(感性认识);到了“化学反应原理”中则要求化学反应与热能的转化(定量计算和测定)、化学能与电能的相互转化(理性分析);到了“实验化学”要求通过实验探究电解规律。
就是在同一模块中有关的化学概念也是逐步发展和深化的。以苏教版《化学1》有关氧化还原反应的概念为例,在专题1第一单元“物质的分类及转化”中,学习化学反应常见分类方法后,指出根据化学反应过程中元素的化合价是否发生变化,将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应;专题2第一单元从氯气和溴化碘的反应中化合价的变化分析入手,变化的原因由于得失电子,揭示了氧化还原反应的本质是电子的转移,进而在“拓展视野”中认识氧化性、还原性强弱。这种设置方法有2个优点:1)符合学生认识规律呈螺旋上升的特点;2)有效保护学生学习化学的积极性和对化学学习的持续兴趣。
新课程化学概念教学的几点建议
基于以上认识,教师在教学中对化学概念的教学不应“一步到位”。教师在进行某概念知识的教学设计时,一定要清晰地知道该内容在化学1中应该处理到何等程度,更深入地介绍分布在哪个选修模块,这样实施教学才能游刃有余。新课程要求关注学生原有的概念(前概念),创设条件促使概念转变,深刻理解和掌握概念;要求设计探究实验培养学生学习兴趣,感悟概念形成过程,领会科学的方法,形成科学态度。在概念教学中:1)突出化学概念之间的本质联系,增进学生对物质性质及化学反应的理解力,因此需要避免孤立地进行概念教学;2)重视化学核心观念的建构,转变学生原有认识及其认识方式,发挥概念原理的认识功能,因此需要避免仅仅就事论事地处理概念知识。
实施观念建构的教学,关注学生的认识发展新课程化学概念教学强调观念建构(包括元素观、分类观、微粒观、比较观等),改变原来概念教学存在的过多关注具体概念辨析和概念的识记,忽视概念的认识功能和指导作用,导致学生记得具体的概念知识,不会应用概念分析、解释问题或现象。因此,概念教学要重视学生观念的建立,重视概念在学生认识中的作用。概括地说,就是要从具体知识的教学转化为以观念建构为核心的教学。学生的已有概念对新概念掌握的影响是不容忽视的,教师应该充分利用学生已有的知识和经验(前概念也可能是正确的,也可能是错误的),运用多种方法创设各种情景,在此基础上促使新概念在原有的基础上得以转化和发展。
例如《化学1》氧化还原反应有关的概念,学生的起点认识是得氧失氧角度的氧化还原反应。《化学1》中需要达成的认识水平是:化合价的水平——理解且应用(形成技能),电子转移的水平——理解但不应用。教学中面临的3个难点和关键点:1)如何突破得氧失氧的认识框架?2)如何学会化合价的分析方法?3)如何建立起化合价升降与电子得失的关系?
进行教学处理时,笔者先让学生根据基本反应类型分别写出生成CO2的化学方程式。在评价中设疑:Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2应属何种基本反应类型?从而让学生自己得出初中化学所学的反应分类方法有局限性,不能囊括所有化学反应,不能反映化学反应的本质,进而引出本课的学习目的。
接着在学生已经掌握“从得失氧的角度分析氧化还原反应”的相关知识后,提出:C+O2=CO2是否属于氧化还原反应?利用这个问题,让学生产生认知冲突,突破对氧化还原反应的认识,开始寻求更加科学的判断标准。
然后在学生无法用得失氧的观点解决C+O2=CO2是否属于氧化还原反应这个问题时,设疑引导:标出C+2CuO=2Cu+CO2、C+H2O=CO+H2、C+O2=CO2这3个反应中元素的化合价,然后看看是否能得到化合价跟氧化还原反应的关系?通过学生自己对化合价改变的研究,得出化合价跟氧化还原反应的各种关系结论。
最后由钠跟氧气的反应到钠跟氯气的反应(形式相似,本质是否会一样?),请学生分析钠到钠离子的变化……确认电子发生转移。再分析锌跟硫酸铜的反应,与上述反应相比形式不同,本质是否会不同?电流计指针偏转刺激,分析后确认同样存在电子转移(顺利实现氧化和还原的统一)。
设计基于实验探究的化学概念教学,有利于学生感悟概念的形成中学生思维能力的发展正是从形象思维到抽象思维的过渡时期,形象思维多于抽象思维,对抽象概念的学习一般离不开感性材料的支持。因此,讲授概念时要遵循人们的认识规律,从感性到理性,从具体到抽象,做到从直观入手,通过观察、感受、分析、抽象概括而引出概念。
概念知识在新课程化学教材中的呈现方式同以往发生较大的变化,不再是单一的文字的描述,而是通过微观示意图、真实的实验现象,加以数据和活动栏目等,共同帮助学生建构认识。即凸显概念的形成过程,而不仅仅是呈现终态、静态的知识,在一定程度上降低概念知识的抽象性,便于学生理解。教师在教学时要尽量利用好教材中的各种栏目,使抽象概念形象化,使用实验、录像、模型、图片等直观教具,以及实验事实或实验数据等,帮助学生理解概念。
案例 首先,教师用视频展示有的反应很快(如爆炸),有的反应很慢,说明不同的反应快慢程度主要由反应物的性质决定,接着设置问题情景:如何描述快慢程度?用化学反应速率,如何表示呢?这样就把学生的思维调动起来,随后设计一组实验。
实验1:将200 ml水、50 ml碘酸钾溶液、50 ml淀粉溶液、50 ml亚硫酸钠溶液混合
数据:混合后亚硫酸钠的浓度1.0×10-3 mol/L
信息:亚硫酸钠完全消耗时,溶液变色
实验2:100 ml水,25 ml碘酸钾溶液,25 ml淀粉溶液,25 ml亚硫酸钠溶液
教师将这些溶液混合后,不用秒表测,而是让全体学生跟着教师来数溶液变色的时间,就在学生2次一起数这10多秒的短短的时间里,领悟到化学反应速率这个概念中“单位时间内”“浓度”所蕴含的意义,真正掌握概念的本质,理解化学反应速率的表达方式。
教学实践表明,符合学生认知规律的概念教学,可以让学生更容易理解化学概念,而基于探究的化学概念的教学可以激发学生对概念学习的兴趣,促成学生对概念实质的理解,同时,也能在学习过程中体会探究的意义,提高科学探究能力。
(作者单位:浙江省台州市第一中学)