摘 要:全面、準(zhǔn)確、深入、細(xì)致地理解化學(xué)概念,是發(fā)展化學(xué)核心素養(yǎng)的前提與基礎(chǔ)。然而,在高中化學(xué)概念教學(xué)中,一些教師采取的教學(xué)策略不夠合理,如簡單的口頭講授、死板的概念解讀等,導(dǎo)致學(xué)生對化學(xué)概念一知半解,化學(xué)概念教學(xué)效果欠佳。鑒于此,教師應(yīng)采取深度融合、實(shí)驗(yàn)操作和廣泛應(yīng)用等策略,著力提升化學(xué)概念教學(xué)效果,使高效的化學(xué)概念教學(xué)成為促進(jìn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:高中化學(xué);概念教學(xué);有效策略
作者簡介:蔡昊廷(1996—),女,江蘇省常熟市王淦昌高級中學(xué)。
學(xué)生通過學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí),能夠認(rèn)識(shí)并掌握物質(zhì)世界的一般規(guī)律和內(nèi)在聯(lián)系,并逐步建立起宏觀與微觀結(jié)合的觀念。化學(xué)概念作為反映物質(zhì)特有屬性的思維形態(tài),兼具宏觀和微觀兩個(gè)視域,是高中化學(xué)知識(shí)體系中最基礎(chǔ)的組成部分,也是高中生深度理解化學(xué)知識(shí)的切入點(diǎn)[1]。然而,因?yàn)榛瘜W(xué)概念具有抽象性,所以學(xué)生對化學(xué)概念的理解容易停留在淺層次,對概念的本質(zhì)屬性難以理解透徹,如果教師在化學(xué)概念教學(xué)中采取簡單、直接的講解方式,化學(xué)概念教學(xué)往往難以取得預(yù)期效果,從而阻礙學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展。鑒于此,教師應(yīng)采取深度融合、實(shí)驗(yàn)操作和廣泛應(yīng)用等策略,提升概念教學(xué)效果。
一、深度融合,從“片面”向“全面”轉(zhuǎn)變
化學(xué)概念是從化學(xué)科學(xué)角度對一類事物的共同本質(zhì)屬性的概括,其內(nèi)涵較為豐富、全面,但高中生容易受到自身理解能力、知識(shí)視野等因素的限制,對概念的理念比較片面、淺顯。因此,教師應(yīng)將化學(xué)概念與真實(shí)情境、典型案例、相關(guān)概念等深度融合,幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)并掌握物質(zhì)世界的一般規(guī)律和內(nèi)在聯(lián)系,進(jìn)而全面理解化學(xué)概念,建立起宏觀與微觀相結(jié)合的觀念。
(一)融合真實(shí)情境
無論是化學(xué)概念還是化學(xué)事實(shí),都與實(shí)際生活有著密不可分的聯(lián)系[2]?;诨瘜W(xué)概念、化學(xué)事實(shí)與實(shí)際生活之間的聯(lián)系,教師可創(chuàng)設(shè)形象、生動(dòng)、有趣的教學(xué)情境,將情境與化學(xué)概念深度融合,讓學(xué)生立足真實(shí)情境,全方位、多角度、深層次地理解化學(xué)概念。
例如,在教學(xué)蘇教版高中化學(xué)必修二“化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)限度”時(shí),為了讓學(xué)生深度理解化學(xué)反應(yīng)速率這一概念,教師創(chuàng)設(shè)了一系列教學(xué)情境,由淺入深、層層遞進(jìn)地開展教學(xué)。首先,圍繞“化學(xué)反應(yīng)具有快慢之分”,教師出示第一組事例:爆竹燃放、鋼鐵生銹、食物霉變、石灰?guī)r溶洞形成等。學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)歷,發(fā)現(xiàn)有些化學(xué)反應(yīng)是瞬間完成的,而有些化學(xué)反應(yīng)則需要花費(fèi)數(shù)日、數(shù)月,甚至數(shù)年,這說明化學(xué)反應(yīng)有快慢之分,從而引入化學(xué)反應(yīng)速率的概念。接著,教師緊扣化學(xué)反應(yīng)速率,以“單位時(shí)間內(nèi)的變化量”為線索,圍繞“物理量的變化量”這一核心問題,以生活中常見的雙氧水消毒劑分解實(shí)驗(yàn)為例,從相同體積不同濃度的雙氧水分解、相同濃度不同體積的過氧化氫分解兩個(gè)維度(兩次實(shí)驗(yàn)加入相同質(zhì)量的二氧化錳作催化劑),對比氣泡產(chǎn)生速率的快慢,引導(dǎo)學(xué)生明確化學(xué)反應(yīng)速率與物質(zhì)的量濃度的變化量有關(guān),而非物質(zhì)的量的變化量。如此,學(xué)生就會(huì)明白:化學(xué)反應(yīng)速率是衡量化學(xué)反應(yīng)快慢的物理量,是單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物濃度的變化量的正值。通過對生活經(jīng)驗(yàn)的理性體會(huì)以及對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和分析,學(xué)生能夠逐步建立觀點(diǎn)、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系,進(jìn)而更為深入、準(zhǔn)確地理解化學(xué)概念。
