基于分解與關(guān)聯(lián)的化學概念分析框架的建構(gòu)及應用

摘要：化學概念是發(fā)展學生的思維和化學能力的重要載體，有效地開展化學概念教學對學生的發(fā)展有重要作用。針對化學概念教學中現(xiàn)存的忽視概念形成過程、缺乏概念關(guān)聯(lián)等問題，融入概念分析哲學中的“分解式分析和關(guān)聯(lián)式分析”思想，建構(gòu)了化學概念分析框架，通過分解和關(guān)聯(lián)進行概念的分析，幫助學生更全面有效地理解概念。力求能為化學概念教學提供一種分析思路，希冀能對解決化學概念教學中存在的問題有所裨益。

關(guān)鍵詞：概念分析；分解與關(guān)聯(lián)；概念框架；電解質(zhì)

文章編號：1008-0546（2023）11-0009-05" 中圖分類號：G632.41" 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2023.11.002

化學概念是化學知識的重要組成部分，是發(fā)展學生思維和能力的載體之一，概念的建構(gòu)和發(fā)展過程是發(fā)展學生思維的關(guān)鍵。在化學概念學習中，學生只有真正地理解概念，才能在遇到實際問題時，利用概念知識理清問題的本質(zhì)來解決問題，從而發(fā)展思維。但目前化學概念的教和學還存在一些有待改善的問題。在“教”的層面，不少教師過于注重概念外在形式的記憶和判斷，［1］強調(diào)“一個定義、幾項注意”［2］，而忽視概念的形成過程，這容易導致學生對概念的學習只是停留在簡單記憶層面，不利于學生思維的發(fā)展；還有些教師容易忽視學生已有的知識經(jīng)驗，［3，4］不注重概念前后的聯(lián)系，將知識單獨隔離開來進行教學，這容易造成學生知識經(jīng)驗脫節(jié)、前后知識割裂，不利于學生全面掌握概念。在“學”的層面，由于學生認知發(fā)展是由簡到繁、循序漸進的過程，對于復雜的概念，大部分學生是通過死記硬背來學習，并未真正理解概念，致使難以實現(xiàn)知識的靈活應用。［5］

為改善上述現(xiàn)存的問題，本文融入概念分析哲學中的“分解式和關(guān)聯(lián)式”分析思想建構(gòu)一個化學概念分析的框架。使用分解將概念化繁為簡，讓其更符合學生認知，更易于學生學習；通過關(guān)聯(lián)將學生已有知識、經(jīng)驗與新知識進行聯(lián)系，更易于學生全面有效地理解概念，形成完整的概念知識體系，進而發(fā)展學生思維。

一、概念分析哲學中的分解與關(guān)聯(lián)

概念分析主要指運用邏輯方法澄清概念或觀念的意義的活動，［6］旨在尋求組成概念的要素和這些要素間是怎樣相互聯(lián)系的，闡明某些概念間的關(guān)系，及給定概念使用的充分必要條件。［7］然而概念分析作為語言分析的主要途徑，歷經(jīng)不斷地發(fā)展，分析邏輯由概念固定含義的分析轉(zhuǎn)變?yōu)閺母拍钪械恼Z句分析來揭示概念的含義。在轉(zhuǎn)變之后，對于概念的分析，需要考慮“概念的對象能否被納入概念之中及明確組成概念的語句間的邏輯關(guān)系”［8］。這使得概念的分析不是拘泥于概念的定義，而是需要全面考察概念的屬性、特征、本質(zhì)及這個概念與其他相關(guān)概念的關(guān)系。在這一過程中，概念分析的方式也在發(fā)生變化，分解式分析和關(guān)聯(lián)式分析是目前概念分析的兩種主要分析方式，也是本文所融合的分析方式。

分解式分析是指對復雜概念進行分解、還原，挖掘概念的所有必要條件，最終為概念提供一個定義。［9］簡單地說，分解式分析就是將一個概念中的所有構(gòu)成要素分解、拆卸出來，將整體剖析為部分，進而分析概念的內(nèi)涵和外延。

科林·麥金（Colin McGinn）提出了分解式分析的步驟：“用一把斧子將概念劈到分無可分；收拾這些部分，并捆成一團，構(gòu)成對概念的定義?！保?］即在對一個概念進行分析時，首先進行類似于“庖丁解?！钡牟僮?，將復雜的概念按照概念的構(gòu)成拆解為定義項、被定義項以及定義聯(lián)項。其中“定義項”就是指原有的概念，“被定義項”是指新的概念，“定義聯(lián)項”是連接原有概念，使其成為新概念的詞。［10］如電解質(zhì)概念（在水溶液里或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔铮?，電解質(zhì)是被定義項；水溶液、熔融狀態(tài)、導電、化合物是定義項；在、或、能夠、的則為定義聯(lián)項。然后再進行類似于“咬文嚼字”的分析，對定義項中有意義的概念基本單元進行分析解釋，理解概念的定義，明確新概念的內(nèi)涵與外延。

