祝錢

摘要： 通過對化學(xué)知識的四層次——事實性知識、概念性知識、方法性知識及觀念性知識的分類，以理清化學(xué)知識間的層次關(guān)系。以“酸的通性”教學(xué)為例，通過“呈現(xiàn)事實性知識→建構(gòu)概念性知識→外顯方法性知識→內(nèi)化觀念性知識”的教學(xué)主線，理順化學(xué)知識的教學(xué)脈絡(luò)。提出“聯(lián)系知識——讓認知建構(gòu)自然發(fā)生，基于知識——讓思維能力進階躍升，內(nèi)化知識——讓化學(xué)觀念深入人心”的策略反思，促進學(xué)生的深度學(xué)習(xí)和思維發(fā)展。

關(guān)鍵詞： 知識四層次; 深度學(xué)習(xí); 思維發(fā)展; 酸的通性

文章編號： 10056629（2020）05005604

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

知識是學(xué)習(xí)者對客觀世界的反映，它包括了概念、推理與判斷。而思維則是學(xué)習(xí)者從一個知識到另外一個知識之間所建立的連接過程。因此不難發(fā)現(xiàn)，知識是思維過程的基礎(chǔ)，若沒有知識則思維過程也不會發(fā)生。所以在化學(xué)的教學(xué)中，教師應(yīng)該先對于具體的化學(xué)知識類型進行準確的定位和分類。

根據(jù)季蘋教授在“教什么知識”一書中所指出的那樣，知識從內(nèi)容層面來看，可以分為四個層次——事實性知識、概念性知識、方法性知識和觀念性知識。其中“事實性知識”是指“是什么？”和“怎么樣？”的知識，這類知識往往屬于學(xué)生認知結(jié)構(gòu)中的常識性知識，其主要通過記憶等低階思維獲取，如學(xué)生知道醋酸、檸檬酸是一種酸。當(dāng)然，這類知識由于受學(xué)生既有生活經(jīng)驗的影響，可能使得部分事實性知識本身就具有缺陷或錯誤。“概念性知識”是指涉及到“關(guān)系”“原理”“規(guī)律”及“定律”等的知識，其主要通過理解等思維獲取，如酸的科學(xué)定義便是概念性知識的典型代表。“方法性知識”是指在給定的情境中或既定的程序下進行的操作，它是一種典型的動手實踐性知識，其主要是通過學(xué)生的應(yīng)用思維進行獲取，如pH的測定，滴管、酒精燈的使用等操作便是方法性知識的典型代表?！坝^念性知識”是指學(xué)生基于現(xiàn)有知識進行提煉，而最終獲得的對于現(xiàn)有知識的更進一步的理解。如通過學(xué)習(xí)了酸的通性之后學(xué)生形成的“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的化學(xué)觀念[1]。

對于化學(xué)教學(xué)而言，因為化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)研究物質(zhì)的組成、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與物質(zhì)間變化規(guī)律的學(xué)科，所以化學(xué)知識的教學(xué)有知識教學(xué)共性的一面，但更多地要體現(xiàn)學(xué)科個性特點。因此整個化學(xué)知識教學(xué)的過程必然是以學(xué)生為教學(xué)主體，以合作探究為教學(xué)主線，讓學(xué)生自主經(jīng)歷不同類型知識的差異化建構(gòu)過程，最終實現(xiàn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的發(fā)生、化學(xué)思維的養(yǎng)成及綜合素養(yǎng)的提升。下面以“酸的通性”教學(xué)為例，具體闡釋“知識四層次”視角下的教學(xué)過程（流程見圖1）。

1 學(xué)情分析

“酸的通性”對于整個初中化學(xué)物質(zhì)性質(zhì)的學(xué)習(xí)具有先導(dǎo)性和基礎(chǔ)性的作用。首先從知識體系上來看，酸本身與堿、鹽、金屬有高度的知識交叉和融合，因此學(xué)好酸對于后續(xù)知識的學(xué)習(xí)會起到非常好的鋪墊作用。其次從方法技能上來看，對于酸性質(zhì)的學(xué)習(xí)是以大量化學(xué)實驗為基礎(chǔ)而展開的，通過動手實驗所掌握的技能和方法也是促進后續(xù)化學(xué)學(xué)習(xí)有效開展的關(guān)鍵要素。再者從思維觀念上來看，學(xué)生通過酸的通性的學(xué)習(xí)形成的“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的化學(xué)觀，也會對后續(xù)化學(xué)的學(xué)習(xí)起到引領(lǐng)性的作用。當(dāng)然，本節(jié)教學(xué)內(nèi)容中有關(guān)酸的概念、基于實驗觀察和分析的酸的通性的提煉、微粒觀的形成對于初學(xué)化學(xué)的初中生而言，都會存在一定的認知障礙。因此，本堂課的教學(xué)采取以“暴露事實性知識缺陷→變式教學(xué)建構(gòu)概念性知識→合作實驗外顯方法性知識→歸納提煉內(nèi)化觀念性知識”為認知主線，以“自主合作、實驗探究”的教學(xué)模式為主要組織形式，通過對“酸的通性”知識的層次性建構(gòu)與系統(tǒng)性學(xué)習(xí)，最終實現(xiàn)學(xué)生對于四類知識深度學(xué)習(xí)的發(fā)生和化學(xué)核心素養(yǎng)的有效形成。

