直观教学法在化学理论课教学中的巧妙运用

历 晶，齐艳娟，刘亚玲

理论性知识内容是高中理科教学中一个非常重要的组成部分，它具有抽象概括的特点和较严密的逻辑性，蕴含丰富的方法与情意价值，是培养学生科学思维能力的重要知识载体。

理论课的教学以培养学生的抽象思维能力为主，而这种能力的形成需要以一定的感性认识为基础，为此理论课的教学需要直观，但不是用的越多越好，过多地使用直观教学会剥夺训练学生抽象思维能力的机会，降低理论课的教学价值。以化学为例，化学理论往往涉及微观的、抽象的、内隐的问题，学生面对这些问题时就可能遇到理解上的困难，缺乏学习的兴趣，此时恰是运用直观教学的最好时机。

1 巧妙运用直观法，微观的问题宏观化

把微观问题宏观化的方式主要有两种。一种是直接直观，即原型的宏观模拟或类比。例如，帮助学生理解影响物质体积的微观因素时，可以用球类的堆积作类比；讲述气体摩尔体积时，给学生展示22.4L的体积模型；讲“物质的量”引入的意义时，教师运用语言让学生体会“数米粒”时的困惑，形成“集合体”的意识，进而引入一个新的物理量——物质的量。这样的直观方式能有效帮助学生理解和记忆。另一种是间接直观，即运用与微观问题相关的宏观现象，引发学生思考，在探寻本质原因或寻求本质解释的过程中，逐渐认识并理解微观问题。例如，以醋酸为例讲“弱电解质的电离特点”时，需要学生认识到醋酸不完全电离。如何让学生意识到这样一个微观的问题呢？这就需要把微观的问题宏观化。有的教师采用小灯泡实验，根据灯泡明暗度的差异引发学生思考物质导电能力差异的原因，进而从宏观现象深入至电离问题；有的老师让学生动手实验，同时向30ml 0.1mol·L-1的盐酸和醋酸中加入0.5g镁粉（盛装在气球中），观察气球的变化，通过分析气球大小差异、变化快慢差异的原因，进而获得有关电离差异的本质问题；还有的教师组织学生测定0.1 mol·L-1醋酸和0.1 mol·L-1盐酸的PH值，根据测定值计算HCl和CH3COOH溶液中氢离子浓度，最后根据酸浓度和氢离子浓度的关系分析二者电离的差异。这样的直观方式与直接直观相比，更利于学生微粒观和抽象思维的形成与发展。

2 巧妙运用直观法，抽象的问题形象化

抽象问题往往要求学生通过高水平的复杂思维活动来认识事物，而学生在认识事物时存在知觉优先的特点，形象思维是最基本的思维活动。所以教学中遇到抽象的问题必须给学生提供足够的感性资料和活动机会，否则学生容易因为缺少感性材料而难以开展思维活动。

例如，在学习氧化还原反应时，学生很难理解“氧化还原反应的本质是电子的转移”，就可以运用实验把问题形象化，在硫酸溶液中插入锌棒和碳棒做电极，并连入电流表、开关。学生已知在容器中发生Zn+H2SO4=ZnSO4+H2的反应，属于氧化还原反应。闭合开关，观察电流表指针偏转，说明有电流通过。没有电源，定向移动的电荷从何而来？进而引导学生认识氧化还原反应中电子转移的本质特征，有了形象的感性认识，学生理解起来更轻松。

在把抽象的问题形象化的过程中，语言直观往往能收到更好的效果。例如，对“PH=5盐酸稀释1000倍，为什么PH值不等于8？”这个问题的解决通常可以采用理论阐述、定量计算的方式，但这样的方式并不能有效帮助学生的理解；如果让学生思考“糖水无限稀释能变成咸味吗”[1]，学生会立即茅塞顿开。再如讲催化剂对化学反应速度的影响时，通过实验可以得出结论：催化剂可加快反应速度。教师马上会追问，催化剂为什么能加快反应速度呢？对于这个问题可以从理论上阐述，催化剂可改变反应历程，降低反应活化能，进而增加活化分子百分数和有效碰撞次数，故使化学反应速度加快。但因理论十分抽象，学生难以理解和接受。有的教师用这样一段语言化解学生理解上的难题：某一化学反应像爬山一样，只有少数身强力壮者才能爬过某一陡峭山峰，而老弱病残者只好望山兴叹。但加入催化剂后，就像在山下开了一条隧道，进而改变了过山路线，老弱病残者可从隧道通过，能过山的人自然大大增加，就像加入催化剂后能参加反应的分子大大增加一样。[2]通过语言上的描述与引导，学生更容易理解催化剂能加快化学反应速度的原理，且留下深刻印象。

