初中化学概念学习思维障碍诊断及教学策略

卢名远

【摘要】本文以“溶液”概念为例，分析初中生学习化学概念的思维障碍成因，并寻求对应的教学策略，帮助学生克服思维障碍，积极有效地学习。

【关键词】初中化学;“溶液”概念;思维障碍;教学策略

中学生的逻辑思维正处于由经验型向理论型发展的阶段，但由于学生在知识方面缺乏条理性，在运用概念时，往往会扩大或缩小概念的外延，这样在解决实际问题时就容易出错。初三学生开始学习化学知识，不少学生不能准确把握各种概念，不能综合运用概念解决问题，出现了概念学习困难。因此，研究并寻找有效方法解决初中生学习化学概念的思维障碍，是初中化学教学的一项重要任务。下文结合“溶液”教学实例，分析初中生学习化学概念的过程中所出现的思维障碍，并研究对应的教学策略，帮助学生克服思维障碍，从而提高学习的品质。

一、常见的思维障碍及其成因分析

（一）认识表面化，概念關键词把握不准、不齐，导致思维障碍

不少学生习惯于背诵概念内容，但其实没有准确把握概念表述中的关键字词含义，所以对于概念的内涵和外延没有清晰的界限。例如，对于“溶液”的定义，一部分学生只看到“液”“一种或几种物质”及“另一种物质”，却没有同时抓住“分散”“均一的，稳定的”“混合物”等关键词，所以在判断物质是否是溶液时，就容易出现以下问题。

案例1：认为“水是一种溶液”。

分析：认为水是均一的、稳定的，但忽略了水属于纯净物。

案例2：认为溶液只能是由一种溶质和一种溶剂组成的。

分析：片面地以“一种”代替概念中的“一种或几种物质”，因而认为只是一种物质溶解在另一种物质中。

案例3：认为溶液的状态只能是液体，溶质的状态只能是液体或固体。

分析：没有从概念涵义判断，而是从概念名词字面意思或不完全的生活经验判断。

案例4：认为某物质溶于水后，溶质就是该种物质。

分析：没有理解概念中“分散”的涵义，把某些物质溶于水时与水发生化学反应，也看成是直接分散在水中，导致不能把与水反应后生成的新物质判断为溶质。

（二）概念认识缺乏整体性，导致思维障碍

有些化学概念组（如，饱和溶液和不饱和溶液）是动态的、联系的。只有整体学习，才能准确掌握。例如“饱和溶液”概念，强调“一定温度”“一定量溶剂”“不能再溶解某溶质”。其中，“一定温度”和“一定量溶剂”是饱和溶液的条件。如果条件发生改变，溶液的状态就会发生变化，即溶液的状态是动态的。“不能再溶解某溶质”是饱和溶液的特征（不能再溶解）和研究对象（某溶质）。学生如果片面认识或理解以上问题，只能是“孤立地”“静态地”“无序地”掌握知识，导致容易混淆。

案例1：认为饱和溶液不能溶解任何其它物质。

分析：疏忽了饱和溶液的研究对象只是某溶质，是该物质在“一定温度”和“一定量溶剂”下的溶解达到了最大限度而饱和，而不是所有物质。

案例2：认为饱和溶液升高温度后一定会变成不饱和溶液，降低温度后一定会有晶体析出。

分析：没有注意到饱和溶液与不饱和溶液转化的一般性，而疏忽了特殊情况。也可以说是疏忽了像Ca（OH）2这样的少数固体物质的特殊性。

案例3：认为饱和溶液一定是浓溶液，不饱和溶液一定是稀溶液。

分析：缺乏控制变量的意识，没有整体分析饱和溶液概念的相关变量。没有联系并控制“一定温度”“一定量溶剂”和“某溶质”等变量来分析问题，仅从“能否再溶解”来比较饱和溶液和不饱和溶液的“浓”与“稀”的问题。类似的，还有认为饱和溶液的浓度一定比不饱和溶液的浓度大，也是同样的原因导致的。

（三）认知能力限制，思维逻辑性不强，导致思维障碍

案例1：对“气体的溶解度随着压强的增大而增大，随着温度的升高而减小”不理解。

分析：抽象思维正在形成、尚未成熟，很难想象看不见的“气体”的溶解度与同样看不见的“压强”“温度”的关系。

案例2：对饱和溶液和不饱和溶液的判断以及转化的认识迷糊。

分析：尽管教师已经通过实验形象直观地展示饱和溶液和不饱和溶液的判断及转化过程，但学生没有跨过宏观到微观的坎，认识不到饱和溶液的微观实质，导致知道溶液会“饱和”，但不明白为何会“饱和”。只能机械记住饱和溶液和不饱和溶液的判断以及转化，还没达到真正地了解饱和溶液的要求。

