祝錢

摘要： 為提升初中化學教學中概念教學的有效性，結合化學課堂教學實際，介紹基于概念外延和內涵的靜態(tài)“概念性變式”、概念形成過程的動態(tài)“過程性變式”以及概念多角度表達的“多維性變式”等不同的變式策略。應用這些變式和遷移策略，有助于學生對化學概念本質的理解，提高化學課堂教學的實效。

關鍵詞： 初中化學; 概念教學; 變式和遷移策略; 教學交流

文章編號： 1005-6629（2020）03-0089-04

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

化學概念是在化學科學發(fā)展過程中建立起來的，是化學現(xiàn)象和化學事實的概括化和抽象化的思維形式，能反映同類事物的化學運動規(guī)律和本質屬性。因此，化學概念在化學教學中常位于先導性的位置。但是，化學又是一門與微觀層面打交道的學科，這就造成化學概念建構本身就具有抽象、不可見、不易理解性。所以，在日?；瘜W概念教學的過程中常有類似文科教學的場景，教師直接拋“概念”，學生不加理解地“背”概念的情況出現(xiàn)。這就造成學生不能直觀、清晰地認識化學概念建構的全過程，產(chǎn)生以下一些問題： 學生觀念

中的舊概念、既有經(jīng)驗對新概念造成干擾，學生對易混淆概念辨析不清，學生不會用已學概念分析并解決實際問題等。為了解決化學概念教學中學生“背”概念的問題，嘗試結合化學課堂教學實際，通過巧用各種“變式方法”以提升化學概念教學實效。

1? 基于概念內涵與外延的概念性變式

概念的內涵是指概念所具有的含義，它用來表示某種事物的特定屬性。外延指的是某個概念依據(jù)其內涵所能適用的范圍邊界。目前在概念變式教學中，可以圍繞概念的外延和內涵進行教學設計，以加深學生對概念的理解。

1.1? 基于概念外延的正向變式

根據(jù)每一個概念的內涵都可以尋找到該概念所對應的范圍邊界，在其邊界內的所有事物都應該符合概念內涵所界定的共有屬性。所以，在教學中教師可以將概念外延空間內符合概念內涵的事物舉出正向例子（簡稱： 正向變式，或稱“舉正例”），讓學生通過觀察、判斷、比較形式上不同但本質屬性相同的事物，進而提高學生對概念內涵的認知能力[1]。

[示例1]在初學氧化還原反應中，根據(jù)氧化劑和還原劑的概念，學生對于一些簡單反應如： C+O2點燃CO2，其氧化劑、還原劑的判斷還比較清晰，但是對于復雜反應尤其是氧元素分布于多個反應物中的時候，部分學生的判斷就會發(fā)生偏差，因此筆者設計了如下變式環(huán)節(jié)。

變式1： S+O2點燃SO2;

變式2： H2+CuO△Cu+H2O;

變式3： 3CO+Fe2O3△2Fe+3CO2。請同學們通過上述三個反應的化學方程式，判斷哪類物質屬于氧化劑，哪類物質屬于還原劑？

設計意圖： 通過設計單質-氧氣、單質-含氧化合物、含氧化合物-含氧化合物之間的反應，將概念外延空間符合概念內涵的事物多形式化舉例，讓學生在初學氧化劑-還原劑這一概念時，豐富對不同形式氧化劑的認識，加深對這一概念的理解。

1.2? 基于概念內涵的反向變式

概念的反向變式，就是基于概念的內涵屬性，列舉某些具有易和該概念內涵屬性相混淆的事物，通俗點說就是舉反例。通過這樣的反向變式教學，可以使學生對概念的理解更加精確，同時幫助學生排除認知結構中既有的無關屬性的干擾，給學生可能出現(xiàn)的概念混淆打好預防針[2]。

[示例2]在進行“常見的酸”有關酸概念的教學過程中，學生在學習完硫酸、鹽酸和硝酸之后，教師讓學生通過觀察三種酸的電離方程式找出三者間的共性點，引導學生得出酸的概念定義，為了加深學生對此概念的理解，同時消除前概念、易混淆概念的干擾，筆者設置了如下環(huán)節(jié)。

變式1： “H3PO43H++PO3-4， CH3COOHCH3COO-+H+， HnROmnH++ROn-m”。請同學們根據(jù)上述電離方程式，判斷上述物質是否屬于酸。

變式2： “①NaHSO4Na++H++SO2-4;②有酸味的物質”。請同學們通過上述電離方程式和相關表述，判斷哪些物質是酸？

設計意圖： 變式1是典型的正向變式，在學生概念初步形成階段，利用正向變式有利于學生對剛剛形成的概念進行初步強化，加強學生對概念的理解。而變式2是典型的反向變式，通過兩個典型的反例，可以讓學生在概念后期鞏固的過程中，排除既有認知與易混淆概念對現(xiàn)概念的理解，以提高學生對于概念本質精準辨析的能力。

