摘 要:初中化學(xué)中概念教學(xué)要突出化學(xué)學(xué)科理解能力,引導(dǎo)學(xué)生從概念特征、內(nèi)容、方法和科學(xué)精神等方面,探究概念的本原性和結(jié)構(gòu)化,深入理解化學(xué)概念,為實(shí)現(xiàn)化學(xué)知識(shí)的整體關(guān)聯(lián)奠定基礎(chǔ)。文章以初中化學(xué)“溶液的形成”教學(xué)為例,將溶液概念作為探究對(duì)象,對(duì)其教學(xué)策略展開探析,以供參考。
關(guān)鍵詞:初中化學(xué);學(xué)科理解;概念教學(xué)
中圖分類號(hào):G427? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ? ? ? 文章編號(hào):2095-624X(2021)48-0046-03
作者簡(jiǎn)介:胡建軍(1967.9—),男,江蘇省無(wú)錫市大橋?qū)嶒?yàn)學(xué)校,中學(xué)一級(jí)教師,本科學(xué)歷。
引? ? 言
化學(xué)概念是對(duì)化學(xué)現(xiàn)象和事實(shí)的抽象性概括。對(duì)于化學(xué)概念的講解,教師往往遵循“提出問(wèn)題、輔助實(shí)驗(yàn)或事實(shí),分析和總結(jié)定義,推廣應(yīng)用和鞏固練習(xí)”的教學(xué)思路,忽視了概念的獨(dú)特性和學(xué)習(xí)規(guī)律,導(dǎo)致學(xué)生死記硬背概念,陷入淺層機(jī)械學(xué)習(xí)的窠臼[1]。教師應(yīng)開展指向?qū)W科理解的化學(xué)概念教學(xué),注重學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與批判、聯(lián)系與建構(gòu)、遷移與應(yīng)用,引導(dǎo)學(xué)生深度掌握概念的內(nèi)涵、外延及本質(zhì)特征。
一、厘清前概念與科學(xué)概念間的關(guān)系,明晰教學(xué)目標(biāo)
在教學(xué)設(shè)計(jì)中,教師要尊重學(xué)生的前概念認(rèn)知,明確科學(xué)概念的教學(xué)目標(biāo),厘清兩者之間的關(guān)聯(lián)[2]。例如,對(duì)于溶液概念,學(xué)生已經(jīng)接觸過(guò)與溶液有關(guān)的內(nèi)容,如生理鹽水、蔗糖水、海水等混合物,澄清的石灰水、稀鹽酸、過(guò)氧化鈉溶液等,形成了對(duì)溶液概念的初步認(rèn)識(shí)。在學(xué)習(xí)“水的凈化”中,學(xué)生對(duì)“不溶性雜質(zhì)”與“可溶性雜質(zhì)”的辨析,也豐富了相關(guān)前概念認(rèn)知。在具體教學(xué)中,教師應(yīng)從宏觀到微觀,引領(lǐng)學(xué)生體會(huì)溶液的學(xué)科內(nèi)涵,通過(guò)系統(tǒng)梳理已接觸過(guò)的與溶液相關(guān)的前概念認(rèn)知,形成對(duì)溶液概念的深刻理解,理解溶液的均一性、穩(wěn)定性、本原性、結(jié)構(gòu)化特點(diǎn),培養(yǎng)化學(xué)思維和學(xué)習(xí)能力。
二、溶液概念教學(xué)中主要理解偏差表現(xiàn)
概念是構(gòu)成化學(xué)知識(shí)體系的重要內(nèi)容,理解概念是學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)化學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)[3]。以“溶液的形成”教學(xué)為例,盡管教師在課堂上對(duì)溶液概念進(jìn)行了全面講解,但學(xué)生在面對(duì)“溶液的基本特征是什么”“溶解后的溶質(zhì)是否存在”“物質(zhì)溶解的限度是什么”“溶解度與哪些因素有關(guān)”等與溶液相關(guān)的問(wèn)題時(shí),依然會(huì)出現(xiàn)理解偏差。比如,有的學(xué)生認(rèn)為“純水是溶液”的說(shuō)法是正確的,這是將溶液概念與液體狀態(tài)混淆了,實(shí)際上溶液包含溶質(zhì)、溶劑,而純水只有水,沒(méi)有溶質(zhì),所以純水只是溶劑。有的學(xué)生認(rèn)為“糖水的下部比上部甜”,實(shí)際上溶液具有均一性的特點(diǎn),說(shuō)明糖水上部和下部的甜度是一樣的。有的學(xué)生認(rèn)為“未溶于水的食鹽也是食鹽水的組成部分”,實(shí)際上在食鹽水中,水是溶劑,食鹽是溶質(zhì)。食鹽溶液由水和水里的食鹽組成,而未溶解的食鹽并不屬于溶液的一部分。還有學(xué)生認(rèn)為“在一定量的水中,不同物質(zhì)溶解的量是一樣的”,實(shí)際上同一溫度下,不同物質(zhì)在水里的溶解度不同,所以一定量的水中所溶解的物質(zhì)的量也是不同的。學(xué)生對(duì)溶液概念理解偏差的原因有很多,有的是對(duì)溶液概念在宏觀、微觀上的認(rèn)識(shí)不準(zhǔn)確,也有的是受生活經(jīng)驗(yàn)的影響。
