核心素养视野下高中化学概念教学的尝试*

孙良荣 吴海洋

(1.庐江第三中学 2.庐江金牛中学 安徽合肥 231500)

一、引言

心理学家布鲁纳在《教育过程》一书中曾说过：“一门课程在它的教学进展中，应反复地回到构成学科骨架的基本概念，以这些基本概念为基础，直至学生掌握了与这些基本概念相伴随的完全形式的学科体系为止。”化学概念的定义往往只有短短的十几个字，但是能精准地揭示事物的本质状况或事物的根本属性。学生如果不能准确地理解概念定义这十几个字，就不能准确把握概念的内涵及外延，也就不可能从本质上认识物质的根本属性，导致最后难以正确了解事物的性质、预测和掌握物质的变化规律，从而无法系统地、牢牢地理解有关化学理论和元素化合物性质。化学概念是化学学科重要的内容和组成部分，是培养和发展学生化学学科核心素养的最为有力的抓手。

化学概念是随着化学科学认识的不断深入而逐渐形成的，是通过化学现象及化学事实的概括和抽象而形成的一种思维形式，能揭示同类事物的化学变化规律和事物本质属性。化学概念讲解的传统模式是就概念讲概念，围绕概念定义进行简单的重复。教师作为传授者，对所需讲解的概念，把概念的内容读几遍，提几点注意事项；学生作为接受者，听教师把概念讲几遍、念几遍，最后记住这个概念，再做几道练习题。这就是概念学习的全过程。教师把概念直截了当地填鸭式“喂”给学生，完全把学生当作被动接受知识的工具，完全忽视学生是否理解以及内化这个概念，完全忽视学生的主观能动性，使概念与实际脱钩，必然造成学生“一学就懂、一做题就错”的后果。2021年安徽省实行新一轮高考制度改革，“新教材、新课程、新高考”要求课堂教学不能只关注学生对知识的获得，更要关注学生获得知识的过程，倡导学习过程中学生要主动参与、勤于动手、乐于探究，要在获得知识的过程中提升学生学习能力、终身学习意识，培育学生化学学科核心素养。笔者今年教授高一化学，努力转变教学方式，在概念教学中积极尝试概念获得模式，推动学生化学学科素养落地生根。

二、概念获得模式对核心素养培育的价值

概念获得模式是预设一定的问题情境，让学生主动发现，并自己归纳总结，从而掌握概念的形成过程。换句话说，教学时教师不是开门见山直奔主题，直接告诉学生概念，而是呈现一些属于概念和不属于概念的例子，让学生独立思考或小组交流讨论，分析比较其特征，对概念归纳总结，提出自己的假设，然后根据经验验证提出的假设，最终形成概念并命名。概念获得教学模式在高中化学教学中运用，转变传统学生被动听的局面，让学生的主体地位得到充分加强，为学生主动参与教学过程、积极构建、清晰表达知识获得过程提供时间与空间，这对培育学生的“证据推理”“创新意识”和“宏观辨识”等学科素养具有重要价值。

三、概念获得模式教学设计

概念获得模式内涵深远，本文主要参考“概念获得的接受策略”这一部分，该部分主要由呈现正反例证和确认概念，验证概念获得，以及分析思维策略组成，该模式具体教学步骤如下.

(一)呈现正反例证和确认概念

教师呈现带有“否”或者“是”符号的例证，接着引导学生自主对正反例证的属性进行归纳分析，提出猜想并验证自己对概念的猜想与假设，尝试总结概念的定义。

(二)验证概念获得

学生确认自己的假设并补充其他没有标记的例证，师生验证假设，共同命名概念，阐释定义，最后举例证明等。

(三)分析思维策略

学生回顾交流自己的思维过程，从问题情境中识别概念属性，得出假设，检验假设，最后进行知识迁移。

教师在采用概念获得模式教授高中化学概念时，在这些基本步骤的指导下，可以有选择性地根据自己的教学内容和教学风格进行灵活改进并加以创新。为了更好地掌握该教学模式，下面以学习“电解质”概念教学为例，详细介绍概念获得模式的教学步骤。

步骤一：呈现正反例证

(1)硫酸(是)；(2)氢氧化钠(是)

(3)硝酸钠(是);(4)氧化镁(是)

(5)铜(否);(6)氧气(否)

(7)乙炔(否);(8)葡萄糖(否)

(9)铁合金(否);(10)氯酸钾溶液(否)

