用合適的“鑰匙”打開概念學習之“鎖”

1、用合適的“鑰匙”打開概念學習之“鎖” 摘要：概念學習在化學教學中具有舉足輕重的地位，文章以“化學鍵”教學為例，通過背景分析和教學片斷描述，分析化學概念教學中的一些具體做法，包括：利用前認知建構新概念、采用問題鏈驅動深思考、借助小模型獲得微體驗和通過對比法形成真認知等。 關鍵詞：概念教學；前認知；問題鏈；對比；建構 文章編號：1008-0546（2015）07-0042-03 中圖分類號：g633.8 文獻標識碼：b doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2015.07.014 一、背景分析 化學概念是將化學現(xiàn)象、化學事實經過比較、綜合、分析、歸納、類比等方法抽象出來的理性知

2、識，反映著化學現(xiàn)象及事實的本質屬性。化學概念教學的效果如何，直接關系到學生對化學知識的認知程度。受知識本位的影響，實踐中存在壓縮概念形成過程教學的“重結果、輕過程”傾向。有人把化學概念比作一把鎖，而教師的教學方式就是一把鑰匙，契合的鑰匙能把鎖打開，如果鑰匙錯了，又斷在鎖里，就很難再打開這把鎖了1。建構主義主張，學習是學習者運用自己的已有經驗去主動而積極地建構對自己富有意義的內部心理表征的過程2?？梢姡瑢W習者總是在已有知識基礎上進行感知和加工活動，化學概念的形成需要已有知識的參與，這些已有的前認知能夠幫助學生建構化學鍵的有關概念。在學習化學鍵有關概念之前，經過初中化學學習，學生知道物質是由分子、

3、原子、離子構成的，也知道na+和cl-相互作用形成氯化鈉；經過必修1學習，學生已了解電解質的概念，在氧化還原反應學習中已初步認識鈉與氯氣反應、氫氣與氯氣反應的微觀過程。 二、案例描述 片段一：感知化學鍵的存在 學生活動：觀看實驗視頻用一套簡易裝置檢測氯化鈉固體的導電性，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，當把氯化鈉加熱到熔化時燈泡變亮。 教師：為什么氯化鈉固體不能導電而經高溫熔融的氯化鈉能導電？ 學生：氯化鈉固體中鈉離子和氯離子之間存在一種作用，使鈉離子和氯離子不能自由移動，因此氯化鈉固體不能導電。這種作用在高溫熔融時被破壞，鈉離子和氯離子能夠自由移動，因此液態(tài)氯化鈉能導電。 學生活動：用球棍模型搭建氯化氫分子、氫

4、分子、水分子 教師：2個原子模型是怎樣結合在一起的？對于真實的氯化氫分子，氫原子和氯原子又是怎樣結合在一起的？ 學生：通過小棍將模型結合在一起，真實的分子中也應該存在一種作用。 片段二：利用問題鏈引發(fā)思考，構建離子鍵、共價鍵概念 問題1：為什么液態(tài)（熔融）氯化鈉能導電，而液態(tài)氯化氫不能呢？ 學生：氯化鈉由離子構成，氯化氫由分子構成。液態(tài)氯化鈉中存在自由移動離子，而液態(tài)氯化氫中沒有離子。 問題2：為什么由鈉元素和氯元素化合成的氯化鈉是由離子構成的，而由氫元素和氯元素化合成的氯化氫不是由離子構成的？ 學生：因為原子結構不同。 問題3：鈉原子、氯原子、氫原子怎樣才能達到穩(wěn)定結構？ 學生：鈉原子易失1