三、立足概念結(jié)構(gòu)化認(rèn)識(shí),探究概念教學(xué)思路
基于化學(xué)學(xué)科理解開展化學(xué)概念教學(xué),就是讓學(xué)生利用化學(xué)思維,從其名稱、定義、實(shí)例、屬性等方面剖析化學(xué)概念的本原性和結(jié)構(gòu)化特征,從而深刻理解概念的意義[4]。以溶液為例,其定義為“一種或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)里形成的均一的、穩(wěn)定的混合物”。從形式上,溶液可以是液態(tài)的,也可以是氣態(tài)或固態(tài)的。對(duì)于溶解其他物質(zhì)的物質(zhì),我們稱其為溶劑;被溶解物,我們稱之為溶質(zhì)。通過(guò)剖析定義,學(xué)生可以明晰溶液的概念(如下圖)。
溶液概念的解析思路
內(nèi)圈中明晰了溶液的定義、屬性、實(shí)例,從實(shí)例中概括出溶液的內(nèi)涵;外圈中明晰了溶液的概念屬性、概念實(shí)例、概念名稱、概念應(yīng)用,由解釋驅(qū)動(dòng)探究活動(dòng),幫助學(xué)生深化對(duì)溶液的本質(zhì)理解。據(jù)此,在實(shí)際教學(xué)中,教師可以參照“實(shí)例—特征—定義”教學(xué)流程,先列舉生活中的實(shí)例,基于學(xué)生前期的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn),讓學(xué)生對(duì)不同的溶液、濁液進(jìn)行觀察,形成感性認(rèn)知;接著,細(xì)致分析泥水、油水、蔗糖水、鹽水等混合物,觀察并歸納其不同特征;再次,從內(nèi)涵概括入手,通過(guò)對(duì)比不同的溶液實(shí)例,提煉溶液概念的特征,深化學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知;最后,鞏固應(yīng)用,從溶液的構(gòu)成、影響溶解的因素、粒子運(yùn)動(dòng)、能量變化、定量分析等方面,解析溶液概念,引導(dǎo)學(xué)生逐步深化對(duì)溶液概念的理解,實(shí)現(xiàn)螺旋上升的思維進(jìn)階[5]。
四、整合化學(xué)學(xué)科知識(shí),促進(jìn)概念深度理解
在化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)中,學(xué)生應(yīng)歸納和提煉化學(xué)知識(shí)的理解和學(xué)習(xí)方法,以提高學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。第一種是“比較—分類”法。在化學(xué)知識(shí)體系結(jié)構(gòu)中,很多知識(shí)點(diǎn)歸屬于某一分類系統(tǒng),最終濃縮為化學(xué)物質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)概念[6]。以溶液概念為例,學(xué)生可以通過(guò)比較,明確溶液與其他混合物、純凈物的關(guān)系,再進(jìn)行分類,如明確它們存在哪些相同點(diǎn)、哪些不同點(diǎn),進(jìn)而形成對(duì)溶液概念的結(jié)構(gòu)化認(rèn)知,讓化學(xué)知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)成一個(gè)整體。比如,對(duì)于物質(zhì)概念,物質(zhì)可以是純凈物,也可以是混合物。根據(jù)混合物分類,泥水、植物油水具有不均一性、不穩(wěn)定性,屬于濁液,粒子的直徑大于100nm;蔗糖水、鹽水具有均一性、穩(wěn)定性,屬于溶液,粒子的直徑小于1nm。
