成斌斌

摘要：化學(xué)概念常常較為抽象，理解難度大。以識記為主的傳統(tǒng)教學(xué)方法不利于學(xué)生化學(xué)思維的培養(yǎng)和學(xué)科能力的提升。文章以“溶液”概念的建立為例，分析通過“境脈引領(lǐng)、宏微結(jié)合、證據(jù)推理”的途徑幫助學(xué)生進(jìn)行概念建構(gòu)，有助于實現(xiàn)概念的深度教學(xué)，挖掘?qū)嶒灥纳顚觾r值，提升學(xué)生的思維品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：概念教學(xué);情境創(chuàng)設(shè);宏微結(jié)合;證據(jù)推理

文章編號：1008-0546（2021）06-0026-03 中圖分類號：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.06.007

化學(xué)概念是人類在認(rèn)識化學(xué)變化的過程中建立起來的，是學(xué)習(xí)者對客觀事實的認(rèn)知從感性上升到理性，將其共同的本質(zhì)特征抽象并加以概括后形成的[1]。概念的形成過程是學(xué)生自我認(rèn)知意識的一種表達(dá)，也是思維的基本形式之一。隨著認(rèn)知水平的發(fā)展，概念的學(xué)習(xí)呈現(xiàn)序列性的變化：從簡單關(guān)聯(lián)到復(fù)雜關(guān)聯(lián)、從低階認(rèn)知到高階認(rèn)知。其發(fā)展過程如圖1所示：

概念的建構(gòu)需以學(xué)生的自主建構(gòu)為核心。若失去概念建構(gòu)的自主性，會導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中花費大量時間背誦概念，對概念的學(xué)習(xí)止步于識記和淺層理解[2]。學(xué)生知行割裂，掌握了很多理論性的學(xué)科概念，卻不知如何進(jìn)行科學(xué)探究，更無法利用概念解決復(fù)雜的現(xiàn)實問題。本文從實際案例出發(fā)，以“溶液”概念的建立為例，探索核心素養(yǎng)導(dǎo)向下化學(xué)概念建構(gòu)的有效途徑。

一、依托有效情境，“境脈引領(lǐng)”引導(dǎo)概念探索

情境使得思維成為必要和得以可能。傳統(tǒng)教學(xué)通過反復(fù)訓(xùn)練強化了學(xué)生的概念意識，但對概念的解讀、改變、遷移隨著知識的自動化程度的提高變得越來越困難，不利于核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展。而核心素養(yǎng)的關(guān)鍵特征在于學(xué)生面對不確定的情境時能否做出恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，這種反應(yīng)恰恰是無法自動化的。因此在概念教學(xué)中需要引入復(fù)雜的、真實的、靈活多變的情境，設(shè)計或明或暗的學(xué)習(xí)線路，讓學(xué)生通過自行假設(shè)、探索、實踐、總結(jié)，最后將概念內(nèi)化成學(xué)生自己的知識體系[3]。

以“溶液”概念建構(gòu)過程為例。學(xué)生首先需要了解幾種常見的分散體系的宏觀特征，其次需要知道不同分散體系中物質(zhì)的分散形式，最后還要了解乳化與溶解的區(qū)別。傳統(tǒng)無情境教學(xué)中以實驗為抓手，以圖形模擬為方法，通過老師的講解幫助學(xué)生理解概念。其教學(xué)流程如圖2所示：

而“境脈引領(lǐng)”下情境化教學(xué)中以復(fù)雜生活經(jīng)驗為情境，以層層遞進(jìn)的問題為驅(qū)動，強調(diào)學(xué)生主體。其教學(xué)流程圖3所示：

圖2中，教師將概念分解成一系列具體的微小知識點，從簡單到復(fù)雜，從識記到理解再到應(yīng)用。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，先掌握概念，再對概念進(jìn)行不斷的辨析和應(yīng)用，直到最后完成復(fù)雜任務(wù)，實現(xiàn)課堂學(xué)習(xí)目標(biāo)。這樣的教學(xué)聚焦“概念是什么”，是對概念的基礎(chǔ)性教學(xué)。學(xué)生在課后通過背誦掌握概念，通過人為創(chuàng)設(shè)的、脫離實際情境的各種習(xí)題理解和運用概念。學(xué)生不能準(zhǔn)確理解概念的本質(zhì)及不同概念間的區(qū)別和聯(lián)系，其認(rèn)知能力和思維水平都沒有被引向更深層次的發(fā)展。

圖3中，教師創(chuàng)設(shè)復(fù)雜的、真實的生活情境，在情境發(fā)展變化過程中設(shè)立有質(zhì)量的問題引導(dǎo)學(xué)習(xí)。學(xué)生在問題的驅(qū)動下，順應(yīng)情境的發(fā)展，進(jìn)行相應(yīng)的認(rèn)知活動，在問題中探究，在活動中思考，在矛盾中思辨。學(xué)生在自主構(gòu)建概念的同時，體驗了概念的生成過程，拓展了概念的實踐價值。這樣的學(xué)習(xí)既讓學(xué)生體會到了化學(xué)的生活味，又幫助他們從學(xué)科、生活等多角度深入認(rèn)識了“溶液”概念的本質(zhì)。

