化學核心概念及其教學模型

過靜華 陳波

【關鍵詞】一般概念;核心概念;教學價值;教學模型

【中圖分類號】G633.8 ?【文獻標志碼】A ?【文章編號】1005-6009（2018）19-0058-03

化學作為一門以實驗為基礎的自然科學，是發展學生科學素養的重要途徑和載體，但其繁雜的概念體系卻讓不少學生束手無策。化學概念的繁雜并不意味著混亂，教師要引導學生向有序、核心的概念逐步進階，避免概念的雜亂堆積。也就是說，學生掌握的化學概念絕不該是零散雜亂、彼此孤立的，而是在一定的邏輯關聯下，形成以核心概念為統攝的、具有層次性的結構體系。[1]由此可知，化學核心概念是學科知識體系的重要組成部分，統整著整個學科知識結構的縱橫發展。因此，厘清其框架體系，抓住核心概念，不僅有助于學生的理解與應用，也有助于教師的教學。

一、化學核心概念的界定和特征

想運用化學核心概念優化化學教學，就要先知道什么是化學核心概念，因此需要對其進行界定。首先，從其所占的地位來看，化學核心概念在化學知識體系中具有統攝地位，是化學學科的精髓和核心內容。其次，從學生的認知水平來看，化學核心概念的抽象水平和凝煉程度要符合學生認知發展水平，通過概念的學習能對學生認知水平發展有一定的促進作用。[2]最后，從橫向對比來看，化學核心概念與一般概念相比具有超越課堂之外的持久價值和遷移應用價值，可以揭示學科知識的本質和內在聯系。綜合上述三個方面的考量，“化學核心概念”可以定義為：符合學生認知特征，具有統攝作用和解釋、遷移價值的化學概念。

學生對化學的學習是建立在客觀事實的基礎上的，通過對事實的觀察、理解和思考歸納形成一般概念。隨著一般概念的匯集，學生開始試圖在一個更高層次的概念水平上分析、厘清各概念之間的關聯，進而提煉、聚合成核心概念。在某一知識領域內，一般概念與一般概念通過一定的邏輯聯系可以聚合上升為核心概念。不同概念之間之所以可以聚合，是因為它們之間有著“共通”的聚合點，即化學的微觀本質和原理，反之，本質和原理也可以作為發散點擴展更多的一般概念，即化學宏觀現象和事實。由此可知，化學核心概念與一般概念有著本質區別，并呈現出兩個基本特征。一是普遍適用性，在某一知識領域內，一般概念與一般概念通過一定的邏輯相互聯系、聚合上升為核心概念，因此核心概念是對這一領域內容的高度概括，具有普遍適用性和強大的解釋能力。二是遷移應用性，化學學習的目的是用專業知識解決實際問題，但一般性概念是對客觀事實的直接總結概括，較為接近于事實，遷移應用能力有限，而核心概念是在一般概念的基礎上總結出的規律性認識，遷移應用能力更強，便于學生應用于新情境，解決新問題。

例如在元素周期律中（圖1），以Fe、Zn、Cu等金屬的活潑性以及與酸的反應劇烈程度這一客觀事實，總結出“金屬性”的概念，類似地總結出“原子半徑”“得失電子能力”等概念和規律，并以此為基礎凝煉出核心概念元素周期律，進而形成“位—構—性”的核心化學觀念。學生理解掌握了核心概念和觀念，就能以此來解決實際問題。

二、化學核心概念的教學價值

1.有利于學生發展思維能力。

化學核心概念的形成，是在具體的事實中抽象概括出來的，需要學生去積極地思考、對比與分析，以促進知識的內化。對于以核心概念為骨架的化學知識體系的建構，學生要厘清各項知識之間的內在聯系，在一定的規律和邏輯的規范下，將繁雜、零散的知識條理化、系統化。因此在核心概念的學習過程中，充分調動了學生分析、推理、歸納等能力，對其綜合思維能力發展具有一定的促進作用。

2.有利于學生學習化學知識。

化學知識本身就具有繁雜、零散的特點，尤其在信息化的社會，與化學相關的知識不斷更新，而學生的學習和接受能力卻是有限的，以有限的能力掌握繁雜的概念，無疑大大地增加了學習負擔，降低了學習效率。盡管化學知識繁雜、零散、不斷更新，但其仍以核心概念為骨架，因此深入理解核心概念有利于學生更好地掌握化學知識結構。學生建立起以核心概念為支撐的化學知識體系后，在今后的化學學習中，遇到新的知識、信息和問題，通過同化將新知融入知識體系中，便于形成較強的自主學習能力。

