鄭文昌 曹 星
(廣東省湛江農(nóng)墾實驗中學(xué) 廣東 湛江 524094)
化學(xué)概念是化學(xué)知識體系中重要的內(nèi)容,是學(xué)習(xí)其他化學(xué)知識的基礎(chǔ)?;瘜W(xué)概念掌握的好壞,直接影響到其他化學(xué)知識的學(xué)習(xí)。研究化學(xué)概念的教學(xué)策略,對提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量具有現(xiàn)實的意義。下面根據(jù)化學(xué)概念的特點,結(jié)合自己的教學(xué)實踐,談?wù)劯拍罱虒W(xué)的一些思考。
根據(jù)教育心理學(xué)的有關(guān)理論,知識的理解一般要經(jīng)過兩個階段:對學(xué)習(xí)內(nèi)容的直觀和對學(xué)習(xí)內(nèi)容的概括。對學(xué)習(xí)內(nèi)容的直觀是指學(xué)生在教師指導(dǎo)下,獲得感性知識的活動,它主要是使學(xué)生對知識形成形象化的理解和表征,是學(xué)生在課堂上對知識作感性加工的階段。對學(xué)習(xí)內(nèi)容的概括是指將對學(xué)習(xí)內(nèi)容的直觀獲得感性知識進行分析、綜合、抽象、概括、推理等加工,最后獲得對事物的本質(zhì)特征和內(nèi)在聯(lián)系的認識,是獲得理性知識的活動。所以概念的形成一般也要經(jīng)過感性認識與理性認識的兩個過程,對概念的感性認識是對概念真正理解不可缺少的一個部分。對概念的感性認識主要是在直觀中完成,直觀一般分為實物直觀、模象直觀和言語直觀。所以在學(xué)生初始學(xué)習(xí)概念時,要根據(jù)學(xué)生先前知識經(jīng)驗,充分利用各種教學(xué)資源,呈現(xiàn)給學(xué)生直觀、形象的感性概念知識,讓學(xué)生分析綜合、抽象概括、去偽存真,構(gòu)建對新概念理解。如“化學(xué)鍵”是個摸不著、看不見的抽象概念,在學(xué)生初始學(xué)習(xí)時,我們可以聯(lián)系生活,先給學(xué)生一個具體的認識:水在常溫下都可以變成水蒸氣,在0℃以下可結(jié)成冰,水的三態(tài)變化是物理變化,水分子不變,水在電解或2000℃以上可變成氫氣和氧氣,水分子變成了氫分子和氧分子。金剛石和石墨都是由碳原子構(gòu)成,但金剛石很堅硬,而石墨較軟;然后播放氯化鈉受熱熔化的錄象、用Flash播放原子間的吸引和排斥等直觀的動畫,讓學(xué)生初步認識化學(xué)鍵;最后讓學(xué)生分析化學(xué)鍵的特征信息,將有關(guān)的知識抽象化后形成化學(xué)鍵的概念。
內(nèi)涵是指概念的本質(zhì)屬性,而概念的外延則是指概念的適用對象、范圍等。如在習(xí)題中經(jīng)常出現(xiàn)的“四同”(同位素、同分異構(gòu)體、同系物、同素異構(gòu)體)問題,是學(xué)生易混淆的幾個概念,如果我們能從概念的內(nèi)涵和外延來給予引導(dǎo),會起到事半功倍的作用。從外延來分析,“同位素”討論對象是原子,“同素異構(gòu)體”討論的是單質(zhì),“同分異構(gòu)體”與“同系物”討論都是化合物(中學(xué)一般指有機化合物)。如O2與O3是單質(zhì),而“同分異構(gòu)體”與“同系物”討論對象是化合物,所以兩者不可能互為同分異構(gòu)體或同系物,“同位素”討論對象是核素,也不屬于這一范疇。如果給出的討論對象屬于我們討論范疇,我們再從內(nèi)涵來分析,“同位素”要求質(zhì)子數(shù)相同,中子數(shù)(或質(zhì)量數(shù))不同,“同素異構(gòu)體”要求同種元素組成,結(jié)構(gòu)不同,“同分異構(gòu)體”要求分子式相同,結(jié)構(gòu)不同。“同系物”要求結(jié)構(gòu)相似(一般含有官能團的種類、個數(shù)及連接位置都必須相同)。
