例談基于思維培養(yǎng)的化學(xué)概念教學(xué)四個(gè)“點(diǎn)”

楊華文

[摘 要]

化學(xué)概念是用抽象的語言或符號定義來表述的。在化學(xué)概念教學(xué)中，重視概念構(gòu)建和概念思維培養(yǎng)的過程，關(guān)注概念思維的基點(diǎn)、焦點(diǎn)、支點(diǎn)和動(dòng)點(diǎn)，概念和概念思維就能幫助學(xué)生獲得終身學(xué)習(xí)能力和習(xí)慣的更好應(yīng)用和傳遞。

[關(guān)鍵詞]

概念；概念教學(xué)；概念思維；培養(yǎng)

概念教學(xué)發(fā)展到今天，大多數(shù)化學(xué)教師已經(jīng)明白一個(gè)道理：化學(xué)概念是用抽象的語言或符號定義來表述的。概念教學(xué)絕不是讓學(xué)生簡單記住概念的定義或表述的文字，關(guān)鍵在于認(rèn)知、理解、把握和運(yùn)用概念過程中概念思維的培養(yǎng)。然而，在實(shí)際課堂教學(xué)中，眾多化學(xué)老師都覺得難以落實(shí)或落實(shí)得不理想，這或許是與我們只關(guān)注概念呈現(xiàn)的“表面”而沒有關(guān)注概念思維培養(yǎng)的“點(diǎn)”有關(guān)。

一、還原概念產(chǎn)生的初始狀態(tài)，激活概念思維的基點(diǎn)

概念是思維最基本的形式，也是構(gòu)成知識的基本成分。概念的獲得，是學(xué)習(xí)者從對象的許多屬性中抽出其本質(zhì)屬性概括而成的。由于人腦對直觀的第一信號接受能力遠(yuǎn)比抽象的第二信號要容易得多，而概念的最初萌生往往與概念所依附的原始知識場景有著最為直接的聯(lián)系，反映著概念的本源，容易被概念接受者直觀感知。因此，還原概念的初始形態(tài)及產(chǎn)生背景，從概念建立的起點(diǎn)開始概念的傳遞，可以激活概念思維的基點(diǎn)，避免概念第一印象的抽象性。

例如，蘇教版必修化學(xué)1專題1第二單元第一部分《物質(zhì)的分離與提純》，涉及過濾、結(jié)晶、萃取、分液、蒸餾等許多混合物的分離方法，如果教師將這些操作性的概念機(jī)械性地傳遞給學(xué)生，難免給學(xué)生造成“剪不斷，理還亂”的心理壓力。但是，倘若教師從還原“蒸發(fā)”這個(gè)概念的初始狀態(tài)入手，“蒸發(fā)操作分離NaCl與H2O，利用了這兩種物質(zhì)的什么性質(zhì)的差異？”，激活概念思維的基點(diǎn)，繼而提出一系列的問題：①用該方法可以分離什么樣的混合物？②如果我們想把蒸發(fā)出來的水蒸氣‘保留下來，你想怎么做？這個(gè)操作變成了我們預(yù)習(xí)過的什么方法？③蒸餾相對于蒸發(fā)，改造了哪些儀器？又多用了哪些儀器？分別起什么作用？④除了蒸發(fā)和蒸餾外，還有什么分離方法也是利用物質(zhì)揮發(fā)性的差異？如果碘中混有難揮發(fā)性的二氧化硅固體，如何分離？如此一來，區(qū)分蒸發(fā)、蒸餾、升華的抽象思維意識順勢而成。同樣，我們把汽油與水的分離作為激活概念思維的基點(diǎn)，我們就會(huì)對結(jié)晶、分液、萃取等利用溶解性差異的分離方法，理順了關(guān)系，架設(shè)了知識聯(lián)系的“橋梁”。

化學(xué)概念都源于科學(xué)的探究和發(fā)展，多數(shù)化學(xué)概念往往受條件的改善幾經(jīng)驗(yàn)證和發(fā)展，難以一次性傳遞到位，此時(shí)，還原化學(xué)概念提出的初始狀態(tài)，激活學(xué)生概念思維的基點(diǎn)，形成化學(xué)概念的形象化思維基礎(chǔ)顯得十分重要。

二、明確概念表述的核心內(nèi)涵，匯聚概念思維的焦點(diǎn)

