王石應(yīng)
化學(xué)理論性知識(shí)是指反映物質(zhì)及其變化的本質(zhì)、屬性、內(nèi)在規(guī)律的化學(xué)基本概念和基本原理。高中化學(xué)理論性知識(shí)包括化學(xué)概念和化學(xué)原理兩大類:概念部分有物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化、化學(xué)量等;原理部分有氧化還原反應(yīng)理論、物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論、元素周期律、電離與水解理論、化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡、有機(jī)反應(yīng)理論等。其中概念是原理的前提和基礎(chǔ),而原理是對(duì)概念的進(jìn)一步發(fā)展,二者相輔相成,共同構(gòu)成化學(xué)理論性知識(shí)。
1.化學(xué)理論性知識(shí)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)重要作用
理論性知識(shí)的學(xué)習(xí)過程是學(xué)生通過積極的思維活動(dòng),對(duì)各種各樣的具體事例進(jìn)行分析、概括,從而把握同類事物的共同關(guān)鍵特征的過程。在運(yùn)用化學(xué)基本概念的原理解釋化學(xué)現(xiàn)象,解決化學(xué)問題的過程中,學(xué)生對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化的認(rèn)識(shí)深入事物的本質(zhì),學(xué)生的抽象思維能力得到提高。
2.化學(xué)理論性知識(shí)的特點(diǎn)
化學(xué)理論性知識(shí)是中學(xué)化學(xué)知識(shí)的精髓,它體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的基本觀念,在化學(xué)教材中起到統(tǒng)領(lǐng)和制約全局的作用。
首先,化學(xué)理論性知識(shí)是對(duì)物質(zhì)及其變化的本質(zhì)和規(guī)律的反映,具有高度的概括性,直接影響學(xué)生對(duì)化學(xué)事實(shí)、現(xiàn)象的觀察和理解。其次,化學(xué)理論性知識(shí)的學(xué)習(xí)有助于培養(yǎng)學(xué)生的思維。理論是大量的豐富具體的事實(shí)性材料和抽象出來的,具有高度概括性,對(duì)理論的學(xué)習(xí)不能靠簡(jiǎn)單的記憶,更多的需要學(xué)生積極思維活動(dòng)后認(rèn)真地思考和理解其實(shí)質(zhì),該過程就是促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展。最后,化學(xué)理論性知識(shí)的形成過程體現(xiàn)著豐富的科學(xué)觀念、科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度,是對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)新方法訓(xùn)練和情感教育的良好教材。
3.化學(xué)理論性知識(shí)的學(xué)習(xí)策略
(1)概念形成策略
概念形成策略是學(xué)生從大量具體例證中,通過比較、辨別、抽象等形式自己概括得出事物關(guān)鍵特征的一種學(xué)習(xí)策略。這種策略需要學(xué)生積極主動(dòng)地參與知識(shí)的獲得過程。一般要經(jīng)歷三個(gè)階段:
首先,收集足夠多的與要形成的化學(xué)概念有關(guān)的具體例證,這是獲得感性認(rèn)識(shí)的階段。例證的獲得可以是多種方式,可以直接從教科書或者教師處獲得,也可以通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)或查閱資料獲得。其次,對(duì)獲得的具體例證進(jìn)行分析、比較、歸納和概括,最后形成自己的結(jié)論。這是一個(gè)由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)的過程,需要學(xué)生在認(rèn)真思考的基礎(chǔ)上去偽存真,這一階段最關(guān)鍵。最后,將獲得的結(jié)論與教師和同學(xué)等開展交流,進(jìn)而形成正確結(jié)論,并將該正確結(jié)論通過練習(xí),加深對(duì)化學(xué)概念的理解。
例如:在人教版必修1第一章中出現(xiàn)的物質(zhì)的量,對(duì)于這一新的物理量,很多學(xué)生不能理解,在設(shè)置這節(jié)課的時(shí)候就必須巧妙地引導(dǎo)學(xué)生形成知識(shí)。先讓一個(gè)學(xué)生回答本班有多少學(xué)生,緊接著回答一杯水中有多少個(gè)水分子。對(duì)于前一個(gè)問題很簡(jiǎn)單,而后面的問題就難以回答,那怎么解決?在學(xué)生討論的過程中,再提醒生活中的一個(gè)實(shí)際問題,一捆電線如何測(cè)量其長(zhǎng)度?學(xué)生很快說出稱量1米電線的質(zhì)量,再稱一捆電線質(zhì)量。通過這個(gè)問題,學(xué)生立即聯(lián)想到上個(gè)問題,知道一個(gè)水分子質(zhì)量,再知道一杯水的質(zhì)量,就可算出。然后慢慢展開內(nèi)容,其實(shí),物質(zhì)的量是一個(gè)集合體概念,就像一刀紙等于100張一樣,1mol等于NA,約等于6.02×1023個(gè)。