(二)融合典型案例
斯皮羅(R.J.Spiro)等人提出的認(rèn)知靈活性理論主張教學(xué)既要提供建構(gòu)理解所需要的基礎(chǔ),也要留給學(xué)生廣闊的建構(gòu)空間,強(qiáng)調(diào)案例在學(xué)習(xí)中的作用[3]。案例是具體化的概念,基于案例的學(xué)習(xí)是具體、真實(shí)、有效的學(xué)習(xí)。在教學(xué)中,教師可圍繞化學(xué)概念,有針對性地選擇一些典型案例,通過深度融合典型案例與化學(xué)概念,引導(dǎo)學(xué)生全面、通透地理解化學(xué)概念。
以蘇教版高中化學(xué)必修二“化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化”為例,教師將新能源汽車作為教學(xué)案例,引領(lǐng)學(xué)生通過分析新能源汽車的“充電—放電—再充電—再放電”工作原理,了解化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的過程。聚焦該案例,學(xué)生對原電池、電解池這兩個(gè)易混淆的概念進(jìn)行了再辨析,為深入分析新型二次電池充放電過程和二次電池電極方程式的書寫方法奠定了基礎(chǔ)。教師巧妙、恰當(dāng)?shù)厝诤系湫桶咐?,不僅增加了化學(xué)課程的生活氣息,還讓化學(xué)概念變得更加生動(dòng)、具體。同時(shí),學(xué)生探究、理解、掌握和運(yùn)用化學(xué)概念的興趣也會(huì)更加濃厚,進(jìn)而能充分發(fā)揮自身的主觀能動(dòng)性,深度學(xué)習(xí)化學(xué)概念。
(三)融合相關(guān)概念
建構(gòu)主義理論認(rèn)為,學(xué)習(xí)過程是一個(gè)由淺入深、由表及里、循序漸進(jìn)、從已知到未知的過程。引領(lǐng)學(xué)生梳理和歸納化學(xué)概念之間的聯(lián)系,不僅有助于學(xué)生由淺入深地理解化學(xué)概念,也有助于學(xué)生建構(gòu)清晰、完整的知識(shí)體系。因此,在高中化學(xué)概念教學(xué)過程中,教師應(yīng)在緊扣概念內(nèi)涵與外延的基礎(chǔ)上,適時(shí)、適度、適當(dāng)?shù)厝诤掀渌嚓P(guān)的概念。
例如,在教學(xué)專題“溶液中的離子平衡”時(shí),教師融合學(xué)生已習(xí)得的化學(xué)平衡、化學(xué)平衡移動(dòng)、化學(xué)平衡常數(shù)等概念,幫助學(xué)生準(zhǔn)確、深入地理解本專題中的新的化學(xué)概念,如電離平衡常數(shù)、水解平衡常數(shù)、水的離子積、溶度積常數(shù)都屬于化學(xué)平衡常數(shù),平衡常數(shù)的書寫規(guī)則一致。在此基礎(chǔ)上,教師幫助學(xué)生進(jìn)一步發(fā)掘水解平衡常數(shù)、電離平衡常數(shù)、水的離子積之間的關(guān)系,加深學(xué)生對“越弱越水解”這一口訣的理解,引領(lǐng)學(xué)生將新舊化學(xué)概念和化學(xué)知識(shí)巧妙、恰當(dāng)?shù)仃P(guān)聯(lián)在一起,進(jìn)而構(gòu)建起清晰、系統(tǒng)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。
深度融合相關(guān)化學(xué)概念,不僅能夠豐富課堂教學(xué)內(nèi)容,而且能打造魅力課堂,降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度,學(xué)生能夠以熟悉的化學(xué)概念為鋪墊,全面、深入地理解新的化學(xué)概念。
二、實(shí)驗(yàn)操作,從“抽象”向“形象”轉(zhuǎn)變
在學(xué)習(xí)抽象的化學(xué)概念時(shí),學(xué)生容易產(chǎn)生畏難情緒,積攢很多問題[4]。為了進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,教師可依托演示實(shí)驗(yàn)、自主實(shí)驗(yàn)以及合作實(shí)驗(yàn),引領(lǐng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中深入理解化學(xué)概念。
(一)演示實(shí)驗(yàn)
針對化學(xué)概念的抽象特征,教師不妨以演示實(shí)驗(yàn)為窗口,向?qū)W生形象、直觀地展示化學(xué)概念所描述的事物(物質(zhì))的特征,幫助學(xué)生更為準(zhǔn)確、通透地理解化學(xué)概念。
