初中化學概念學習思維障礙診斷及教學策略

盧名遠

【摘要】本文以“溶液”概念為例，分析初中生學習化學概念的思維障礙成因，并尋求對應的教學策略，幫助學生克服思維障礙，積極有效地學習。

【關(guān)鍵詞】初中化學;“溶液”概念;思維障礙;教學策略

中學生的邏輯思維正處于由經(jīng)驗型向理論型發(fā)展的階段，但由于學生在知識方面缺乏條理性，在運用概念時，往往會擴大或縮小概念的外延，這樣在解決實際問題時就容易出錯。初三學生開始學習化學知識，不少學生不能準確把握各種概念，不能綜合運用概念解決問題，出現(xiàn)了概念學習困難。因此，研究并尋找有效方法解決初中生學習化學概念的思維障礙，是初中化學教學的一項重要任務。下文結(jié)合“溶液”教學實例，分析初中生學習化學概念的過程中所出現(xiàn)的思維障礙，并研究對應的教學策略，幫助學生克服思維障礙，從而提高學習的品質(zhì)。

一、常見的思維障礙及其成因分析

（一）認識表面化，概念關(guān)鍵詞把握不準、不齊，導致思維障礙

不少學生習慣于背誦概念內(nèi)容，但其實沒有準確把握概念表述中的關(guān)鍵字詞含義，所以對于概念的內(nèi)涵和外延沒有清晰的界限。例如，對于“溶液”的定義，一部分學生只看到“液”“一種或幾種物質(zhì)”及“另一種物質(zhì)”，卻沒有同時抓住“分散”“均一的，穩(wěn)定的”“混合物”等關(guān)鍵詞，所以在判斷物質(zhì)是否是溶液時，就容易出現(xiàn)以下問題。

案例1：認為“水是一種溶液”。

分析：認為水是均一的、穩(wěn)定的，但忽略了水屬于純凈物。

案例2：認為溶液只能是由一種溶質(zhì)和一種溶劑組成的。

分析：片面地以“一種”代替概念中的“一種或幾種物質(zhì)”，因而認為只是一種物質(zhì)溶解在另一種物質(zhì)中。

案例3：認為溶液的狀態(tài)只能是液體，溶質(zhì)的狀態(tài)只能是液體或固體。

分析：沒有從概念涵義判斷，而是從概念名詞字面意思或不完全的生活經(jīng)驗判斷。

案例4：認為某物質(zhì)溶于水后，溶質(zhì)就是該種物質(zhì)。

分析：沒有理解概念中“分散”的涵義，把某些物質(zhì)溶于水時與水發(fā)生化學反應，也看成是直接分散在水中，導致不能把與水反應后生成的新物質(zhì)判斷為溶質(zhì)。

（二）概念認識缺乏整體性，導致思維障礙

有些化學概念組（如，飽和溶液和不飽和溶液）是動態(tài)的、聯(lián)系的。只有整體學習，才能準確掌握。例如“飽和溶液”概念，強調(diào)“一定溫度”“一定量溶劑”“不能再溶解某溶質(zhì)”。其中，“一定溫度”和“一定量溶劑”是飽和溶液的條件。如果條件發(fā)生改變，溶液的狀態(tài)就會發(fā)生變化，即溶液的狀態(tài)是動態(tài)的。“不能再溶解某溶質(zhì)”是飽和溶液的特征（不能再溶解）和研究對象（某溶質(zhì)）。學生如果片面認識或理解以上問題，只能是“孤立地”“靜態(tài)地”“無序地”掌握知識，導致容易混淆。

案例1：認為飽和溶液不能溶解任何其它物質(zhì)。

分析：疏忽了飽和溶液的研究對象只是某溶質(zhì)，是該物質(zhì)在“一定溫度”和“一定量溶劑”下的溶解達到了最大限度而飽和，而不是所有物質(zhì)。

案例2：認為飽和溶液升高溫度后一定會變成不飽和溶液，降低溫度后一定會有晶體析出。

分析：沒有注意到飽和溶液與不飽和溶液轉(zhuǎn)化的一般性，而疏忽了特殊情況。也可以說是疏忽了像Ca（OH）2這樣的少數(shù)固體物質(zhì)的特殊性。

案例3：認為飽和溶液一定是濃溶液，不飽和溶液一定是稀溶液。

分析：缺乏控制變量的意識，沒有整體分析飽和溶液概念的相關(guān)變量。沒有聯(lián)系并控制“一定溫度”“一定量溶劑”和“某溶質(zhì)”等變量來分析問題，僅從“能否再溶解”來比較飽和溶液和不飽和溶液的“濃”與“稀”的問題。類似的，還有認為飽和溶液的濃度一定比不飽和溶液的濃度大，也是同樣的原因?qū)е碌摹?/p>

（三）認知能力限制，思維邏輯性不強，導致思維障礙

案例1：對“氣體的溶解度隨著壓強的增大而增大，隨著溫度的升高而減小”不理解。

分析：抽象思維正在形成、尚未成熟，很難想象看不見的“氣體”的溶解度與同樣看不見的“壓強”“溫度”的關(guān)系。

案例2：對飽和溶液和不飽和溶液的判斷以及轉(zhuǎn)化的認識迷糊。

分析：盡管教師已經(jīng)通過實驗形象直觀地展示飽和溶液和不飽和溶液的判斷及轉(zhuǎn)化過程，但學生沒有跨過宏觀到微觀的坎，認識不到飽和溶液的微觀實質(zhì)，導致知道溶液會“飽和”，但不明白為何會“飽和”。只能機械記住飽和溶液和不飽和溶液的判斷以及轉(zhuǎn)化，還沒達到真正地了解飽和溶液的要求。