5、個電子，氯原子和氫原子易得1個電子。 問題4：當鈉原子和氯原子相遇時會怎樣？用原子（離子）結構示意圖表示出來。 學生：鈉原子將最外層的1個電子轉移給氯原子，分別形成鈉離子和氯離子。 問題5：在氯化鈉中，鈉離子和氯離子之間通過什么作用結合？ 學生：帶正電荷的鈉離子和帶負電荷的氯離子之間有吸引作用，原子核之間、電子和電子之間有排斥作用。 問題6：在鈉原子和氯原子形成氯化鈉的過程中，什么電子發(fā)生變化？ 學生：最外層電子。 學生活動：在小白板上用彩色小磁鐵代表最外層電子，通過小磁鐵的移動表示出鈉原子將電子“給”氯原子然后二者形成離子的過程（圖1）。 問題7：在氯化氫中，氫原子和氯原子怎樣結合成氯化氫分

6、子？ 學生：氫原子、氯原子都不易失電子，二者通過共用電子對結合。 學生活動：在小白板上用彩色小磁鐵代表最外層電子，通過氫原子、氯原子之間2個小磁鐵的“組對” 表示氯化氫分子的形成過程（圖2）。 問題8：在氫氣中，氫原子怎樣結合成氫分子？ 學生活動：在小白板上用彩色小磁鐵代表最外層電子，通過氫原子之間2個小磁鐵的“組對” 表示氫分子的形成過程（圖3）。 問題 9：氯化氫分子和氫分子中兩個原子間的一對“小磁鐵”是否在正中間？ 學生：氫分子內的共用電子對應該在正中間，而氯化氫分子內不是。 問題10：氯化鎂中含什么鍵？水中呢？為什么氯化鎂和氯化鈉中離子個數(shù)比不同、水分子和氯化氫分子中原子個數(shù)比不同？

7、學生活動：用小磁鐵表示最外層電子模擬氯化鎂和水分子的形成過程 片段三：拓展提升，構建整體概念框架 教師：對比水分子分解和水蒸發(fā)過程中微粒的變化情況，結合兩個變化條件的不同進行分析，能得出什么結論？ 學生：水分子分成氫原子和氧原子時共價鍵被破壞需要吸收能量，水蒸發(fā)時水分子沒變，分子間距離變大，也需要吸收能量，說明分子之間也存在某種作用，但通過數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)這種作用較化學鍵要弱。 三、案例反思 1. 利用前認知建構新概念 奧蘇貝爾在教育心理學：一種認知觀的扉頁寫道：“如果我不得不把教育心理學的所有內容簡約成一條原理的話，我會說，影響學習的最重要內容是學生已知的內容?！倍拍畹男纬?，一般總是從感知具體

8、的物質和現(xiàn)象開始，從運用已經獲得的知識開始，在教師的引導下，經過從已知到未知、由表及里、由感性認識到理性認識的過程，去把握有關的理論知識概括，形成概念3。鑒于學生在必修1學習過電解質的概念，同時基于學生的思維習慣從宏觀感性角度看問題，案例中從感知具體的現(xiàn)象“液態(tài)氯化鈉能導電而液態(tài)氯化氫不導電” 開始，利用液態(tài)（熔融）氯化鈉能導電而液態(tài)氯化氫不導電的實驗，制造認知沖突，拓展學生微觀角度的認識，引導學生建立宏觀與微觀的聯(lián)系。然后利用已經獲得的知識“氧化還原反應中鈉與氯氣反應、氫氣與氯氣反應微觀過程”，在教師的引導下，通過對具體現(xiàn)象“液態(tài)氯化鈉能導電而液態(tài)氯化氫不導電” 的微觀分析，由表及里，認識兩

9、種物質結構上的不同，然后進行概括得出離子鍵和共價鍵的概念，建構新的知識結構。 2. 采用問題鏈驅動深思考 問題是思維的動力，是保證學生深層次認知參與的核心。問題鏈是實現(xiàn)教學目標的程序，也是教師引導學生思維的策略?；瘜W概念的形成過程，實際上是問題解決的過程。在問題解決過程中，學習者需要主動調用已有知識經驗，并將相關信息和原有的知識圖式有機結合以尋求最佳的問題解決方法，在問題解決的同時，學習者的認知圖式也進行了重構4。本節(jié)課將核心概念離子鍵和共價鍵的理解轉化為問題鏈，以問題為主線引領學生主動思考。低起點、小臺階，利用層層遞進的問題幫助學生經歷知識的形成過程，給學生打開思維的鑰匙，引導學生在分析和解