例如,在教學(xué)蘇教版高中化學(xué)必修二“化學(xué)反應(yīng)中的熱”時(shí),為了引領(lǐng)學(xué)生準(zhǔn)確理解放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)這兩個(gè)化學(xué)概念,教師做了兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一:拿出一根鎂條,用砂紙對該鎂條進(jìn)行打磨,直到鎂條通體光亮;接著,將該鎂條放入試管中,往試管中加入適量鹽酸;最后,觸摸試管外壁,感受試管溫度的變化。實(shí)驗(yàn)二:拿出20克八水合氫氧化鋇晶體,放入研缽中進(jìn)行研磨;將研磨好的晶體放入100 mL的燒杯中,再加入10克氯化銨晶體,并用玻璃棒進(jìn)行攪拌,使之充分混合;在一塊玻璃片上沾一些水,并將燒杯放置在該玻璃片上面;過一段時(shí)間之后,提起燒杯,觀察玻璃片上水的變化,用手觸摸燒杯外壁,感受溫度的變化。
在上述案例中,教師借助兩項(xiàng)演示實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生親自動(dòng)手探究放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。盡管教師沒有進(jìn)行過多講解,但是學(xué)生通過觀察和討論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,對抽象的化學(xué)概念有了清晰的認(rèn)識(shí),他們的學(xué)習(xí)過程更加具象,學(xué)習(xí)效果也會(huì)顯著提升。
(二)自主實(shí)驗(yàn)
在條件允許的情況下,教師應(yīng)盡可能為學(xué)生創(chuàng)造自主實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì),助力學(xué)生理解化學(xué)概念,以提升學(xué)生的自主探究能力,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
例如,在教學(xué)蘇教版高中化學(xué)必修一“化學(xué)反應(yīng)的分類”時(shí),鑒于學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)并掌握了四大基本反應(yīng)類型,教師可以引導(dǎo)學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,有序、有趣、有效地開展自主實(shí)驗(yàn),并在實(shí)驗(yàn)中認(rèn)知、理解和總結(jié)化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)以及復(fù)分解反應(yīng)等不同類型化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)特征和外在表現(xiàn)。學(xué)生通過自主分析,解決自主實(shí)驗(yàn)過程中遇到的各種問題,不僅順利達(dá)成了實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),還體驗(yàn)到了自主學(xué)習(xí)、探究的樂趣,對相關(guān)化學(xué)概念的理解也更加深入。
(三)合作實(shí)驗(yàn)
對于一些難度較高的化學(xué)實(shí)驗(yàn),教師可為學(xué)生創(chuàng)造合作機(jī)會(huì),組織學(xué)生以小組合作的形式開展實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在合作實(shí)驗(yàn)中相互探討、協(xié)同操作,能夠更好地完成實(shí)驗(yàn)任務(wù),集思廣益,從而全面、準(zhǔn)確地理解化學(xué)概念。
以蘇教版高中化學(xué)選擇性必修一“濃度影響化學(xué)平衡”為例,教師組織學(xué)生以小組合作的形式完成了兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一:在兩支試管中分別加入2 mL 0.1 mol/L的重鉻酸鉀溶液,然后往一支試管中加入3—5滴氫氧化鈉溶液,往另一支試管中加入3—5滴稀硫酸,觀察兩支試管中溶液顏色的變化。實(shí)驗(yàn)二:在兩支試管中分別加入2 mL 0.1 mol/L的氯化鐵溶液,然后往一支試管中加入3—5滴氫氧化鈉溶液,往另一支試管中加入適量鐵粉,觀察兩支試管中溶液顏色的變化。
學(xué)生在合作完成這兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的過程中,通過分工協(xié)作、相互討論,從變化的角度論證了濃度的改變對化學(xué)平衡移動(dòng)的影響,加深了對化學(xué)平衡移動(dòng)原理的理解,如此,化學(xué)概念教學(xué)效果以及學(xué)生運(yùn)用化學(xué)概念解決問題的能力等都能獲得提升。
