鄭文昌 曹 星
(廣東省湛江農墾實驗中學 廣東 湛江 524094)
化學概念是化學知識體系中重要的內容,是學習其他化學知識的基礎?;瘜W概念掌握的好壞,直接影響到其他化學知識的學習。研究化學概念的教學策略,對提高化學教學質量具有現實的意義。下面根據化學概念的特點,結合自己的教學實踐,談談概念教學的一些思考。
根據教育心理學的有關理論,知識的理解一般要經過兩個階段:對學習內容的直觀和對學習內容的概括。對學習內容的直觀是指學生在教師指導下,獲得感性知識的活動,它主要是使學生對知識形成形象化的理解和表征,是學生在課堂上對知識作感性加工的階段。對學習內容的概括是指將對學習內容的直觀獲得感性知識進行分析、綜合、抽象、概括、推理等加工,最后獲得對事物的本質特征和內在聯系的認識,是獲得理性知識的活動。所以概念的形成一般也要經過感性認識與理性認識的兩個過程,對概念的感性認識是對概念真正理解不可缺少的一個部分。對概念的感性認識主要是在直觀中完成,直觀一般分為實物直觀、模象直觀和言語直觀。所以在學生初始學習概念時,要根據學生先前知識經驗,充分利用各種教學資源,呈現給學生直觀、形象的感性概念知識,讓學生分析綜合、抽象概括、去偽存真,構建對新概念理解。如“化學鍵”是個摸不著、看不見的抽象概念,在學生初始學習時,我們可以聯系生活,先給學生一個具體的認識:水在常溫下都可以變成水蒸氣,在0℃以下可結成冰,水的三態(tài)變化是物理變化,水分子不變,水在電解或2000℃以上可變成氫氣和氧氣,水分子變成了氫分子和氧分子。金剛石和石墨都是由碳原子構成,但金剛石很堅硬,而石墨較軟;然后播放氯化鈉受熱熔化的錄象、用Flash播放原子間的吸引和排斥等直觀的動畫,讓學生初步認識化學鍵;最后讓學生分析化學鍵的特征信息,將有關的知識抽象化后形成化學鍵的概念。
內涵是指概念的本質屬性,而概念的外延則是指概念的適用對象、范圍等。如在習題中經常出現的“四同”(同位素、同分異構體、同系物、同素異構體)問題,是學生易混淆的幾個概念,如果我們能從概念的內涵和外延來給予引導,會起到事半功倍的作用。從外延來分析,“同位素”討論對象是原子,“同素異構體”討論的是單質,“同分異構體”與“同系物”討論都是化合物(中學一般指有機化合物)。如O2與O3是單質,而“同分異構體”與“同系物”討論對象是化合物,所以兩者不可能互為同分異構體或同系物,“同位素”討論對象是核素,也不屬于這一范疇。如果給出的討論對象屬于我們討論范疇,我們再從內涵來分析,“同位素”要求質子數相同,中子數(或質量數)不同,“同素異構體”要求同種元素組成,結構不同,“同分異構體”要求分子式相同,結構不同?!巴滴铩币蠼Y構相似(一般含有官能團的種類、個數及連接位置都必須相同)。
有些概念的描述與其所包含的本質有很大的區(qū)別,有的學生只抓現象不看本質,就容易被搞糊涂。如“電解質”的概念:“在水溶液中或在熔融狀態(tài)下,能夠導電的化合物”。學生對SO2溶于水中能導電,錯誤認為SO2是電解質。其實,SO2溶于水能導電的本質原因是其與水反應生成亞硫酸電離出一些離子導電,SO2本身不能電離出離子,所以不是電解質。電解質本質上要求在水溶液或熔融狀態(tài)下自身能電離出離子才可以的。
在概念習題的教學中,精選概念習題,通過不同概念的對比,讓學生搞清楚相近概念的包含與被包含關系,即類屬關系。如在有機化學學習中,學生對芳香烴、芳香族化合物、苯的同系物、烴等幾個概念有些模糊,如果我們能引導學生抓住這幾個概念的相同點與不同點,要求學生從包含與被包含的角度來分析,畫出直觀圖表(如下圖)來顯示類屬關系,學生就會一目了然,收到很好的效果。
從心理角度看,凡經過否定質疑的知識,在學生中才有較高的確信度,才有深刻的印象。教師在概念教學過程中創(chuàng)設能引起學生產生認識沖突的教學情境,使其作蠶自縛,不能“突圍”,在自困中反省,從而達到正確順應新概念的目的。如定義電池負極時,大部分學生都認為活潑金屬一定做原電池的負極,對于這一問題,教師也不要急于解釋,可用鋁及鎂做電極,分別用稀硫酸、氫氧化鈉溶液做電解質做原電池的對比演示實驗,讓學生觀察電流方向,直面實驗事實,通過分析、對比、綜合,從本質上認識電極,構建自己的科學概念。
知識的整合與深化理論研究表明,學生在課堂習得的知識,可以有許多不同層次的理解水平。對于概念的學習,僅僅停留在字面的理解與解釋水平是不夠的,只有真正把握概念的內涵與外延,才能有利于學生今后的遷移和運用。教師應幫助學生從眾多的比較中來理解、掌握相關的概念。有些概念的描述與其本質有些區(qū)別,導致有些學生只抓現象,不見本質。如有些學生認為,CaO的水溶液能導電,CaO是電解質,SO2的水溶液也能導電,SO2也是電解質。所以,為了加強學生對電解質與非電解質的真正理解,我們可設計如下的問題來多角度變式訓練,讓學生構建對概念深刻理解。
問題:
1.Cu能導電,銅是電解質嗎?氯化鈉水溶液能導電,氯化鈉水溶液是電解質嗎?為什么?
