周業(yè)虹

摘要： 化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展依賴化學(xué)課程，而概念知識(shí)在化學(xué)課程中舉足輕重，尤其對(duì)于元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)具有指導(dǎo)作用?；瘜W(xué)概念具有抽象、難懂的特點(diǎn)，結(jié)合具體的教學(xué)案例詳細(xì)論述了： 如何利用學(xué)生的前概念設(shè)計(jì)探究活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生理解概念的特征；如何將抽象內(nèi)容可視化，并創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，達(dá)到落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的目的。

關(guān)鍵詞： 學(xué)科核心素養(yǎng)； 化學(xué)概念； 教學(xué)設(shè)計(jì)

文章編號(hào)： 10056629（2018）9003705 中圖分類號(hào)： G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中指出： 學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過(guò)學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是高中學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的重要組成部分，是學(xué)生綜合素質(zhì)的具體體現(xiàn)，反映了社會(huì)主義核心價(jià)值觀下化學(xué)學(xué)科育人的基本要求，全面展現(xiàn)了化學(xué)課程學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生未來(lái)發(fā)展的重要價(jià)值。化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展依賴于化學(xué)課程，而概念知識(shí)在中學(xué)化學(xué)課程中有著舉足輕重的地位，它既是中學(xué)階段化學(xué)學(xué)習(xí)的結(jié)果，又是學(xué)生實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。在概念的學(xué)習(xí)中，學(xué)生不但增加了認(rèn)識(shí)世界的新視角，更體驗(yàn)了概念建立的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)認(rèn)識(shí)過(guò)程和方法策略。無(wú)論是對(duì)學(xué)習(xí)新知識(shí)還是對(duì)今后解決實(shí)際問(wèn)題都具有認(rèn)識(shí)論和方法論的作用，對(duì)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展和中學(xué)階段后續(xù)課程的學(xué)習(xí)具有積極的推動(dòng)作用和指導(dǎo)作用。如何充分發(fā)揮概念教學(xué)在落實(shí)并發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)中的功能與價(jià)值呢？

1 關(guān)于化學(xué)概念

概念是思維的基本形式之一，反映客觀事物的一般的、本質(zhì)的特征。人類在認(rèn)識(shí)過(guò)程中，把所感覺(jué)到的事物的共同特點(diǎn)抽出來(lái)，加以概括，就成為概念[1]?；瘜W(xué)概念是在化學(xué)科學(xué)發(fā)展過(guò)程中建立起來(lái)的，是化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)事實(shí)的概括化和抽象化的思維形式，能反映同類事物的化學(xué)運(yùn)動(dòng)規(guī)律和本質(zhì)屬性[2]。掌握化學(xué)概念是學(xué)生理解并獲得化學(xué)知識(shí)和技能的重要途徑，是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的途徑之一。概念教學(xué)始終是中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

化學(xué)概念的特點(diǎn)是抽象、難理解，教師普遍感覺(jué)教學(xué)難度較大。因此實(shí)際教學(xué)中，往往是教師直接引入概念，學(xué)生在被動(dòng)接受教師的講授后，背誦記憶相關(guān)概念；之后教師將課堂上的絕大部分時(shí)間用于概念辨析，進(jìn)行例題講解以及針對(duì)性訓(xùn)練。看似學(xué)生掌握了概念，實(shí)際上學(xué)生只是明白了化學(xué)概念的字面含義，這樣的教學(xué)不僅枯燥無(wú)味，而且容易使概念與實(shí)踐脫節(jié)。學(xué)生也只是被動(dòng)地接受教師的講授，造成了“一學(xué)就懂、一做題就暈”的結(jié)果[3]，更談不上化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)。

如何使概念的教學(xué)更加貼近學(xué)生，在學(xué)生理解和掌握概念的同時(shí)，達(dá)到以概念教學(xué)為載體，落實(shí)并發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的目的呢？

2 化學(xué)概念對(duì)元素化合物學(xué)習(xí)的指導(dǎo)作用

在課程標(biāo)準(zhǔn)中，必修課程的化學(xué)概念往往與元素化合物知識(shí)穿插安排，可以讓學(xué)生在理解概念、建構(gòu)概念的基礎(chǔ)上，應(yīng)用概念學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)，充分發(fā)揮概念對(duì)元素化合物學(xué)習(xí)的指導(dǎo)作用，同時(shí)在應(yīng)用概念的過(guò)程中，可以進(jìn)一步加深對(duì)概念的理解。

