概念隐喻理论和诱思探究教学法在“物质的量”概念教学中的应用探究

徐星++展军颜++梁东旺++黄慧清

【摘 要】本文分析学生在“物质的量”概念学习中存在的知识性的困惑与思维性的困境的问题，阐述基于概念隐喻理论和诱思探究教学法，以学生的认知规律为基础，进行的“物质的量”的教学设计，以此使学生形成解决“物质的量”相关核心概念问题的思维能力。

【关键词】化学概念 物质的量 概念隐喻理论 诱思探究教学法

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）03B-0142-03

总所周知，化学 1 是高一刚入学学生的必修课程，在整个高中化学课程体系中占据非常重要的地位，必不可少。化学 1 的学习可以进一步提高学生未来发展所需的科学素养，同时也为学生学习其他化学课程模块提供基础。化学 1 的内容具有基础性和全面性，主要包含三大知识板块：化学实验基础知识、认识化学学科和常见元素及其化合物。其中，在认识化学学科知识中，难点是概念教学，如体现分类观的“物质的分类”，体现微观思想和定量思维的“物质的量”系列概念，等等。可以说概念教学是高中课程教学的核心部分，而“物质的量”又是核心概念体系中的核心部分，在整个高中化学知识学习中必不可少。它联系着宏观和微观，联系着定量和定性，抽象深奥，难以理解。掌握这一基本概念，既有利于学生运用宏观和微观相结合的思维方法思考化学问题，又有助于学生定量表征化学反应，促进教学中的相关理论与实际相互融合化以及相关化学知识的系统化，“物质的量”概念教学一直是众多老师的关注点。

然而，现实教学中教师易忽略概念教学，往往采取以解题教学或者陈述知识教学等代替概念教学。这样的教学仅仅将学习看成是知识获取而不看重知识生成性，采用“一个定义，几项注意”的教学方式，没有从概念的背景引入上给学生足够的思维空间，没有给学生提供充分体会概括本质特征的机会，容易造成学生被动机械性地接受知识。特别在章节起始时，能否从整章知识体系以及相关概念的关联角度考虑本章节要解决的主要问题和主要思想方法以及基本过程等，这是部分教师容易忽略的教学任务，忽略章节起始的重要作用。再加上“物质的量”概念的抽象与陌生，造成学生对“物质的量”概念的学习产生困惑。所以如何有效进行“物质的量”概念的教学，解决学生思维困境显得至关重要。

一、概念隐喻理论对教学引入的启示

面对刚入高中的新生来说，身心与智力水平均处于发展的初级阶段。虽有一定的抽象思维能力，但不够高，很大程度上还属于感性经验支持的经验型者，对知识的理解需从身边熟悉的、宏观的、具体的事物角度思考和领会。而“物质的量”是一个陌生而又全新的概念，远离学生的日常生活，却又是用于计量学生看不见、摸不着的原子、离子、分子等微观粒子的物理量，抽象難懂。学生需要较强的或较好的抽象、逻辑思维能力，将研究视野中的宏观世界与微观世界联系起来，才能理解。可见，“物质的量”概念的引入，是学生化学概念学习的一个思维困惑点。此外，对学生而言，以“物质的量”为核心的相关系列概念，如“阿伏加德罗常数”“物质的量浓度”等概念聚集在一起，具有高密度的认知陌生性，这也是对学生认知水平和思维能力的一个挑战。

概念隐喻理论认为：“人类的抽象概念系统是以感知经验和具体概念为基础发展形成的。”Lakof 和 Johnson 认为：“概念隐喻最主要及最基本的功能是从一个基于人类对自身的认识和自然界相互联系的、已知的、熟悉的具体的源域映射到一个未知的、陌生的、抽象的目的域。简单地讲，概念隐喻最主要的功能就是通过人们所认知的具体经验知识来理解抽象的概念，从而形成抽象思维。”

