結(jié)合初中生認(rèn)知發(fā)展，優(yōu)化化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)
——以中考物質(zhì)除雜題型教學(xué)為例

■南京市金陵中學(xué)西善分校 高盼盼

一節(jié)精彩的化學(xué)課，離不開課前精心的備課，教師不僅需要認(rèn)真研讀教材、課標(biāo)及優(yōu)秀教學(xué)案例，把握每節(jié)課的重難點(diǎn)，更需要了解學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和認(rèn)知規(guī)律。有的初三化學(xué)教師每年在教授物質(zhì)除雜類題型時(shí)，盡管已經(jīng)十分用心地備課，能準(zhǔn)確地把握重難點(diǎn)，但在具體教學(xué)實(shí)施過程中，總有學(xué)生看似理解除雜的原理和方法，但真正解題應(yīng)用時(shí)還是出現(xiàn)不理解除雜方法、辨析不出生成物狀態(tài)、不善于總結(jié)新雜質(zhì)來源等各種問題。細(xì)究原因，與教師在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)未考慮到初中生的在認(rèn)知順序性、認(rèn)知抽象思維、認(rèn)知邏輯等方面的發(fā)展有關(guān)。下面筆者以一節(jié)物質(zhì)除雜課為例，總結(jié)利用初中生認(rèn)知發(fā)展的特點(diǎn)，提出設(shè)計(jì)教學(xué)以及突破學(xué)生認(rèn)知障礙的一些策略。

一、初中化學(xué)教學(xué)的難點(diǎn)

（一）知識點(diǎn)集中，學(xué)生記憶難度較大

初中是學(xué)生理科知識學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，在學(xué)齡前教育、小學(xué)教育階段學(xué)生不會接觸專業(yè)的化學(xué)知識，缺少化學(xué)知識結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，因此初中化學(xué)學(xué)習(xí)是在缺少知識積累的前提下而展開的，對學(xué)生來說任何化學(xué)知識都是全新的，在未建成自身的化學(xué)知識體系前，大部分學(xué)生只能通過機(jī)械記憶進(jìn)行化學(xué)知識的積累。然而從教材編寫不難看出，初中化學(xué)知識結(jié)構(gòu)上知識點(diǎn)較為集中，可能是因?yàn)槭芟抻诮虒W(xué)周期或這部分知識較為基礎(chǔ)。以元素周期表為例，書中在第四單元第一課引入了元素周期表，在本課中學(xué)生需要在一個(gè)課時(shí)內(nèi)掌握27 個(gè)元素符號和元素的對應(yīng)關(guān)系，能正確書寫并理解各個(gè)元素符號代表的元素類型以及其在元素周期表上的位置；再比如，在氧氣制備的這節(jié)實(shí)驗(yàn)課中，縱觀各個(gè)版本教材，氧氣制備這一課至少展示了4 中不同類型的化學(xué)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)，各個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)可能在過程上存在相似性，但其原理、反應(yīng)方程式并不一致，學(xué)生需要在一個(gè)課時(shí)內(nèi)學(xué)習(xí)至少4個(gè)反應(yīng)和實(shí)驗(yàn)。從上述的兩個(gè)例子不難看出，初中化學(xué)的知識內(nèi)容雖然較為基礎(chǔ)，但知識點(diǎn)較為集中，對具備一定化學(xué)知識基礎(chǔ)的學(xué)生來說理解和記憶較為容易，但對剛接觸化學(xué)的初中生來說，知識內(nèi)容較為集中，學(xué)生的理解和記憶難度較大。因此，教師需要在教學(xué)過程中優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，不能完全按照教材編寫順序進(jìn)行教學(xué)，需要將集中的知識點(diǎn)分割為幾個(gè)關(guān)聯(lián)模塊進(jìn)行教學(xué)，采用“化整為零”的方式完成特定知識點(diǎn)的教學(xué)，減輕學(xué)生在集中學(xué)習(xí)時(shí)的壓力，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，提升教學(xué)效率。

