新課程背景下化學概念的教學策略

摘要：探討了化學概念學習的策略問題，提出了“概念形成策略、概念同化策略、概念圖策略”等有效教學策略。

關鍵詞：新課程；化學概念；教學策略

文章編號：1005－6629(2008)06－0028－04中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

化學概念是將化學現象、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識，它是已經剝離了現象的一種更高級的思維形態，反映著化學現象及事實的本質，是化學學科知識體系的基礎。在化學教學中基本概念的教學是中學化學中一個重要的組成部分，也是學生學好化學的基礎。許多學生在學習化學概念時，只是去背誦、記憶概念的定義，雖然下了很大功夫但是在解決實際問題時卻困難重重，不知如何運用；有的學生則反映化學基本概念抽象、難懂，不如元素化合物知識易學，等等。心理學研究表明，概念的學習過程是學生通過積極的思維活動，對各種各樣的具體事例進行分析、概括，從而把握同類事物的共同關鍵特征的過程。這是一個有意義的學習過程，在這一過程中，對具體事例的選擇和分析、對概念關鍵特征的突出以及學生已有的知識經驗是影響概念學習的重要因素。

針對化學概念知識的特點，在遵循一般學習規律的基礎上，本文是筆者在教會學生化學概念的學習策略方面進行的一些探索。

1 概念形成策略

化學概念至少包含4個要素，一是概念的名稱，如“酸”、“堿”、“鹽”等，它們各代表一類事物；二概念的內涵，指概念正例的共同本質屬性；三是概念的外延，即概念所包含的一切對象；四是概念的正例、反例。同類事物即為其正例，非同類事物則為反例。如鹽酸、硫酸、硝酸等是酸的正例，氫氧化鈉等為其反例。概念形成是通過知覺、辨別、假設、檢驗等心理過程，找到被肯定的屬性并將之應用到概念正例中，排除非本質屬性，發現概念關鍵屬性的過程。概念的形成可用如下圖式來概括：

由于A處于例證上位，這種學習常稱為上位學習。

概念形成策略是指學習者從大量的具體例證中，以比較、辨別、抽象等形式自己概括得出事物關鍵特征的一種學習策略。這種學習策略強調學生主動參與知識的獲得過程。運用概念形成策略一般要經歷以下3個階段：

首先，收集足夠多的與要形成的化學概念有關的具體例證，這是獲得感性認識階段。具體例證的獲得有多種方式，可以直接從教科書或教師那里獲得，可以親自動手實驗，也可以查閱資料，只要能通過自己努力獲得的要盡量自己動手。化學實驗是獲得例證常用的方式，學生需要根據具體情況設計并實施實驗，通過觀察并記錄實驗數據獲得有關例證，對理解抽象的化學基本理論概念較為有利。

其次，是自覺地對獲得的具體例證進行分析、比較、辨別，提取其共同的特征信息，逐步舍棄干擾信息，然后將特征信息進一步抽象和概括，這是一個由感性認識上升到理性認識的過程，需要去偽存真，去粗取精，這是形成化學概念的關鍵。

最后，將獲得的結論與同伴展開交流，在交流中使正確的觀點進一步得到明確，并在練習應用中加深對化學概念的理解。

運用概念形成策略時，概念的具體例證越豐富，關鍵特征越明顯，越有利于概念的學習和理解。概念學習不僅要求掌握一類事物的共同本質特征，而且要求它能排除非本質特征。因此，在學習中應重視通過變式與比較的方式，使學生對概念的理解更清晰、更準確。

所謂變式是從材料方面促進理解，比較則是從方法方面來促進理解。一切包含概念關鍵特征的事物都是概念的正例，變式變是指概念正例的變化。例如，鐵與氧氣反應、硫與氧氣反應、氫氣與氧氣反應等，這些反應事實就是“化合反應”這一概念的正例。在這些正例中，“反應的產物只有一種”是概念的關鍵特征，而這些反應在反應物和生成物的種類、顏色、狀態、反應現象等方面的特征則是屬于無關特征，這些無關特征往往會干擾學生對概念關鍵特征的把握。在學習中通過對不同的變式進行比較，突出概念正例的關鍵特征，舍棄其無關特征，可以使獲得的概念更精確、穩定和易于遷移。

案例1概念形成策略示例

“電離”的概念，是比較抽象的，因為學生不能通過感官，直接感覺到物質電離后自由離子移動的過程，學生難以接受這樣的化學結論。

首先，教師可演示氫氧化鈉溶液、氨水、蔗糖溶液、酒精、硫酸、醋酸等溶液導電性的實驗，或者是由學生自己完成實驗，通過對實驗現象的觀察、記錄，學生觀察到有些物質在水溶液中能導電，有些則不能導電的實驗例證。不同的合作小組相互交流各自的實驗結果，從而使獲得的例證更充分。