如何在学生有限的思维逻辑能力和认识水平下帮助学生接受和理解“物质的量”概念？概念隐喻理论提到科学概念的形成总是与学生所认知的具体经验知识相联系，由具体到抽象，由简单到复杂，它符合学生认知发展规律。“物质的量”概念教学，能否选取学生熟悉的、恰当的、具体的事物作为教学载体，采用类比、集合的方法，来减少学生的陌生感呢？

因此，在本节课的概念教学设计上，笔者在背景的引入上重着笔墨，以学生耳熟能详的“曹冲称象”故事作为知识载体，创设问题情境：“你知道古代曹冲称象的故事吗？曹冲在称象时的指导思想是什么？”引发学生思考解决该问题的关键在哪里？随后列举日常生活中的“一打”“一件”等例子，初步架起定量的概念。紧接着教师再次提出问题“如何称量 1 粒大米质量？”再让学生体会解决该问题的关键点，就是集合思想，即转化思维，化小为大、聚微为宏的思想。

教学设计摘录如下：

情景一：生活中的计量

〖问题〗如果请你快速拿出 200 个曲别针，你会怎么做呢？（再次体会积小成大、聚微为宏的便捷性）

〖教师〗12 只铅笔是一打，24 瓶啤酒是一件，20 只香烟是一盒，10 盒香烟是一条。（借助日常例子，让学生体会生活中积小成大、聚微为宏的思想在日常生活中的应用）

情景二：化学实验中的计量

〖问题〗回顾初中一个化学方程并提问：

2H2 + O2 = 2H2O（点燃）

〖教师〗那么，2g H2，32 g O2，36 g H2O 中各含有多少个分子呢？（从化学情景中再次让学生体会积小成大、聚微为宏的思想，进而体会引入新概念的必要性）

从日常生活中熟悉的计量出发，提出问题，引导学生思考计量在生活中应用的目的就是“化繁为简”。进而引导到学生不熟悉的化学试验中的计量，提出概念引入的必要性。这样可以使学生从已知的、熟悉的具体的源域映射到一个未知的、陌生的、抽象的目的域，减少陌生感，使学生较容易接受新概念，进而激发学生进一步去探索新知识的兴趣，同时架构定量思维与集合思想。

二、“诱思探究”教学法理论对问题设计的启示

“诱思探究”教学法：“教师结合学生在课堂中的动态生成，在学生对高难度知识进行探索、反思和讨论的过程中，捕捉学生思维中的闪光点，适时进行点拨引导，建立一定的思维方向，使学生进行自我攻克和创新突破，从而提高学生的探究热情，激励学生的学习斗志，取得更好的课堂效果。”

新课标教学理念要求“以学生为本，以学生终身发展为目的”。那么，对于身心与智力水平还处于初级阶段的高一新生而言，关键在于教师能否教会学生思考，教会学生能够用自己已储备的知识与能力对事物观察分析、积极主动探索、思考探究并解决未知领域，形成终身学习能力，而非“填鸭式”的教学，对知识死记硬背、生搬硬套。

“诱思探究”教学法理论主要是以“诱”代“讲”，开启学生的思维。当学生在学习实践中面对困境時，如何思考。教师要不断地捕获动态课堂中生成的动态思维点，然后切实点拨，激发学生的思维点，适时推进，引导学生积极整合自己的旧知来分析、解决问题。学生在尝试解决问题的过程中，需要不断地克服困难，一步步走进问题的核心，使学生的思维能力与学习能力得到提高。这种教学模式充分体现学生在课堂上的主体地位，发挥学生的能动性，注重学生思维能力的培养，弥补“以讲为主”或“精讲多练”传统“填鸭式”教学模式的不足。

（一）架设预设性的思维点（静态）

“物质的量”这节课就是从学生熟悉的生活（如“曹冲称象”、水稻以及曲别针等）或旧知识（如初中所学的化学方程式的意义、水分子等）中提炼相关的化学问题，逐步诱导学生利用已有的知识进行分析问题。由最初体会的“积小成大、聚微成宏”的思想，引导到新概念学习之上。

