高中化學(xué)大概念教學(xué)初探

葉遠(yuǎn)冬

(霍山文峰學(xué)校 安徽六安 237200)

引言

化學(xué)是一門“中心的、實(shí)用的和創(chuàng)造性的”基礎(chǔ)學(xué)科，在新高考中占有重要地位?；瘜W(xué)學(xué)科中含有大量的概念和原理，故概念的形成和原理的理解是學(xué)生學(xué)好化學(xué)的基礎(chǔ)，也是我們教育工作者教好化學(xué)的根本?！镀胀ǜ咧姓n程方案(2017年版2020年修訂)》明確強(qiáng)調(diào)，學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)要重視以學(xué)科大概念為核心，其為教學(xué)改革指明了方向。但是受應(yīng)試影響，學(xué)生在求學(xué)的過程中對(duì)于知識(shí)的掌握僅僅停留在表面，并沒有實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的良好的吸收和內(nèi)化。而且目前關(guān)于化學(xué)大概念的教學(xué)理論研究較少，實(shí)際教學(xué)中關(guān)于化學(xué)大概念的教學(xué)模式還未形成，大多數(shù)學(xué)校并未深入研究和探索適合本校學(xué)生的教學(xué)模式。

一、高中化學(xué)大概念的基本內(nèi)涵及價(jià)值分析

(一)高中化學(xué)大概念的基本內(nèi)涵

大概念與“具體概念”相比，屬于上位概念，能夠反映學(xué)科本質(zhì)，能夠統(tǒng)攝大量學(xué)科知識(shí)，是學(xué)科內(nèi)容、方法、原理、思想的總括。教師在課堂教學(xué)過程中通常會(huì)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真全面觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在真實(shí)情境中發(fā)現(xiàn)科學(xué)事實(shí)，并引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)科學(xué)規(guī)律，進(jìn)而從感性認(rèn)知上升到理性認(rèn)知，抽象概括出事物本質(zhì)的共同特點(diǎn)。

大概念是指透過一些事件或者事物的基本屬性來描述或規(guī)范一個(gè)詞的意義。例如，含有一定數(shù)目粒子的集合體，這是物質(zhì)的量的定義；帶相反電荷離子之間的相互作用，這是離子鍵的定義。另外，大概念也可以是觀念，它是在具體概念的基礎(chǔ)上形成的能夠解釋或預(yù)測(cè)更大范圍事物或現(xiàn)象的一種觀念。例如守恒思想，化學(xué)反應(yīng)雖變幻莫測(cè)，但變中有定，不少情境問題用“原子守恒、電荷守恒、得失電子守恒”等觀念分析，?？梢曰睘楹啞Ｒ虼?，大概念是一種普適性極強(qiáng)，具有認(rèn)識(shí)論與方法論意義、高度形式化的概念。

(二)高中化學(xué)大概念教學(xué)的價(jià)值內(nèi)涵

大概念是高中化學(xué)知識(shí)的主干部分，大概念教學(xué)能幫助學(xué)生理清整體與部分的關(guān)系，能有效提高教學(xué)效益，有助于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)觀念。首先，學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)學(xué)科的時(shí)間非常有限，而化學(xué)知識(shí)內(nèi)容卻非常龐大；其次，部分學(xué)生不能將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行歸納，找不到知識(shí)的核心內(nèi)容，難以將零散的知識(shí)系統(tǒng)化，找不到知識(shí)之間的聯(lián)系，構(gòu)建不出知識(shí)網(wǎng)絡(luò)；再次，部分學(xué)生無法應(yīng)對(duì)靈活多變的試題，遇到綜合性試題時(shí)不能很好地解決。所以，高中階段的學(xué)生在化學(xué)核心素養(yǎng)下圍繞大概念學(xué)習(xí)，既要實(shí)現(xiàn)自身學(xué)習(xí)主動(dòng)性、積極性的提升，又要提升自身對(duì)知識(shí)的理解和掌握能力。同時(shí)，學(xué)生在探究化學(xué)相關(guān)問題時(shí)，還應(yīng)該樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，培養(yǎng)良好的思維能力，這樣有利于形成有效的決策力，提高元認(rèn)知水平。

二、高中化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

(一)教學(xué)形式單一，不能實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)

