化學概念新授課中的變式教學三部曲

摘""" 要： 化學概念性變式教學有助于優(yōu)化學生的思維品質(zhì)，提高學生解決化學問題的能力。結(jié)合教學實踐，作者以物質(zhì)的量為例，提出化學概念的變式教學三部曲：創(chuàng)設(shè)置化學情境，揭示概念本質(zhì);拓展化學概念外延，再現(xiàn)概念不變的屬性內(nèi)涵;概念初步認識之后，建構(gòu)化學概念的內(nèi)在體系。

關(guān)鍵詞： 化學概念""" 變式教學""" “物質(zhì)的量”

一、問題的提出

“授人以魚，僅饗食一餐;授之以漁，方助人終生”。西方著名的天才科學家伯爾納曾指出良好的方法能促使更好地發(fā)揮才能，而拙劣的方法則可能妨礙才能的發(fā)揮。足見，引導學生掌握正確的、科學的化學學習方法，培養(yǎng)學生深刻、敏捷的化學思維品質(zhì)，讓學生變化學知識為利用化學解決問題的能力，對學生的成長和化學科學素養(yǎng)的提高非常重要。結(jié)合教學實踐經(jīng)驗，筆者發(fā)現(xiàn)在化學概念新授課過程中，適當靈活引入變式教學，讓學生在“概念變的過程”中掌握“概念不變的本質(zhì)”，對學生的思維品質(zhì)優(yōu)化和化學問題解決能力的培養(yǎng)有很大幫助。

二、化學概念性變式教學的概述

化學變式教學即授課過程中保持化學概念、基本原理、規(guī)律和方法、化學思維成果等一點或者多點的本質(zhì)性特征不變，不斷更換問題情境、問題呈現(xiàn)方式或者問題的思維角度、深度等非本質(zhì)特征，而對學生采用一種教學方式。這種教學方式有助于學生對化學概念本質(zhì)的深刻認識，改變化學思維定勢，改進化學思維方式，提高學生解決化學問題的能力。其實無論是教育學還是心理學專家對變式教學的研究已經(jīng)有比較長的一段時間，其中特別提到顧泠沅，他是國內(nèi)最早比較系統(tǒng)地研究變式教學的專家之一，他指出變式教學可分為概念性變式教學和過程性變式教學?；瘜W概念性變式往往是在化學新概念的授課過程中采用的一種針對化學概念的內(nèi)涵、化學概念外延集合及與化學概念對象有非本質(zhì)屬性相似點的非概念外延集合而采用的變式教學方式。過程性變式則是在學生化學概念形成之后，教師更深層次地推進概念的認識，幫助學生積累化學活動經(jīng)驗和策略，形成化學知識網(wǎng)絡(luò)的教學方式。在采用化學概念性變式教學的過程中，應(yīng)該遵循目標性原則、思維啟發(fā)性原則、科學探究價值性原則及學生為主體性原則等。筆者結(jié)合教學實踐經(jīng)驗和前人的研究成果，針對化學概念新授課的教學設(shè)計，提出化學概念變式三部曲，以大家所熟知的高中重要概念點物質(zhì)的量為例。

三、化學概念性變式教學在新授課中的三部曲

1.創(chuàng)設(shè)化學情境，揭示概念的本質(zhì)。

（1）化學概念情境的創(chuàng)設(shè)

化學概念是化學教學的重要內(nèi)容，是學生化學認知思維的基礎(chǔ)。對一切化學問題的分析、推理和解決的過程都應(yīng)該建立在掌握化學概念的基礎(chǔ)上。但是由于化學概念比較抽象，理論性較強，化學概念一直是學生學習化學的難點。根據(jù)建構(gòu)主義理論，化學概念的新授課應(yīng)該從學生已有的生活經(jīng)驗出發(fā)，為化學新概念的本質(zhì)特征創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的情境。這是化學概念性變式教學的切入點，教師可以提供具體直觀的生活實例或者概念的具體簡單應(yīng)用例子，盡可能讓學生挖掘概念的本質(zhì)屬性。如在物質(zhì)的量的教學中，可以提供以下變式創(chuàng)設(shè)物質(zhì)的量概念的情境。

①1molO■中有阿伏伽德羅常數(shù)個氧氣分子，約有6.02×10■個氧氣分子。

②1molC中有阿伏伽德羅常數(shù)個碳原子，約有6.02×10■個碳原子。

③1molNaOH中阿伏伽德羅常數(shù)個Na■和阿伏伽德羅常數(shù)個OH■，約有6.02×10■個Na■和6.02×1023個OH■。

這三個例子是物質(zhì)的量的在化學中的簡單具體應(yīng)用，化抽象的物質(zhì)的量為具體的化學實例。從這三個實例變式，學生容易總結(jié)歸納出1mol物質(zhì)含有1個阿伏伽德羅常數(shù)個微觀粒子（包括分子、原子、離子），而1mol物質(zhì)約含有6.02×1023個微觀粒子，即1個阿伏伽德羅常數(shù)約等于6.02×1023。

（2）化學概念和概念適用范圍的提出

從概念情景出發(fā)，學生可進行番地概念的演繹推理，初步獲得化學概念基本結(jié)論，包括概念的一些本質(zhì)特征、概念衍生的定理和公式。

①歸納總結(jié)

