王石应
摘 要:提高学生科学素养在理科教学中是以化学科学为基础的。按照化学科学知识的内在逻辑关系,可将其划分为化学概念与化学基本理论、物质知识、化学基本技能。不同的化学知识有不同的教与学的特点,找出教的优化方式和学的優化方式,可提高课堂教学的效率。
关键词:化学概念;化学教学;学习策略
化学概念和化学理论是物质的组成、结构、性质、变化的本质属性及其规律在人们头脑中的反映。而学生对化学知识的形成是以掌握概念和理论为基础的,化学概念是化学理论的基础和重要组成部分,也是整体化学学科体系的组成部分。
一、化学课程中的概念与理论概述
概念和理论的学习在化学学习中具有特殊的作用。这是因为学生掌握了化学概念和理论以后,就能更好地对有关的化学现象进行解释、概括、推理,更好地进行应用,从而掌握学习化学和研究化学的方法,增强认识能力和科学探究能力。学好化学概念和理论能使学生的认识不仅停留在低级的感性阶段,而且能深刻地、全面地认识化学所研究的具体事物及其变化,实现知识的迁移,进而构建化学知识体系。
化学课程标准对化学概念和化学理论的学习作了弹性化处理,如在“内容标准”和“活动与探究建议”上就有不同的要求。基于这样的原因,同一概念在不同版本的化学教材中呈现方式不同,学习的难度也就有所不同。在高中,这种思想则是通过必修和选修来对化学概念和理论进分层次的要求,以高中必修教材为例,人教版中的必修1突出化学反应和物质分类相关的概念,必修2则突出与物质结构和化学反应中的能量变化相关的概念,有机化学的概念不多。具体概念呈现时,比较注重教学境界的创设,注重穿插化学史料、化学科技前沿,注重对学生进行学科素养的培养。
二、教师对化学概念教学的策略
化学概念的形成本质上是一个由感性到理性的过程,进行教学时,教师要充分利用学生已有经验,利用化学实验、模型直观、语言表述等多种手段,提供丰富的感性材料,并从生动有趣的化学变化事实及现象出发,进行分析、综合、归纳、演绎,引导学生掌握概念。
要注意通过实例使学生产生对化学事物进行概括的需要来培养、激发学生学习化学概念的兴趣,引导学生把观察奇异现象的兴趣提升到探究、思考的兴趣,推动学生主动运用化学概念来学习。
在学习新概念时,学习者要将其与原有的知识经验相比较、相联系,才能建构新的知识结构。这要求教师从调动学生已有的知识、认知结构、已有经验出发,尽量提供丰富的感性材料,引导学生科学、全面地分析,运用直观获得新经验来排除日常经验带来的干扰。
在化学概念教学中,成功的教师都是从以下五点来把握:(1)激发学生的学习兴趣,发挥其主体作用;(2)令学生运用多种感官,加强其感知指导;(3)引导学生通过分析、综合、应用,准确把握概念的内涵与外延;(4)组织学生依据概念内在联系,整合形成系统;(5)注重概念的练习、巩固、强化理解。
三、学生对化学概念的学习策略
化学概念至少包含四个要素,一是概念的名称,如“酸”“碱”“盐”等,它们各代表一类物质;二是概念的内涵,指概念正例的共同本质属性;三是概念的外延,即概念包含的一切对象;四是概念的正例、反例。
学生对化学概念的学习一般包括下列五阶段:
(1)感知阶段:有目的地感知典型化学事件实例,或者感知教师的语言以及教科书的语言。在认知上,为形成“最近发展区”,在思维上,为形成科学问题奠定基础。
(2)加工阶段:对典型的化学事物进行分析、综合、对比、归纳、演绎,提取其本质属性;然后跟已有的类似概念进行比较,把这些感知到的化学事物纳入已有概念之中,或者把已有的概念作某些调整、变化,形成感知的化学事物的本质属性的意义表征。
(3)初步形成阶段:把找出的本质特征概括、类化,推广到化学事物的更大范围,形成概念,做出定义,或者理解和认同给予的定义,使概念符号化。
(4)联系、整合阶段:初步应用概念进行判断、鉴别、归属、划分等活动,对新学习的概念进行解释,明确新概念的外延,使新概念与已有的概念结构联系和作用,整合成新的概念结构(如概念网络关系)。
(5)运用阶段:在解决问题的过程中,运用所学概念对化学事物进行概括、推理、解释、判断等,不但使问题得到解决,而且对概念的认知进一步发展和加深,使之更加准确、精细、丰富,或者发现新的问题、导致新的概念的形成等。
案例:“电离”概念的形成策略
“电离”概念比较抽象,学生不能通过感官直接感觉到物质电离后自由离子移动的过程,学生难以接受这样的化学结论。
首先,教师可演示氢氧化钠、氨水、蔗糖溶液、酒精、硫酸、醋酸等溶液导电性的实验,或者由学生完成实验。通过实验现象的观察、记录,学生观察到有些物质在水溶液中能导电,有些则不能导电的实验例证。不同的合作小组相互交流各自的实验结果,从而使获得的例证更充分。
其次,在此基础上,介绍氯化钠、硝酸钾、氢氧化钠等固体分别加热至熔化后也能导电的事实,这样能比较容易形成电离的概念,从而正确理解、认知电解质与非电解质的内涵。与此同时,进一步引导学生观察电解质导电能力的实验,使学生获得不同物质导电能力有强弱的感性知识,这样,对学生形成全部电离和部分电离的理论概念,找到了极有说服力的依据。
最后,通过flash动画展示氯化钠在水中的溶解和电离过程,引出氯化钠电离方程式的书写,以及盐酸、硝酸、硫酸的电离方程式。通过师生、生生间相互交流与讨论,从电离的角度得出酸的定义,再引导学生自己从电离的角度概括出碱和盐的本质,学生掌握电离概念的应用,进一步加深对电离概念的理解。