其次，在此基礎上，介紹氯化鈉、硝酸鉀、氫氧化鈉等固體分別加熱至熔化后能導電，這樣能比較容易形成電離的概念，從而正確理解、認識電解質與非電解質的內涵。與此同時，進一步引導學生觀察電解質導電能力的實驗，使學生獲得不同物質導電能力有強有弱的感性知識，這樣，對學生形成全部電離和部分電離的理論概念，找到了極有說服力的依據。

最后，通過flash動畫展示氯化鈉在水中的溶解和電離過程，引出氯化鈉電離方程式的書寫，以及鹽酸、硫酸、硝酸三種酸的電離方程式，通過師生、生生間相互交流與討論，從電離的角度得出酸的定義，再引導學生自己從電離的角度概括出堿和鹽的本質，學生掌握電離概念的應用，進一步加深對電離概念的理解。

2 概念同化策略

認知心理學家奧蘇貝爾（Ausubel D P）認為， 同化是指主體利用已有的心理機能結構一圖式，對外界刺激進行過濾或改變的作用，將外界刺激吸收到本身的結構中，引起圖式量變的過程。同化理論的核心是：新的意義是新知與認知結構中原有的概念或命題相互作用的產物。概念和原理學習的實質是新概念與學生認知結構中原有的概念通過相互作用，建立其內在的邏輯聯系。新舊概念的相互作用，就是新舊意義的同化，其結果是新概念納入原有的認知結構中，原有的認知結構得以豐富和擴大。所謂概念同化策略就是指學習者利用原有認知結構中適當的概念來學習新概念的一種方法。在概念同化學習中，學習者認知結構中原有的概念起著決定作用。運用概念同化策略，一般要經歷以下3個環節：

首先，尋找并激活認知結構中與新概念學習相關的已有概念，這是概念同化的前提，通過將新概念與已有概念建立聯系，初步理解新概念的涵義。

其次，將新概念與原有概念進行精確類比。這個過程包含了對新舊概念的各方面之間的比較，既要找出二者的相同之處，又要認識到其差異，畢竟它們不完全相同。這是在新舊概念之間建立聯系的過程，是概念同化策略的關鍵。

最后，將相關的概念融會貫通，使新概念以適當的方式納入認知結構之中，形成系統的概念網絡體系，便于記憶和運用。

概念同化策略能夠較精確地將新舊概念聯系起來，使學習者運用已有的概念去掌握新概念。在概念同化過程中，學習者是否具有與新概念學習相關的適當概念，以及這些概念的清晰和穩定性是影響概念同化的重要因素。

案例2 概念同化策略示例

按照高中教材內容的編排，學生在學習“電離平衡”概念之前，已經學習了“化學平衡”的有關知識。因此，對“電離平衡”的學習就不必先讓學生去觀察有關的實驗現象或收集有關的事實，而是可以采取“概念同化”的策略進行學習。

首先，回憶以前學習過的“化學平衡”的知識，將電離平衡與化學平衡建立起聯系，初步理解電離平衡的涵義。

其次，將電離平衡與化學平衡進行精確類比，找出二者之間的關聯點（即異同點）。它們的相同點在于都具有“平衡”的一般特征（動、定、變等）， 平衡移動原理對二者都適用等；二者的區別在于建立平衡的本質不同（電離平衡是由弱電解質的部分電離所引起的），影響平衡的外部因素不完全相同等。通過這樣一個比較過程，能夠促進對新舊概念關鍵特征的把握，有利于準確理解概念。

最后，在明確了二者的異同點之后，通過對化學平衡和電離平衡的分析，將相關的概念從不同側面聯系起來，形成概念的整體結構，使“平衡”的概念體系進一步擴大。

根據新概念和原有知識結構中用來同化新概念的概念之間的關系，又可以分為下位學習和并列學習。當要學習的新概念與頭腦中要同化的概念之間存在一種類屬關系時，這是所進行的概念學習就是下位學習。例如學習了元素周期律知識以后，再進行氧族元素的學習。由于氧族元素許多性質（下位知識）的遞變規律知識都已經包含在元素周期律（上位知識）之中，而氧族元素知識的學習只是驗證、細化元素周期律的知識；新概念的習得有時不能通過同化到原有的上位概念中習得，但它與知識結構中的整個內容具有一般的關系，此類概念學習時，一般就采用并列結合學習模式，即通過分析原有知識的基礎上，通過對比、分析，來進行新知識的學習。例如，初中化學中的化合反應、分解反應、置換反應和復分解反應，四者之間的關系就不能相互包含，但它們之間有共同之處（都是從物質組成和數目角度對化學反應進行研究）。學習了前者，再學習后者時，就屬于并列結合學習。