10、決問題的過程中去逐步認識、體驗、感悟氯化鈉和氯化氫分子形成過程的不同，再通過分析概括構建離子鍵和共價鍵的概念。然后通過對氯化氫分子和氫分子內共用電子對位置的比較，形成極性鍵和非極性鍵概念。 3. 借助小模型獲得微體驗 化學鍵概念內容抽象，根據(jù)高一學生的心理特點，他們雖具有一定的理性思維能力，但抽象思維能力較弱，還是易于接受感性認識。教學中，將微觀問題宏觀化、將抽象問題形象化尤為重要。本節(jié)課教學中，通過搭建分子模型利于學生形象感知“原子間是通過某種作用結合成分子”；用彩色小磁鐵代表電子形象直觀，通過對小磁鐵的移動和組合，學生能體驗到離子鍵和共價鍵的不同形成過程，體驗到極性鍵和非極性鍵中共用電子對

11、是否偏移，還能體驗到在不同物質中離子或原子個數(shù)比不同的原因，通過體驗促進概念的建構。另外，雖然整節(jié)課看似沒有出現(xiàn)化學鍵的符號表征即電子式的概念，但在用小磁鐵模擬電子的活動中學生其實已理解其實質，只差捅破一層窗戶紙，下節(jié)課電子式的學習將是水到渠成的事。 4. 通過對比法形成真認知 化學概念教學過程的實質就是一種知識結構的形成。如果把教學比作電影拍攝，教材只是演出的腳本，成功的演出往往要在腳本的基礎上進行“再創(chuàng)作”。調整、改造、擴充教材的過程，也就是教師“再創(chuàng)作”的過程。對于化學鍵這節(jié)內容，一般習慣于先學習離子鍵及其表示方法，第2課時再學習共價鍵。實踐發(fā)現(xiàn)，這種課時劃分經常出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：在第1課

12、時學生看似基本掌握了離子鍵概念及有關電子式的書寫，但在第2課時學完共價鍵之后，卻常常把兩種化學鍵混淆，尤其在電子式書寫中表現(xiàn)較為突出，常常辨不清究竟該怎樣寫。出現(xiàn)這個現(xiàn)象的原因在于前一課時只孤立地學習了離子鍵，部分學生只是機械模仿氯化鈉電子式的書寫，并沒有深入分析思考對概念形成真正認知。本節(jié)課大膽突破傳統(tǒng)的課時劃分，將離子鍵和共價鍵概念教學放在一節(jié)課，而將電子式的書寫放到下一課時，一方面將難點分散，更重要的是對比學習利于學生對化學鍵概念的整體建構，防止因孤立學習出現(xiàn)偽認知現(xiàn)象。從感知化學鍵的存在，到對“為什么液態(tài)氯化鈉能導電而液態(tài)氯化氫不能導電”的微觀辨析，在概念形成與發(fā)展過程中一直采用對比的

13、方式，這種對比方式能夠激發(fā)學生深層次的思維，避免簡單機械的模仿。將既有聯(lián)系又有區(qū)別的兩個概念進行對比，可以幫助學生弄清離子鍵、共價鍵兩個概念的異同，有助于突出概念的本質特性。在構建極性鍵和非極性鍵概念時，也采用對比的方法，通過比較氯化氫分子和氫分子內共用電子對的位置是否相同，達到概念建構的目的。然后通過氯化鎂和氯化鈉形成的微觀過程、水分子和氯化氫分子形成的微觀過程的對比探究活動，幫助學生理解不同元素的原子之間按照不同個數(shù)比結合的原因。最后通過對水分子分解及水蒸發(fā)變化中的粒子變化情況和吸收能量的數(shù)據(jù)對比，認識化學鍵和分子間作用力的聯(lián)系和不同。 化學概念能深刻反映化學過程的最本質的特征，重視與加強基本概念的教學，是提高化學教學質量的關鍵5。讓我們努力