有些概念的描述與其所包含的本質(zhì)有很大的區(qū)別,有的學(xué)生只抓現(xiàn)象不看本質(zhì),就容易被搞糊涂。如“電解質(zhì)”的概念:“在水溶液中或在熔融狀態(tài)下,能夠?qū)щ姷幕衔铩?。學(xué)生對SO2溶于水中能導(dǎo)電,錯誤認為SO2是電解質(zhì)。其實,SO2溶于水能導(dǎo)電的本質(zhì)原因是其與水反應(yīng)生成亞硫酸電離出一些離子導(dǎo)電,SO2本身不能電離出離子,所以不是電解質(zhì)。電解質(zhì)本質(zhì)上要求在水溶液或熔融狀態(tài)下自身能電離出離子才可以的。
在概念習(xí)題的教學(xué)中,精選概念習(xí)題,通過不同概念的對比,讓學(xué)生搞清楚相近概念的包含與被包含關(guān)系,即類屬關(guān)系。如在有機化學(xué)學(xué)習(xí)中,學(xué)生對芳香烴、芳香族化合物、苯的同系物、烴等幾個概念有些模糊,如果我們能引導(dǎo)學(xué)生抓住這幾個概念的相同點與不同點,要求學(xué)生從包含與被包含的角度來分析,畫出直觀圖表(如下圖)來顯示類屬關(guān)系,學(xué)生就會一目了然,收到很好的效果。
從心理角度看,凡經(jīng)過否定質(zhì)疑的知識,在學(xué)生中才有較高的確信度,才有深刻的印象。教師在概念教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)能引起學(xué)生產(chǎn)生認識沖突的教學(xué)情境,使其作蠶自縛,不能“突圍”,在自困中反省,從而達到正確順應(yīng)新概念的目的。如定義電池負極時,大部分學(xué)生都認為活潑金屬一定做原電池的負極,對于這一問題,教師也不要急于解釋,可用鋁及鎂做電極,分別用稀硫酸、氫氧化鈉溶液做電解質(zhì)做原電池的對比演示實驗,讓學(xué)生觀察電流方向,直面實驗事實,通過分析、對比、綜合,從本質(zhì)上認識電極,構(gòu)建自己的科學(xué)概念。
知識的整合與深化理論研究表明,學(xué)生在課堂習(xí)得的知識,可以有許多不同層次的理解水平。對于概念的學(xué)習(xí),僅僅停留在字面的理解與解釋水平是不夠的,只有真正把握概念的內(nèi)涵與外延,才能有利于學(xué)生今后的遷移和運用。教師應(yīng)幫助學(xué)生從眾多的比較中來理解、掌握相關(guān)的概念。有些概念的描述與其本質(zhì)有些區(qū)別,導(dǎo)致有些學(xué)生只抓現(xiàn)象,不見本質(zhì)。如有些學(xué)生認為,CaO的水溶液能導(dǎo)電,CaO是電解質(zhì),SO2的水溶液也能導(dǎo)電,SO2也是電解質(zhì)。所以,為了加強學(xué)生對電解質(zhì)與非電解質(zhì)的真正理解,我們可設(shè)計如下的問題來多角度變式訓(xùn)練,讓學(xué)生構(gòu)建對概念深刻理解。
問題:
1.Cu能導(dǎo)電,銅是電解質(zhì)嗎?氯化鈉水溶液能導(dǎo)電,氯化鈉水溶液是電解質(zhì)嗎?為什么?
2.SO2的水溶液能導(dǎo)電,SO2是不是電解質(zhì)?
3.CaO的水溶液能導(dǎo)電,CaO是電解質(zhì)嗎?為什么?