三、廣泛應(yīng)用,從“結(jié)果”向“過程”轉(zhuǎn)變
在傳統(tǒng)的化學(xué)概念教學(xué)中,教師往往會(huì)將化學(xué)概念作為結(jié)論性知識(shí)呈現(xiàn)給學(xué)生,很少引領(lǐng)學(xué)生關(guān)注、探究化學(xué)概念的形成過程[5],導(dǎo)致學(xué)生對化學(xué)概念一知半解。對此,教師可引領(lǐng)學(xué)生關(guān)注化學(xué)概念在實(shí)際生活中的廣泛應(yīng)用,讓學(xué)生更為直觀地感知化學(xué)概念的形成過程。
(一)簡單應(yīng)用
在學(xué)生初步理解化學(xué)概念的基礎(chǔ)上,教師可為學(xué)生創(chuàng)造一些簡單應(yīng)用化學(xué)概念解決問題的機(jī)會(huì),引導(dǎo)學(xué)生全面了解化學(xué)概念的形成過程。例如,當(dāng)學(xué)生對概念“沉淀溶解平衡”有了初步認(rèn)識(shí)后,教師提出一系列問題:自然景觀鐘乳石的主要成分是什么?鐘乳石是如何形成的?這一過程涉及哪些沉淀溶解平衡知識(shí)?通過連環(huán)式問題,教師創(chuàng)造了簡單應(yīng)用“沉淀溶解平衡”概念的機(jī)會(huì),除了讓學(xué)生對沉淀溶解平衡概念有了直觀理解,還培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用化學(xué)概念討論生活問題的能力。
(二)遷移應(yīng)用
遷移應(yīng)用是指啟迪、引領(lǐng)學(xué)生創(chuàng)造性應(yīng)用化學(xué)概念,卓有成效地解決相關(guān)問題。通過遷移應(yīng)用,學(xué)生能夠從新的高度、新的層面認(rèn)識(shí)和理解化學(xué)概念,從而發(fā)展與提升分析問題、解決問題的能力以及創(chuàng)新思維等。
例如,在教學(xué)“鹽類水解平衡”時(shí),教師讓學(xué)生分析探究氯化鈉、氯化銨、醋酸鈉等正鹽溶液呈現(xiàn)不同酸堿性的原因,了解鹽類水解的本質(zhì)后,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用鹽類水解概念對泡沫滅火器的原理、明礬凈水的原理進(jìn)行分析說明,進(jìn)一步完善鹽類水解概念建構(gòu)。如此一來,學(xué)生能夠逐漸將化學(xué)概念內(nèi)化為解決問題的基礎(chǔ),化學(xué)概念也就成為學(xué)生解決相關(guān)化學(xué)問題的一把鑰匙和學(xué)生全面發(fā)展核心素養(yǎng)的鋪路石。
(三)綜合應(yīng)用
現(xiàn)實(shí)生活包羅萬象,面對現(xiàn)實(shí)生活中錯(cuò)綜復(fù)雜的化學(xué)問題,學(xué)生往往需要綜合應(yīng)用各種化學(xué)概念進(jìn)行問題分析。在綜合調(diào)用化學(xué)知識(shí)的過程中,學(xué)生不僅能夠理清各個(gè)化學(xué)概念之間的關(guān)系,而且能夠了解化學(xué)概念的形成過程,進(jìn)而深度理解化學(xué)概念。因此,教師應(yīng)圍繞化學(xué)概念,為學(xué)生創(chuàng)造一些綜合應(yīng)用化學(xué)概念解決實(shí)際問題的機(jī)會(huì),以此提升概念教學(xué)的實(shí)效。例如,在引領(lǐng)學(xué)生探究“化學(xué)能和電能的相互轉(zhuǎn)化”這部分內(nèi)容時(shí),教師融入了能量守恒定律、化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)等知識(shí),并鼓勵(lì)學(xué)生嘗試綜合應(yīng)用這些化學(xué)概念解決問題。如:如何利用能量守恒、化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)、化學(xué)能、電能等化學(xué)概念,從理論層面分析和解決電動(dòng)車充電速度慢、續(xù)航能力弱的問題?
以綜合應(yīng)用化學(xué)概念解決實(shí)際問題為契機(jī),學(xué)生能夠清晰感知化學(xué)概念的形成過程,對化學(xué)概念內(nèi)涵與外延建立起動(dòng)態(tài)、全面的理解。
總而言之,概念教學(xué)是高中化學(xué)教學(xué)中的一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。為著力提升化學(xué)概念教學(xué)效果,教師應(yīng)采取深度融合、實(shí)驗(yàn)操作以及廣泛應(yīng)用等策略,讓學(xué)生在深度融合中全面理解化學(xué)概念,在實(shí)驗(yàn)操作中形象感知化學(xué)概念,在廣泛應(yīng)用中了解概念的形成過程,以化學(xué)概念為紐帶,構(gòu)建清晰、完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。
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