基于學(xué)科理解的初中化學(xué)概念教學(xué)

黃丹娜

一、問(wèn)題的提出

化學(xué)概念是在化學(xué)科學(xué)發(fā)展過(guò)程中，將化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)事實(shí)經(jīng)過(guò)綜合比較、分析歸納等方法提煉出來(lái)的理性知識(shí)，能反映事物的本質(zhì)屬性，是化學(xué)學(xué)科知識(shí)體系的重要基礎(chǔ)。初中階段涉及的化學(xué)概念較多，且具有抽象和不可見(jiàn)性，對(duì)于化學(xué)學(xué)科思維正處于初期發(fā)展階段的初中生來(lái)說(shuō)，概念學(xué)習(xí)往往會(huì)成為學(xué)習(xí)的障礙點(diǎn)。而實(shí)際教學(xué)中，教師往往只注重引導(dǎo)學(xué)生對(duì)化學(xué)概念進(jìn)行字面上的解析，缺乏幫助學(xué)生建立抽象概念的直觀手段，不重視概念之間的內(nèi)在聯(lián)系和遷移應(yīng)用。這樣的機(jī)械記憶教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生不能透過(guò)現(xiàn)象認(rèn)識(shí)概念的本質(zhì)，容易將概念混淆，在概念記憶和理解應(yīng)用之間產(chǎn)生沖突，對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)造成了影響。真正有意義的概念教學(xué)，是教師從學(xué)科理解的角度，深入了解概念的內(nèi)涵與外延，教學(xué)中注重引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展深度學(xué)習(xí)，經(jīng)歷由感性認(rèn)知到深刻理解的概念建構(gòu)過(guò)程，最終達(dá)到遷移應(yīng)用的目的。

二、基于學(xué)科理解的概念教學(xué)

化學(xué)學(xué)科理解，是指對(duì)化學(xué)學(xué)科知識(shí)及其思維方式、方法的一種本原性、結(jié)構(gòu)化的認(rèn)識(shí)，也就是不僅要對(duì)知識(shí)的本原有深層次理解，還要將相關(guān)知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，形成結(jié)構(gòu)化的有機(jī)整體?；瘜W(xué)概念是表征物質(zhì)的性質(zhì)及變化規(guī)律的學(xué)科知識(shí)，反映了化學(xué)學(xué)科功能，具有整體性、思維性、遷移性。從學(xué)科理解角度，要實(shí)現(xiàn)化學(xué)概念功能化，要求教師進(jìn)一步增進(jìn)對(duì)概念的學(xué)科理解，能對(duì)概念進(jìn)行全面深入也剖析，辨析其本質(zhì)的同時(shí)，了解與其相關(guān)的外延內(nèi)容與構(gòu)成體系，如此才能在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展深度學(xué)習(xí)，最終獲得有內(nèi)在聯(lián)系的、結(jié)構(gòu)化的概念認(rèn)知。

對(duì)某個(gè)概念的深入理解就是要弄清楚概念的內(nèi)涵（反映事物的共同特征）和外延（相關(guān)的各項(xiàng)內(nèi)容），概念理解的過(guò)程是一個(gè)積極思維的活動(dòng)過(guò)程，是對(duì)信息進(jìn)行辨析、描述、表征和應(yīng)用的過(guò)程。初中化學(xué)學(xué)習(xí)中的很多概念比較抽象，因此，基于學(xué)科理解的化學(xué)概念教學(xué)，必須重視學(xué)生形成概念的過(guò)程，教學(xué)中可通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，利用直觀化的教學(xué)手段，精心設(shè)計(jì)與概念緊密關(guān)聯(lián)的問(wèn)題，讓學(xué)生經(jīng)歷感知概念、理解概念、應(yīng)用概念的學(xué)習(xí)過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，在分析、類比、歸納中逐步形成概念，并在實(shí)際問(wèn)題解決中鞏固和提升對(duì)概念的理解，增強(qiáng)遷移應(yīng)用能力，發(fā)展化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