例如，必修課程“主題2常見(jiàn)的無(wú)機(jī)物及其應(yīng)用”中包含的概念知識(shí)及其指導(dǎo)作用如表1所示。

認(rèn)識(shí)到這些概念對(duì)元素化合物教學(xué)的指導(dǎo)作用后，我們?cè)趯W(xué)習(xí)膠體、電解質(zhì)這些概念時(shí)，就不會(huì)只把它們當(dāng)作一種物質(zhì)進(jìn)行教學(xué)，而是站在物質(zhì)分類的視角下認(rèn)識(shí)膠體、電解質(zhì)；同樣，在進(jìn)行氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)的教學(xué)時(shí)，也不會(huì)僅僅把它們當(dāng)作兩類化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行介紹，而是站在反應(yīng)分類的視角下學(xué)習(xí)它們，豐富了對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)，使這些化學(xué)反應(yīng)類型真正成為預(yù)測(cè)并深入學(xué)習(xí)元素化合物的重要工具。在這當(dāng)中，可以達(dá)到落實(shí)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”、“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”等具有化學(xué)學(xué)科特質(zhì)的核心素養(yǎng)，幫助學(xué)生形成化學(xué)學(xué)科的思想方法。

3 化學(xué)概念的教學(xué)設(shè)計(jì)

3.1 分析并利用學(xué)生的前概念，學(xué)習(xí)新的概念

學(xué)生已經(jīng)掌握的前概念知識(shí)會(huì)影響到新的概念的形成過(guò)程，因此，在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，教師必須注意對(duì)學(xué)生前概念知識(shí)的挖掘，分析學(xué)生在學(xué)習(xí)此概念前已經(jīng)具備的與此概念相關(guān)的知識(shí)基礎(chǔ)，它們將對(duì)此新概念的學(xué)習(xí)產(chǎn)生何種影響。以此為新概念學(xué)習(xí)的切入點(diǎn)，會(huì)大大降低概念學(xué)習(xí)的難度。

分析氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)的變化情況，與四種基本反應(yīng)類型進(jìn)行比較，建立四種基本反應(yīng)類型與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系，豐富學(xué)生對(duì)于化學(xué)反應(yīng)分類的認(rèn)識(shí)。

在這個(gè)教學(xué)活動(dòng)中，教師充分挖掘了學(xué)生的前概念，有效地運(yùn)用了他們的前概念，實(shí)現(xiàn)了對(duì)化學(xué)反應(yīng)的兩次分類，第一次分類讓學(xué)生意識(shí)到四種基本反應(yīng)類型的局限性，第二次分類讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)不能分割，同時(shí)發(fā)生在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了第三次分類，即從化合價(jià)變化的角度重新認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)，為后面引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)氧化還原反應(yīng)的微觀本質(zhì)，即電子轉(zhuǎn)移打下基礎(chǔ)。這樣的設(shè)計(jì)，突出了“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.2 設(shè)計(jì)有效活動(dòng)，從宏觀和微觀兩個(gè)層面認(rèn)識(shí)概念

化學(xué)概念的特征可以從宏觀和微觀兩個(gè)層面進(jìn)行理解，宏觀層面指的是外顯的、表面的特征，而微觀層面則指的是隱性的、本質(zhì)的特征。必修課程主題2中的概念，其宏觀層面和微觀層面的特征如表2所示。

教學(xué)中可設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生從宏觀和微觀兩個(gè)層面理解概念。

案例2 膠體[5]

學(xué)習(xí)分散系內(nèi)容的目的是引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)分類的方法。初中階段學(xué)生接觸更多的是純凈物的分類方法，混合物的分類對(duì)學(xué)生而言是一個(gè)較為陌生的領(lǐng)域，但卻是學(xué)生應(yīng)用分類思想研究物質(zhì)、觀察物質(zhì)的一個(gè)新的切入點(diǎn)。依據(jù)這一思路，教學(xué)中可以設(shè)計(jì)為：

[問(wèn)題1]按照分散質(zhì)和分散劑的狀態(tài)，可以將分散系分成幾種類型？是否可以根據(jù)分散質(zhì)粒子直徑大小對(duì)分散系進(jìn)行分類？

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注可以依據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類。

[活動(dòng)1]將氯化鈉、泥土分別放入水中，比較所得分散系的差別，并提出問(wèn)題： 氯化鈉和泥土分別與水混合，為什么會(huì)形成不同的分散系？

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注分散系的宏觀特征，為引出新的分類依據(jù)，即依據(jù)分散質(zhì)粒子直徑的大小進(jìn)行分類奠定基礎(chǔ)。