1.3? 基于概念標準化表達的非標準化變式

在概念變式教學中還存在一種情況是，正常的教學中概念的給出方式是標準化方式，但在實際問題中，往往給出的是非標準化的表達。學生由于對標準化表達產(chǎn)生先入為主的“刻板印象”，因此會對非標準化表達造成錯誤的判斷。因此在變式教學中，教師還要教會學生知道標準化與非標準化變式實則是等價的，這樣才算真正理解了概念的本質[3]。

[示例3]在“認識置換反應”這一環(huán)節(jié)的教學中，為了幫助學生直觀理解該反應，教師往往給出反應的標準化定義： A+BCAC+B。雖然該標準化定義可以非常高效地幫助學生記憶置換反應的形式，判斷出哪些反應是置換反應。但當問題是以非標準化的方式呈現(xiàn)時，會造成學生對概念的誤判，如學生根據(jù)上述字母標準化方程式對反應“4Na+3CO2△2Na2CO3+C”的判斷錯誤率高達82%。因此，筆者對該環(huán)節(jié)進行了重新設計。

“請同學們觀察上述硫酸、鹽酸分別與活潑金屬的反應，從反應形式上看這些反應有什么共同點？”在教師引導下，學生得出置換反應概念?！罢埻瑢W們將上述概念，用文字方程式來進行表達?！睂W生自行得出文字方程式“單質+化合物新單質+新化合物”。最后教師再出示如下變式：

變式1： H2+CuO△Cu+H2O①

變式2： CO+CuO△Cu+CO2②

變式3： A+BCAC+B③

變式4： 4Na+3CO2△2Na2CO3+C④

設計意圖： 刻意回避用字母方程式對置換反應概念進行標準化定義，因為一旦呈現(xiàn)該標準化定義，學生會不自覺地以字母方程式作為判斷標準而造成對非標準化反應④判斷的高錯誤率發(fā)生。筆者讓學生建立一個更加符合置換反應本質的文字方程式作為新的標準化定義，借此來判斷反應是否為置換反應，消除了由于字母方程式標準化定義對方程式④造成的干擾，同時也能更好地加深對置換反應形式的理解。

2? 基于概念動態(tài)建構的過程性變式

大部分化學概念的形成是在學生動態(tài)思維過程中實現(xiàn)的，而上述偏于靜態(tài)的“概念性變式”無法全面反映這種動態(tài)的特點，因此有時教學便需要創(chuàng)設動態(tài)的過程性變式，如采用由點到線的階梯層次性變式或者由點及面的發(fā)散性變式，以此來引導學生的思維，促進學生對概念的理解。

2.1? 階梯層次性變式

概念的表達往往只是用簡潔的文字進行表述，會造成學生對初學概念沒有深入的理解。因此有時新概念的教學要把握好概念形成的過程，由淺入深、階梯式向上構建出新概念。對于這樣一類知識概念的建構，教師要建構合適的“支架”，在教學中利用學生的既有認知水平、生活經(jīng)驗搭建認知梯子，創(chuàng)設符合學生認知演進規(guī)律的層次性變式，幫助學生對新概念的理解[4]。

[示例4]“元素”這一概念的教學，對于初學化學的學生來說，一開始在理解上是有一定困難的。因此，筆者設計了如下的變式。

變式1： 教師展示戰(zhàn)斗機、直升機、轎車、航母、運輸船、卡車等交通工具的照片，并請學生將上述交通工具進行歸類。

變式2： 由于學生在學習元素之前已經(jīng)建立起同位素原子的概念，所以此時教師再展示一張圖片（含有非常多代表碳、氧原子的小球），并請學生對上述小球進行歸類。

變式3： 出示書本上碳、氧原子同位素表格，讓學生閱表建構元素的概念。

變式4： 請同學們說出原子和元素的區(qū)別與聯(lián)系。

設計意圖： 變式1通過生活中歸類的思想，引導學生體會到： 集合歸類之后的那個“飛機、車、船”的概念與圖片中具體交通工具的概念在層級上的不同和聯(lián)系。變式2是讓學生在簡單的分類中體會到： 某一個氧原子（或碳原子）和其歸類出的那一堆氧原子（或碳原子）的聯(lián)系與不同。變式1到變式2的設計，力求實現(xiàn)學生能將生活中個體-集合體的概念向化學學科中遷移。最后再通過變式3，科學地建構起元素的概念，通過變式4對照教學，鞏固對元素、原子概念的認識。