高中化學(xué)課本中有很多概念，這些概念是學(xué)生學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)，需要學(xué)生靈活掌握并學(xué)會(huì)拓展運(yùn)用，但大多數(shù)教師在教學(xué)中沒有落實(shí)因材施教，依然運(yùn)用“滿堂灌”形式，教學(xué)方式相對(duì)單一，難以滿足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。當(dāng)今科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，信息技術(shù)日益普及，單純使用傳統(tǒng)教學(xué)模式，已不能滿足新時(shí)代對(duì)人才的培養(yǎng)需求。

(二)不重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

部分教師不重視具有重要作用的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在具體教學(xué)時(shí)，以實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析講解為主，淡化實(shí)驗(yàn)操作和科學(xué)探究過程，導(dǎo)致學(xué)生在遇到全新的實(shí)驗(yàn)情境時(shí)一籌莫展，不會(huì)分析和解決問題。另外，部分學(xué)校為教師提供的化學(xué)教學(xué)設(shè)備不足，基礎(chǔ)設(shè)施不夠完善，學(xué)生不能親自進(jìn)行操作，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的理解、吸收、內(nèi)化，更不用說核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

(三)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)興趣不高

新課改背景下，任何教學(xué)活動(dòng)的開展都是圍繞學(xué)生展開。但是，大多數(shù)教師單一的教學(xué)方式和枯燥的授課內(nèi)容，都在不斷降低學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的興趣。再加上高中課時(shí)緊張，學(xué)生的抽象思維能力偏低，更是進(jìn)一步降低學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的主動(dòng)性和積極性。

三、基于大概念的高中化學(xué)教學(xué)設(shè)想

(一)確定化學(xué)學(xué)科大概念，合理整合單元內(nèi)容

核心素養(yǎng)的形成離不開對(duì)學(xué)生核心觀念的培養(yǎng)，這是新一輪課程改革對(duì)化學(xué)教學(xué)的基本要求。而要形成化學(xué)核心觀念，需要學(xué)生在理解基礎(chǔ)概念之后，對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行深入思考，進(jìn)而形成基本的化學(xué)認(rèn)知和學(xué)習(xí)體系。在具體教學(xué)時(shí)，教師需深入研究教材及需培養(yǎng)的核心素養(yǎng)，明確教材內(nèi)容所指向的學(xué)科大概念，對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容中蘊(yùn)含的大概念進(jìn)行提煉濃縮，從學(xué)科大概念層面熟悉知識(shí)結(jié)構(gòu)，做到理實(shí)交融，以問題解決、做中學(xué)等方式發(fā)展學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)，最終促進(jìn)學(xué)生建立相對(duì)科學(xué)、正確的自然觀和世界觀，使之逐漸形成相應(yīng)的化學(xué)核心觀。

具體來說，先要明確學(xué)科大概念和具體概念。依據(jù)課標(biāo)可以清楚地確定高中化學(xué)的大概念和具體概念。例如，“物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”是化學(xué)大概念，物質(zhì)由分子、原子組成，從這些微觀層面認(rèn)識(shí)物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)及物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化，可以為認(rèn)識(shí)和探索物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化提供認(rèn)知方向和思考方式。我們以此整合九年級(jí)上冊(cè)“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”和高中必修一“物質(zhì)及其變化”等內(nèi)容，搭建圍繞此大概念的整體單元學(xué)習(xí)框架。九年級(jí)“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”單元的內(nèi)容包括元素及其符號(hào)、元素周期表。元素的概念是教學(xué)的難點(diǎn)，學(xué)生難理解其定義中的“一類原子”。所以在本單元的學(xué)習(xí)中，應(yīng)該要求學(xué)生通過元素的概念比較整體地認(rèn)識(shí)“一類原子的總稱”，進(jìn)而統(tǒng)一認(rèn)識(shí)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和宏觀組成。掌握元素概念，便于分類眾多繁雜的物質(zhì)，進(jìn)而對(duì)分類的物質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)研究。