二、依托信息技術(shù)，“宏微結(jié)合”助力概念生成

“宏微結(jié)合”是化學(xué)學(xué)科的重要方法，在學(xué)習(xí)中能有效幫助學(xué)生構(gòu)建核心概念。其中“宏”主要指通過觀察宏觀現(xiàn)象掌握物質(zhì)的性質(zhì)和變化，“微”主要是指通過電子成像、數(shù)據(jù)傳輸、曲線繪制、動畫模擬等技術(shù)手段感知微觀變化過程。

1.宏微結(jié)合區(qū)分溶液和濁液

溶液和濁液的宏觀特征區(qū)別在于是否“均一、穩(wěn)定”。傳統(tǒng)教學(xué)過程中教師以實驗為抓手，通過觀察“分散后顏色是否均勻”來理解“均一性”，觀察“靜置后是否分層”來理解“穩(wěn)定性”。學(xué)生通過學(xué)習(xí)后常存有疑問如：生活中豆?jié){牛奶等物質(zhì)也均一穩(wěn)定，不易分層，是否是溶液呢？諸如此類問題的產(chǎn)生既是學(xué)生思維發(fā)展的體現(xiàn)，也說明學(xué)生對均一、穩(wěn)定的理解未能深入本質(zhì)。對此，教師可以依托信息技術(shù)的發(fā)展，將先進(jìn)的儀器引入課堂，讓肉眼不可見的微小粒子在顯微鏡下顯現(xiàn)出來。課堂實錄如下：

【提出問題】蛋糕原料中各物質(zhì)在水中的分散現(xiàn)象是否相同？

【分組實驗】面粉、蔗糖、食鹽、植物油在水中的分散

【歸納小結(jié)】上述分散體系可分為濁液和溶液，溶液均一穩(wěn)定，濁液不均一不穩(wěn)定。

【演示實驗】用電子顯微鏡將溶液、懸濁液、乳濁液的樣品放大1000倍以上進(jìn)行觀察。

【歸納小結(jié)】懸濁液中分散的是固體小顆粒，乳濁液中分散的是小液滴，這些顆粒和液滴大小不一，且分布極不均勻。同時，固體小顆粒由于重力作用，易下沉;小油滴們一旦接觸到對方容易融合在一起形成更大液滴從而上浮。因此濁液不穩(wěn)定。溶液中的粒子在顯微鏡下不可見，是比顆粒更小的微粒。

借助信息技術(shù)的發(fā)展，將電子顯微鏡引入到實驗觀察中，讓“不可見”變?yōu)椤翱梢姟?，幫助學(xué)生從宏觀特征和微觀本質(zhì)兩個方面對溶液和濁液進(jìn)行觀察分析。這樣的學(xué)習(xí)方式不僅能讓學(xué)生對“均一、穩(wěn)定”的理解更深刻，還能帶領(lǐng)學(xué)生體會科技發(fā)展給科學(xué)研究帶來的助力，體驗探究微觀世界的一般方法。

2.宏微結(jié)合區(qū)分乳化和溶解

乳化和溶解的相似處在于形成的體系都相對均一穩(wěn)定，不同處在于溶解后形成的是溶液，而乳化后形成的是乳濁液。傳統(tǒng)教學(xué)過程中教師以實驗為抓手，通過觀察“乳化后的混合體系變得更均一穩(wěn)定了，但仍然渾濁”來理解“以上聯(lián)系和區(qū)別”，學(xué)生難理解，易混淆。對此，教師可以依托信息技術(shù)的發(fā)展，將宏觀實驗和動畫模擬相結(jié)合。課堂實錄如下：

【提出問題】在乳化劑的乳化下，植物油在水中的分散產(chǎn)生了什么變化？

【分組實驗】油和水混合，觀察;向其中加入乳化劑，不振蕩，觀察;振蕩后再觀察。

【動畫模擬】乳化的微觀過程模擬

【歸納小結(jié)】乳化時，振蕩使大油滴變成小油滴，乳化劑包裹在小油滴周圍，阻止相互融合。并使其均勻分散到水中，形成相對均一穩(wěn)定的混合體系。但由于此時植物油仍以液滴的形式進(jìn)行分散，因此仍然是乳濁液。

借助信息技術(shù)的手段，用動畫模擬乳化的微觀過程，并將宏觀實驗與動畫模擬相結(jié)合，能幫學(xué)生更好地理解乳化的過程和原理，從而對溶解與乳化的本質(zhì)進(jìn)行辨析。