三、基于學(xué)科理解的教學(xué)實(shí)施策略

1.依托真實(shí)的學(xué)習(xí)情境感知概念

基于學(xué)科理解的概念形成，不是直接講解概念的內(nèi)容，而是一個(gè)由感性到理性的循序漸進(jìn)過(guò)程，教學(xué)中應(yīng)積極為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，提供和概念有關(guān)的感性素材，讓學(xué)生感知概念?；瘜W(xué)知識(shí)與日常生活緊密相關(guān)，很多化學(xué)概念雖然理論程度較高，但也是源于生活。例如物理變化和化學(xué)變化、飽和溶液與不飽和溶液、溶解度、酸和堿等，這些概念涉及的知識(shí)內(nèi)容廣泛體現(xiàn)在生活中，可用于解釋生活中的物質(zhì)及變化。因此，在進(jìn)行概念教學(xué)時(shí)，就可以借助與概念相關(guān)，貼近學(xué)生實(shí)際，能夠激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的生活范例，讓學(xué)生在生動(dòng)直觀的場(chǎng)景中感知概念，這樣可以消除學(xué)生在學(xué)習(xí)概念時(shí)產(chǎn)生的思維障礙，并通過(guò)富于啟迪性的學(xué)習(xí)情景，讓學(xué)生能主動(dòng)觀察分析，挖掘概念的內(nèi)涵，逐步建立對(duì)于概念的完整認(rèn)知。

九年級(jí)下冊(cè)第九單元“溶液的濃度”的概念教學(xué)，在展開(kāi)對(duì)“溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)”這個(gè)概念的分析解讀前， 可以提供生活中一些溶液食品如可樂(lè)、食醋、啤酒等，讓學(xué)生觀察成分說(shuō)明中的有關(guān)物質(zhì)含量的表示方式，比較各成分的含量，討論溶液的濃稀情況，感知溶液的濃度在生活中的廣泛體現(xiàn)，快速建立起對(duì)概念的認(rèn)知。同時(shí)，提供一些物質(zhì)如氯化鈉、蔗糖、硫酸銅等，讓學(xué)生在完成配制相關(guān)溶液的自主探究活動(dòng)中，逐步增強(qiáng)對(duì)概念的體會(huì)和理解。有了這樣生活化的實(shí)例作為依托，不僅可以讓學(xué)生感知概念，還能形成良好的學(xué)習(xí)氛圍，活躍學(xué)生思維，讓學(xué)生融入到學(xué)習(xí)活動(dòng)中，積極主動(dòng)地展開(kāi)對(duì)溶液組成中各成分質(zhì)量關(guān)系、影響溶液濃度的因素等相關(guān)問(wèn)題的探究，逐漸建立對(duì)“溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)”的內(nèi)涵和外延的認(rèn)知。

2.應(yīng)用宏微結(jié)合思維理解概念本質(zhì)

從學(xué)科理解的本原性認(rèn)識(shí)出發(fā)，要真正理解一個(gè)概念，必須對(duì)概念進(jìn)行本原性思考，揭示概念的本原性問(wèn)題?；瘜W(xué)是在分子、原子的層面上認(rèn)識(shí)和研究物質(zhì)，宏觀與微觀相結(jié)合是化學(xué)學(xué)科特有的思維，化學(xué)概念的內(nèi)涵與外延也是宏觀特征與微觀本質(zhì)的密切聯(lián)系。概念教學(xué)時(shí)，教師要通過(guò)創(chuàng)設(shè)多樣化的教學(xué)活動(dòng)，引領(lǐng)學(xué)生從微觀視角思考概念的本原性問(wèn)題，深層次認(rèn)識(shí)其內(nèi)涵和外延，這樣才能展開(kāi)深度學(xué)習(xí)，真正理解概念的本質(zhì)。

（1）借助實(shí)驗(yàn)引發(fā)微觀思考

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)學(xué)習(xí)的重要方法，化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以讓抽象的概念外顯，變得形象化。在概念教學(xué)中，做好化學(xué)實(shí)驗(yàn)，利用呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象讓學(xué)生充分獲得感性素材，逐步引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)物質(zhì)的宏觀現(xiàn)象去思考微觀變化，開(kāi)展深度學(xué)習(xí)，揭示概念的本質(zhì)。

例如學(xué)習(xí)“中和反應(yīng)”時(shí)，通過(guò)演示稀鹽酸加入氫氧化鈉溶液沒(méi)有明顯現(xiàn)象，往加了酚酞的氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸，呈現(xiàn)溶液由紅色褪為無(wú)色的現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生思考?xì)溲趸c和鹽酸是否發(fā)生了反應(yīng)，再引導(dǎo)他們從微觀角度思考這兩種溶液由哪些微觀粒子組成，反應(yīng)過(guò)程中這些微粒的變化情況，從而展開(kāi)對(duì)“中和反應(yīng)”實(shí)質(zhì)的探究。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以很好地呈現(xiàn)出化學(xué)概念，搭建宏觀現(xiàn)象和微觀世界的橋梁，有助于學(xué)生實(shí)現(xiàn)從宏觀視角到微觀視角的思維轉(zhuǎn)化，促進(jìn)對(duì)概念本質(zhì)的理解。