(2)概念同化策略
新概念的學(xué)習(xí)過程實(shí)際上是新概念與學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有的概念通過相互作用,產(chǎn)生內(nèi)在的邏輯聯(lián)系,并產(chǎn)生有意義的同化,結(jié)果是新概念被納入原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中,并將原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)豐富并擴(kuò)大,這就是有意義的概念同化。一般要經(jīng)歷三個(gè)環(huán)節(jié)。
首先,尋找并激活認(rèn)知結(jié)構(gòu)中與新概念學(xué)習(xí)相關(guān)的已有概念,這是概念同化的前提,通過將新概念學(xué)習(xí)與原有概念建立聯(lián)系,初步理解新概念的含義。
其次,將新概念與原有概念進(jìn)行精確類比,這個(gè)過程包含對(duì)新舊概念的各個(gè)方面之間的比較,既要找出二者的相同之處,又要認(rèn)識(shí)其差異,畢竟它們不完全相同,這是新舊概念之間建立聯(lián)系的過程,是概念同化策略的關(guān)鍵。
例如:學(xué)生在學(xué)習(xí)電離平衡之前,已經(jīng)學(xué)習(xí)了化學(xué)平衡的相關(guān)知識(shí)。因此,對(duì)電離平衡的學(xué)習(xí)就可以采用概念同化策略。
首先,教師組織學(xué)生復(fù)習(xí)有關(guān)化學(xué)平衡的知識(shí),巧妙引入電離平衡,并使二者建立聯(lián)系,初步理解電離平衡的含義。
其次,將電離平衡和化學(xué)平衡精確類比,找出二者之間的關(guān)聯(lián)點(diǎn)。相同點(diǎn)在于二者都具有平衡的一般特征,平衡移動(dòng)原理對(duì)二者都適用,區(qū)別在于二者建立平衡的本質(zhì)不同,電離平衡其實(shí)是化學(xué)平衡的一種形式。通過這樣的比較能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)新舊知識(shí)關(guān)鍵特征的把握,有利于準(zhǔn)確應(yīng)用新概念。
最后,在明確二者異同點(diǎn)之后,通過對(duì)化學(xué)平衡和電離平衡的再分析,將相關(guān)概念從不同側(cè)面聯(lián)系起來,形成概念的整體結(jié)構(gòu)。
(3)概念圖策略
概念圖技術(shù)的理論基礎(chǔ)是著名的教育心理學(xué)家奧蘇貝爾的認(rèn)知同化理論,他認(rèn)為學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)對(duì)已有知識(shí)的組成是有層次的,學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,就是將新的知識(shí)與自己原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)建立起聯(lián)系,并且根據(jù)知識(shí)層次將新知識(shí)放在知識(shí)結(jié)構(gòu)中相應(yīng)的位置上。概念圖在教學(xué)中的作用在于使學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)外化,一方面加深新舊知識(shí)的相互構(gòu)建,另一方面幫助學(xué)生學(xué)會(huì)反思自己的學(xué)習(xí)過程,從而學(xué)會(huì)自我導(dǎo)向?qū)W習(xí),幫助學(xué)生將零散的知識(shí)系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化、層次化,達(dá)到掌握知識(shí)的目的。
例如:關(guān)于條件改變化學(xué)平衡移動(dòng)的知識(shí)概念圖
化學(xué)理論知識(shí)的形成,是學(xué)生基于自己的認(rèn)知基礎(chǔ)對(duì)化學(xué)知識(shí)的深刻理解。宋心琦教授曾精辟地指出:“學(xué)生能牢固地、準(zhǔn)確地、哪怕只是定性地建立起的理論知識(shí),應(yīng)當(dāng)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的第一目標(biāo)?!彼裕覀?cè)诮虒W(xué)中要從整體出發(fā),把握本質(zhì),引領(lǐng)學(xué)生通過深入思考和積極反思,從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)和理解化學(xué)理論知識(shí)。