[活動(dòng)2]畫(huà)一個(gè)數(shù)軸，在數(shù)軸上選取1nm和100nm兩個(gè)點(diǎn)。

[講解]溶液中分散質(zhì)粒子直徑小于1nm，而濁液中分散質(zhì)粒子直徑大于100nm。

從微觀、定量角度認(rèn)識(shí)濁液和溶液這兩種分散系的差別，同時(shí)通過(guò)數(shù)軸建構(gòu)一種研究模型，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注1～100nm之間的分散系，引發(fā)學(xué)生探究的興趣： 它屬于哪種類型的分散系？有何特征？

[活動(dòng)3]制備一種新的分散系： 將1mL飽和氯化鐵溶液滴入到25mL沸水中，加熱至出現(xiàn)紅褐色為止。觀察這種分散系。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注這種新的分散系的宏觀特征，了解它與溶液、濁液外觀上的差異。

[活動(dòng)4]分別用膠頭滴管向兩層濾紙上滴1滴氯化鐵溶液、1滴泥沙和水的混合物（事先攪拌一下）、1滴新制備的紅褐色分散系。然后掀開(kāi)上層濾紙，觀察下層濾紙，對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象分別是棕黃色、無(wú)色水印、紅褐色，說(shuō)明溶液、新制備的分散系可以透過(guò)濾紙，而濁液無(wú)法透過(guò)。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注三種分散系中分散質(zhì)粒子直徑的差異，通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取證據(jù)，得出膠體粒子的一個(gè)微觀特征，即分散質(zhì)粒子直徑小于100nm。

[活動(dòng)5]將盛有氯化鐵溶液和新制備的分散系的混合物半透膜懸掛于盛有蒸餾水的燒杯中，過(guò)一段時(shí)間，取出半透膜內(nèi)液體及燒杯中的液體分別進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)半透膜內(nèi)液體有丁達(dá)爾效應(yīng)，而燒杯內(nèi)液體無(wú)此現(xiàn)象。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注溶液和新制備的分散系中分散質(zhì)粒子直徑的差異，通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取證據(jù)，得出膠體粒子的另一個(gè)微觀特征，即分散質(zhì)粒子直徑大于1nm。

[結(jié)論]分散質(zhì)粒子直徑在1～100nm之間的分散系是膠體。

從這個(gè)教學(xué)活動(dòng)中可以看出，膠體概念的形成不是教師直接講給學(xué)生的，而是通過(guò)精心設(shè)計(jì)的探究活動(dòng)讓學(xué)生自己理解膠體的宏觀特征和微觀本質(zhì)，很自然地建構(gòu)了膠體這一概念，豐富了對(duì)三種分散系的認(rèn)識(shí)。這中間突出了“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”這些化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.3 將思維過(guò)程可視化，幫助學(xué)生理解概念

化學(xué)概念抽象，學(xué)生難理解。如果教學(xué)中能將動(dòng)畫(huà)、圖像、模型等手段運(yùn)用到概念的學(xué)習(xí)和理解中，通過(guò)這些感性材料將原本看不見(jiàn)摸不著的內(nèi)容形象生動(dòng)地展現(xiàn)在學(xué)生面前，做到“微觀過(guò)程可視化”，讓學(xué)生結(jié)合這些可視化材料理解概念，可以大大降低學(xué)習(xí)的難度，也沒(méi)有了枯燥感和乏味感。

案例3 離子反應(yīng)[6]

在離子反應(yīng)的教學(xué)中，應(yīng)在幫助學(xué)生建構(gòu)離子反應(yīng)概念的同時(shí)，通過(guò)概念的形成過(guò)程引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注宏觀物質(zhì)間的反應(yīng)和微觀離子間的反應(yīng)的聯(lián)系，透過(guò)宏觀現(xiàn)象解釋化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，豐富對(duì)化學(xué)反應(yīng)分類的認(rèn)識(shí)。而正是由于離子反應(yīng)探討的是微觀離子間的反應(yīng)，無(wú)法直接觀察，對(duì)其沒(méi)有直觀的感受，學(xué)生能做到的就是在頭腦中自由地想象，給學(xué)習(xí)帶來(lái)了很大困難。為此，可以采用測(cè)定溶液電導(dǎo)率變化的方法幫助學(xué)生理解溶液中的離子反應(yīng)，即測(cè)定在向一定體積、一定濃度的Ba（OH）2溶液滴加H2SO4溶液的過(guò)程中，電導(dǎo)率的變化，計(jì)算機(jī)呈現(xiàn)的曲線如圖1所示。