二、突破思維障礙的教學策略

（一）靈活運用不同教學方式，使教學更直觀形象

化學概念的抽象性是學生學習的一個認知障礙。概念形成的初級階段，教師可以運用不同教學手段，如演示實驗、圖表、模型、各種視頻等，展示不同的概念學習情境，使抽象概念形象化。學生可以從這些學習情境中了解有關(guān)概念的相關(guān)信息，為科學建構(gòu)概念奠定了良好的基礎。如，“溶液”概念的形成，教師除了演示實驗外，還可以借助動畫視頻，讓學生從微觀角度感知物質(zhì)的溶解過程。又如，在“溶解度”這個概念的教學中，可以播放3個動畫：1.將蔗糖和食鹽分別放入1 杯水和1 碗水中，可否比較兩者的溶解性;2.將蔗糖和食鹽分別放入30℃和90℃的1杯水中，可否比較兩者的溶解性;3.在相同的溫度下，等質(zhì)量的水中分別任意放入少量蔗糖和食鹽，可否比較兩者的溶解性。這樣的對比情境設計有利于突出概念的特征。概念的特征越明顯，關(guān)鍵詞概括就越容易，學生理解就越容易，掌握也就越快速牢固。

教師還可以利用學生的日常生活事例幫助學生理解概念，提高建立、鞏固、運用概念的能力。如，“氣體溶解度”的定義，它跟固體溶解度就不同，氣體溶解度除了跟氣體本身有關(guān)外，還受外界條件如溫度、壓強等影響?？梢越柚蓸凤嬃蠋椭鷮W生理解：如果將一瓶密封的可樂打開，會有大量的氣泡冒出，說明壓強減小了，二氧化碳氣體的溶解度也隨之減小，表現(xiàn)為冒出氣泡;另外，把可樂喝到肚子里后，我們常常會打嗝，那是因為溫度升高了，二氧化碳的溶解度也隨之減小，二氧化碳想“跑”出來，導致打嗝;同樣，如果對可樂加熱，喝的時候就會覺得沒“氣”了，這也說明溫度升高，氣體溶解度就減小了，氣體都“跑”掉了。

（二）采用對比、歸納等方法，培養(yǎng)學生全局分析問題的能力

采用對比、歸納等方法幫助學生把許多感性材料歸集起來并找出其內(nèi)在的聯(lián)系，可以培養(yǎng)學生整體分析問題的能力。比如，探究影響物質(zhì)溶解性的因素時，設計四組對比實驗，列出表格（如表1），把實驗現(xiàn)象填在表格中，學生就能通過對比清晰地發(fā)現(xiàn)：同一種物質(zhì)在不同的溶劑中溶解性是不同的;不同的物質(zhì)在同一種溶劑中的溶解性也是不同的。從而能總結(jié)歸納出物質(zhì)的溶解性跟溶質(zhì)、溶劑的性質(zhì)有關(guān)。

（三）設計多種例證，加強遷移概念知識的能力

教師引導學生剛開始形成概念時，通常是通過舉出典型例子來概括定義與特征的。但為了防止學生死記硬背，造成片面性理解，我們可以針對概念的關(guān)鍵特征，設計變式的例證問題讓學生思考，讓學生把概念應用于不同的情境中并加以辨認。如，初步形成“溶液”概念后，我們可以列舉氯化銅溶液、碘酒、糖水和食鹽水的混合物等包含顏色、溶劑、溶質(zhì)等方面的變式問題，促進新學概念的遷移，從而強化對“溶液”概念特征的認識。

同時，教師設計的例證問題可以是正面的，也可以是反面的。正面的例證有利于概括，反面的例證有利于辨別。當概念的關(guān)鍵特征繁多并難以辨別時，適當?shù)姆蠢齽t能起到顯示概念的關(guān)鍵特征、消除無關(guān)特征的作用。教師在講解完概念后，如能再從反面來講，就能讓學生在不斷思考中激發(fā)思維。例如，“水不是溶液”就是個反例，因為它屬于純凈物而不是混合物，可以突出溶液是混合物的特征。又如，引導學生準確理解“溶液的飽和與否，與溶液的濃、稀沒有必然的聯(lián)系”及“只有在同樣的溫度下，同樣的溶劑里，飽和溶液才比不飽和溶液濃度高”，我們可以列舉數(shù)據(jù)：在20℃時，KCl的溶解度是34.0g，因此其飽和溶液的濃度是25.4%。而在60℃時，KCl的溶解度是45.5g，此時，假如我們在100g水中只溶解40g的KCl，此時它就是不飽和溶液，但是它的濃度卻是28.6%，比20℃時的飽和溶液的濃度還要高。這樣，學生就更易明白溶液的飽和狀態(tài)與溶液的濃稀沒有必然的聯(lián)系。

化學概念是初中生學習化學的一項重要內(nèi)容。教師深刻探究學生學習化學概念時產(chǎn)生思維障礙的根源，有助于采取積極有效的措施，幫助學生克服困難、突破思維障礙，提高學生的學習品質(zhì)。

參考文獻：

[1]人民教育出版社課程教材研究所，化學課程教材研究開發(fā)中心.義務教育教科書化學九年級下冊[M].人民教育出版社，2022.

[2]教育部.義務教育化學課程標準（2022年版）[M].北京師范大學出版社，2022.

責任編輯? 羅燕燕