第二種是“定性—定量”研究法。從“定性—定量”視角分析溶液概念,主要體現(xiàn)在從溶解性上升到溶解度、酸堿性上升到酸堿度兩方面。由定性延伸到定量,學(xué)生可通過(guò)閱讀相關(guān)資料,從微粒直徑的比較中理解濁液與溶液的差異性[7]。濁液的粒子直徑較大,而溶液的粒子直徑較小,以此讓學(xué)生明晰溶液概念的本原性在于粒子直徑的大小,進(jìn)而深化學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)科知識(shí)的全面認(rèn)識(shí)。溶液包括溶質(zhì)和溶劑。在定量分析中,學(xué)生可對(duì)比三種實(shí)驗(yàn)結(jié)果:一是鐵粉與硫酸銅溶液恰好完全反應(yīng)后所得溶液的成分狀態(tài);二是過(guò)量鐵粉與硫酸銅溶液發(fā)生反應(yīng)后所得溶液的成分狀態(tài);三是鐵粉加入過(guò)量的硫酸銅溶液反應(yīng)后所得溶液的成分狀態(tài)。學(xué)生通過(guò)分析反應(yīng)物的量的不同,了解溶液中溶質(zhì)的不同。另外,針對(duì)“過(guò)量的鐵粉在溶液中是否為溶質(zhì)”,學(xué)生可以展開討論,提升對(duì)溶質(zhì)概念的認(rèn)知。
第三種是“宏觀—微觀—符號(hào)”學(xué)科思維法。學(xué)生構(gòu)建化學(xué)學(xué)科思維,從宏觀層面的辨識(shí)到微觀層面的深度探析,再延伸到化學(xué)符號(hào)的表達(dá),這體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科思維的發(fā)展過(guò)程[8]。對(duì)于溶液概念的解析,首先,教師可以從宏觀層面,結(jié)合實(shí)例,讓學(xué)生辨析濁液與溶液的區(qū)別,從而明確溶液均一性、穩(wěn)定性的特點(diǎn)。然后,教師可以從微觀層面,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比蔗糖水與可樂(lè),借助動(dòng)畫讓學(xué)生認(rèn)識(shí)蔗糖分子與水分子之間的相互作用。在符號(hào)表征上,蔗糖水書寫為C12H22O11和H20。在例證分析中,同樣溶解度的蔗糖水,其甜度具有相同性;而可樂(lè)是混合物,含有多種溶質(zhì)。由此,教師可以提出假設(shè):針對(duì)溶液的特征歸納,無(wú)色、透明、溶質(zhì)的唯一性是否可以作為溶液概念的辨析條件?隨后,教師可以對(duì)鹽水與雪碧展開微觀對(duì)比。在鹽水中,氯離子、鈉離子和水分子之間相互作用,可以通過(guò)導(dǎo)電性測(cè)定實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證,用符號(hào)表征為Cl-、Na+、H20。在例證分析中,同一食鹽水,其咸味前后相同;雪碧雖然無(wú)色、透明,卻含有多種溶質(zhì)。另外,針對(duì)混合物,其微觀特征表現(xiàn)為含有不同的化學(xué)成分,在符號(hào)表征上具有不同的符號(hào)。對(duì)于物質(zhì)的溶化狀態(tài),在微觀層面,粒子間的間距發(fā)生了變化,但化學(xué)符號(hào)不變,化學(xué)性質(zhì)也不變。因此,學(xué)生通過(guò)“宏觀—微觀—符號(hào)表征”思路,探究溶液的均一性、穩(wěn)定性,辨析溶液與濁液的區(qū)別,能夠掌握宏觀、微觀分析方法,學(xué)會(huì)書寫不同溶液的化學(xué)符號(hào)表達(dá)式,體會(huì)溶液中分子與分子之間、分子與離子之間的相互作用。
第四種是“實(shí)踐—實(shí)驗(yàn)”探究法。在對(duì)溶液的互溶性探究中,學(xué)生往往運(yùn)用“實(shí)踐—實(shí)驗(yàn)”探究法。常規(guī)實(shí)驗(yàn)是將酒精加入高錳酸鉀溶液中,觀察溶液前后的變化。最初,酒精加入高錳酸鉀溶液后出現(xiàn)分層現(xiàn)象,原因是酒精的密度比水小,飄在上層。經(jīng)過(guò)振蕩后,酒精溶于水,不再分層。在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象方面,由于酒精溶入水的速度較快,學(xué)生可以調(diào)整試劑的滴入順序,讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更清晰。第一步,先在試管中加入適量固體高錳酸鉀;第二步,將適量酒精滴入試管中,觀察到高錳酸鉀不溶于酒精。第三步,將蒸餾水逐滴滴入含有高錳酸鉀的酒精中,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。當(dāng)蒸餾水逐漸增多時(shí),溶液顏色由淺入深,說(shuō)明水的增加加快了高錳酸鉀的溶解速度,并與酒精形成互溶。