4.什么是電解質(zhì),什么是非電解質(zhì)?
5.Cu不是電解質(zhì),是非電解質(zhì)嗎?SO2不是電解質(zhì),是非電解質(zhì)嗎?
6.電解質(zhì)與非電解質(zhì)的相同點在哪里,不同點在哪里?
7.該物質(zhì)不是電解質(zhì)必定是非電解質(zhì)嗎?
8.該化合物不是電解質(zhì)一定是非電解質(zhì)嗎?
9.電解質(zhì)有哪些分類方法?強電解質(zhì)一般有哪幾類物質(zhì)?
10.強電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別是什么?強電解質(zhì)的導(dǎo)電能力一定強嗎?
建構(gòu)主義認為,教師應(yīng)把學(xué)習(xí)者的舊有知識經(jīng)驗作為新知識的生長點,關(guān)注學(xué)生的心理結(jié)構(gòu)和信念基礎(chǔ)。在抽象概念的學(xué)習(xí)過程中,我們可將學(xué)生貯存在長期記憶中的儲備知識轉(zhuǎn)移到短期記憶,縮短學(xué)生已有儲備知識與新的學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的距離,撮合學(xué)生將已學(xué)概念與新概念進行類比,把舊知識作為新知識的生長點,引發(fā)學(xué)生進行思考與討論來構(gòu)建新知識。如“物質(zhì)的量”是個抽象的概念,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能會遇到思維障礙,我們可做如下的引導(dǎo):
【快樂回憶】1.同學(xué)們在初中學(xué)習(xí)了1個碳原子的質(zhì)量是1.99×10-23克,試計算12克碳有多少個碳原子?一桶水有多少個水分子呢?
2.用“個”為單位來表示宏觀物質(zhì)中含有微觀粒子的個數(shù),方便嗎?
3.如果我們用“毫克”為單位來表示水泥廠的年產(chǎn)量,方便嗎?如何表示更方便?從中我們得到什么啟發(fā),如何表示宏觀物質(zhì)中的微觀粒子數(shù)更方便?
4.物質(zhì)的量與常見物理量的類比。
【閱讀思考】
閱讀課本,談一談你對物質(zhì)的量與摩爾的理解與認識?
認識過程同個體的生理和心理發(fā)展過程是有很強的相關(guān)性,個體認識事物的過程也是有階段性的。教學(xué)要求也有階段性,如對于水解的學(xué)習(xí),先是從鹽的水解引入學(xué)習(xí),再擴展到酯、鹵代烴、糖類、蛋白質(zhì)等的水解,使學(xué)生逐步從知識的廣度上來構(gòu)建水解的本質(zhì)。又如復(fù)分解反應(yīng),在初中只是要求知道,如果產(chǎn)物中有沉淀、水、或氣體生成,復(fù)分解反應(yīng)就能進行。到了高中,復(fù)分解反應(yīng)能否進行的條件是:產(chǎn)物中有難溶物、易揮發(fā)性物質(zhì)或弱電解質(zhì),復(fù)分解反應(yīng)的條件在不斷學(xué)習(xí)中逐漸完善。學(xué)習(xí)了化學(xué)平衡知識后,對于復(fù)分解反應(yīng)的理解,不能只僅僅囿于表象(難溶物、揮發(fā)性物質(zhì)、弱電解質(zhì)),應(yīng)從平衡移動的高度進行分析,真正深刻理解復(fù)分解反應(yīng)進行的本質(zhì)原因。在此理解基礎(chǔ)上再進行拓展,如BaSO4在加入過量飽和的 Na2CO3可生成 BaCO3,Na與KCl共熱可置換出金屬鉀,有的反應(yīng)加催化劑才能進行等,其實這些反應(yīng)能之所以能夠進行,已經(jīng)涉及到用力學(xué)、熱力學(xué)等知識,雖然書中沒有提及這些理論性“字眼”。如果學(xué)生能站在這個高度來分析,已經(jīng)達到了“手中無劍,心中有劍”的境界。