二、突破思维障碍的教学策略

（一）灵活运用不同教学方式，使教学更直观形象

化学概念的抽象性是学生学习的一个认知障碍。概念形成的初级阶段，教师可以运用不同教学手段，如演示实验、图表、模型、各种视频等，展示不同的概念学习情境，使抽象概念形象化。学生可以从这些学习情境中了解有关概念的相关信息，为科学建构概念奠定了良好的基础。如，“溶液”概念的形成，教师除了演示实验外，还可以借助动画视频，让学生从微观角度感知物质的溶解过程。又如，在“溶解度”这个概念的教学中，可以播放3个动画：1.将蔗糖和食盐分别放入1 杯水和1 碗水中，可否比较两者的溶解性;2.将蔗糖和食盐分别放入30℃和90℃的1杯水中，可否比较两者的溶解性;3.在相同的温度下，等质量的水中分别任意放入少量蔗糖和食盐，可否比较两者的溶解性。这样的对比情境设计有利于突出概念的特征。概念的特征越明显，关键词概括就越容易，学生理解就越容易，掌握也就越快速牢固。

教师还可以利用学生的日常生活事例帮助学生理解概念，提高建立、巩固、运用概念的能力。如，“气体溶解度”的定义，它跟固体溶解度就不同，气体溶解度除了跟气体本身有关外，还受外界条件如温度、压强等影响。可以借助可乐饮料帮助学生理解：如果将一瓶密封的可乐打开，会有大量的气泡冒出，说明压强减小了，二氧化碳气体的溶解度也随之减小，表现为冒出气泡;另外，把可乐喝到肚子里后，我们常常会打嗝，那是因为温度升高了，二氧化碳的溶解度也随之减小，二氧化碳想“跑”出来，导致打嗝;同样，如果对可乐加热，喝的时候就会觉得没“气”了，这也说明温度升高，气体溶解度就减小了，气体都“跑”掉了。

（二）采用对比、归纳等方法，培养学生全局分析问题的能力

采用对比、归纳等方法帮助学生把许多感性材料归集起来并找出其内在的联系，可以培养学生整体分析问题的能力。比如，探究影响物质溶解性的因素时，设计四组对比实验，列出表格（如表1），把实验现象填在表格中，学生就能通过对比清晰地发现：同一种物质在不同的溶剂中溶解性是不同的;不同的物质在同一种溶剂中的溶解性也是不同的。从而能总结归纳出物质的溶解性跟溶质、溶剂的性质有关。

（三）设计多种例证，加强迁移概念知识的能力

教师引导学生刚开始形成概念时，通常是通过举出典型例子来概括定义与特征的。但为了防止学生死记硬背，造成片面性理解，我们可以针对概念的关键特征，设计变式的例证问题让学生思考，让学生把概念应用于不同的情境中并加以辨认。如，初步形成“溶液”概念后，我们可以列举氯化铜溶液、碘酒、糖水和食鹽水的混合物等包含颜色、溶剂、溶质等方面的变式问题，促进新学概念的迁移，从而强化对“溶液”概念特征的认识。

同时，教师设计的例证问题可以是正面的，也可以是反面的。正面的例证有利于概括，反面的例证有利于辨别。当概念的关键特征繁多并难以辨别时，适当的反例则能起到显示概念的关键特征、消除无关特征的作用。教师在讲解完概念后，如能再从反面来讲，就能让学生在不断思考中激发思维。例如，“水不是溶液”就是个反例，因为它属于纯净物而不是混合物，可以突出溶液是混合物的特征。又如，引导学生准确理解“溶液的饱和与否，与溶液的浓、稀没有必然的联系”及“只有在同样的温度下，同样的溶剂里，饱和溶液才比不饱和溶液浓度高”，我们可以列举数据：在20℃时，KCl的溶解度是34.0g，因此其饱和溶液的浓度是25.4%。而在60℃时，KCl的溶解度是45.5g，此时，假如我们在100g水中只溶解40g的KCl，此时它就是不饱和溶液，但是它的浓度却是28.6%，比20℃时的饱和溶液的浓度还要高。这样，学生就更易明白溶液的饱和状态与溶液的浓稀没有必然的联系。

化学概念是初中生学习化学的一项重要内容。教师深刻探究学生学习化学概念时产生思维障碍的根源，有助于采取积极有效的措施，帮助学生克服困难、突破思维障碍，提高学生的学习品质。

参考文献：

[1]人民教育出版社课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心.义务教育教科书化学九年级下册[M].人民教育出版社，2022.

[2]教育部.义务教育化学课程标准（2022年版）[M].北京师范大学出版社，2022.

责任编辑  罗燕燕