2 教學(xué)目標

結(jié)合本堂課的教學(xué)實際，將本次教學(xué)目標從知識技能、能力方法與態(tài)度觀念三個層面做簡要論述。（1）知道酸的概念、酸的5條通性，掌握利用pH試紙測定未知溶液的pH，掌握熟練使用滴管，取放固、液體等試劑的技能方法。（2）在具體實驗和問題的分析中，培養(yǎng)科學(xué)觀察、科學(xué)表達、歸納概括的能力。（3）通過對“酸的通性”的系統(tǒng)性學(xué)習(xí)，感悟“微粒結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的化學(xué)觀，從而進一步建構(gòu)起“微觀與宏觀”相互聯(lián)系的化學(xué)整體觀。

3 教學(xué)過程

下面就以杭州市江干區(qū)一堂教學(xué)內(nèi)容整合重構(gòu)之后的“酸的通性”的展示課為例，闡述“知識四層次”視角下的化學(xué)知識教學(xué)。

3.1 基于既有概念，呈現(xiàn)事實性知識

教師在課堂一開始拋出問題：“請同學(xué)們找一找我們身邊的酸在哪里？”學(xué)生紛紛舉手回答：“吃的檸檬很酸，里面含有檸檬酸;吃小籠包蘸的醋里有醋酸;我們的胃液里面有胃酸……”。教師對學(xué)生的回答給予一定的評判之后，繼續(xù)拋出問題：“請同學(xué)們談一談對于身邊酸的一些看法?！睂W(xué)生又給出以下一些常見的回答：“酸都是有酸味的，酸都是有腐蝕性的，酸的pH都小于7，酸能把任何物質(zhì)給腐蝕掉……”。

設(shè)計意圖： 學(xué)生是帶著前概念走進課堂的。因此在課前進行一定的學(xué)習(xí)情況摸底對于后續(xù)的教學(xué)是非常有必要的。教師設(shè)計第一個問題就是為了充分了解學(xué)生對于酸的認知情況。從學(xué)生的回答來看大部分學(xué)生對于生活中的酸類物質(zhì)是有一定了解的，這是教師展開后續(xù)教學(xué)的基礎(chǔ)。而設(shè)計第二個問題是想進一步掌握學(xué)生對于酸及其性質(zhì)的認知。從學(xué)生的回答來看，不難發(fā)現(xiàn)學(xué)生對于酸性質(zhì)的認知僅停留在生活經(jīng)驗層面，有些認知還存在一定的科學(xué)偏差，如酸可以腐蝕一切物質(zhì)、酸都有酸味等。因此，通過本環(huán)節(jié)的設(shè)計是為了充分暴露學(xué)生頭腦中的錯誤認知、錯誤概念，以便在后續(xù)學(xué)習(xí)中，學(xué)生原有的錯誤認知與新建構(gòu)的科學(xué)認知產(chǎn)生沖突，進而在思維的碰撞中實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，最終建構(gòu)起新的知識和概念。

3.2 基于變式教學(xué)，建構(gòu)概念性知識

關(guān)于概念的教學(xué)一般遵循“基于概念外延的正例變式→基于概念內(nèi)涵的反例變式→基于概念的非標準化變式”[2]的流程開展教學(xué)。酸概念的建構(gòu)過程具體闡述如下。

3.2.1 基于正例變式，歸納建構(gòu)概念

教師在大屏幕上展示硫酸、鹽酸、硝酸的電離方程式，并提問學(xué)生：“同學(xué)們仔細觀察上述物質(zhì)的組成，找一找三者之間的共同點?！睂W(xué)生通過對照觀察，可以非常迅速地發(fā)現(xiàn)三種酸里面都有共同離子——氫離子（H+）。此時教師引導(dǎo)學(xué)生自主給酸下一個定義，學(xué)生主要有以下2種對酸概念的典型錯誤或不當(dāng)表述： （1）只要是酸都會電離出氫離子（H+）;（2）能電離出氫離子（H+）的就是酸。表述（1）并不是給酸下定義，而是停留在觀察的基礎(chǔ)上所提煉出的共性特征層面，表述（2）是在表述（1）的基礎(chǔ)上得出的一個錯誤概念的表達。