1個阿伏伽德羅常數(shù)個微粒的物質(zhì)的量為1mol，1mol物質(zhì)約為6.02×10■個微粒。

物質(zhì)的量表示的是微粒的集合，符號為n，單位為mol。

②推理公式定理

nmol物質(zhì)表示有n倍阿伏伽德羅常數(shù)個微粒，約有n×6.02×10■個微粒。

N（微粒數(shù)）=n*NA≈n*6.02×10■。

③化學概念的適用范圍

物質(zhì)的量適用于表示一定數(shù)目微觀粒子的集合，用物質(zhì)的量表示宏觀物質(zhì)的數(shù)目是沒有意義的。

2.拓展化學概念外延，再現(xiàn)概念不變的屬性內(nèi)涵。

（1）化學概念的簡單外延

外延是相對于化學概念的內(nèi)涵而言人，內(nèi)涵是概念的本質(zhì)屬性，而外延是概念適用的客觀事物的全部對象。化學概念外延簡單還是復雜，并沒有很清楚的分界線，只在于教師的把握量度。筆者在這里將概念外延分成簡單和復雜，只是強調(diào)新概念授課變式教學應(yīng)該由易到難、由簡到繁，層次遞進。

①0.5molH■中有氫分子多少個？

②1molH■SO■中有氧原子多少個？

③1mol氧元素說法正確嗎？

前兩個變式是針對于物質(zhì)的量的概念推導出的公式應(yīng)用，引導學生理解物質(zhì)的量轉(zhuǎn)化為微粒數(shù)關(guān)系式N=n*NA≈n*6.02×10■。而第三個變式主要是針對物質(zhì)的量的適用范圍，物質(zhì)的量只能用來表示一定數(shù)目微觀粒子的集合，不適用宏觀物質(zhì)。元素是宏觀概念。

（2）化學概念的復雜外延

與化學概念的簡單外延相比，概念的復雜外延難度比較大，有向過程性變式教學過渡的傾向。概念的復雜外延變式往往要求學生的思維參與度比較高，有助于學生思維敏捷性、深刻性品質(zhì)的培養(yǎng)。

①0.1molNa■SO■中有離子有多個？陽離子和陰離子的物質(zhì)的量分別為多少？

②0.5molHCl有多少個電子？

③多少molO■所含的氧原子數(shù)與2molCO■中所含的氧原子數(shù)相同？

④3mol的NH■■中含有多個質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)？

這四個變式還停留在對物質(zhì)的量和微粒數(shù)的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系上的應(yīng)用，并沒有與其他知識點進行整合，所以還是屬于概念性變式，而不是過程性變式。概念的復雜外延變式與簡單外延變式所要表達的概念本質(zhì)特征是基本一樣的，都是物質(zhì)的量和微粒數(shù)的相互轉(zhuǎn)化。但是概念的復雜性外延是概念更大范圍的應(yīng)用，學生所要訓練的知識層面比較大，邏輯推斷能力要求比較高，是對概念的簡單外延變式的升華。

在進行完概念的復雜外延變式之后，物質(zhì)的量的新授課基本接近45分鐘的尾聲，物質(zhì)的量這節(jié)課的重點基本完成。但是筆者認為這并不意味著物質(zhì)的量的概念性教學的結(jié)束，在課后或者下節(jié)課，教師還是有必要進行進一步的變式。

3.概念初步認識之后，建構(gòu)化學概念的內(nèi)在體系。

（1）化學概念的逆向變式

在化學概念的變式教學的前面兩部曲中，對概念的闡述都是正向思維方式，容易被學生理解和接受，但卻容易形成思維定勢，所以有必要對化學概念進行逆向變式教學。

①1.204×10■個氧氣分子的物質(zhì)的量是多少？

②多少mol的H■SO■能夠電離出9.03×10■個正電荷？

③多少mol的NH■含有3.01×10■個電子？

前兩部曲中的變式是從1mol微粒含有微粒數(shù)NA個，約等于6.02×10■，nmol微粒含有微粒數(shù)n*NA，約等于n*6.02×10■個的正向思維推導而成的變式。而概念逆向的三個變式，則從反向的思維角度出發(fā)，如果已知物質(zhì)的微粒數(shù)，又如何逆向?qū)С鑫镔|(zhì)的量？概念的逆向變式更能加深學生對概念本質(zhì)的正面理解。

（2）化學概念應(yīng)用的異形變式

化學概念應(yīng)用的異形變式，旨在通過該化學概念與其他簡單知識融合的情景變式過程，拓展化學概念的綜合利用。

①2mol的碳在空氣中充分燃燒，最多能生產(chǎn)多少個二氧化碳分子？

②12g碳含有阿伏伽德羅常數(shù)個碳原子，一個碳原子的質(zhì)量大概是多少g？

③要產(chǎn)生4molO■，至少需要KClO■的物質(zhì)的量多少？

這三個變式把物質(zhì)的量的概念放在具體的問題情境中，又整合化學方程式和化學反應(yīng)的已知知識點，綜合性比較強，學生需要提取情景中的關(guān)鍵信息，建立概念之間的內(nèi)在聯(lián)系。該階段的變式其實已經(jīng)是簡單的過程性變式。

化學概念的變式教學三部曲就好比音符中的1、2、3，變式的層次逐步提高，對學生的思維訓練深度逐步加深，解決問題的能力鍛煉強度逐步加大。而這三部曲必須按音階順序演練，以符合學生的認知特點，便于學生建構(gòu)化學概念的知識體系。

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