3.有利于學生運用化學知識。

現實教學中，經常會存在這樣的現象：雖然學生在課堂上對某道題目已經掌握，但課后習題稍加變化，他們便不知所措。究其原因，學生只是記住了具體的、零散的知識點，沒有掌握核心概念，不能將其有效地遷移應用到新的情境。而核心概念能反映化學學科的本質和規律，處于學科知識體系的中心，具有強大的解釋和統攝能力，因此，只有掌握化學核心概念，才能以不變應萬變，更好地運用化學知識解決新的問題。

三、化學核心概念的教學模型

以核心概念為統攝的教學設計，首先要確立教學內容中的核心概念。因此要結合課標要求、教材內容以及學生的認知發展特征等，從整體出發，系統分析教學內容各項知識之間的關系，確立具有普遍適應性和遷移應用價值的核心概念，以其為“上位”，為課堂教學指明方向。基于此，設計化學核心概念教學模型如下。

核心概念具有抽象性和高度總結性，它不僅是事實材料的延伸和補充，更是化學變化實質的思維內化[3]，在實際教學中不易被學生理解和接受，因此要將其細化為具體的“一般概念”。“一般概念”是在具體事實的基礎上直接總結而來，更接近學生的直接經驗，便于學生理解。

一般概念源于具體的事實，內容泛化甚至乏味，讓學生抓不住重點、提不起興趣，因此教學中要針對一般概念設置相關問題，以提問的形式形成驅動力，讓學生積極思考，強化對一般概念的關注和理解。

學生的思考要圍繞核心概念，因此教師要提供先行組織材料供學生思考，即根據相關問題設計教學活動，選擇合適、有趣的形式讓學生參與探究和觀察。教學活動要與基本問題、一般概念保持高度統一，服務于核心概念，促進知識的構建。

現以人教版化學教材必修二第一章第二節“元素周期律”為例，對化學核心概念教學模型進行闡述。從這一章來看，標題“物質結構、元素周期律”就強調了“元素周期律”的重要地位。從第二節內容來看，核心是“元素的性質隨原子序數的遞增呈現周期性變化”，這些充分體現了“元素周期律”的統攝地位，因此確立“元素周期律”為本節教學的核心概念。

核心概念的表述過于凝煉和抽象，對元素性質并無具體介紹，不利于學生深入理解和掌握，因此，需將其轉化為一般概念，細化為學生要掌握的具體知識內容。從整體內容來看，元素性質包含兩個方面，即結構和性質，在結構上具體分為電子層數、最外層電子數、原子半徑等，在性質上具體包含化合價、金屬性、非金屬性以及其最高價氧化物對應的堿和酸的性質等。從知識本質、內在關系以及重要作用的角度分析，最外層電子數決定化合價，因此，化合價、電子層數、最外層電子數可歸為一類，確定第一個一般概念是“原子結構”。“原子半徑”作為這一節的重點和難點，單獨作為第二個一般概念。金屬、非金屬的最高價氧化物對應的堿和酸的性質，主要是由金屬性、非金屬性強弱判斷，因此確定第三個一般概念“金屬性和非金屬性”。

確定好一般概念后，就要設計有針對性的教學活動，整個教學活動要與核心概念保持高度的統一性，以圖片觀察、實驗探究等豐富有趣的形式讓學生主動參與，并在教師的提問驅動下積極思考，促進其對一般概念的理解和消化，最終將各個一般概念整合，上升到核心概念的深層理解。基于以上分析，“元素周期律”教學設計如圖3所示。

在這樣的教學模型下，通過生動、形象的教學活動和問題驅動，促進學生對一般概念的理解，最后對一般概念進行統整，形成核心概念，從而擺脫零散、孤立的問題，促進學生思維能力和對知識的遷移應用能力的發展，提升了課堂教學的針對性和有效性。

【參考文獻】

[1]胡玉華.科學教育中的核心概念及其教學價值[J].課程·教材·教法，2015（03）.

[2]胡久華，陳欣，支瑤.不同教學處理方式對高中生化學核心概念建構的影響[J].中國教育學刊，2007（07）.

[3]宗俊英.化學概念教學的五種優化途徑[J].江蘇教育：中學教學，2013（01）.