3.2.2 基于反例變式，辨析明確概念

此時教師不要急于否定學(xué)生剛剛給出的有關(guān)酸概念的錯誤表述，而是再給出一個典型反例： 已知NaHSO4并不是酸，但其在水溶液中會電離產(chǎn)生H+，請同學(xué)們結(jié)合NaHSO4的電離情況修正剛才酸的定義。在教師引導(dǎo)下，學(xué)生通過進一步觀察思考，最終建構(gòu)起酸概念的科學(xué)表述——電離出的陽離子全部是氫離子（H+）的化合物。

3.2.3 基于非標變式，豐富深化概念

教師再呈現(xiàn)一張幻燈片——“通過以下一些物質(zhì)的電離方程式： CH3COOHCH3COO-+H+、 HMnO4H++MnO-4，請同學(xué)們判斷哪些物質(zhì)屬于酸并說明理由？”教師引導(dǎo)學(xué)生對于酸的概念有更加全面和立體的認知。

設(shè)計意圖： 將酸概念的建構(gòu)教學(xué)拆分為三個階段： 第一個階段通過正例變式的設(shè)計，力求使學(xué)生通過觀察與歸納，自主建構(gòu)起酸的初步概念，從而培養(yǎng)學(xué)生從“異處求同”的思維能力;第二階段通過反例變式的教學(xué)設(shè)計及自主糾偏的學(xué)習(xí)過程，力求通過對反例的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生能親身經(jīng)歷概念建構(gòu)的全過程及在建構(gòu)過程中所經(jīng)歷的認知沖突，最終自主形成對酸概念的科學(xué)認知;第三階段設(shè)計一組不同于常見無機酸（如硫酸、鹽酸、硝酸）電離標準化表達的非標準化變式，力求通過對有機酸、金屬含氧酸的進一步認識，促進學(xué)生對酸的概念有愈加立體的認知及更加豐富的理解。

3.3 基于合作實驗，外顯方法性知識

為了提高課堂實驗探究效率，教師將全班學(xué)生分為8組，其中前4組與后4組分別以鹽酸和硫酸為酸試劑進行酸的通性的實驗探究。具體分組及實驗探究方案見表1。

教師先指導(dǎo)學(xué)生分組實驗以探究酸的性質(zhì)，然后學(xué)生合作實驗，觀察實驗現(xiàn)象，并書寫相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式，最后教師讓各小組派代表上臺匯報展示實驗探究成果。

設(shè)計意圖： 通過分組實驗一方面培養(yǎng)學(xué)生團隊合作的能力，另外一方面通過教師指導(dǎo)、生生互助的形式以提高學(xué)生基礎(chǔ)實驗技能，如pH的測定、試劑的傾倒、試管的振蕩、夾持與加熱、酒精燈的使用等。在實驗過程中，學(xué)生的觀察能力、書面表達能力及方程式書寫能力都可以得到不同程度的訓(xùn)練和培養(yǎng)，同時讓學(xué)生上臺展示匯報，還可以促進學(xué)生口頭表達能力的提高。總之，通過動手實驗環(huán)節(jié)的設(shè)計，可以最終實現(xiàn)方法性知識的外顯和鞏固。

3.4 基于自主歸納，內(nèi)化觀念性知識

通過學(xué)生上臺展示匯報，教師引導(dǎo)設(shè)問：“請同學(xué)們歸納硫酸與鹽酸有哪些相似的化學(xué)性質(zhì)呢？”學(xué)生小組討論，并在教師引導(dǎo)修正下歸納得出兩種酸共同的化學(xué)性質(zhì)：“都能使紫色石蕊變紅色，無色酚酞不變色;都能和堿發(fā)生反應(yīng);都能和碳酸鹽發(fā)生反應(yīng);都能和某些金屬氧化物及活潑金屬發(fā)生反應(yīng)。”此時教師再請學(xué)生思考：“為什么鹽酸和硫酸有共同的化學(xué)性質(zhì)呢？”學(xué)生基本都會聯(lián)想到由于兩種酸都有共同的陽離子（H+），所以造成了兩種物質(zhì)的某些化學(xué)性質(zhì)具有相似性。教師此時便可因勢利導(dǎo)，自然地引導(dǎo)學(xué)生內(nèi)化生成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”這一重要的化學(xué)觀念性知識。同時再次拋出問題“若要探究兩種酸的不同化學(xué)性質(zhì)，需要從酸結(jié)構(gòu)的哪一部分入手呢？”學(xué)生再自主思考得出“由于酸根離子的不同決定了酸在某些化學(xué)性質(zhì)上的差異”，為后續(xù)酸個性的學(xué)習(xí)打下扎實的基礎(chǔ)。