概念是發(fā)展的，概念的內(nèi)涵是不斷豐富的。原因在于，一是概念是要不斷接受新的考驗(yàn)，二是內(nèi)涵的表達(dá)形式往往受到語境及語義的制約，概念表達(dá)的語言要素與支撐概念內(nèi)涵的要素不可能做到一一對應(yīng)。因此，教學(xué)時(shí)要透過概念的表達(dá)形式，將概念思維過程引向并匯聚到概念本質(zhì)特性與屬性上，不斷加深對核心內(nèi)涵的把握和理解。

例如，蘇教版把化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化作為氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用和終極目標(biāo)編寫的。在《化學(xué)反應(yīng)原理》模塊專題1第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化教學(xué)中，如果過度使用必修階段的由金屬作為正負(fù)電極材料的電池模型，容易產(chǎn)生對電極材料和電極反應(yīng)物混為一談的認(rèn)識偏差，這種迷思概念導(dǎo)致學(xué)生在解決諸如氣體燃料電池等問題時(shí)遇到困難。再者，導(dǎo)電可以是電子導(dǎo)電，也可以離子導(dǎo)電，電解質(zhì)溶液起到離子導(dǎo)體的作用，但離子導(dǎo)體不一定只是電解質(zhì)溶液，還有可能是鹽橋、離子膜等。

概念總是同表達(dá)這個(gè)概念的語言符號相伴而生?；瘜W(xué)概念不是孤立的，總是處于其他概念的相互聯(lián)系中，它們之間具有嚴(yán)密的邏輯關(guān)系。因此，我們必須要理清相關(guān)概念之間的關(guān)系，防止孤立地、絕對化地認(rèn)識基本概念。如，物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的標(biāo)志是有新物質(zhì)生成，新物質(zhì)相對于舊物質(zhì)的顯著變化是組成和結(jié)構(gòu)的改變。發(fā)生化學(xué)變化時(shí)，物質(zhì)的組成可以變化（如，F(xiàn)e+O2→Fe2O3），也可以不變（如，金剛石→石墨），如果組成不變但物質(zhì)的結(jié)構(gòu)一定要發(fā)生變化。結(jié)構(gòu)變化體現(xiàn)在粒子作用力（化學(xué)鍵）變化，但Fe（s）=Fe（g），F(xiàn)e原子不變，但結(jié)構(gòu)從金屬鍵轉(zhuǎn)化為分子間作用力，如果把這一狀態(tài)的變化當(dāng)作物理變化顯然是不妥的。如果教師一味拘泥于概念的表達(dá)，逐句斟酌，只會(huì)使概念教條化，很不利于概念思維的培養(yǎng)和訓(xùn)練。

三、變更概念關(guān)聯(lián)的事實(shí)依據(jù)，構(gòu)建概念思維的支點(diǎn)

與概念相關(guān)聯(lián)的事實(shí)是概念建立的基礎(chǔ)與依據(jù)。然而，反映化學(xué)概念的事實(shí)依據(jù)通常不會(huì)直接體現(xiàn)在概念的定義或表述中，而是貫穿于化學(xué)概念的形成過程。設(shè)置問題情境，形成認(rèn)知沖突，往往能夠成為構(gòu)建從“觀察到的化學(xué)現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性”到“進(jìn)行分析、歸納、演繹和綜合”的概念思維的支點(diǎn)。

就拿高三復(fù)習(xí)《物質(zhì)的分散系》說事，F(xiàn)eCl3溶于水可以配成溶液，通過其飽和溶液與沸水反應(yīng)可以制取氫氧化鐵膠體，通過其飽和的溶液滴加氫氧化鈉溶液，可以制取氫氧化鐵沉淀的濁液。問題來了，能否以相同的方法用Fe2（SO4）3替代FeCl3配制成三種以上不同的讓人“心儀”分散系？實(shí)驗(yàn)結(jié)果讓學(xué)生對氫氧化鐵膠體的獲取“不如人意”，因?yàn)橛蒄e2（SO4）3制取的氫氧化鐵膠體，遠(yuǎn)不如FeCl3制取的氫氧化鐵膠體用激光筆照射的“光通路”明顯，而且冷卻至室溫時(shí)發(fā)現(xiàn)，由FeCl3制取的氫氧化鐵膠體仍是澄清透明的褐色液體，而由Fe2（SO4）3制取的氫氧化鐵膠體又恢復(fù)到原來淡黃色的溶液。分析其原因，其一，相同體積的水溶解少量的Fe2（SO4）3就飽和了，因?yàn)镕e2（SO4）3是微溶物，產(chǎn)生的膠粒自然會(huì)少，“先天不足”；其二，F(xiàn)eCl3水解生成的HCl在煮沸3～5分鐘時(shí)幾乎完全逸出，F(xiàn)e2（SO4）3水解生成的H2SO4在煮沸3～5分鐘時(shí)因沸點(diǎn)高達(dá)338℃根本沒有逸出，結(jié)果使生成的少量氫氧化鐵膠粒在冷卻的過程中被它中和了，“后天不給力”。

