變式理論在初中化學(xué)概念教學(xué)中的應(yīng)用再探究
——以仁愛版“溶液”的概念教學(xué)為例

吳育輝 （貴州省凱里市第十四中學(xué)）

在初中化學(xué)教學(xué)中，化學(xué)概念是學(xué)好化學(xué)知識的重要基礎(chǔ)。教師要加以重視，優(yōu)選教學(xué)策略，引導(dǎo)學(xué)生把握化學(xué)概念本質(zhì)，提高化學(xué)概念教學(xué)有效性。那么怎樣的教學(xué)策略才是有效的呢？筆者以為最關(guān)鍵的一點就是要研究學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律，知道學(xué)生在建構(gòu)化學(xué)概念的時候會建立一個怎樣的思維過程，尤其是要學(xué)會用有效的教學(xué)理論來指導(dǎo)化學(xué)概念的教學(xué)。基于這樣的認(rèn)識，筆者選擇變式理論來指導(dǎo)化學(xué)概念的教學(xué)。無論是從概念建構(gòu)的角度來看，還是從培育化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的角度來看，變式理論都能起到了積極的作用。本文以仁愛版“酸性溶液和堿性溶液”的概念教學(xué)為例，重點論述變式理論在初中化學(xué)概念教學(xué)中的應(yīng)用。

一、變式理論在初中化學(xué)概念教學(xué)中的應(yīng)用價值

變式理論是學(xué)習(xí)心理學(xué)中的重要理論。變式理論的核心是變式這一概念。所謂變式是指變換同類事物的非本質(zhì)特征來突出事物的本質(zhì)特征、變更觀察事物的角度與方法來突出隱蔽的本質(zhì)要素，從而讓學(xué)習(xí)者掌握事物本質(zhì)特征、要素與規(guī)律的過程。相對于一般的概念教學(xué)思路而言，變式理論最大的好處在于讓學(xué)生去自主比較與判別，這既釋放了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，同時又可以讓學(xué)生在概念學(xué)習(xí)的過程當(dāng)中掌握基本的概念建構(gòu)方法，從而形成能力并生成核心素養(yǎng)。

化學(xué)概念教學(xué)過程中，變式理論可以演繹為基于概念外延和內(nèi)涵的靜態(tài)“概念性變式”，和基于概念形成過程的動態(tài)“過程性變式”，以及基于概念多角度表達(dá)的“多維性變式”等不同的變式策略。事實證明，利用這些變式和遷移策略，有助于學(xué)生對化學(xué)概念本質(zhì)的理解，提高化學(xué)課堂教學(xué)的實效?；谶@些實效去理解變式理論的應(yīng)用價值，可以得出這樣的認(rèn)識：

其一，變式理論可以優(yōu)化初中化學(xué)概念教學(xué)過程。

概念的學(xué)習(xí)需要一個過程。無論是用顯性的教學(xué)理論，還是用隱性的教學(xué)理論，學(xué)生的概念學(xué)習(xí)必然會有一個與之相匹配的過程。理論不同，這個過程就不同。運(yùn)用變式理論來指導(dǎo)概念教學(xué)，可以給學(xué)生提供一個觀察、分析與比較的學(xué)習(xí)過程。相對于傳統(tǒng)的以記憶為核心的概念學(xué)習(xí)過程來說，變式理論的優(yōu)點非常明顯：學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展有更大的空間，學(xué)習(xí)情感可以得到滿足。學(xué)生可以不再通過機(jī)械記憶而獲得更加深入的概念理解，這顯然是一個學(xué)習(xí)過程的優(yōu)化。

其二，有助于發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，是當(dāng)前初中化學(xué)教學(xué)的基本任務(wù)之一。核心素養(yǎng)的發(fā)展需要一個有效的學(xué)習(xí)過程來支撐，用變式來促進(jìn)學(xué)生的概念建構(gòu)，學(xué)生在自主比較與鑒別的過程中，就有更多的宏觀辨識與微觀探究的機(jī)會，就能夠更準(zhǔn)確地分析化學(xué)變化的基本規(guī)律，以形成變化觀念與平衡思想，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展就有了更為充分的保障。

其三，變式理論的長期運(yùn)用可以提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)品質(zhì)。