對(duì)于高中必修一課本中“物質(zhì)及其變化”部分，可以將“物質(zhì)的分類及轉(zhuǎn)化”“離子反應(yīng)”“氧化還原反應(yīng)”進(jìn)行整合，通過對(duì)生活實(shí)例的反思，提煉分類的意義和方法，初步建立以物質(zhì)類別為基礎(chǔ)的研究物質(zhì)性質(zhì)認(rèn)知模型。在濕手更易導(dǎo)電的探究過程中，讓學(xué)生從生活走向科學(xué)，從微觀視角認(rèn)識(shí)氯化鈉溶液導(dǎo)電的原因，逐步建立電離模型，落實(shí)微觀探析和宏觀辨識(shí)的核心素養(yǎng)。同理，我們也可以按照相同的思路將人教版九年級(jí)下冊(cè)第八單元“金屬和金屬材料”和人教版(2019年版)必修第一冊(cè)第三章“鐵金屬材料”的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行整合，構(gòu)建大概念的整體單元學(xué)習(xí)框架。

(二)聚焦化學(xué)學(xué)科大概念，領(lǐng)悟化學(xué)本質(zhì)

大概念是能夠解釋或預(yù)測(cè)較大范圍事物或現(xiàn)象的概念，具有總括性。課堂中的知識(shí)是零散的，教師幫助學(xué)生掌握每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)，還要引導(dǎo)學(xué)生把知識(shí)點(diǎn)“粘貼”到它所屬的知識(shí)主干中去，找到新舊知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系。所以，教師在精研學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)、把握學(xué)科大概念的基礎(chǔ)上還要認(rèn)真研讀教材，整體把握教材結(jié)構(gòu)，分析每課時(shí)具體內(nèi)容，根據(jù)解決問題的思維順序，將大概念按照內(nèi)在邏輯分解成若干個(gè)子問題。從簡單到復(fù)雜，幫助學(xué)生更正前學(xué)科概念，逐步形成科學(xué)概念，樹立科學(xué)的大概念理念。在學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的時(shí)候，學(xué)生大多停留在學(xué)習(xí)的表面，即從化學(xué)現(xiàn)象學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，而不會(huì)從化學(xué)的本質(zhì)即微觀層面進(jìn)行分析。故教師在教學(xué)過程中要多結(jié)合視頻、動(dòng)畫、實(shí)驗(yàn)使微觀概念形象化，進(jìn)而讓學(xué)生理解化學(xué)本質(zhì)。

例如，在化學(xué)必修第一冊(cè)第一章“氧化還原反應(yīng)”的教學(xué)中，要逐步從現(xiàn)象滲透到本質(zhì)。新課氧化還原反應(yīng)的概念教學(xué)是讓學(xué)生學(xué)會(huì)從化合價(jià)升降的角度判斷一個(gè)反應(yīng)是否為氧還反應(yīng)，并簡單了解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，但不要求理解其真正含義。但在學(xué)完第四章化學(xué)鍵中的共價(jià)鍵和離子鍵后，要求學(xué)生能理解化合物中化合價(jià)變化的本質(zhì)是電子的得失或共用電子對(duì)的偏移。此時(shí)，對(duì)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)，學(xué)生就會(huì)有更深刻的理解。教師還可以在電化學(xué)知識(shí)的教學(xué)中，通過分析原電池、電解池的原理及書寫電極反應(yīng)式的教學(xué)，一方面鞏固氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，另一方面對(duì)該知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)用和提升。通過問題的分解，學(xué)生認(rèn)識(shí)到新的概念和原有概念的聯(lián)系，理解大概念的同時(shí)，更好地激發(fā)科學(xué)探索精神，強(qiáng)化情感體驗(yàn)，提高化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)。

(三)注重實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)，提升對(duì)大概念的理解能力

在高中化學(xué)教學(xué)過程中，事實(shí)性知識(shí)的學(xué)習(xí)與大概念的學(xué)習(xí)是有所差別的，對(duì)于前者學(xué)生可以采取教師演示、自主閱讀、他人告知等多種途徑，而大概念的學(xué)習(xí)通常要?jiǎng)邮?、?dòng)腦、深度探究。探究性學(xué)習(xí)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，啟迪學(xué)生思維，使之積極研討，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，從而促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方法的優(yōu)化以及創(chuàng)新精神的發(fā)展。因此教師在教學(xué)中需要實(shí)現(xiàn)教育理念的轉(zhuǎn)變以及教育方式的革新，重點(diǎn)以探究性學(xué)習(xí)為主，提升學(xué)生的課堂參與度，鼓勵(lì)引導(dǎo)學(xué)生大膽質(zhì)疑、主動(dòng)探究，為學(xué)生營造良好的學(xué)習(xí)氛圍。高中化學(xué)概念學(xué)習(xí)是重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，更是促進(jìn)學(xué)生自主建構(gòu)和發(fā)展學(xué)科觀念的重要組成部分。概念的學(xué)習(xí)，先要理解概念的內(nèi)涵和外延，再進(jìn)行有效引導(dǎo)。教師可以先創(chuàng)設(shè)情境，利用模型、圖表、照片、實(shí)驗(yàn)等直觀教學(xué)手段，積累感性材料，然后準(zhǔn)確揭示內(nèi)涵，靈活拓展外延，再進(jìn)行橫比和縱比，加深學(xué)生對(duì)概念的理解。以人教版(2019年版)必修第一冊(cè)“離子反應(yīng)”為例，課本中由濕手易觸電引出化學(xué)問題，探究NaCl溶液的導(dǎo)電問題，以此引入課題，開展如下電離模型的探究活動(dòng)。