設(shè)計意圖： 本環(huán)節(jié)的教學(xué)設(shè)計是以一組問題鏈為主線，通過層進式的設(shè)問為學(xué)生搭建思維支架，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)以“觀察→歸納→比較→提煉→內(nèi)化→應(yīng)用”為主脈絡(luò)，讓“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的化學(xué)觀念通過學(xué)生自主的建構(gòu)學(xué)習(xí)內(nèi)化為自身觀念中的一部分，使學(xué)生能將此觀念進一步應(yīng)用于后續(xù)的化學(xué)學(xué)習(xí)中。

4 關(guān)于“知識四層次”教學(xué)的幾點反思

4.1 聯(lián)系知識： 讓認知建構(gòu)自然發(fā)生

在化學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生的認知都要經(jīng)歷一個由簡單到復(fù)雜、由表象到本質(zhì)的過程，因此學(xué)生要學(xué)好化學(xué)，就需要對化學(xué)知識與知識間的聯(lián)系有更加清晰的認知，能在固有知識經(jīng)驗的基礎(chǔ)上對新知識進行有效學(xué)習(xí)，將其同化為自身知識體系的一部分。作為教師更要對化學(xué)知識有整體結(jié)構(gòu)上的審視，對教學(xué)內(nèi)容要有本質(zhì)上的理解，對相關(guān)內(nèi)容要進行有效的分析、比較與歸類。正如上述教學(xué)范例所提及的那樣，按照“呈現(xiàn)事實性知識→建構(gòu)概念性知識→外顯方法性知識→內(nèi)化觀念性知識”的教學(xué)脈絡(luò)，很好地體現(xiàn)知識間的層次結(jié)構(gòu)以及契合學(xué)生的認知規(guī)律，最終實現(xiàn)教學(xué)過程的順暢高效以及學(xué)生學(xué)習(xí)的深度發(fā)生。

4.2 基于知識： 讓思維能力進階躍升

思維與能力靠簡單粗暴地灌輸是無法真正實現(xiàn)的。正如本文開篇所述，思維發(fā)生于知識與知識的連接之間，而能力則生成于學(xué)習(xí)知識的過程之中。知識學(xué)習(xí)是思維與能力發(fā)展的基礎(chǔ)與前提，因此在教學(xué)過程中不但要關(guān)注知識本身，更要關(guān)注知識傳遞的載體設(shè)計，如本文提及的設(shè)計一連串的問題，讓知識融在問題鏈之間，在一連串高品質(zhì)的設(shè)問過程中，知識不經(jīng)意間就在學(xué)生的心中自然生發(fā)與建構(gòu)。又如本文所述將一些方法性知識融入在實驗探究的過程中，學(xué)生通過自主實驗探究可以很好地實現(xiàn)對這類知識的掌握?？傊處熗ㄟ^對知識載體的不斷變換和豐富，可以促進學(xué)生知識學(xué)習(xí)載體的多樣化和立體化，最終實現(xiàn)學(xué)生思維與能力的進階躍升[3]。

4.3 內(nèi)化知識： 讓化學(xué)觀念深入人心

教師通過多樣化的教學(xué)設(shè)計，最終目的是使學(xué)生形成一定的化學(xué)觀念，如“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、平衡與守恒”等?；瘜W(xué)觀念是化學(xué)核心素養(yǎng)的重要組成部分，也是推動學(xué)生終身學(xué)習(xí)的內(nèi)在動力，化學(xué)觀念對于學(xué)生今后的學(xué)習(xí)起著引領(lǐng)性的作用。但是觀念的形成不是一朝一夕就能實現(xiàn)的，需要遵循以“知識學(xué)習(xí)”為載體，以“情境激發(fā)→問題驅(qū)動→反思建構(gòu)”為學(xué)習(xí)主軸線，以此來促進化學(xué)觀念在學(xué)生心中的內(nèi)化生成。

總之，客觀事物間都是普遍聯(lián)系的，化學(xué)思維、方法與能力蘊含在化學(xué)知識中，而化學(xué)觀念是化學(xué)知識與思維方法統(tǒng)一后的最終產(chǎn)物。通過理清化學(xué)知識的四個層次，理順四層次知識間化學(xué)教學(xué)的脈絡(luò)，最終實現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的深度發(fā)生和化學(xué)思維的質(zhì)變躍升。

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