◇ 黑龙江 吕一民
化学概念转变教学是基于皮亚杰认识论中“图式、同化、顺应、平衡”的思想,认为学习是把所获得的信息进行转换,通过概念的同化和顺应使认知发展从一种平衡状态向另一种平衡状态过渡,在这个过程中促使知识得到建构、丰富和发展.本文选取了挖掘矛盾因素、聚焦实验现象、呈现错误观点为切入点,通过创设问题情境、激发新的刺激、点燃相异构想的方式引发学生的思维冲突,由此开展化学概念转变教学.
引发思维冲突可以通过挖掘矛盾因素、创设问题情境的方式来实现.这个矛盾可以来自于学生的生活经验与化学理论知识间的矛盾,也可以是学生已有化学知识与新接收的信息间的冲突.在这个冲突的基础上,教师再设置可以引发学生深入思考的问题情境,促使学生解决冲突,获取知识.
例如,学生知道分子式相同、结构不同的物质称为同分异构体,并且知道同分异构体的最简式是相同的,但学生还需要明确它的反向是不成立的.教师可以为学生举例乙酸(CH3COOH)和葡萄糖(C6H12O6),学生列出它们的最简式都是CH2O,但很明显它们并不是同分异构体.从这个矛盾出发,教师要引导学生再回到同分异构体和最简式的定义,概括和归纳两者之间的关系,学生这才理解同分异构体的最简式相同,但最简式相同的不一定就是同分异构体.
当学生原有的认知结构不能同化或者接纳新的信息刺激的时候,新的知识与原认知结构不相符,又或者是学生运用已有的知识和经验仍不能解释新情况、解决新问题的时候,这就是矛盾和冲突产生的地方,教师要做的就是为学生创设这样的认知冲突情境.
在高中化学教学过程中,我们往往需要通过实验来探究物质的性质及其变化规律.通过对实验现象的观察和分析,学生会透过实验认识到千变万化的物质世界,这在帮助学生了解化学规律、形成化学概念等方面有着重要的作用.
例如,在教学“分散系”这节内容的时候,学生知道按照分散系粒子的直径大小来分类.分散系分为溶液、胶体和浊液三类.丁达尔效应即一束光通过胶体时产生一条“光路”,可以用来鉴别胶体和溶液.教师可以为学生准备两杯牛奶,首先让学生判断牛奶能否产生丁达尔效应.学生的第一反应是牛奶是常见的乳浊液,肯定不会产生丁达尔效应.那么教师进行实验,用激光笔照射第一杯牛奶,如学生所料并未产生丁达尔效应.再照射第二杯,这时却出现了清晰的丁达尔效应.学生表现出很不解,教师再告诉学生第二杯牛奶是稀释过的鲜牛奶.学生由此进行了思考和分析,最后得出牛奶是一种复杂的液态分散体系,当被稀释到一定倍数后,其中胶体的性质就会凸显,会产生较为明显的丁达尔效应.
相异构想简单来说就是学生受到“前概念”的影响建立起来的错误思维,是学生按照自己的思维逻辑建构起来的与科学概念不同的思维框架体系.但如果教师可以巧妙利用起来的话,相异构想也可以是新知识的生长点,教师可以帮助学生消除相异构想对认知的负面影响,促进概念的建构和转变.
例如,在判断H2SO4有强氧化性这个结论是否正确的时候,学生通过对H2SO4性质的认识,认定这句话的结论是正确的.但实则不然,因为这句话里还包含浓H2SO4和稀H2SO4的区分.教师要引导学生从浓H2SO4和稀H2SO4来进行分析.浓H2SO4以分子形式存在,它的氧化性体现在整体的分子上,H2SO4中的硫呈+6价易得到电子,所以它有强氧化性;而稀H2SO4的氧化性是由H+产生,只能氧化比较活泼的金属,其氧化性是很弱的,所以说H2SO4有强氧化性时前面必须加上“浓”字.浓H2SO4具有强氧化性才是正确的,这一点尤其需要学生注意.
开展化学概念转变教学的关键就是要让学生产生认知冲突,然后才有去解决冲突、获取新知的积极性和求知欲.这种冲突的产生是需要教师去铺垫和创造条件的,除了文中提到的挖掘矛盾因素、聚焦实验现象、呈现错误观点的方式之外,教师还需要去思考和探索其他更有效的方法和策略.