關(guān)聯(lián)式分析是通過考察概念間的相互關(guān)聯(lián)來界定概念，將概念置于概念網(wǎng)中進行分析。［11］其核心思想是對任何一個單獨概念的理解，都需要借助其他相關(guān)概念，目的是澄清概念的意義或是尋求正確使用概念的條件。“關(guān)聯(lián)”蘊含內(nèi)部和外部兩個層面的關(guān)聯(lián)。內(nèi)部關(guān)聯(lián)是指將概念分解為它的組成部分，分析解釋概念內(nèi)部組成部分間的關(guān)系，進一步說明概念的意義，即通過關(guān)聯(lián)已有知識經(jīng)驗和概念本身內(nèi)容分析概念；外部關(guān)聯(lián)是指分析某個概念時將該概念與其他概念進行聯(lián)系，在概念體系中考察概念，將其與其他概念相區(qū)別，揭示概念的意義。［11］

康拉德·巴尼克（Konrad Banicki）概括了關(guān)聯(lián)式分析的三個主要特征“整體性、描述性、關(guān)聯(lián)性”。其中“整體性”是關(guān)聯(lián)式分析的定位，是指將概念置于概念網(wǎng)中分析，而不是單獨分析、解釋；“描述性”是闡明和澄清概念的結(jié)構(gòu)，即對一個特定概念的全面考察，要闡明概念運用的條件；“關(guān)聯(lián)性”是指概念分析要考察概念之間的復雜關(guān)聯(lián)，全面地認識和理解概念。［12］

尺有所短，寸有所長。分解式分析通過對概念的拆解，可以將概念分解成簡單的部分，降低概念學習的難度。但這種方式如果運用不當，容易造成概念機械拆分的問題，如此不利于學生對于概念的全面理解。關(guān)聯(lián)式分析通過對概念內(nèi)外部進行關(guān)聯(lián)，能夠幫助學生聯(lián)系已有知識經(jīng)驗、建立概念知識網(wǎng)，在概念網(wǎng)絡中更好地定位所學概念，進而促進學生更為全面、系統(tǒng)地理解概念。但如果學生不能在概念網(wǎng)絡中確定所學概念與其它概念的關(guān)系，則會使得學生難以在原有概念的基礎(chǔ)上高效地理解概念。綜觀地看，若將這兩種分析方式的優(yōu)點有效地整合，能夠更好地提高學生概念學習的效果。具體而言，在進行概念分析時，以分解作為關(guān)聯(lián)的前提，將復雜的概念解構(gòu)為更易于理解的有意義的概念基本單元。在此基礎(chǔ)之上，先進行淺層（內(nèi)部）關(guān)聯(lián)，將有意義的基本概念單元與學生已有的知識、經(jīng)驗進行聯(lián)系，完成概念的基本理解；然后再進行深層（外部）關(guān)聯(lián)，將新概念與其他相關(guān)概念進行聯(lián)系，形成概念的知識網(wǎng)絡，實現(xiàn)概念的全面理解。如圖1所示，通過融合分解式、關(guān)聯(lián)式分析的優(yōu)點進行概念分析，既可以將概念化繁為簡，降低概念理解的難度，又能更好地將知識串聯(lián)起來，形成完整的概念體系。

二、化學概念分析框架的構(gòu)建

化學概念教學旨在幫助學生理解、應用概念，發(fā)展學生的思維。在概念學習過程中，需要學生積極進行思維活動，將新知與舊知聯(lián)系，理解概念，最終靈活運用概念。在化學概念教學中通過分解把概念解構(gòu)為更易于學生理解的部分，同時通過關(guān)聯(lián)建立知識、經(jīng)驗間的聯(lián)系，能讓學生更好地掌握概念，所以基于概念分解與關(guān)聯(lián)構(gòu)建了化學概念分析框架，見圖2。

1.概念引入

概念引入是概念學習的開端，良好的開始可以使后續(xù)教學達到事半功倍的效果。該環(huán)節(jié)是通過創(chuàng)設情境，為學生學習概念提供感性材料，調(diào)動學生的視、聽、觸等多種感官參與學習，獲取直接感知，激活原有認知、經(jīng)驗，建立學習的聯(lián)系。然后通過解決情境中的問題，從而獲取概念的定義。

這一階段需關(guān)注學生的認知發(fā)展，從實際出發(fā)選擇感性材料和創(chuàng)設情境，即需考慮概念內(nèi)容、實際教學因素以及學生具體情況。如可以結(jié)合學生經(jīng)驗，創(chuàng)設經(jīng)驗情境；結(jié)合概念內(nèi)容，設置實驗情境；結(jié)合化學史，創(chuàng)設史實情境；或從實際生活生產(chǎn)出發(fā)，創(chuàng)設真實的問題情境等。