（2）運(yùn)用直觀手段揭示微觀本質(zhì)

初中階段是學(xué)生思維處于形象思維到抽象思維的過(guò)渡時(shí)期，盡管知道物質(zhì)是由微小粒子構(gòu)成的，但他們對(duì)微觀世界的想象、理解和表征能力還不足。因此，教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度揭示概念的本質(zhì)，教師還需要借助一些直觀手段，呈現(xiàn)形象化和具體化的微觀世界及其變化，幫助學(xué)生思考相關(guān)的本質(zhì)問(wèn)題。

課堂上，可以使用模型、圖片、動(dòng)畫(huà)等直觀材料，使微觀世界可視化，提高學(xué)生的想象力，使學(xué)生快速形成對(duì)微觀物質(zhì)及變化的認(rèn)知。例如，在學(xué)習(xí)物質(zhì)類別的相關(guān)概念時(shí)，展示分子、原子的微觀模型，讓學(xué)生辨析混合物、純凈物、單質(zhì)、化合物等概念的區(qū)別;借助多媒體呈現(xiàn)生動(dòng)的微觀動(dòng)畫(huà)，展示化學(xué)反應(yīng)中分子分解成原子，原子重新組合的微觀變化過(guò)程，幫助學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)的微觀本質(zhì)，并從中建立分子、原子的概念;還可以通過(guò)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)，利用呈現(xiàn)的直觀曲線圖加以例證，比如利用電導(dǎo)率傳感器或離子濃度傳感器測(cè)定中和反應(yīng)過(guò)程中離子濃度變化，雖然學(xué)生沒(méi)有真正看到微粒，但可以將曲線的變化與溶液中微粒的變化聯(lián)系起來(lái)，幫助學(xué)生理解反應(yīng)過(guò)程中的微觀變化，建立對(duì)概念的認(rèn)知。

在一些概念的教學(xué)上，為了更好地反映宏觀物質(zhì)及其變化的本質(zhì)，教師應(yīng)充分用直觀手段體現(xiàn)微粒的特征及變化，讓學(xué)生在直觀材料的體驗(yàn)和感悟中進(jìn)行分析、概括，不斷深化對(duì)概念本質(zhì)的理解。

3.設(shè)計(jì)具體問(wèn)題提升概念的理解與應(yīng)用

學(xué)科理解中形成的結(jié)構(gòu)化認(rèn)識(shí)，意味著要將相關(guān)的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，形成有機(jī)整體，促進(jìn)遷移應(yīng)用。概念具有遷移性，真正實(shí)現(xiàn)對(duì)概念的理解，是能夠應(yīng)用概念解決陌生情境中的相關(guān)問(wèn)題。在學(xué)習(xí)概念之后，可以設(shè)計(jì)一些與概念緊密相關(guān)，能活化學(xué)生思維的問(wèn)題，一方面測(cè)查學(xué)生對(duì)概念的理解程度，同時(shí)，讓學(xué)生在實(shí)際問(wèn)題的分析探討中進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)概念的深入理解，學(xué)會(huì)靈活應(yīng)用概念解決問(wèn)題，提升遷移應(yīng)用能力。

（1）設(shè)計(jì)類比問(wèn)題辨析概念

隨著學(xué)習(xí)的概念慢慢增多，學(xué)生會(huì)遇到一些具有相似性的概念，它們有本質(zhì)不同，又存在關(guān)聯(lián)，容易混淆。為了避免學(xué)生對(duì)這些概念的混淆，教學(xué)時(shí)可采用類比法，通過(guò)設(shè)計(jì)一些類比問(wèn)題將概念進(jìn)行比較對(duì)照，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)比概念中各自不同的要點(diǎn)，以此來(lái)辨析概念之間的異同，精準(zhǔn)理解這些概念的本質(zhì)。