2.2? 面式發(fā)散性變式

對概念的動態(tài)理解和鞏固不單只有階梯層次性變式，也有基于某個概念點，由點到面的變式。此類變式也可稱為面式發(fā)散性變式，該變式可用于通過兩個化學量的比值來定義的概念教學。如對于“溶液溶質質量分數(shù)”概念的教學就比較適用于此法[5]。

[示例5]原題： 20℃時，10克氯化鈉溶解于90克水中，所得溶液溶質質量分數(shù)為多少？

變式1： 將上述溶液倒出一半于另一燒杯中，則剩余溶液溶質質量分數(shù)為多少？

變式2： 在余下的溶液中再添加10克水，所得新溶液的溶質質量分數(shù)為多少？

變式3： 向另一燒杯剩余氯化鈉溶液中加入5克氯化鈉，則所得溶液溶質質量分數(shù)為多少？

變式4： 原題中溶液濃度由10%變?yōu)?%，需要加水多少克？

變式5： 原題中溶液的溶質質量分數(shù)變?yōu)?0%，需要加入多少克氯化鈉？

變式6： 將50克20%的氯化鈉溶液和原題溶液混合，所得溶液溶質質量分數(shù)為多少？

設計意圖： 力求創(chuàng)設不同的問題情境，讓學生對于溶液溶質質量分數(shù)公式進行發(fā)散性變式，在多樣的變式過程中，多角度促進學生對溶液溶質質量分數(shù)概念公式的理解，并在實際問題解決中，初步掌握溶液溶質質量分數(shù)計算公式及其變式公式的使用方法。

3? 基于概念多元呈現(xiàn)的多維性變式

化學中的概念有時不僅只有一種表達方式，其還有多種其他的表達方式。常見的概念表達方式主要有： 文字描述式、表格呈現(xiàn)式、曲線呈現(xiàn)式、圖形呈現(xiàn)式、公式呈現(xiàn)式等。因此，有時采用多樣的表達方式，對于深化學生對概念的理解會起到更加明顯的效果。如對于質量守恒定律“在化學變化中，參與反應的反應物質量與生成物質量相等”這一概念的理解，學生若僅從字面理解概念，則不會有更加全面而形象的理解。因此對質量守恒這一概念進行了多元呈現(xiàn)方式的變式。

變式1： 請通過下表1的數(shù)據(jù)，判斷反應物是哪些物質？而生成物又是哪些物質？

表1? 反應前后各物質質量表

物質甲乙丙丁

反應前的質量（g）5.03.04.03.0

反應后的質量（g）2.22.04.46.4

變式2： 請同學們根據(jù)圖1曲線，判斷哪種物質是反應物？哪種物質是生成物？

圖1? 反應前后各物質質量變化圖

變式3： 判斷固態(tài)物質存在與否可以通過XRD圖譜。圖2為反應前后XRD圖譜。請同學們判斷反應物和生成物分別是哪些物質？

圖2? XRD圖譜

變式4： 2g氫氣和9g氧氣充分反應能生成11g水，請你分析該表述是否正確？并說明理由。

變式5： 隨著蠟燭的燃燒，其質量越來越小，這與質量守恒定律表述不符。請同學們判斷這樣的說法正確嗎？并說明理由。

設計意圖： 通過變式1表格變式，讓學生初步對質量守恒定律中“參與反應”這一詞組有深入的理解，通過變式2曲線變式與變式3圖像變式，可以繼續(xù)鞏固和深化對于質量守恒定律的理解，最后通過變式4和變式5的文字變式，讓學生學以致用，利用所學概念對具體問題進行解釋，不但加深學生對概念的理解，同時也培養(yǎng)學生對化學用語科學組織與表達的能力。

總之，關于化學概念的變式策略，關鍵在于一個“變”字。教師通過多樣問題的創(chuàng)設，首先豐富了概念知識呈現(xiàn)的方式，推動了課堂承載信息量的增加，讓抽象的概念變得更加形象，提高了課堂教學的效率。同時，學生在多元信息的獲取過程中，可以有效拓展自身的視野，有助于發(fā)散性思維的培養(yǎng)。

參考文獻：

[1][2][3]顧非石， 顧泠沅. 詮釋“中國學習者悖論”的變式教學研究[J]. 課程·教材·教法， 2016， 36（3）： 86～91.

[4]肖彬清. 新課程高中化學“概念教學”的有效策略[J]. 中學化學教學參考， 2014， （9）： 14～15.

[5]陸庭鑾. 初中化學概念的教學處理[J]. 化學教學， 2012， （9）： 28～31.