如果能夠充分發(fā)揮變式教學(xué)的價值，那么學(xué)生從概念學(xué)習(xí)開始，就會在每一個概念的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中遇到不同的情境，在概念運(yùn)用的過程中涉及不同的情境，這會自然激發(fā)學(xué)生的比較意識，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)同樣一個概念，在不同的情境當(dāng)中可以獲得不同的理解，當(dāng)這些理解能夠綜合起來的時候，就是學(xué)生形成新知的時候。有了這樣的過程，學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)就能夠得到可持續(xù)提升。

以上三點變式理論在初中化學(xué)概念教學(xué)中的價值，彰顯著變式理論的生命力，意味著其在核心素養(yǎng)背景下的初中化學(xué)教學(xué)中，也有著廣闊的運(yùn)用空間。

二、變式理論在初中化學(xué)概念教學(xué)中的應(yīng)用探究

變式理論是一個內(nèi)涵豐富的理論。在具體運(yùn)用的時候，需要與具體的內(nèi)容結(jié)合起來，以形成更具操作性的教學(xué)策略。概念圖建構(gòu)式課型就是在概念或原理較為集中的知識領(lǐng)域，通過建構(gòu)概念圖，幫助學(xué)生梳理概念間的聯(lián)系和區(qū)別；通過變式訓(xùn)練，掌握概念的內(nèi)涵和外延，從而提高學(xué)生概念原理的遷移應(yīng)用能力的一種課堂教學(xué)模式。這種概念圖建構(gòu)式課型，對概念建構(gòu)有著明顯的作用。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步總結(jié)變式理論在概念教學(xué)中的應(yīng)用，可以濃縮出來的策略是：研究學(xué)生的經(jīng)驗基礎(chǔ)與認(rèn)知特點，在促進(jìn)學(xué)生概念學(xué)習(xí)的過程中提供豐富的變式，讓學(xué)生在變式理論的引導(dǎo)之下主動比較與鑒別，從而形成對所學(xué)化學(xué)概念的本質(zhì)認(rèn)識，進(jìn)而建構(gòu)起相應(yīng)的概念。

仁愛版初中化學(xué)的“酸性溶液和堿性溶液”概念，在教材設(shè)計中有著非常用心的一面。比如說其首先介紹的是“食物的酸味、苦澀味往往與食品溶液的酸堿性有關(guān)”，而在引入的時候則是明確“你知道嗎？我們每天都在使用或接觸酸性和堿性溶液。如果你今天吃了橙子、蘋果或食醋，那么你的膳食中就包含了酸性溶液；如果你用了洗發(fā)劑，那么你可能就使用了堿性溶液”。短短幾句話，闡述了三個方面的內(nèi)容：一是酸性溶液和堿性溶液在生活中普遍存在；二是闡述了事實；三是隱藏著問題。第一個闡述可以打破學(xué)生原有的認(rèn)知平衡，第二個闡述給出了解釋，第三個闡述是進(jìn)一步提出了新的問題。這三個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，具有顯著的整體特征。有了這樣一個良好的設(shè)計作為基礎(chǔ)，其后的變式設(shè)計就更加順利。具體可以設(shè)計這樣兩個環(huán)節(jié)：

一是將生活中不同的酸性或堿性食物進(jìn)行比較。通過比較學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)：檸檬、橘子中因為有檸檬酸，蘋果中有蘋果酸，酸牛奶中有乳酸，食醋中有醋酸，而蘇打水、堿性電池等則含有堿性溶液。學(xué)生基于這樣的簡單比較，就能夠發(fā)現(xiàn)酸性溶液和堿性溶液是有區(qū)別的。而且學(xué)生會從自己的生活經(jīng)驗出發(fā)，然后通過簡單的思考，得出在“生活中普遍存在酸性和堿性溶液”既是最普遍的現(xiàn)象，同時又是有著化學(xué)原理的現(xiàn)象。

二是以教材中設(shè)計“觀察思考”為基礎(chǔ)，讓學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗去尋找類似的情形，并且進(jìn)行實驗。應(yīng)當(dāng)說學(xué)生對于此類經(jīng)驗還是比較多的。教師的任務(wù)之一就是充分估計學(xué)生可能出現(xiàn)的答案，然后準(zhǔn)備好相應(yīng)的實驗材料。當(dāng)學(xué)生有了自己的見解之后，就讓學(xué)生去進(jìn)行實驗的演示。如此，就出現(xiàn)這樣的實驗情形：波義耳的探究中所提出的問題，是不是所有酸性物質(zhì)都能使紫羅蘭花變紅？堿性能不能使之變色？