3 巧妙运用直观法，内隐的问题外显化

任何知识都具有多维的教育价值，科学理论性知识的迁移价值和情意价值更为突显，这是由于这类知识蕴含着丰富的科学思想、科学观念，这些内容对于提高学生科学思维能力至关重要。然而它们内隐于知识中，不仅需要教师意识到其存在，更需要将这些内隐的问题外显化，才能对学生有所裨益。创造性地运用直观法，将理论课中内隐的教育内容外显化，其核心思想是让学生听到、看到或体会到真实的化学知识形成过程，意识到、感受到或领悟到化学的本源性问题。

3.1 创造性地运用实验，让学生经历科学过程

实验是科学学科的基础，是科学知识形成的根源。理论性知识具体包括规律、概念、理论解释三种知识类型，从理论的形成过程看三者存在密切联系[3]，即科学事实——经验规律——提出或形成新概念——理论解释，也就是说理论是在事实、规律、概念的基础上逐渐发展而来的。而科学实验为经验规律的形成提供必要的科学事实，是概念、解释形成的基础。同时实验是科学研究过程的缩影，是科学方法得以应用的一种体现。理论课教学中创造性地运用教师演示实验和学生探究实验，能帮助学生体会理论的形成过程。

例如，“盐类的水解”一节课的教学中首先需要学生获得盐的类型与其酸碱性的规律。这个规律的获得可这样设计：由碳酸钠俗名纯碱引出问题，盐为何称为碱，（推测）呈碱性吗？——教师演示实验，测定碳酸钠的酸碱性——问题：碳酸钠是特例吗？其他的盐是否也会呈现不同的酸碱性？——学生实验操作，测定更多盐的酸碱性，记录实验数据——深入问题：呈酸性的盐有什么共同的特点，呈碱性的呢？——学生整理实验数据，重新分类呈现，观察特点——提示：盐的构成与它的酸碱性之间有什么规律可循？观察分析获得规律：强酸弱碱呈酸性，强碱弱酸呈碱性……。

演示实验、学生实验、实验结果的分类与对比处理，这样三个以实验为载体的活动，让学生经历了规律的获得过程。

3.2 科学运用实验、图表，让学生在经历中学会科学方法

高中化学“气体摩尔体积”的教学中，很多教师都会用表格为学生展示一组数据：表格中依次给出1mol不同气体物质、不同液体物质和不同固态物质的体积，让学生看出1mol不同气态物质的体积规律。由于数据展示时已经按照物质的状态将数据分好类，学生一眼就能观察到气体体积近似相等的规律。科学研究中处理数据经常用到的比较、分类、分析、推理等科学方法在这样的过程中毫无体现。教师应该将这些数据随机打乱后呈现给学生，让学生经历观察、分类、发现规律的过程，进而进行分析、推理、假设，进入后续的学习。

图1 实验装置图

同样是这个内容的教学，还可以安排富有创新性的学生实验，例如东北师大附中王天慧老师的一节公开课中就运用了如图1所示的装置，让学生亲自测量常温常压下0.001mol的O2、CO2、H2等不同气体的体积（气体的制备在三颈瓶中发生），通过对比分析实验数据获得规律。这样的教学安排，不仅符合真实的科学数据的形成过程，更让学生经历了实验法、观察法、数据记录法、比较法、归纳推理法等科学方法的运用过程。

以上两种直观手段的恰当运用，让内隐在知识形成过程中的科学方法外显，使学生产生身临其境的感觉，把自己放在科学规律形成的过程之中，这就使学生在积极主动的气氛中受到科学方法的教育，从中学习科学家从事科学研究的正确方法。

[1]刘成坤.化学教学挖掘教材能力价值的研究[J].学科教育，2002（3）：41-44.

[2]商明秀,周立荣,林莉.直观性原则在化学教学中的应用[J].卫生职业教育,2008(3):79-80.

[3]历晶，郑长龙，娄延果.气体摩尔体积教学逻辑评析[J].化学教育，2011（10）：23-27.