（二）知識內(nèi)容抽象，學(xué)生感到不知所云

化學(xué)是研究物質(zhì)本質(zhì)的科學(xué)，但是和物理不同，化學(xué)的研究大多是從微觀層面展開，知識內(nèi)容也圍繞微觀粒子的變化。初中化學(xué)知識雖然較為基礎(chǔ)，但已經(jīng)涉及原子、電子、離子等微觀粒子，尤其是化學(xué)方程式的學(xué)習(xí)，其本質(zhì)上就是電子的轉(zhuǎn)移和離子的形成。對學(xué)生來說，微觀粒子雖然廣泛存在，但不容易被觀察，學(xué)習(xí)時(shí)對微觀層面的變化只能通過記憶完成學(xué)習(xí)。例如，在教學(xué)鐵元素和鐵的氧化反應(yīng)時(shí)，必然會講到鐵在潮濕環(huán)境中發(fā)生的氧化反應(yīng)，這中間涉及兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式，分別是三氧化二鐵的形成和四氧化三鐵的形成，學(xué)生雖然能通過死記硬背的方式掌握這兩個(gè)化學(xué)方程式，但想要學(xué)生理解這一化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)較為困難，大部分情況下學(xué)生無法理解微觀層面的變化，甚至很多學(xué)生能正確默寫化學(xué)反應(yīng)方程式，卻并不能理解方程式代表的化學(xué)反應(yīng)，這與化學(xué)知識內(nèi)容抽象，學(xué)生不熟悉微觀粒子有關(guān)。對很多學(xué)生來說，初中化學(xué)知識不像物理知識直觀，化學(xué)變化、化學(xué)反應(yīng)較為抽象，很多學(xué)生會感到不知所云。教師在教學(xué)中應(yīng)注意，盡可能將抽象的化學(xué)知識轉(zhuǎn)化為具體的、明確的印象，配合多媒體技術(shù)、分子模型等幫助學(xué)生更好地理解微觀層面的化學(xué)變化和化學(xué)本質(zhì)，克服抽象知識帶來的學(xué)習(xí)困難，幫助學(xué)生夯實(shí)化學(xué)知識基礎(chǔ)，逐步建立化學(xué)知識體系。

（三）知識體系龐大，學(xué)前忘后問題顯著

從教材不難看出，初中化學(xué)知識雖然較為分散，但整體的連續(xù)性較強(qiáng)，前后內(nèi)容有較強(qiáng)的聯(lián)系，前后知識共同構(gòu)成了初中化學(xué)知識體系。但初中化學(xué)的知識點(diǎn)較多，整體內(nèi)容較為龐大、復(fù)雜，對學(xué)生的記憶力和理解能力是一大考驗(yàn)。比如，鐵的氧化反應(yīng)在前面章節(jié)有所涉及，講解了鐵與氧的反應(yīng)，但在初三下學(xué)期的時(shí)，還會講到鐵和其他元素的反應(yīng)，如其他元素將鐵離子從鹽中置換出來，然后鐵在水、加熱等條件下與氧發(fā)生反應(yīng)生成鐵的氧化物，這是一個(gè)較為復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，也是中招實(shí)驗(yàn)考試的題目之一，其中至少涉及了三個(gè)與鐵有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式，然而這三個(gè)化學(xué)反應(yīng)并非集中學(xué)習(xí)，而是分布在不同的教學(xué)單元中。由此可見，初中化學(xué)知識前后連續(xù)性較強(qiáng)，要求學(xué)生能將前后知識融會貫通。但具有聯(lián)系的知識點(diǎn)大部分情況下是分散在不同單元，學(xué)生學(xué)前忘后的問題較為普遍，在實(shí)際的教學(xué)中教師要妥善應(yīng)對這一問題，引入聯(lián)想記憶法幫助學(xué)生記憶分散的知識點(diǎn)，加強(qiáng)復(fù)習(xí)和應(yīng)用，鞏固學(xué)生已掌握的知識，幫助學(xué)生通過不斷強(qiáng)化記憶實(shí)現(xiàn)知識點(diǎn)的全掌握，在不斷練習(xí)、實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)前后知識的融會貫通，構(gòu)建初中化學(xué)的知識體系。