[實(shí)驗(yàn)1]設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明NaCl溶液能夠?qū)щ姟?/p>

[實(shí)驗(yàn)2]探究NaCl溶液能夠?qū)щ姷脑颉?/p>

[猜想]水能導(dǎo)電；NaCl能導(dǎo)電；水和NaCl共同作用能導(dǎo)電。

[實(shí)驗(yàn)3]蒸餾水、NaCl固體的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)。

[猜想]NaCl溶液中有自由移動(dòng)的帶電粒子。

[實(shí)驗(yàn)4]熔融NaCl的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)。

[對(duì)比分析]

[展示]利用微觀示意圖，將猜想直觀具體化。

通過對(duì)比這四個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生知道濕手更易觸電的原因是殘留在人手上的汗水中的NaCl在遇到水形成NaCl溶液的過程中，NaCl晶體經(jīng)過溶解電離，可以形成自由移動(dòng)的鈉離子和氯離子，從而引導(dǎo)學(xué)生得出電離和電解質(zhì)的概念。最后，讓學(xué)生結(jié)合初中學(xué)習(xí)過的物質(zhì)導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，列舉出常見的電解質(zhì)。

(三)創(chuàng)新評(píng)價(jià)方式，促進(jìn)對(duì)大概念的應(yīng)用

隨著新課改的深入推進(jìn)，評(píng)價(jià)改革是教育進(jìn)步的必經(jīng)之路，必須以社會(huì)主義核心價(jià)值觀為基本方向，創(chuàng)新評(píng)價(jià)機(jī)制，達(dá)到全方面診斷教學(xué)效果的目的。新課改背景下大概念教學(xué)評(píng)價(jià)的形式非常靈活，包括小論文、小制作、概念圖等。概念圖作為比較理想的學(xué)習(xí)測(cè)評(píng)工具，也是輔助學(xué)生學(xué)習(xí)的重要工具。

概念圖中包攝性最廣的核心概念在最上層，下位概念往下逐漸分化。在知識(shí)不斷改組與整合中，學(xué)生提高了思維能力，樹立了大概念觀。例如，在晶體內(nèi)容的教學(xué)中，每一個(gè)概念聯(lián)系密切，因此教師需要幫助學(xué)生建立化繁為簡的思維模式。教師可以采用幾何概念圖，將復(fù)雜的知識(shí)結(jié)構(gòu)以通俗易懂的方式展現(xiàn)，按照最容易被理解的模式向?qū)W生呈現(xiàn)晶體的特點(diǎn)和性質(zhì)，由點(diǎn)及面，立體成面，使知識(shí)的抽象性和復(fù)雜性降低，變得更加直觀形象，更易被理解和接受，快速幫助學(xué)生形成良好的思維品質(zhì)。

結(jié)語

綜上所述，在新時(shí)代背景下，新課程、新教材、新高考已經(jīng)全面實(shí)施，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，特別是學(xué)科大概念的教學(xué)，不僅需要專家學(xué)者的理論研究，還需要廣大教師提高自身素養(yǎng)，確定高中化學(xué)學(xué)科大概念，合理整合單元內(nèi)容，聚焦化學(xué)學(xué)科大概念建構(gòu)，注重實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)，創(chuàng)新評(píng)價(jià)方法，將核心素養(yǎng)理念下的大概念滲透在化學(xué)教學(xué)的整個(gè)過程中，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生形成化學(xué)學(xué)科的核心概念，從而實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展。