化学核心概念及其教学模型

过静华 陈波

【关键词】一般概念;核心概念;教学价值;教学模型

【中图分类号】G633.8  【文献标志码】A  【文章编号】1005-6009（2018）19-0058-03

化学作为一门以实验为基础的自然科学，是发展学生科学素养的重要途径和载体，但其繁杂的概念体系却让不少学生束手无策。化学概念的繁杂并不意味着混乱，教师要引导学生向有序、核心的概念逐步进阶，避免概念的杂乱堆积。也就是说，学生掌握的化学概念绝不该是零散杂乱、彼此孤立的，而是在一定的逻辑关联下，形成以核心概念为统摄的、具有层次性的结构体系。[1]由此可知，化学核心概念是学科知识体系的重要组成部分，统整着整个学科知识结构的纵横发展。因此，厘清其框架体系，抓住核心概念，不仅有助于学生的理解与应用，也有助于教师的教学。

一、化学核心概念的界定和特征

想运用化学核心概念优化化学教学，就要先知道什么是化学核心概念，因此需要对其进行界定。首先，从其所占的地位来看，化学核心概念在化学知识体系中具有统摄地位，是化学学科的精髓和核心内容。其次，从学生的认知水平来看，化学核心概念的抽象水平和凝炼程度要符合学生认知发展水平，通过概念的学习能对学生认知水平发展有一定的促进作用。[2]最后，从横向对比来看，化学核心概念与一般概念相比具有超越课堂之外的持久价值和迁移应用价值，可以揭示学科知识的本质和内在联系。综合上述三个方面的考量，“化学核心概念”可以定义为：符合学生认知特征，具有统摄作用和解释、迁移价值的化学概念。

学生对化学的学习是建立在客观事实的基础上的，通过对事实的观察、理解和思考归纳形成一般概念。随着一般概念的汇集，学生开始试图在一个更高层次的概念水平上分析、厘清各概念之间的关联，进而提炼、聚合成核心概念。在某一知识领域内，一般概念与一般概念通过一定的逻辑联系可以聚合上升为核心概念。不同概念之间之所以可以聚合，是因为它们之间有着“共通”的聚合点，即化学的微观本质和原理，反之，本质和原理也可以作为发散点扩展更多的一般概念，即化学宏观现象和事实。由此可知，化学核心概念与一般概念有着本质区别，并呈现出两个基本特征。一是普遍适用性，在某一知识领域内，一般概念与一般概念通过一定的逻辑相互联系、聚合上升为核心概念，因此核心概念是对这一领域内容的高度概括，具有普遍适用性和强大的解释能力。二是迁移应用性，化学学习的目的是用专业知识解决实际问题，但一般性概念是对客观事实的直接总结概括，较为接近于事实，迁移应用能力有限，而核心概念是在一般概念的基础上总结出的规律性认识，迁移应用能力更强，便于学生应用于新情境，解决新问题。

例如在元素周期律中（图1），以Fe、Zn、Cu等金属的活泼性以及与酸的反应剧烈程度这一客观事实，总结出“金属性”的概念，类似地总结出“原子半径”“得失电子能力”等概念和规律，并以此为基础凝炼出核心概念元素周期律，进而形成“位—构—性”的核心化学观念。学生理解掌握了核心概念和观念，就能以此来解决实际问题。

二、化学核心概念的教学价值

1.有利于学生发展思维能力。

化学核心概念的形成，是在具体的事实中抽象概括出来的，需要学生去积极地思考、对比与分析，以促进知识的内化。对于以核心概念为骨架的化学知识体系的建构，学生要厘清各项知识之间的内在联系，在一定的规律和邏辑的规范下，将繁杂、零散的知识条理化、系统化。因此在核心概念的学习过程中，充分调动了学生分析、推理、归纳等能力，对其综合思维能力发展具有一定的促进作用。

2.有利于学生学习化学知识。

化学知识本身就具有繁杂、零散的特点，尤其在信息化的社会，与化学相关的知识不断更新，而学生的学习和接受能力却是有限的，以有限的能力掌握繁杂的概念，无疑大大地增加了学习负担，降低了学习效率。尽管化学知识繁杂、零散、不断更新，但其仍以核心概念为骨架，因此深入理解核心概念有利于学生更好地掌握化学知识结构。学生建立起以核心概念为支撑的化学知识体系后，在今后的化学学习中，遇到新的知识、信息和问题，通过同化将新知融入知识体系中，便于形成较强的自主学习能力。