初中學(xué)習(xí)了四種化學(xué)基本反應(yīng)類型及氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)等其它一些反應(yīng)類型，學(xué)生在實(shí)際判斷中往往會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，不能正確應(yīng)用，原因是不能真正辨析這些概念的本質(zhì)不同。教學(xué)中可以通過(guò)設(shè)計(jì)類比問(wèn)題，幫助學(xué)生弄清概念的本質(zhì)，例如學(xué)習(xí)“置換反應(yīng)”時(shí)，在列舉正向例子后，再設(shè)計(jì)一些包含反例的類比問(wèn)題，給出一氧化碳與氧化銅、甲烷燃燒、鎂在二氧化碳中燃燒、鈉和二氧化碳等反應(yīng)的化學(xué)方程式，讓學(xué)生依據(jù)概念進(jìn)行辨析，學(xué)生在進(jìn)行辨析的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，意識(shí)到自身對(duì)概念屬性的認(rèn)識(shí)不夠全面深入，從而及時(shí)糾正錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，弄清這些概念的本質(zhì)區(qū)別，更加準(zhǔn)確、深刻地理解概念，同時(shí)提高對(duì)概念本質(zhì)的精準(zhǔn)辨析能力。

（2）設(shè)計(jì)變式問(wèn)題深化概念理解

真正深入理解概念，是能將概念遷移應(yīng)用在不同于原來(lái)的問(wèn)題情境中，因此，在揭示概念本質(zhì)的基礎(chǔ)上，還要聯(lián)系概念引出的外延內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的拓展。教學(xué)中可以根據(jù)學(xué)生的已有認(rèn)知水平，圍繞概念的內(nèi)涵和外延，設(shè)計(jì)由淺入深、符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的層次性變式問(wèn)題，考查學(xué)生對(duì)概念的理解程度和遷移能力。

例如，初中化學(xué)中關(guān)于分子、原子的概念描述：“分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小粒子;原子是化學(xué)變化的最小粒子”。如果只是簡(jiǎn)單地對(duì)這兩個(gè)概念的文字表述進(jìn)行分析，學(xué)生很難對(duì)這兩個(gè)概念的聯(lián)系與區(qū)別有深入的理解，容易混淆。教學(xué)時(shí)，可以在具體的化學(xué)變化中設(shè)計(jì)相關(guān)的變式問(wèn)題，將概念具體化、問(wèn)題化，比如以學(xué)生熟悉的過(guò)氧化氫分解制取氧氣的反應(yīng)為例，從微觀角度引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)分子是由原子構(gòu)成的，化學(xué)反應(yīng)中原子不再分解的事實(shí)。接著呈現(xiàn)一系列變式問(wèn)題：①在過(guò)氧化氫分解的過(guò)程中，不變的粒子是什么？②過(guò)氧化氫和生成的水化學(xué)性質(zhì)相同嗎？請(qǐng)說(shuō)出理由？③由此，你認(rèn)為一氧化碳和二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)會(huì)相同嗎？判斷依據(jù)是什么？通過(guò)這些問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考，就容易幫助他們弄清這兩個(gè)概念之間的聯(lián)系。為了促進(jìn)學(xué)生對(duì)概念的深入理解和遷移應(yīng)用，除了設(shè)計(jì)階梯式的變式問(wèn)題，在后續(xù)更多的學(xué)習(xí)之后，還可以設(shè)計(jì)由點(diǎn)到面的變式問(wèn)題，如“金剛石和石墨的化學(xué)性質(zhì)是否相似？鹽酸、硫酸等酸為什么有相似的化學(xué)性質(zhì)？”等問(wèn)題，讓學(xué)生進(jìn)一步理解分子的概念只是針對(duì)由分子構(gòu)成的物質(zhì)，同時(shí)將概念的內(nèi)涵遷移應(yīng)用，建立更加全面深入的概念認(rèn)知。

化學(xué)概念是初中化學(xué)學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)，對(duì)概念的理解水平將影響學(xué)生對(duì)化學(xué)問(wèn)題的理解與判斷?；趯W(xué)科理解的概念教學(xué)，是要幫助學(xué)生形成具有內(nèi)在聯(lián)系、結(jié)構(gòu)化的概念認(rèn)知，進(jìn)行概念教學(xué)時(shí)，不能要求學(xué)生機(jī)械地記憶概念的內(nèi)容和用法，更要注重學(xué)生形成概念的思維過(guò)程。教學(xué)中應(yīng)盡可能提供讓學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí)的學(xué)習(xí)情境，充分借助多樣化的直觀手段，用聯(lián)系的方法多角度剖析概念的特征，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，準(zhǔn)確深入理解概念的內(nèi)涵和外延，形成完整的知識(shí)體系，并遷移應(yīng)用到不同的實(shí)際問(wèn)題中，發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

基金項(xiàng)目：本文系福建省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2019年度教育教學(xué)改革專項(xiàng)課題“基于核心素養(yǎng)的初高中一體化化學(xué)高效課堂模式研究”（項(xiàng)目編號(hào)：Fjjgzx19-020）研究成果之一。

（收稿日期：2021-09-15）