二、初中化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)原則

（一）尊重學(xué)生的個(gè)體差異

在初三之前，學(xué)生沒有系統(tǒng)學(xué)習(xí)化學(xué)知識的經(jīng)驗(yàn)，而學(xué)生的認(rèn)知能力、理解能力在化學(xué)學(xué)習(xí)中有較大影響，因此剛學(xué)習(xí)化學(xué)時(shí)，具備“天賦”的學(xué)生能快速掌握這些知識，缺少“天賦”的學(xué)生則需要付出更多的努力才能保持成績。因此，在教學(xué)中教師要尊重學(xué)生的個(gè)體差異，要相信每一個(gè)學(xué)生都是“可塑之才”，在教學(xué)中要做到有教無類和因材施教。

（二）注意教學(xué)的方法

初中化學(xué)知識較為基礎(chǔ)，整體難度不高，因此教師可以采取針對性的教學(xué)策略，以達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。從整體上看，初中階段化學(xué)知識的重點(diǎn)主要有四點(diǎn)，分別是方程式的配平、分子量的計(jì)算、酸堿鹽的識別及其反應(yīng)以及基本化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，在教學(xué)中教師應(yīng)講練結(jié)合，即練習(xí)為主、講解為輔，重視學(xué)生的實(shí)際操作和知識應(yīng)用。讓學(xué)生不過度依賴講解和重復(fù)記憶，在實(shí)際應(yīng)用中掌握化學(xué)知識，才是初中化學(xué)教學(xué)的可靠思路，才是融會貫通的核心所在。

（三）注意復(fù)習(xí)與鞏固

初中化學(xué)知識整體難度不高，但知識點(diǎn)較為分散，學(xué)后忘前是學(xué)生成績難以提高的重要原因，在教學(xué)過程中，教師要注意前后知識的連貫，定期復(fù)習(xí)和聯(lián)系，通過作業(yè)、練習(xí)、實(shí)驗(yàn)探究等方式“溫故知新”。

三、初中化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

（一）建構(gòu)知識梯度，適應(yīng)認(rèn)知順序性

1.知識內(nèi)容難度上，由易到難。在教授物質(zhì)除雜方法時(shí)，先從學(xué)生容易理解的溶解、過濾、蒸發(fā)等物理方法開始，再到抽象難懂的離子反應(yīng)等化學(xué)方法。我國教育著作《學(xué)記》中主張“先其易者,后其節(jié)目”，重視“先河后?！?，如果教學(xué)不能遵循循序漸進(jìn)這一規(guī)律，教學(xué)往往事倍功半，成果也不盡如人意。教學(xué)循序漸進(jìn)的原則從兩個(gè)主要方面總結(jié)：一是教師的教，根據(jù)學(xué)生年齡順序教相應(yīng)的知識，從教學(xué)內(nèi)容的實(shí)際出發(fā),從具體實(shí)例再到抽想總結(jié)；二是學(xué)生的學(xué)，不宜過早過多學(xué)習(xí)超出認(rèn)知范圍和難度的知識，應(yīng)按照學(xué)生認(rèn)知學(xué)習(xí)順序和心理進(jìn)行逐步學(xué)習(xí)。

2.知識獲取方式上，由生活到課本。蒸餾方法可以由生活中燒開水原理推及蒸餾原理利用物質(zhì)間沸點(diǎn)不同；而生活中紗布過濾泥水推及實(shí)驗(yàn)室過濾本質(zhì)都是過濾物顆粒大小能否通過孔徑。學(xué)生如果僅僅通過死記硬背課本上的知識，不能體現(xiàn)“化學(xué)來源于生活，并服務(wù)于生活”教學(xué)理念，所以，為了避免出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，教師應(yīng)該通過生活化的教學(xué)方式激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，教師在講解知識的時(shí)候，應(yīng)從生活出發(fā)，利用生活中經(jīng)常碰見的問題設(shè)計(jì)教學(xué)情景，這樣學(xué)生對待新知識不會感到過于陌生，還能將生活常識融入學(xué)習(xí)中建立想象的依據(jù)，更好地學(xué)習(xí)化學(xué)。

