核心素養(yǎng)視野下高中化學概念教學的嘗試*

孫良榮 吳海洋

(1.廬江第三中學 2.廬江金牛中學 安徽合肥 231500)

一、引言

心理學家布魯納在《教育過程》一書中曾說過：“一門課程在它的教學進展中，應(yīng)反復地回到構(gòu)成學科骨架的基本概念，以這些基本概念為基礎(chǔ)，直至學生掌握了與這些基本概念相伴隨的完全形式的學科體系為止?！被瘜W概念的定義往往只有短短的十幾個字，但是能精準地揭示事物的本質(zhì)狀況或事物的根本屬性。學生如果不能準確地理解概念定義這十幾個字，就不能準確把握概念的內(nèi)涵及外延，也就不可能從本質(zhì)上認識物質(zhì)的根本屬性，導致最后難以正確了解事物的性質(zhì)、預(yù)測和掌握物質(zhì)的變化規(guī)律，從而無法系統(tǒng)地、牢牢地理解有關(guān)化學理論和元素化合物性質(zhì)?；瘜W概念是化學學科重要的內(nèi)容和組成部分，是培養(yǎng)和發(fā)展學生化學學科核心素養(yǎng)的最為有力的抓手。

化學概念是隨著化學科學認識的不斷深入而逐漸形成的，是通過化學現(xiàn)象及化學事實的概括和抽象而形成的一種思維形式，能揭示同類事物的化學變化規(guī)律和事物本質(zhì)屬性?；瘜W概念講解的傳統(tǒng)模式是就概念講概念，圍繞概念定義進行簡單的重復。教師作為傳授者，對所需講解的概念，把概念的內(nèi)容讀幾遍，提幾點注意事項；學生作為接受者，聽教師把概念講幾遍、念幾遍，最后記住這個概念，再做幾道練習題。這就是概念學習的全過程。教師把概念直截了當?shù)靥铠喪健拔埂苯o學生，完全把學生當作被動接受知識的工具，完全忽視學生是否理解以及內(nèi)化這個概念，完全忽視學生的主觀能動性，使概念與實際脫鉤，必然造成學生“一學就懂、一做題就錯”的后果。2021年安徽省實行新一輪高考制度改革，“新教材、新課程、新高考”要求課堂教學不能只關(guān)注學生對知識的獲得，更要關(guān)注學生獲得知識的過程，倡導學習過程中學生要主動參與、勤于動手、樂于探究，要在獲得知識的過程中提升學生學習能力、終身學習意識，培育學生化學學科核心素養(yǎng)。筆者今年教授高一化學，努力轉(zhuǎn)變教學方式，在概念教學中積極嘗試概念獲得模式，推動學生化學學科素養(yǎng)落地生根。

二、概念獲得模式對核心素養(yǎng)培育的價值

概念獲得模式是預(yù)設(shè)一定的問題情境，讓學生主動發(fā)現(xiàn)，并自己歸納總結(jié)，從而掌握概念的形成過程。換句話說，教學時教師不是開門見山直奔主題，直接告訴學生概念，而是呈現(xiàn)一些屬于概念和不屬于概念的例子，讓學生獨立思考或小組交流討論，分析比較其特征，對概念歸納總結(jié)，提出自己的假設(shè)，然后根據(jù)經(jīng)驗驗證提出的假設(shè)，最終形成概念并命名。概念獲得教學模式在高中化學教學中運用，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)學生被動聽的局面，讓學生的主體地位得到充分加強，為學生主動參與教學過程、積極構(gòu)建、清晰表達知識獲得過程提供時間與空間，這對培育學生的“證據(jù)推理”“創(chuàng)新意識”和“宏觀辨識”等學科素養(yǎng)具有重要價值。

三、概念獲得模式教學設(shè)計

概念獲得模式內(nèi)涵深遠，本文主要參考“概念獲得的接受策略”這一部分，該部分主要由呈現(xiàn)正反例證和確認概念，驗證概念獲得，以及分析思維策略組成，該模式具體教學步驟如下.