教师通过呈现以上“是”或“否”的正反例证，有目的地引导学生，让学生通过分析比较、对照例证，从中自主发现“是”的例证具有的共同属性，而“否”的例证不具备，由此初步形成概念以及假设概念的定义。教师要注意的是，在构建概念的过程中，要注意引导学生，最大限度地避免他们可能出现的盲目性，促使学生有的放矢地归纳总结。为了让学生尽可能在规定时间内达到预期学习效果，在发现的过程中，问题情境的设置要有较为明确的指向性和一定的受控性。学生通过发现概念的本质属性的过程，提升“微观探析与宏观辨识”的学科素养。

步骤二：分析例证，提出假设

学生根据教师提供的实验仪器以及例证中涉及的部分物质，分别进行导电验证性实验，直观的实验现象让学生轻松总结“是”的例证具有共同的导电属性，而“否”的例证不能导电，由此形成概念假设——电解质。

在课堂上，学生通过实验，小组合作、交流、讨论，形成下列假设：①呈现“是”的例证都是化合物，单质和混合物都是“否”，因此电解质一定是化合物；②电解质在水中均能导电；③例证中的酸、碱、盐和金属氧化物均是电解质；④电解质在水中或熔化状态下产生自由移动的离子，所以能够导电；等等。当然，在一开始尝试运用概念获得教学模式时，学生在分析、比较例证不能准确把握概念的关键属性，他们会提出一些不着边际，甚至可笑的假设，这时我们教师一定不能急躁，要耐下心诚恳听学生发言，并且适时给予点拨提醒和鼓励，千万不能用正确的回答一带而过，挫伤学生探究的热情，从而影响学生学习的积极性。在运用概念获得教学模式教学时，学生要通过对正反例证的分析、比较，找出异同点，获取概念的相关信息并进行加工处理，经过语言润色再提出合理假设，该步骤突出了“科学探究”与“证据推理”的化学学科素养。

步骤三：验证获得概念

验证概念是否获得方式就是除去教师已呈现的例证外，让学生自己列举其他符合或不符合概念的例证。例如，有的学生可能假设：“在一定的条件下能够电离，且产生能自由移动的离子的化合物就是电解质，像KCl、K2SO4等。”然后，通过与步骤一中提出的正反例证进行对比，如果发现假设与证实材料吻合，那么可以初步确认假设得到证实。

步骤四：概念命名，定义重述

学生与教师共同验证、修正假设后，进行概念命名和定义重述，即确定这类物质是电解质。所谓电解质首先从物质分类的角度看，它是化合物，其次它在水中或熔融状态下能够导电，而能够导电的原因是发生了电离，产生了自由移动的离子。

步骤五：运用概念

电解质概念初步形成后，要想加深学生对概念的理解，关键是训练，并在训练过程中提升学生运用概念的能力。笔者呈现四个没有标记的例子，要求学生独立分析判断是否属于电解质。

例证1硫化氢气体；例证2钢铁；例证3硫酸钡；例证4氨气。学生根据已形成的电解质概念，快速判断出例证1是、例证2否，并且指出例证1硫化氢溶于水能发生电离，是能够导电的化合物，符合电解质概念的要求，属于电解质。例证2是混合物，虽然能够导电，但不是电解质，也不是非电解质，因为电解质和非电解质是在化合物的基础上分类的，所以钢铁既不是电解质也不是非电解质。但学生对例证3和例证4产生争议，一些学生通过实验验证例证3硫酸钡的水溶液不导电，应该是非电解质；另一些学生指出硫酸钡是盐，应该是电解质，但为什么其水溶液不能导电。学生经过交流讨论，最终得出：因为硫酸钡水中溶解度小，虽然溶于水中物质全部电离，但产生离子浓度很小，所以溶液几乎不导电。但是例证4中氨气，学生通过实验发现其水溶液能够导电，同时由于氨气是化合物，从表面上看符合电解质概念的要求，认为氨气属于电解质；学生由此陷入矛盾。这时有一个同学指出氨气溶于水，与水发生化学反应生成了新的物质一水合氨，一水合氨是一种弱碱，发生电离，所以氨气水溶液能导电，但不是由氨气直接电离而导电，所以氨气是非电解者。学生们相互间争议、质疑，从更深层次发现问题的本质，加深对概念的深刻理解，学生的思维也在这一过程中得到升华；学生摆事实讲证据，善于独立思考，勇于质疑并且敢于批判不同观点和结论，提升了基于实验或现象的证据对未知的事实进行分析推理的能力，更增强了运用证据推理解决相关化学问题的能力，极大程度上落实了“证据推理”和“创新意识”的化学学科素养。