以電解質(zhì)概念分析為例，在這一階段教師可以結(jié)合學生生活經(jīng)驗，創(chuàng)設經(jīng)驗情境，例如展示在劇烈運動后人們通常會通過飲用電解質(zhì)飲料補充電解質(zhì)，如果不及時補充容易導致電解質(zhì)紊亂對人體造成傷害的資料，學生進入情境后，設問“電解質(zhì)對維持人的健康有著重要作用，那什么是電解質(zhì)？電解質(zhì)有何特別之處？”從而引導學生交流討論電解質(zhì)飲料的成分表。提出問題這些電解質(zhì)成分有什么共同之處？然后給出實驗用品，引導學生進行導電性實驗，通過分析實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論，進而得到電解質(zhì)定義。

2.概念分解

概念分解是將概念拆解成有意義的概念基本單元的過程，是進行概念關(guān)聯(lián)的前提。將概念按照概念的構(gòu)成要素進行拆解，把整體解構(gòu)為部分進行學習，能有效降低學習難度。［13］

這一階段需要教師帶領(lǐng)學生梳理概念的“經(jīng)絡”，由表及里、由淺入深地進行概念的分解，將概念分解為“被定義項、定義聯(lián)項、定義項”，然后從定義項中選擇出有意義的概念基本單元，為下一環(huán)節(jié)概念關(guān)聯(lián)做準備。

對于電解質(zhì)概念，在呈現(xiàn)電解質(zhì)定義之后，將電解質(zhì)概念分解為被定義項、定義項、定義聯(lián)項（見圖3），從定義項中提取出有意義的概念基本單元“水溶液、熔融狀態(tài)、能導電、化合物”，為概念關(guān)聯(lián)階段奠定基礎(chǔ)。

3.概念關(guān)聯(lián)

概念關(guān)聯(lián)是學生有效地理解概念的關(guān)鍵，是促進概念理解的紐帶。該環(huán)節(jié)是建立在分解的基礎(chǔ)上，由部分到整體學習概念。通過關(guān)聯(lián)已有知識、經(jīng)驗以及其他相關(guān)概念，引導學生關(guān)注概念的形成過程，幫助學生更好地掌握概念和建立完整的概念體系。

這一階段需要教師確定概念學習的深度和廣度，從兩個層面對概念進行關(guān)聯(lián)學習。首先是在分解的基礎(chǔ)上聯(lián)系學生已有知識經(jīng)驗對有意義的概念基本單元進行內(nèi)部關(guān)聯(lián)，從而理解概念的內(nèi)涵與外延。這一過程可以通過類比、比較等方法實現(xiàn)。其次是在基本理解概念基礎(chǔ)上進行概念的外部關(guān)聯(lián)，將新概念與其他相關(guān)概念進行聯(lián)系，可通過概念圖的形式呈現(xiàn)出概念間的關(guān)系，進而形成概念網(wǎng)，幫助學生更全面地掌握概念。

對于電解質(zhì)概念，首先在分解的基礎(chǔ)上，基于學生已有知識經(jīng)驗進行內(nèi)部關(guān)聯(lián)，將“水溶液”聯(lián)系溶液的知識，讓學生明確溶劑為水；“熔融狀態(tài)”聯(lián)系物質(zhì)三態(tài)變化的知識，明確物質(zhì)的狀態(tài)；“導電”聯(lián)系金屬導電的知識，明確電解質(zhì)導電有自由移動的電子；“化合物”聯(lián)系物質(zhì)類別的知識，明確電解質(zhì)是化合物不是混合物和單質(zhì)。通過問題驅(qū)動，探尋電解質(zhì)導電的本質(zhì)原因，讓學生認識電解質(zhì)導電的原因是在水分子的作用下或在融化時，電解質(zhì)本身產(chǎn)生了自由移動的帶電粒子，從而豐富電解質(zhì)的概念的內(nèi)涵，理解電解質(zhì)導電的本質(zhì)原因，認識電解質(zhì)的關(guān)鍵特征是“導電、化合物”，關(guān)鍵特征的基本條件是“水溶液或熔融狀態(tài)”。在此基礎(chǔ)上再進行概念的外部關(guān)聯(lián)，通過引導學生繪制概念圖的形式將電解質(zhì)概念與其他相關(guān)概念如酸、堿、鹽等進行聯(lián)系，明確電解質(zhì)概念與這些概念的關(guān)系，讓學生進一步明確電解質(zhì)概念的外延，形成全面的概念網(wǎng)（見圖4），以便學生更好地掌握概念。