3.知識情感體悟上，由感性到理性?！读x務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011 年版）》中強(qiáng)調(diào)，“讓他們在熟悉的生活情景中感受化學(xué)的重要性，了解化學(xué)與日常生活的密切關(guān)系，逐步學(xué)會分析和解決與化學(xué)有關(guān)的一些簡單的實(shí)際問題。”因此，先讓學(xué)生從感性角度感受化學(xué)，再到理性分析和解決化學(xué)問題，體現(xiàn)了知識學(xué)習(xí)的情感過程：由感性體驗(yàn)到理性認(rèn)識?；瘜W(xué)生活素材的選擇常從化學(xué)史料、日常生活中生動的自然現(xiàn)象和化學(xué)事實(shí)、化學(xué)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用的重大成就、化學(xué)對社會發(fā)展影響的事件等出發(fā)。這些素材充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，能幫助學(xué)生理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，體驗(yàn)化學(xué)與技術(shù)、社會的緊密聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識化學(xué)在促進(jìn)社會可持續(xù)發(fā)展中的重要作用。如許多除雜方法的本質(zhì)原理是生活中事例經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，最終演化為化學(xué)操作與方法，讓學(xué)生在生活經(jīng)驗(yàn)事例中感悟化學(xué)原理，并將之最終用于解決生活中化學(xué)問題的情感體驗(yàn)。

（二）建構(gòu)知識體系，重整認(rèn)知零散性

在分析常遇到的除雜問題時(shí)發(fā)現(xiàn)，錯(cuò)誤原因?yàn)椋撼s時(shí)除雜方法不確定——雜質(zhì)來源不清——除雜失敗，所以筆者思考，如果教師能通過雜質(zhì)類型進(jìn)行分類討論，并將雜質(zhì)有目的轉(zhuǎn)化某狀態(tài)，再確定除雜方案，能讓學(xué)生除雜思路清晰、目的明確、方法簡化。筆者通過將近幾年南京中考除雜題進(jìn)行分析，按照雜質(zhì)氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)三種類型，總結(jié)相應(yīng)的除雜方法，以期讓學(xué)生能建構(gòu)一個(gè)有關(guān)除雜方法的知識體系，解題更加高效（見圖1）?！爸R體系”就像蜘蛛網(wǎng)，通過把不同的零零散散的知識集合起來，然后有規(guī)則地串聯(lián)，能塑形成出我們看到問題、理解問題的思維模式。一般來說，構(gòu)建一個(gè)“知識體系”，需要經(jīng)過：廣泛輸入——建立脈絡(luò)——重復(fù)梳理——延伸思考——應(yīng)用反饋——搭建體系六個(gè)大的寬泛步驟。經(jīng)過這樣一連串從點(diǎn)到面的過程，“知識體系”才最終建立起來，成為我們自己的東西。

圖1 化學(xué)除雜分類法

（三）建構(gòu)實(shí)物模型，突破認(rèn)知抽象性

在跟學(xué)生分析除雜過程中，理解氮?dú)庵醒鯕怆s質(zhì)可以用灼熱氧化銅除（見圖2），二氧化碳中水蒸氣雜質(zhì)用濃硫酸除（見圖3），利用圖片模型和儀器模型展示轉(zhuǎn)化途徑，學(xué)生能馬上明白雜質(zhì)過程及最終物質(zhì)轉(zhuǎn)化狀態(tài)。在化學(xué)教學(xué)中，教師常常需要向?qū)W生闡述一些物質(zhì)的性質(zhì)、狀態(tài)變化，微觀構(gòu)成等方面知識，如果只用語言陳述，學(xué)生難以理解，即使語言很準(zhǔn)確也要重復(fù)幾遍才能解釋清楚。而要是用實(shí)物模型教具或者圖片演示將直觀且有真實(shí)感，學(xué)生容易理解，還能很快學(xué)會、記牢、應(yīng)用。