(一)呈現(xiàn)正反例證和確認概念

教師呈現(xiàn)帶有“否”或者“是”符號的例證，接著引導學生自主對正反例證的屬性進行歸納分析，提出猜想并驗證自己對概念的猜想與假設(shè)，嘗試總結(jié)概念的定義。

(二)驗證概念獲得

學生確認自己的假設(shè)并補充其他沒有標記的例證，師生驗證假設(shè)，共同命名概念，闡釋定義，最后舉例證明等。

(三)分析思維策略

學生回顧交流自己的思維過程，從問題情境中識別概念屬性，得出假設(shè)，檢驗假設(shè)，最后進行知識遷移。

教師在采用概念獲得模式教授高中化學概念時，在這些基本步驟的指導下，可以有選擇性地根據(jù)自己的教學內(nèi)容和教學風格進行靈活改進并加以創(chuàng)新。為了更好地掌握該教學模式，下面以學習“電解質(zhì)”概念教學為例，詳細介紹概念獲得模式的教學步驟。

步驟一：呈現(xiàn)正反例證

(1)硫酸(是)；(2)氫氧化鈉(是)

(3)硝酸鈉(是);(4)氧化鎂(是)

(5)銅(否);(6)氧氣(否)

(7)乙炔(否);(8)葡萄糖(否)

(9)鐵合金(否);(10)氯酸鉀溶液(否)

教師通過呈現(xiàn)以上“是”或“否”的正反例證，有目的地引導學生，讓學生通過分析比較、對照例證，從中自主發(fā)現(xiàn)“是”的例證具有的共同屬性，而“否”的例證不具備，由此初步形成概念以及假設(shè)概念的定義。教師要注意的是，在構(gòu)建概念的過程中，要注意引導學生，最大限度地避免他們可能出現(xiàn)的盲目性，促使學生有的放矢地歸納總結(jié)。為了讓學生盡可能在規(guī)定時間內(nèi)達到預(yù)期學習效果，在發(fā)現(xiàn)的過程中，問題情境的設(shè)置要有較為明確的指向性和一定的受控性。學生通過發(fā)現(xiàn)概念的本質(zhì)屬性的過程，提升“微觀探析與宏觀辨識”的學科素養(yǎng)。

步驟二：分析例證，提出假設(shè)

學生根據(jù)教師提供的實驗儀器以及例證中涉及的部分物質(zhì)，分別進行導電驗證性實驗，直觀的實驗現(xiàn)象讓學生輕松總結(jié)“是”的例證具有共同的導電屬性，而“否”的例證不能導電，由此形成概念假設(shè)——電解質(zhì)。

在課堂上，學生通過實驗，小組合作、交流、討論，形成下列假設(shè)：①呈現(xiàn)“是”的例證都是化合物，單質(zhì)和混合物都是“否”，因此電解質(zhì)一定是化合物；②電解質(zhì)在水中均能導電；③例證中的酸、堿、鹽和金屬氧化物均是電解質(zhì)；④電解質(zhì)在水中或熔化狀態(tài)下產(chǎn)生自由移動的離子，所以能夠?qū)щ?；等等。當然，在一開始嘗試運用概念獲得教學模式時，學生在分析、比較例證不能準確把握概念的關(guān)鍵屬性，他們會提出一些不著邊際，甚至可笑的假設(shè)，這時我們教師一定不能急躁，要耐下心誠懇聽學生發(fā)言，并且適時給予點撥提醒和鼓勵，千萬不能用正確的回答一帶而過，挫傷學生探究的熱情，從而影響學生學習的積極性。在運用概念獲得教學模式教學時，學生要通過對正反例證的分析、比較，找出異同點，獲取概念的相關(guān)信息并進行加工處理，經(jīng)過語言潤色再提出合理假設(shè)，該步驟突出了“科學探究”與“證據(jù)推理”的化學學科素養(yǎng)。

步驟三：驗證獲得概念

驗證概念是否獲得方式就是除去教師已呈現(xiàn)的例證外，讓學生自己列舉其他符合或不符合概念的例證。例如，有的學生可能假設(shè)：“在一定的條件下能夠電離，且產(chǎn)生能自由移動的離子的化合物就是電解質(zhì)，像KCl、K2SO4等。”然后，通過與步驟一中提出的正反例證進行對比，如果發(fā)現(xiàn)假設(shè)與證實材料吻合，那么可以初步確認假設(shè)得到證實。

