類比同化觀在化學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐與探索

李思瑩　姜大雨　趙芝麗

在中學(xué)化學(xué)部分，化學(xué)平衡是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理的重要組成部分，有關(guān)化學(xué)平衡的概念教學(xué)也是高中教學(xué)和學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。在實(shí)際教學(xué)中，教師應(yīng)該在學(xué)生的認(rèn)知中，找出與新知識(shí)相似的對(duì)象，以此幫助學(xué)生理解課程內(nèi)容，起到先行組織者的角色。通過(guò)類比理解后內(nèi)化成自己的東西，建立系統(tǒng)的知識(shí)體系，是原有觀念對(duì)新觀念加以同化順應(yīng)建立新的知識(shí)結(jié)構(gòu)的過(guò)程。

一、類比同化觀的研究背景及意義

類比同化觀是以眾多教育心理學(xué)理論為基礎(chǔ)的一種科學(xué)邏輯方法，是教師基于學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)，選擇合適的類比目標(biāo)建立新舊知識(shí)的聯(lián)系，幫助學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的傳遞和轉(zhuǎn)移，同化構(gòu)建新的知識(shí)體系。北京師范大學(xué)王磊教授在慕課《中學(xué)化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐》中較早提到了類比同化觀。類比同化觀階的段性意義如圖1所示。對(duì)于新知識(shí)的講授，教師要基于學(xué)生已有認(rèn)知尋找恰當(dāng)?shù)念惐染€索，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生已有知識(shí)背景及生活常識(shí)進(jìn)行聯(lián)想。尋找相同或相似的性質(zhì)進(jìn)行類比，然后通過(guò)比較歸納演繹等一系列邏輯思維，分析、推理和同化，得出事物的未知屬性。幫助學(xué)生從原有經(jīng)驗(yàn)生長(zhǎng)出新的認(rèn)知。

二、類比同化觀教學(xué)案例分析——“化學(xué)平衡”

1.教學(xué)背景

在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，類比適用于各專題起始階段，通過(guò)類比遷移降低學(xué)生對(duì)新知識(shí)的認(rèn)知難度。本文以化學(xué)平衡為例進(jìn)行研究。化學(xué)平衡是中學(xué)化學(xué)平衡理論體系四大平衡之一，是后續(xù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。在高中化學(xué)人教版教材中涉及到兩部分，包括必修二第二章第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率和限度，及選修四第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡。從平衡所屬專題、相關(guān)內(nèi)容、課程標(biāo)準(zhǔn)三方面人手，整理出平衡相關(guān)知識(shí)分布見(jiàn)表1。

2.基于類比同化觀理念的課題素材

學(xué)生在九年級(jí)下第九單元學(xué)習(xí)了物質(zhì)在溶劑中的溶解和結(jié)晶。因此，在實(shí)際教學(xué)中可以從溶解平衡來(lái)類比導(dǎo)入化學(xué)平衡。生活中常見(jiàn)的是食鹽和白糖的溶解結(jié)晶，由于氯化鈉溶解度受溫度影響很小，所以以白糖溶解為例，通過(guò)溶液模擬化學(xué)平衡的建立破壞、移動(dòng)、再建立等過(guò)程，見(jiàn)表2。

以溶解結(jié)晶速率與化學(xué)反應(yīng)正逆速率為例，白糖溶解過(guò)程中，溶解一定量白糖后形成飽和溶液，即白糖溶解速率和結(jié)晶速率相等，達(dá)到溶解平衡，溶液中白糖的質(zhì)量和濃度不再發(fā)生改變;類比到化學(xué)反應(yīng)中，正逆反應(yīng)速率相等達(dá)到化學(xué)平衡，反應(yīng)物和生成物濃度不再變化。

3.基于類比同化觀理念的教學(xué)設(shè)計(jì)思路及內(nèi)容

使用中學(xué)階段的物質(zhì)溶解與結(jié)晶過(guò)程作為前概念激活類比線索，從物質(zhì)溶解平衡狀態(tài)、影響物質(zhì)溶解結(jié)晶的因素兩方面來(lái)梳理類比線索，幫助學(xué)生同化建立目標(biāo)線索，循序漸進(jìn)理解化學(xué)平衡的影響因素。基于這一想法，設(shè)計(jì)了化學(xué)平衡新課的教學(xué)思路，如圖2所示。

通過(guò)非人為的聯(lián)系，在合理邏輯的基礎(chǔ)上，將新知識(shí)與已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的相關(guān)觀念建立聯(lián)系。通過(guò)類比的授課方式，學(xué)生知道平衡常數(shù)的定義、計(jì)算，并認(rèn)識(shí)平衡調(diào)控在生產(chǎn)生活的作用，真正做到對(duì)形成的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行延伸、完善，將化學(xué)平衡知識(shí)理解并運(yùn)用。

三、類比同化觀教學(xué)實(shí)施建議

1.教學(xué)設(shè)計(jì)要基于學(xué)生對(duì)知識(shí)生成過(guò)程的理解

化學(xué)知識(shí)點(diǎn)繁多，但各部分內(nèi)容聯(lián)系緊密，規(guī)律性較強(qiáng)。因此，教師可以把原有認(rèn)知與新問(wèn)題聯(lián)系尋求相似性。在實(shí)際教學(xué)中，課堂的類比法拓展了學(xué)習(xí)的思維能力，教師在課堂上不能只注重類比內(nèi)容的講授，同時(shí)要幫助學(xué)生建立類比同化觀，讓學(xué)生學(xué)會(huì)將已有知識(shí)主動(dòng)遷移形成新的認(rèn)知體系。

2.教學(xué)素材要選取具有代表性的類比知識(shí)類比同化觀作為學(xué)生構(gòu)建新知識(shí)的方法，對(duì)學(xué)生的思維能力和認(rèn)知發(fā)展都有一定的推動(dòng)作用。部分人教版高中化學(xué)教材中適合以類比同化觀建構(gòu)的知識(shí)列于表3。

例如，初中學(xué)過(guò)的氯化鈉、氫氧化鈉和氯化氫等物質(zhì)溶于水后，在水分子的作用下產(chǎn)生自由移動(dòng)的水合離子，從而使溶解具有導(dǎo)電性。在必修一中電解質(zhì)的概念，可以以此同化得出電解質(zhì)導(dǎo)電的原因。

3.教學(xué)內(nèi)容要充分聯(lián)系學(xué)科知識(shí)與社會(huì)生活學(xué)生更愿意學(xué)到與自己生活實(shí)際相關(guān)聯(lián)的知識(shí)，因此在選擇類比素材時(shí)應(yīng)盡量從生活中選取。在上述的教學(xué)設(shè)計(jì)中，以溶解平衡來(lái)作為類比素材。物質(zhì)相似的溶解像食鹽和糖在生活中隨處可見(jiàn)，聯(lián)系學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，更能激發(fā)學(xué)生的興趣，方便舊知識(shí)的遷移，增強(qiáng)理論與應(yīng)用之間的互動(dòng)性。

在實(shí)際教學(xué)中，基于類比同化觀思想，可以幫助學(xué)生完成類比前概念——梳理知識(shí)線索——同化生長(zhǎng)新知識(shí)的過(guò)程。因此這種教學(xué)思想對(duì)新課程理解、知識(shí)結(jié)構(gòu)化起到了積極的促進(jìn)作用。但在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)該關(guān)注類比的局限性，授課時(shí)不能盲目的使用類比法，在基于學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)上選擇合適的事物進(jìn)行類比，同時(shí)要注意強(qiáng)調(diào)物質(zhì)的特殊性。