三、依托化學(xué)實驗，“證據(jù)推理”深化概念理解

“證據(jù)推理”中，“證據(jù)”是前提條件，“推理”是思維過程。在化學(xué)學(xué)科的發(fā)展中，證據(jù)推理貫穿于整個科學(xué)探究的過程。研究者常常根據(jù)一個或一些事實（包括生活現(xiàn)象、實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)、調(diào)查資料及科學(xué)史料等）得出另一個新的假說，再通過實驗或計算進(jìn)行驗證。化學(xué)學(xué)習(xí)中的證據(jù)推理可以理解成“基于證據(jù)對物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)及其變化提出可能的假設(shè)，通過分析推理加以證實或證偽，最終建立觀點、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系”[4]。實驗是化學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，具有鮮明的實踐屬性和證據(jù)功能，因此依托實驗進(jìn)行“證據(jù)推理”在化學(xué)課堂教學(xué)中極易開展。教師以真實的探究、可靠的證據(jù)和填密的邏輯為起點，設(shè)計有效的基于證據(jù)的課堂教學(xué)活動;學(xué)生通過感受、體驗、理解證據(jù)推理的思維方式對概念建立的重要作用，獲得高品質(zhì)的思維方法。教師與學(xué)生互相合作，互動發(fā)展[5]。

要建立“溶液”概念，就要理解溶解過程。溶解是指物質(zhì)以分子或離子的形式均勻分散到另一種物質(zhì)中的過程。傳統(tǒng)教學(xué)以動畫對氯化鈉、蔗糖溶解的微觀過程給予結(jié)論性模擬，再由學(xué)生對其進(jìn)行表達(dá)，屬于結(jié)論給予型教學(xué)。結(jié)論的產(chǎn)生缺乏有力的事實依據(jù)進(jìn)行支撐。對此教師可以依托化學(xué)實驗，幫助學(xué)生將“證據(jù)推理”的意識運用于本知識點的學(xué)習(xí)。課堂實錄如下：

【提出問題】蔗糖和食鹽是如何以微粒形式分散到水中的？其分散微粒是否相同？

【分組實驗】檢驗水、食鹽溶液和蔗糖溶液的導(dǎo)電性。

【歸納小結(jié)】食鹽和蔗糖在水中分散的微粒的電性不同。

【動畫模擬】食鹽、蔗糖在水中溶解的微觀過程。

【歸納小結(jié)】食鹽以氯離子、鈉離子的形式在水中分散，蔗糖以蔗糖分子的形式在水中分散，因此溶液導(dǎo)電能力不同。且受電性影響，分散時氯離子與水分子中的氫原子相互吸引，鈉離子與水分子中的氧原子相互吸引。

【演示實驗】利用電導(dǎo)率傳感器測定食鹽溶解過程中電導(dǎo)率變化。注意測定時先不攪拌，一段時間后用磁力攪拌器勻速攪拌，并以曲線形式呈現(xiàn)結(jié)果。

【歸納小結(jié)】（1）溶解是一個動態(tài)的過程;（2）攪拌可以加快溶解的速率;（3）溶液導(dǎo)電性強弱和溶液中離子的濃度有關(guān)。

將傳統(tǒng)實驗和數(shù)字化實驗相結(jié)合，使實驗從定性走向定量，能挖掘?qū)嶒灥纳顚觾r值，提升學(xué)生的科學(xué)探究能力。而定性實驗與動畫模擬相結(jié)合，能更有效地幫助學(xué)生搭建宏觀與微觀的橋梁，有利于學(xué)科思維的培養(yǎng)。在此過程中，溶液導(dǎo)電能力不同成為事實證據(jù)，學(xué)生由此對推理出微觀分散微粒不同的結(jié)論;電導(dǎo)率變化曲線的呈現(xiàn)成為事實證據(jù)，學(xué)生由此對溶解的動態(tài)過程及溶解速率的影響因素進(jìn)行推理。這樣的思維過程既增強學(xué)生的證據(jù)推理意識，又使得學(xué)生對溶解概念的理解更加深刻。

四、結(jié)語

基于核心素養(yǎng)的化學(xué)概念建構(gòu)從知識基礎(chǔ)上看，需要學(xué)生理解概念、應(yīng)用概念、遷移創(chuàng)新。從學(xué)科能力上看，需要學(xué)生建立起知識經(jīng)驗與能力表現(xiàn)的實質(zhì)性聯(lián)系，經(jīng)過從陳述性概念到程序性分析再到觀念化構(gòu)建的主動認(rèn)識，最終實現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。因此，在教學(xué)過程中教師可以多渠道嘗試，幫助學(xué)生尋找概念建立的有效途徑，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和學(xué)科能力。

參考文獻(xiàn)：

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[5]趙曉芳.指向“證據(jù)推理”的初中化學(xué)教學(xué)實踐與探索——以“質(zhì)量守恒定律”教學(xué)為例[J].中學(xué)教學(xué)參考，2020（26）：70-71