步驟四：概念命名，定義重述

學生與教師共同驗證、修正假設(shè)后，進行概念命名和定義重述，即確定這類物質(zhì)是電解質(zhì)。所謂電解質(zhì)首先從物質(zhì)分類的角度看，它是化合物，其次它在水中或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ?，而能夠?qū)щ姷脑蚴前l(fā)生了電離，產(chǎn)生了自由移動的離子。

步驟五：運用概念

電解質(zhì)概念初步形成后，要想加深學生對概念的理解，關(guān)鍵是訓練，并在訓練過程中提升學生運用概念的能力。筆者呈現(xiàn)四個沒有標記的例子，要求學生獨立分析判斷是否屬于電解質(zhì)。

例證1硫化氫氣體；例證2鋼鐵；例證3硫酸鋇；例證4氨氣。學生根據(jù)已形成的電解質(zhì)概念，快速判斷出例證1是、例證2否，并且指出例證1硫化氫溶于水能發(fā)生電離，是能夠?qū)щ姷幕衔铮想娊赓|(zhì)概念的要求，屬于電解質(zhì)。例證2是混合物，雖然能夠?qū)щ?，但不是電解質(zhì)，也不是非電解質(zhì)，因為電解質(zhì)和非電解質(zhì)是在化合物的基礎(chǔ)上分類的，所以鋼鐵既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)。但學生對例證3和例證4產(chǎn)生爭議，一些學生通過實驗驗證例證3硫酸鋇的水溶液不導電，應(yīng)該是非電解質(zhì)；另一些學生指出硫酸鋇是鹽，應(yīng)該是電解質(zhì)，但為什么其水溶液不能導電。學生經(jīng)過交流討論，最終得出：因為硫酸鋇水中溶解度小，雖然溶于水中物質(zhì)全部電離，但產(chǎn)生離子濃度很小，所以溶液幾乎不導電。但是例證4中氨氣，學生通過實驗發(fā)現(xiàn)其水溶液能夠?qū)щ?，同時由于氨氣是化合物，從表面上看符合電解質(zhì)概念的要求，認為氨氣屬于電解質(zhì)；學生由此陷入矛盾。這時有一個同學指出氨氣溶于水，與水發(fā)生化學反應(yīng)生成了新的物質(zhì)一水合氨，一水合氨是一種弱堿，發(fā)生電離，所以氨氣水溶液能導電，但不是由氨氣直接電離而導電，所以氨氣是非電解者。學生們相互間爭議、質(zhì)疑，從更深層次發(fā)現(xiàn)問題的本質(zhì)，加深對概念的深刻理解，學生的思維也在這一過程中得到升華；學生擺事實講證據(jù)，善于獨立思考，勇于質(zhì)疑并且敢于批判不同觀點和結(jié)論，提升了基于實驗或現(xiàn)象的證據(jù)對未知的事實進行分析推理的能力，更增強了運用證據(jù)推理解決相關(guān)化學問題的能力，極大程度上落實了“證據(jù)推理”和“創(chuàng)新意識”的化學學科素養(yǎng)。

步驟六：分析獲得概念的策略

教師組織學生回顧、交流自己的思維過程：根據(jù)教師提供的問題情境，能否準確把握概念的本質(zhì)屬性？能否組織語言清晰地表達自己獲得概念的思維過程和分析策略？當自己的假設(shè)沒有得到證實時，如何反思總結(jié)自己獲得假設(shè)的策略，應(yīng)該持怎樣一種學習品質(zhì)？如何正確看待自己和坦誠面對他人不足。獲得概念后學生在老師的引導下進行反思和交流，不僅讓學生感受到過程中不同的思維方式和思維策略，以及發(fā)生的思維碰撞，更重要的是，讓學生體會到探索概念要講究嚴謹性，能夠舉一反三，從而培育了學生“科學精神”的學科素養(yǎng)。

在課后，有的同學發(fā)出感慨：“在這種教學模式下，老師講我們聽，老師寫我們記，老師教后我們背的機械學習方式和徹底改變；我們在老師預(yù)設(shè)的教學情境中，按老師指引的方向，積極思考認真探索。雖然剛開始我們還不能從老師提供的正反例證中快速準確地歸納概念的本質(zhì)屬性，有時甚至是荒謬可笑的假設(shè)，但是在學習的過程中，我們已初步懂得比較的出發(fā)點和歸納的依據(jù)，學會組織語言文字表達自己的思路和看法。我們能與老師和同學們交流分享，對我們的自信心是莫大的鼓舞，同時激發(fā)了我們的學習欲望。學習在機械的傳授方式下已異化為我們的負擔，但現(xiàn)在我們正漸漸地喜歡上她?！?/p>