2.SO2的水溶液能導電,SO2是不是電解質?
3.CaO的水溶液能導電,CaO是電解質嗎?為什么?
4.什么是電解質,什么是非電解質?
5.Cu不是電解質,是非電解質嗎?SO2不是電解質,是非電解質嗎?
6.電解質與非電解質的相同點在哪里,不同點在哪里?
7.該物質不是電解質必定是非電解質嗎?
8.該化合物不是電解質一定是非電解質嗎?
9.電解質有哪些分類方法?強電解質一般有哪幾類物質?
10.強電解質與弱電解質的本質區(qū)別是什么?強電解質的導電能力一定強嗎?
建構主義認為,教師應把學習者的舊有知識經驗作為新知識的生長點,關注學生的心理結構和信念基礎。在抽象概念的學習過程中,我們可將學生貯存在長期記憶中的儲備知識轉移到短期記憶,縮短學生已有儲備知識與新的學習內容之間的距離,撮合學生將已學概念與新概念進行類比,把舊知識作為新知識的生長點,引發(fā)學生進行思考與討論來構建新知識。如“物質的量”是個抽象的概念,學生在學習過程中可能會遇到思維障礙,我們可做如下的引導:
【快樂回憶】1.同學們在初中學習了1個碳原子的質量是1.99×10-23克,試計算12克碳有多少個碳原子?一桶水有多少個水分子呢?
2.用“個”為單位來表示宏觀物質中含有微觀粒子的個數,方便嗎?
3.如果我們用“毫克”為單位來表示水泥廠的年產量,方便嗎?如何表示更方便?從中我們得到什么啟發(fā),如何表示宏觀物質中的微觀粒子數更方便?
4.物質的量與常見物理量的類比。
【閱讀思考】
閱讀課本,談一談你對物質的量與摩爾的理解與認識?
認識過程同個體的生理和心理發(fā)展過程是有很強的相關性,個體認識事物的過程也是有階段性的。教學要求也有階段性,如對于水解的學習,先是從鹽的水解引入學習,再擴展到酯、鹵代烴、糖類、蛋白質等的水解,使學生逐步從知識的廣度上來構建水解的本質。又如復分解反應,在初中只是要求知道,如果產物中有沉淀、水、或氣體生成,復分解反應就能進行。到了高中,復分解反應能否進行的條件是:產物中有難溶物、易揮發(fā)性物質或弱電解質,復分解反應的條件在不斷學習中逐漸完善。學習了化學平衡知識后,對于復分解反應的理解,不能只僅僅囿于表象(難溶物、揮發(fā)性物質、弱電解質),應從平衡移動的高度進行分析,真正深刻理解復分解反應進行的本質原因。在此理解基礎上再進行拓展,如BaSO4在加入過量飽和的 Na2CO3可生成 BaCO3,Na與KCl共熱可置換出金屬鉀,有的反應加催化劑才能進行等,其實這些反應能之所以能夠進行,已經涉及到用力學、熱力學等知識,雖然書中沒有提及這些理論性“字眼”。如果學生能站在這個高度來分析,已經達到了“手中無劍,心中有劍”的境界。