當(dāng)然，通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)就斷定“Fe2（SO4）3是不能配制氫氧化鐵膠體”的說法是不科學(xué)的，或許我們還沒有找到處理問題的方法，這就是化學(xué)是不斷發(fā)展的也是我們追求的魅力所在。

基于概念本身的抽象性和概括性，與概念思維支點(diǎn)構(gòu)建相關(guān)聯(lián)的事實(shí)依據(jù)必須是最貼近學(xué)生形象思維的具體事例、現(xiàn)象或已有概念，越簡單、越直觀、構(gòu)建的概念思維的支點(diǎn)也就越可靠。

四、轉(zhuǎn)換概念應(yīng)對的視角空間，捕捉概念思維的動(dòng)點(diǎn)

概念由內(nèi)涵和外延兩部分組成。概念的內(nèi)涵就是這個(gè)概念所反映的對象的本質(zhì)屬性的總和，而概念的外延就是適合這個(gè)概念的一切對象的范圍。一個(gè)概念的內(nèi)涵愈廣，則其外延愈狹；反之，內(nèi)涵愈狹，則其外延愈廣。由于概念的內(nèi)涵與概念的外延呈放縮的制約關(guān)系，加之人類對概念的內(nèi)涵和外延在認(rèn)識上的視角變化，概念應(yīng)對的空間也隨之變化，因此，概念作為思維活動(dòng)形態(tài)，在面對實(shí)際問題的分析和處理中，存在著較復(fù)雜的邏輯關(guān)系和視角空間的因變，這就是概念思維的動(dòng)點(diǎn)?；瘜W(xué)概念教學(xué)時(shí)，教師如果能適時(shí)適量適度適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)換概念應(yīng)對的視角空間，不斷捕捉概念思維的動(dòng)點(diǎn)，概念思維就會(huì)成為學(xué)生心智操控的工具。

譬如說，“電解質(zhì)與非電解質(zhì)”這組概念，是對化合物在水溶液和熔融兩種狀態(tài)下以分子形式存在還是以離子形式存在為判據(jù)的。如能以兩種狀態(tài)下化合物是否自身電離出可移動(dòng)的離子來劃分，概念的內(nèi)涵就由此擴(kuò)大，電解質(zhì)的內(nèi)涵是“在水溶液中或熔融狀態(tài)下自身能電離出可移動(dòng)的離子而導(dǎo)電的化合物”，非電解質(zhì)的內(nèi)涵是“在水溶液中和熔融狀態(tài)下自身不能電離出可移動(dòng)的離子而仍以分子存在的不能導(dǎo)電的化合物”。明確了這一點(diǎn)，學(xué)生就不會(huì)將NH3、CO2、SO2當(dāng)成電解質(zhì)了，這就是概念內(nèi)涵和外延在把握時(shí)的思維動(dòng)點(diǎn)。

在化學(xué)概念教學(xué)中，利用反例、特例和編織概念網(wǎng)絡(luò)圖，是訓(xùn)練學(xué)生概念思維的視角空間和捕捉概念思維動(dòng)點(diǎn)并檢驗(yàn)掌握程度的有效方法之一。

化學(xué)概念是化學(xué)學(xué)科知識體系的基礎(chǔ)。化學(xué)概念教學(xué)組織得好，對于學(xué)生建構(gòu)化學(xué)學(xué)科觀念，甚至對于其一生的概括、提煉和總結(jié)能力的提高，對學(xué)生的終生發(fā)展都有重要影響。新一輪課程改革提出了高中化學(xué)學(xué)科的五大核心素養(yǎng)，其中對“宏觀辨識與微觀探析”和“變化觀念與平衡思想”的表述都明確了“分類”要求，從某種意義上說，概念為分類而“生”，分類為概念而“活”。在化學(xué)概念教學(xué)中，把握住概念思維的基點(diǎn)、焦點(diǎn)、支點(diǎn)和動(dòng)點(diǎn)，就能為學(xué)生拿到一把開啟化學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)之門的“金鑰匙”！

[參 考 文 獻(xiàn)]

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[5]倪娟.論基于學(xué)科觀念的化學(xué)概念教學(xué)[J].化學(xué)教育，2014（1）.

（責(zé)任編輯：張華偉）