教学设计摘录如下：

〖引入〗曹冲称象的故事，曹冲解决这一难题的指导思想是什么？（指导思想是化整为零、变大为小）

〖创设问题情境一〗农业科研人员在研究水稻良种培育时，如果在没有精密天平（只有托盘天平）的条件下，如何称量一粒稻谷的质量？（解决这一问题的方法是：积小成大、聚微成宏）

〖创设问题情境二〗如果请你快速拿出 200 个曲别针，你会怎么做呢？（再次体会日常生活中积小成大、聚微成宏的思想）

〖创设问题情境三〗初中如何描述该化学方程式的意义：2H2+O2=2H2O（点燃）？那么，2 g H2，32 g O2 ，36 g H2O 中各含有多少个分子呢？（用积小成大、聚微成宏方法）

〖创设问题情境四〗水是大家非常熟悉的物质，它是由水分子构成的。一滴水（约 0.05 mL）大约有 1.7 万亿亿个水分子。怎样才能科学又快速地确定一滴水中含有多少个水分子呢？（诱发学生思考，联想生活中的计量例子，用积小成大、聚微成宏的思想解决问题。引入概念）

（二）捕获课堂中生成性的思维点（动态）

学生在教师架设思维点的过程中，对“集合”有一定的思考，而且在不断被诱思的过程中，思维处于活跃状态，倾向去解决问题情境四“一滴水（约 0.05 mL）大约有 1.7 万亿亿个水分子”。教师此时要及时捕获课堂中思维的生长点，在学生已有的集合思想（定量）知识上，引导学生思考并领会物质的量的引入的必要性以及 1 摩尔的量等，激发学生的求知欲。学生不断思考并解决问题，从而使其对高难度的核心知识进行自行探索、自我思考，进而自我攻克和创新突破。

教学设计摘录如下：

〖教师追问问题情境四〗要解决这些问题，我们需要架设一座从微观世界通向宏观世界的桥梁，那么，怎样去架设这座桥梁呢？这就是我们这节课要研究讨论的主要内容。（激发学生继续探究的兴趣）

……

〖创设问题情境五〗根据资料卡片（国际单位制的基本物理量），如何认识物质的量？（与熟悉的物理量对比，让学生再次认识这个物理量与时间、质量等类似）

〖教师追问〗物质的量是描述微观粒子多少的物理量。大家可以预测化学中的微观粒子多少个作为一个集团合适呢？也就是说 1 摩尔的物质中究竟含有多少个微粒呢？能够用一个具体的数字来描述吗？这个数字是如何得到的？（让学生体会到该概念引入要解决的问题及其必要性）

……

（三）注重思维能力的提升

设置阶梯习题，实践检验学生对知识的运用与迁移情况，进一步提升学生思维能力。

教学设计摘录如下：

实践练习一

（1）1 mol H2O 中含有 水分子

（2）3 mol CO2 中有 个碳原子， 个氧原子

（3）2 mol NaCl 中有 个钠离子， 个氯离子

（4）1.204×1024 个氢气分子的物质的量是 mol

〖问题〗请同学归纳总结物质的量（n）、微粒数（N）、阿伏加德罗常数（NA）三者之间的换算关系。

实践练习二

教材【学与问】

实践练习三

如何知道 1 g 水中含有的水分子数。（最后再次回归问题，让学生自己解决该问题，理解此概念和日常生活中的计量的意义类似）

总之，“物质的量”概念虽然比较抽象，但整节课下来，据课堂反馈和课后学生反馈，学生能较容易地接受该概念并能较熟练地应用。本节课充分联系和利用学生熟悉的具体的经验，让学生成功建构这个化学概念，在情景与问题中引导学生思考与探究，使其思维能够沿着教学内容和自身发展进行展开，让学生始终在自己的最近发展区前行，激发学生对问题的思考，积极主动对知识进行分析、探索和搭建，形成新的知识体系，以此推动学生能力的不断提升，为学生终身学习奠定基础。

【基金项目】南宁市教育科学“十三五”规划立项课题资助（2016B012）。

【作者简介】徐 星（1981— ），男，硕士，中学一级教师，研究方向：中学化学基础教育研究。

（责编 卢建龙）