圖2 N2（O2）氣體除雜模型

圖3 CO2（H2O）氣體除雜模型

（四）演示實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄繉?shí)驗(yàn)

在探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)展開的過程中，教師可以應(yīng)用經(jīng)典的小組探究法，即根據(jù)學(xué)生的能力、素養(yǎng)、興趣將學(xué)生進(jìn)行分組，教師需要注意的是在化學(xué)小組分配的過程中，小組組員之間的綜合實(shí)力應(yīng)相匹配，教師可以將學(xué)生進(jìn)行分層，學(xué)習(xí)能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ο鄬^強(qiáng)的學(xué)生設(shè)定為A層學(xué)生，一般的設(shè)定為B層學(xué)生，學(xué)習(xí)較為困難的設(shè)定為C 層學(xué)生，通過合理的教學(xué)分層，來確定A、B、C 三層學(xué)生在小組當(dāng)中所占的比例，然后隨機(jī)分配小組，既保障了小組之間綜合實(shí)力相當(dāng)，同時(shí)也促使學(xué)生學(xué)會與不同的合作對象進(jìn)行合作。例如，在講述二氧化碳的相關(guān)知識時(shí)，教師就可以先確定小組人員，然后讓學(xué)生分析二氧化碳的密度特性，研究二氧化碳與空氣相比，哪一個(gè)密度更大？學(xué)生在小組討論的過程中，通過利用吹氣泡的方法得出答案，通過這種方式，即實(shí)現(xiàn)了學(xué)生探究、合作精神的塑造，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的動手、創(chuàng)新能力，更重要的是提升了學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣。無論是哪一門學(xué)科，想要更好地落實(shí)素質(zhì)教育理念，實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)培育，首先就需要充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，這樣學(xué)生才更愿意主動投入學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)探究中去，不斷創(chuàng)新學(xué)習(xí)反復(fù)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)思路，為長遠(yuǎn)學(xué)習(xí)奠定情感基礎(chǔ)。其次，在學(xué)生通過自主探索得出結(jié)論之后，教師應(yīng)采取鼓勵(lì)式評價(jià)的原則，即在肯定學(xué)生合作得出答案的正確性和有效性的基礎(chǔ)上，適當(dāng)加以引導(dǎo)，委婉地指出學(xué)生在探究過程當(dāng)中存在的不足以及需要改進(jìn)的方向，通過鼓勵(lì)式評價(jià)的手段讓學(xué)生建立起學(xué)科自信。最后，通過評價(jià)指引的方法，讓學(xué)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)自己所存在的不足，讓評價(jià)可以為學(xué)生的興趣提升以及能力塑造提供很好的幫助。

綜上所述，備一節(jié)合格的化學(xué)課很容易，但想真正上出一節(jié)精彩化學(xué)課很難，只有認(rèn)真研讀教材、課標(biāo)等基礎(chǔ)上，充分認(rèn)識學(xué)生認(rèn)知發(fā)展特點(diǎn)，才能準(zhǔn)確把握學(xué)生認(rèn)知上難點(diǎn)、盲點(diǎn)，讓化學(xué)教學(xué)真正地突破重難點(diǎn)。教師要通過知識內(nèi)容難度上，由易到難；知識獲取方式上，由生活到課本；知識情感體悟上，由感性到理性，建構(gòu)知識梯度，適應(yīng)認(rèn)知順序性，并建構(gòu)知識體系，重整認(rèn)知零散性，還要建構(gòu)實(shí)物模型，突破認(rèn)知抽象性，幫助學(xué)生更好地理解化學(xué)概念與化學(xué)公式，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。