由此,通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究法,學(xué)生可以認(rèn)識(shí)到使用相同的實(shí)驗(yàn)材料,不同的實(shí)驗(yàn)步驟可能產(chǎn)生不同的實(shí)驗(yàn)效果,從而體會(huì)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐性,形成創(chuàng)新意識(shí)和能力。在溶液概念的講解中,通過(guò)鐵絲分別與硫酸銅溶液和硫酸銅晶體的反應(yīng)現(xiàn)象對(duì)比,教師還可以讓學(xué)生理解溶液與化學(xué)反應(yīng)速率的變化關(guān)系。等量的鐵絲與硫酸銅溶液的反應(yīng)速率要明顯大于與硫酸銅晶體的反應(yīng)速率,這能夠說(shuō)明溶液在化學(xué)反應(yīng)中的重要作用。
五、對(duì)化學(xué)概念教學(xué)的反思
概念是基于化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)事實(shí)抽象出來(lái)的理論知識(shí)。化學(xué)概念教學(xué)的重點(diǎn)是幫助學(xué)生理解概念的內(nèi)涵,提高學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)效率。因此,在指向?qū)W科理解的化學(xué)概念教學(xué)中,教師要注意:
首先,教師要加強(qiáng)學(xué)科專業(yè)知識(shí)、理論的學(xué)習(xí),強(qiáng)化對(duì)概念的解析力[9]。教師是課程教學(xué)的組織者、設(shè)計(jì)者,對(duì)化學(xué)概念要有整體把握。一些教師對(duì)概念的講解缺乏深度,影響了學(xué)生對(duì)概念的理解。以溶液概念教學(xué)為例,溶液的穩(wěn)定性、均一性要通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)實(shí)例呈現(xiàn);溶液相關(guān)知識(shí)間的內(nèi)在關(guān)系,要從學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)上,抓住概念的本原性來(lái)理解。
其次,教師要注重教學(xué)環(huán)節(jié)的有效銜接。課程設(shè)計(jì)本身具有連續(xù)性、承接性,以溶液概念為例,教師要基于學(xué)情分析,引導(dǎo)學(xué)生將溶液前概念教學(xué)認(rèn)知轉(zhuǎn)化為科學(xué)概念,不僅要讓學(xué)生明白溶液的定義、名稱,更要基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)視角,讓學(xué)生掌握溶液的概念,并加以靈活運(yùn)用,從而促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。
最后,教師要明確學(xué)科理解的目標(biāo)。學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)概念不能局限于記住某概念,而要從學(xué)科理解的角度,懂得概念的本質(zhì)與特征[10]。對(duì)于化學(xué)知識(shí)點(diǎn),教師要讓學(xué)生能夠從實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中領(lǐng)會(huì)其意義。
結(jié)? ? 語(yǔ)
概念是構(gòu)成化學(xué)學(xué)科的基本內(nèi)容,指向?qū)W科理解的概念教學(xué)更有助于聚焦化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),加深學(xué)生對(duì)化學(xué)概念的本質(zhì)理解。因此,對(duì)化學(xué)概念的理解,是建立在對(duì)學(xué)科知識(shí)整體把握的基礎(chǔ)上的。對(duì)于溶液概念,教師要從概念的名稱、定義、實(shí)例等方面,全面揭示溶液的內(nèi)涵;從學(xué)科理解視角,讓學(xué)生由感性到理性,全面掌握溶液知識(shí)點(diǎn)?;瘜W(xué)教師要樹立學(xué)科意識(shí),積極探索和改進(jìn)化學(xué)課程教法,關(guān)注學(xué)生高階思維的發(fā)展,讓學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)化學(xué)知識(shí)體系,深層理解化學(xué)概念。
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