4.概念應用

概念應用是概念學習的最終目的，是學生鞏固和加深理解概念、升華概念的必經(jīng)階段，同時也是提高學生問題解決能力的有效途徑之一。

這一階段以概念關(guān)聯(lián)階段構(gòu)建的概念網(wǎng)為主要依托，從知識的“認知應用和實踐應用”兩個層次設置相應的習題、情境等，來檢測學生能否掌握概念和實現(xiàn)概念遷移。具體地說，通過設置“認知應用”型的問題也就是與概念屬性等內(nèi)容有關(guān)的檢測題，讓學生用所學概念完成習題練習，以此檢測學生是否掌握概念。在學生掌握概念知識后，通過設置一些“實踐應用”型的問題，讓學生用所學概念解決真實的生活問題從而檢驗學生能否實現(xiàn)概念的遷移。［14］

對于電解質(zhì)概念的應用，教師可以把電解質(zhì)概念網(wǎng)作為基礎(chǔ)，結(jié)合電解質(zhì)概念的內(nèi)容，從知識聯(lián)系的角度設置“認知應用”型的習題，如聯(lián)系物質(zhì)類別的知識呈現(xiàn)實例讓學生判斷Fe、CO2、MgCl2、H2SO4、飽和食鹽水等是否屬于電解質(zhì)并說明理由；或是聯(lián)系金屬導電的內(nèi)容，讓學生解決金屬、電解質(zhì)兩者導電的區(qū)別與聯(lián)系等。通過“認知應用”讓學生從本質(zhì)上解決問題，促進其更準確地理解電解質(zhì)的含義。在此基礎(chǔ)之上，從概念聯(lián)系的角度呈現(xiàn)“實踐應用”型的情境，讓學生用電解質(zhì)相關(guān)知識進行解決，如從電解質(zhì)與酸、堿、鹽的關(guān)系出發(fā)，呈現(xiàn)“電解質(zhì)對維持人體健康的重要性”的情境，展示常見的電解質(zhì)水成分表，提出問題“電解質(zhì)飲料真的含有電解質(zhì)嗎？如何去判斷電解質(zhì)飲料的真?zhèn)?？”讓學生結(jié)合電解質(zhì)概念網(wǎng)的內(nèi)容，從物質(zhì)類別的角度判斷成分表中所給的物質(zhì)是否是電解質(zhì)。然后引導學生從電解質(zhì)溶液能夠?qū)щ娂捌湓谒芤褐心軌螂婋x出自由移動的陰陽離子出發(fā)，思考如何檢測電解質(zhì)飲料中是否存在成分表中所含物質(zhì)。最后指導學生設計實驗檢測電解質(zhì)飲料中是否含有成分表中的離子，最終解決問題。這樣以電解質(zhì)概念網(wǎng)內(nèi)容設置應用情境，不僅有助于學生更全面地認識電解質(zhì)概念，而且以學生生活實際作載體，讓學生能更有效地進行知識的應用和實現(xiàn)知識的遷移，體會學習電解質(zhì)的意義。

三、結(jié)語

利用分解與關(guān)聯(lián)融合的思想進行化學概念的分析，不僅考慮了學生的認知基礎(chǔ)，也關(guān)注了知識間的聯(lián)系，讓學生由淺入深、由點到面地進行概念的學習，最終實現(xiàn)知識的連貫性。具體而言，在概念引入階段，通過創(chuàng)設情境引入概念，為學生主動建構(gòu)概念提供感性材料，奠定感性認識基礎(chǔ)，同時也激發(fā)概念的學習的興趣。在概念分解階段，將概念拆解為易于學生理解的概念單元，使得概念學習更符合學生的認知水平，降低了概念的學習難度。在概念關(guān)聯(lián)階段，通過知識、經(jīng)驗的關(guān)聯(lián)，幫助學生搭建了新知和舊知間知識紐帶，以舊知帶動新知的學習，利于學生有效地掌握概念；通過分析新概念與其它概念的關(guān)系，幫助學生串聯(lián)知識，形成全面的概念網(wǎng)，利于后續(xù)概念知識的學習。在概念應用階段，讓學生用所學概念內(nèi)容解決不同層次的問題，利于學生層層遞進地實現(xiàn)概念的內(nèi)化，不斷提高問題解決的能力。

基于分解與關(guān)聯(lián)的化學概念分析框架能為化學概念的分析提供一種思路。在概念教學中，“分解”降低了概念的學習難度；“關(guān)聯(lián)”搭建出了新舊知識的橋梁，構(gòu)建了概念網(wǎng)，能幫助學生有效而全面地理解概念。但值得關(guān)注的是框架中提到的各環(huán)節(jié)并非一成不變的，教師需根據(jù)實際教學需要進行變換調(diào)整，要避免機械地套用。同時由于不同的化學概念的特點有所差異，因而對于該分析方式能否運用到所有概念中，還需不斷地研究，再進一步優(yōu)化和完善。

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