進行概念同化學習時，關鍵是要把握好新概念和原有概念之間的關系。在教學時，這就要求教師先要分析出學生頭腦中具有的原有概念是什么，它們與新概念之間是什么關系。在教學時，就要將新概念的定義或特征描述呈現給學生，并要求他們在兩者概念之間建立聯系，以促使同化。以同化的方式習得概念，也需要用概念的例證來演示概念的重要特征，這樣做可以增加概念運用于新情境的機會。為此要給出來自不同情境的概念例證。

認知心理學派認為實現概念同化應具備一定條件：首先，學習者要具備把新概念與認知結構中原有的適當觀念關聯起來的意向；其次，學習材料呈現新概念對學習者必須具有潛在意義，表現在：一是學習的概念本身應具有邏輯意義；二是學生原有認知結構中已具備同化新概念的適當上位概念。實現概念同化，兩個條件缺一不可，否則會導致機械學習。

3 概念圖策略

一個化學概念的獲得，既包括對它本身涵義的理解，同時還包括對不同概念間的各種相互聯系的理解。新的概念只有納入相應的概念系統中，與其他概念建立其必然的聯系，才能被學習者全面、深刻地理解和掌握。概念圖策略是指學習者按照自己對知識的理解，用結構網絡的形式表示出概念的意義以及與其他概念之間聯系的一種策略。

一個完整的概念圖要包括命題、層次等級、橫向聯系和實例4個方面：

①命題：命題是兩個概念通過某個連接詞而形成的，例如“膠體是分散質粒子直徑在1nm～100nm之間的分散質”，這個命題是通過“是”而形成的。

②層次等級：概念圖中的概念必須是有層次的，這以概念的抽象水平為依據。一般說來，最抽象的概念列于圖的上方，具體的實例列于圖的下方，中間按抽象程序依次排列各個概念。

③橫向聯系：概念圖必須反映同一或不同抽象層次概念之間的“橫向”聯系，這種聯系的揭示往往標志著學生的創造能力。

④實例：概念圖不只是抽象的概念，還需要用具體實例豐富和加深學生對概念的認識。

在繪制概念圖時，首先要抓住核心概念的定義及其直接相關的中心內容，其次抓其他的性質特征，然后再抓它與其他知識的聯系。

概念圖是一種有效的教學策略。概念圖（下圖為“膠體”概念的概念圖）制作是一種將教學內容中的概念和命題具體化的技術，它是一種有效的“學會學習”的教學方法。其實質就是以科學命題的形式顯示概念之間的意義聯系。通過概念和連接詞構成的命題的形式可生動形象地反映出概念之間的意義聯系。教師在教學過程中是逐漸引導學生完成概念圖的繪制過程，使概念在學生的頭腦中形成一個整體的印象。

概念圖的實質就是以科學命題的形式顯示概念之間的意義聯系。它幫助學生首先弄清楚并理解教學內容中少數關鍵性的概念，最后用具體的知識或實例來佐證和充實概念。通過概念和連接詞構成的命題的形式可生動形象地反映出概念之間的意義聯系。學生掌握概念圖策略的過程可分為以下3個環節：

首先，教師要結合具體實例給學生講清楚概念圖的構成及其制作步驟，給學生做出示范；

其次，學生模仿教師的步驟，師生共同編制概念圖，教師及時給予指導，使學生初步掌握概念圖的制作技術；

最后，學生自己制作有關的概念圖，并相互交流、比較和評價，及時對自己的概念圖進行修改和補充，從而加深對有關概念及其內在聯系的理解。一般通過這三個環節的學習，學生都能掌握概念圖策略，而且有的學生還能繪制出一些極有創造力和趣味性的概念圖。

概念圖是一種能形象表達命題網絡中一系列概念含義及其關系的圖解。對于化學概念學習，只有理清概念關聯，并納入系統之中，才能真正掌握它。當學生把所學到的化學概念經過自己的綜合整理，并通過分析概念的內涵和外延將分散的概念系統化、結構化時，他們對概念的把握才能更準確，理解得更深刻，并且能夠對其他化學知識的學習產生積極、有效的遷移。化學知識的系統化就是要突出概念之間的聯系，形成知識網絡。化學概念教學深化階段的主要任務就是概念體系的建立。因此，化學教師應積極引導并教會學生把學過的概念進行分析、比較，揭示概念的共性、特性、聯系和差別，形成概念的結構。

概念圖作為一種教學策略，強調學生自身對知識的建構過程，注重師生之間的互動關系。

概念圖已被證明為有效的教學策略，但要防止變成灌輸學習、機械學習的又一種工具。教學中，教師一方面要啟發學生掌握這種結構化的方式，使教學策略轉化成為學生的有效的學習策略；另一方面，借助于概念圖，還可培養學生的元認知能力，即引導學生注意改進個人的學習方法，提高自我監控的能力和意識。

當然，不論哪種教學策略，它在適用范圍上都有一定的限制。這就要求教師在教學中應充分考慮學生的個性與特性，根據實際情況選擇最佳的教學策略，在教師與學生相互溝通、相互學習中實現學生認知成長的過程。

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