步骤六：分析获得概念的策略

教师组织学生回顾、交流自己的思维过程：根据教师提供的问题情境，能否准确把握概念的本质属性？能否组织语言清晰地表达自己获得概念的思维过程和分析策略？当自己的假设没有得到证实时，如何反思总结自己获得假设的策略，应该持怎样一种学习品质？如何正确看待自己和坦诚面对他人不足。获得概念后学生在老师的引导下进行反思和交流，不仅让学生感受到过程中不同的思维方式和思维策略，以及发生的思维碰撞，更重要的是，让学生体会到探索概念要讲究严谨性，能够举一反三，从而培育了学生“科学精神”的学科素养。

在课后，有的同学发出感慨：“在这种教学模式下，老师讲我们听，老师写我们记，老师教后我们背的机械学习方式和彻底改变；我们在老师预设的教学情境中，按老师指引的方向，积极思考认真探索。虽然刚开始我们还不能从老师提供的正反例证中快速准确地归纳概念的本质属性，有时甚至是荒谬可笑的假设，但是在学习的过程中，我们已初步懂得比较的出发点和归纳的依据，学会组织语言文字表达自己的思路和看法。我们能与老师和同学们交流分享，对我们的自信心是莫大的鼓舞，同时激发了我们的学习欲望。学习在机械的传授方式下已异化为我们的负担，但现在我们正渐渐地喜欢上她。”

在进行高一化学“氧化还原反应”的教学时，为让学生更好地深入理解氧化还原反应中的各种概念，笔者在初中得氧、失氧角度基础上分析并复习氧化和还原反应概念，并且指出化学反应遵循质量守恒定律，既然有物质获得氧，肯定就有物质失去氧，所以氧化反应与还原反应一定是同时发生的。接着提出疑问：氧化还原反应是否一定伴随着得氧和失氧呢？笔者明确告诉学生氧化还原反应不一定伴随着得氧和失氧，例如金属钠在氯气中燃烧就是氧化还原反应，但这个反应中并没有氧气参加。这时向学生呈现正反例证：

请同学们认真观察下列反应中铁元素发生的变化，并从中寻找氧化还原反应发生的特征。

由于题干有明确的问题指向，学生通过积极思考，对照比较，能轻松发现呈现的是反应中铁元素化合价发生变化的情况，化合价发生变化的是氧化还原反应，铁元素化合价没有发生变化的是非氧化还原反应，由此总结得出：有元素化合价发生变化的反应是氧化还原反应。接着让学生进行概念确认，然后呈现一组化学反应，让学生分析所呈现的化学反应是否属于氧化还原反应：

学生运用自己归纳的结论验证假设，当自己的假设得到确认时，兴奋之情溢于言表，激发着学生进一步探究的热情，学习动机和探究欲望空前高涨，个个摩拳擦掌，期待着知识的推进。概念本质属性的发现过程往往是曲折和艰辛的，但对学生学习能力的培养却是有利的，成功地培养了学生发现问题，灵活应用知识分析问题、解决问题的能力，有效地发展了学生证据推理等化学学科核心素养。

当学生正确理解氧化还原反应的概念后，笔者因势利导：如何从化合价发生变化的角度认识氧化反应、还原反应及氧化剂和还原剂呢？以初中C还原氧化铜反应为例，反应中C得氧被氧化，C元素的化合价从0价升高到+4价；CuO失去了氧被还原，铜元素的化合价从+2价降低到0价。在笔者的启发下，学生由此得出：反应中元素化合价升高的物质被氧化，发生的是氧化反应；元素化合价降低的物质被还原，发生的是还原反应。同时教师指出：还原剂是所含元素的化合价升高的物质，而氧化剂是所含元素的化合价降低的物质。

四、反思与建议

概念获得模式遵循教学的基本规律，把具体问题抽象化，再把抽象概念落实到具体问题情境。化学学科教学要讲究情境性、过程性、开放性和体验性，概念获得模式在高中化学课堂上的尝试，一定程度弥补了传统教学中的部分缺陷和不足，发挥了教师的主导作用，更培养和调动了学生的学习自觉性和主动性，点燃其学习热情，巩固学生的主体地位。与此同时，教师在课堂思考交流过程中基于化学概念创设情境促进了学生化学核心素养的发展。

教学有法但无定法，贵在得法，概念获得教学模式固然有其长处，但探究的过程是漫长的，有时甚至一整节课学生都不能提出合理正确的假设。因此，我们不能采取“拿来主义”，要学会“舍弃”，更要创造性地运用。