在進行高一化學“氧化還原反應(yīng)”的教學時，為讓學生更好地深入理解氧化還原反應(yīng)中的各種概念，筆者在初中得氧、失氧角度基礎(chǔ)上分析并復習氧化和還原反應(yīng)概念，并且指出化學反應(yīng)遵循質(zhì)量守恒定律，既然有物質(zhì)獲得氧，肯定就有物質(zhì)失去氧，所以氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)一定是同時發(fā)生的。接著提出疑問：氧化還原反應(yīng)是否一定伴隨著得氧和失氧呢？筆者明確告訴學生氧化還原反應(yīng)不一定伴隨著得氧和失氧，例如金屬鈉在氯氣中燃燒就是氧化還原反應(yīng)，但這個反應(yīng)中并沒有氧氣參加。這時向?qū)W生呈現(xiàn)正反例證：

請同學們認真觀察下列反應(yīng)中鐵元素發(fā)生的變化，并從中尋找氧化還原反應(yīng)發(fā)生的特征。

由于題干有明確的問題指向，學生通過積極思考，對照比較，能輕松發(fā)現(xiàn)呈現(xiàn)的是反應(yīng)中鐵元素化合價發(fā)生變化的情況，化合價發(fā)生變化的是氧化還原反應(yīng)，鐵元素化合價沒有發(fā)生變化的是非氧化還原反應(yīng)，由此總結(jié)得出：有元素化合價發(fā)生變化的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)。接著讓學生進行概念確認，然后呈現(xiàn)一組化學反應(yīng)，讓學生分析所呈現(xiàn)的化學反應(yīng)是否屬于氧化還原反應(yīng)：

學生運用自己歸納的結(jié)論驗證假設(shè)，當自己的假設(shè)得到確認時，興奮之情溢于言表，激發(fā)著學生進一步探究的熱情，學習動機和探究欲望空前高漲，個個摩拳擦掌，期待著知識的推進。概念本質(zhì)屬性的發(fā)現(xiàn)過程往往是曲折和艱辛的，但對學生學習能力的培養(yǎng)卻是有利的，成功地培養(yǎng)了學生發(fā)現(xiàn)問題，靈活應(yīng)用知識分析問題、解決問題的能力，有效地發(fā)展了學生證據(jù)推理等化學學科核心素養(yǎng)。

當學生正確理解氧化還原反應(yīng)的概念后，筆者因勢利導：如何從化合價發(fā)生變化的角度認識氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)及氧化劑和還原劑呢？以初中C還原氧化銅反應(yīng)為例，反應(yīng)中C得氧被氧化，C元素的化合價從0價升高到+4價；CuO失去了氧被還原，銅元素的化合價從+2價降低到0價。在筆者的啟發(fā)下，學生由此得出：反應(yīng)中元素化合價升高的物質(zhì)被氧化，發(fā)生的是氧化反應(yīng)；元素化合價降低的物質(zhì)被還原，發(fā)生的是還原反應(yīng)。同時教師指出：還原劑是所含元素的化合價升高的物質(zhì)，而氧化劑是所含元素的化合價降低的物質(zhì)。

四、反思與建議

概念獲得模式遵循教學的基本規(guī)律，把具體問題抽象化，再把抽象概念落實到具體問題情境?；瘜W學科教學要講究情境性、過程性、開放性和體驗性，概念獲得模式在高中化學課堂上的嘗試，一定程度彌補了傳統(tǒng)教學中的部分缺陷和不足，發(fā)揮了教師的主導作用，更培養(yǎng)和調(diào)動了學生的學習自覺性和主動性，點燃其學習熱情，鞏固學生的主體地位。與此同時，教師在課堂思考交流過程中基于化學概念創(chuàng)設(shè)情境促進了學生化學核心素養(yǎng)的發(fā)展。

教學有法但無定法，貴在得法，概念獲得教學模式固然有其長處，但探究的過程是漫長的，有時甚至一整節(jié)課學生都不能提出合理正確的假設(shè)。因此，我們不能采取“拿來主義”，要學會“舍棄”，更要創(chuàng)造性地運用。