本圖像參考了北京二中溫立權(quán)老師“離子反應(yīng)”課例。

由曲線可以清晰地看到電導(dǎo)率的變化，直觀地顯示溶液中自由移動(dòng)的離子濃度的變化，因而得出在氫氧化鋇與硫酸反應(yīng)的過(guò)程中，自由移動(dòng)的離子濃度在降低，之后由于氫氧化鋇反應(yīng)完畢，硫酸滴入過(guò)程中導(dǎo)電離子的數(shù)目又在增多，與恰好完全反應(yīng)時(shí)相比，濃度又相對(duì)變大，所以電導(dǎo)率又開(kāi)始增大。

這條曲線將溶液中離子濃度的變化清晰地展現(xiàn)在學(xué)生面前，實(shí)現(xiàn)了離子反應(yīng)的可視化，使學(xué)生“看到了”離子反應(yīng)的微觀本質(zhì)，對(duì)于學(xué)生理解離子反應(yīng)的概念起到了重要的作用，也突出了“宏觀辨識(shí)與微觀探析”這一核心素養(yǎng)的落實(shí)。

3.4 創(chuàng)設(shè)情境，在實(shí)際應(yīng)用中理解概念

化學(xué)概念的教學(xué)可分為以下幾個(gè)階段（圖2）：

在學(xué)生建構(gòu)并理解化學(xué)概念之后，應(yīng)用概念解決來(lái)自生產(chǎn)、生活、科技中的實(shí)際問(wèn)題是必不可少的環(huán)節(jié)。為此我們要?jiǎng)?chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，讓學(xué)生在應(yīng)用概念的過(guò)程中進(jìn)一步加深對(duì)概念的理解。

案例4 離子反應(yīng)[7]的應(yīng)用

離子反應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容是對(duì)初中所學(xué)的酸、堿、鹽知識(shí)的再認(rèn)識(shí)和深化，是化學(xué)反應(yīng)的一種重要的分類方法，微粒觀、離子反應(yīng)的知識(shí)及其應(yīng)用將貫穿整個(gè)高中化學(xué)的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生對(duì)溶液中物質(zhì)間反應(yīng)的認(rèn)識(shí)從宏觀層面深入到微觀層面，對(duì)于發(fā)展學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)具有重要的作用。同時(shí)，電解質(zhì)的相關(guān)知識(shí)在人類的生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用，與人類的生命活動(dòng)密切相關(guān)，因此，學(xué)生學(xué)好離子反應(yīng)的概念，可以更好地解釋實(shí)際問(wèn)題，一方面突出化學(xué)概念的應(yīng)用價(jià)值，另一方面體現(xiàn)了化學(xué)知識(shí)的社會(huì)價(jià)值，增強(qiáng)了社會(huì)責(zé)任感。

[問(wèn)題1]氫氧化鋁常用作治療胃酸過(guò)多的藥物，從離子反應(yīng)角度解釋這么做的原因？胃壁糜爛患者治療胃酸過(guò)多，能否使用小蘇打？用離子方程式解釋。

[問(wèn)題2]家庭用的水壺往往會(huì)沉積一層水垢。水垢的主要化學(xué)成分是CaCO3、 Mg（OH）2。調(diào)查市場(chǎng)上售賣的除垢劑的品種，閱讀其成分配料表。請(qǐng)用離子方程式表示酸性除垢劑的除垢原理。

這些問(wèn)題的設(shè)計(jì)，素材來(lái)自于生活實(shí)際，要求學(xué)生用離子反應(yīng)的知識(shí)進(jìn)行解決。不但可以鞏固學(xué)生對(duì)離子反應(yīng)概念的理解，進(jìn)一步訓(xùn)練學(xué)生用符號(hào)表征離子反應(yīng)的技能，同時(shí)還可引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活中的化學(xué)問(wèn)題，落實(shí)“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”這一核心素養(yǎng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

化學(xué)概念比較抽象，但是它對(duì)元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)起到積極的指導(dǎo)作用，因此在教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)好概念知識(shí)，并將其正確地應(yīng)用于問(wèn)題解決。為此，在教學(xué)活動(dòng)中，要充分關(guān)注學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)，創(chuàng)設(shè)情境喚醒學(xué)生的前概念；通過(guò)各種富有效率意義的探究活動(dòng)，將抽象內(nèi)容可視化，引領(lǐng)學(xué)生理解概念，透過(guò)概念的宏觀表現(xiàn)分析其微觀本質(zhì)，落實(shí)并發(fā)展“宏觀辨識(shí)與微觀探析”核心素養(yǎng)；同時(shí)，將概念應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的解決，既幫助學(xué)生深刻理解概念，又可以有效落實(shí)“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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