3.有利于学生运用化学知识。

现实教学中，经常会存在这样的现象：虽然学生在课堂上对某道题目已经掌握，但课后习题稍加变化，他们便不知所措。究其原因，学生只是记住了具体的、零散的知识点，没有掌握核心概念，不能将其有效地迁移应用到新的情境。而核心概念能反映化学学科的本质和规律，处于学科知识体系的中心，具有强大的解释和统摄能力，因此，只有掌握化学核心概念，才能以不变应万变，更好地运用化学知识解决新的问题。

三、化学核心概念的教学模型

以核心概念为统摄的教学设计，首先要确立教学内容中的核心概念。因此要结合课标要求、教材内容以及学生的认知发展特征等，从整体出发，系统分析教学内容各项知识之间的关系，确立具有普遍适应性和迁移应用价值的核心概念，以其为“上位”，为课堂教学指明方向。基于此，设计化学核心概念教学模型如下。

核心概念具有抽象性和高度总结性，它不仅是事实材料的延伸和补充，更是化学变化实质的思维内化[3]，在实际教学中不易被学生理解和接受，因此要将其细化为具体的“一般概念”。“一般概念”是在具体事实的基础上直接总结而来，更接近学生的直接经验，便于学生理解。

一般概念源于具体的事实，内容泛化甚至乏味，让学生抓不住重点、提不起兴趣，因此教学中要针对一般概念设置相关问题，以提问的形式形成驱动力，让学生积极思考，强化对一般概念的关注和理解。

学生的思考要围绕核心概念，因此教师要提供先行组织材料供学生思考，即根据相关问题设计教学活动，选择合适、有趣的形式让学生参与探究和观察。教学活动要与基本问题、一般概念保持高度统一，服务于核心概念，促进知识的构建。

现以人教版化学教材必修二第一章第二节“元素周期律”为例，对化学核心概念教学模型进行阐述。从这一章来看，标题“物质结构、元素周期律”就强调了“元素周期律”的重要地位。从第二节内容来看，核心是“元素的性质随原子序数的递增呈现周期性变化”，这些充分体现了“元素周期律”的统摄地位，因此确立“元素周期律”为本节教学的核心概念。

核心概念的表述过于凝炼和抽象，对元素性质并无具体介绍，不利于学生深入理解和掌握，因此，需将其转化为一般概念，細化为学生要掌握的具体知识内容。从整体内容来看，元素性质包含两个方面，即结构和性质，在结构上具体分为电子层数、最外层电子数、原子半径等，在性质上具体包含化合价、金属性、非金属性以及其最高价氧化物对应的碱和酸的性质等。从知识本质、内在关系以及重要作用的角度分析，最外层电子数决定化合价，因此，化合价、电子层数、最外层电子数可归为一类，确定第一个一般概念是“原子结构”。“原子半径”作为这一节的重点和难点，单独作为第二个一般概念。金属、非金属的最高价氧化物对应的碱和酸的性质，主要是由金属性、非金属性强弱判断，因此确定第三个一般概念“金属性和非金属性”。

确定好一般概念后，就要设计有针对性的教学活动，整个教学活动要与核心概念保持高度的统一性，以图片观察、实验探究等丰富有趣的形式让学生主动参与，并在教师的提问驱动下积极思考，促进其对一般概念的理解和消化，最终将各个一般概念整合，上升到核心概念的深层理解。基于以上分析，“元素周期律”教学设计如图3所示。

在这样的教学模型下，通过生动、形象的教学活动和问题驱动，促进学生对一般概念的理解，最后对一般概念进行统整，形成核心概念，从而摆脱零散、孤立的问题，促进学生思维能力和对知识的迁移应用能力的发展，提升了课堂教学的针对性和有效性。

【参考文献】

[1]胡玉华.科学教育中的核心概念及其教学价值[J].课程·教材·教法，2015（03）.

[2]胡久华，陈欣，支瑶.不同教学处理方式对高中生化学核心概念建构的影响[J].中国教育学刊，2007（07）.

[3]宗俊英.化学概念教学的五种优化途径[J].江苏教育：中学教学，2013（01）.