如果說第一個環(huán)節(jié)是奠定了學(xué)生運(yùn)用變式的基礎(chǔ)，那么第二個環(huán)節(jié)就是變式的核心，而且這樣一個提供變式的過程是由學(xué)生自主進(jìn)行的，因此其在促進(jìn)學(xué)生理解酸堿溶液判斷的基礎(chǔ)上，更能夠發(fā)揮積極的作用。具體來說這種作用體現(xiàn)在兩個方面：

其一，通過變式，學(xué)生明白了溶液所對應(yīng)的具體的生活情形。這一點對于初中學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)而言至關(guān)重要，因為其意味著抽象的化學(xué)知識能夠與形象的生活事例結(jié)合在一起，學(xué)生就可以將化學(xué)概念植根于生活事例的基礎(chǔ)之上。那么為什么說變式在其中發(fā)揮著重要作用呢？通過上面的第一個環(huán)節(jié)可以發(fā)現(xiàn)，同樣是置于水中，但是酸和堿的“表現(xiàn)”完全不同——這種不同的現(xiàn)象，在學(xué)生的生活當(dāng)中已經(jīng)有了相關(guān)的體驗，因此學(xué)生在比較的時候，既能夠激活自身的生活經(jīng)驗，同時又能夠從化學(xué)的角度去進(jìn)行思考。這是一種自然而然將化學(xué)與生活銜接起來的行為，這樣的銜接也就意味著化學(xué)概念擁有了生命力，這種生命力體現(xiàn)在化學(xué)概念，在生活經(jīng)驗的基礎(chǔ)上得到了生長。與此同時，這樣的學(xué)習(xí)過程還可以給學(xué)生一個暗示，那就是在每學(xué)習(xí)一個新的概念的時候，都應(yīng)當(dāng)想方設(shè)法將之與具體的生活實例結(jié)合起來。一旦學(xué)生形成這樣的意識并且付諸努力，那么無形之中就優(yōu)化了學(xué)生自身的學(xué)習(xí)方法，提升了學(xué)習(xí)品質(zhì)。

其二，通過變式，可以讓學(xué)生的思維方式得到優(yōu)化。化學(xué)學(xué)科本質(zhì)上是一門自然學(xué)科，自然學(xué)科知識的建構(gòu)離不開高水平的思維。所謂高水平的思維就體現(xiàn)在思維方式的恰到好處上。比如說在遇到一個問題的時候，學(xué)生能夠憑直覺準(zhǔn)確地確定問題解決的方向，知道應(yīng)當(dāng)選擇哪些化學(xué)知識，如何將這些化學(xué)知識進(jìn)行組合與推理，如何評價自己的問題解決過程……這里的每一個“知道”背后，都有著相應(yīng)的思維方式。如直覺思維、邏輯思維，等等?？墒枪P者想強(qiáng)調(diào)的是，通過變式教學(xué)理論的運(yùn)用，可以給學(xué)生提供一個情境多樣、問題多元的學(xué)習(xí)過程。在這樣的過程中，學(xué)生會全力調(diào)用自身的思維去解決問題，這樣學(xué)生的思維水平就能夠得到提升，思維方式當(dāng)然也能得到優(yōu)化。

考慮到概念教學(xué)是化學(xué)學(xué)科教學(xué)的基礎(chǔ)，如果在概念教學(xué)的過程中變式理論能夠得到充分的運(yùn)用，那么學(xué)生就能夠更好地培養(yǎng)自身的知識與實例關(guān)聯(lián)且發(fā)展自身思維水平的意識與能力。

三、變式理論在初中化學(xué)概念教學(xué)中的應(yīng)用思考

在以上的教學(xué)案例當(dāng)中，變式的作用是非常明顯的：學(xué)生通過更換溶質(zhì)之后，得到了不同的溶液。具體的實驗雖然不同，但是內(nèi)在的本質(zhì)是一樣的。學(xué)生通過分析與綜合，再進(jìn)一步運(yùn)用化學(xué)語言概括，就可以得出溶液的概念，并且給出其準(zhǔn)確的定義。

類似的其他概念教學(xué)中，教師也可以研究概念的生成過程，然后看學(xué)生的經(jīng)驗系統(tǒng)當(dāng)中可能存在怎樣的變式。只要學(xué)生能夠根據(jù)辨識的思路去發(fā)現(xiàn)與概念相關(guān)的不同現(xiàn)象，那么學(xué)生思維加工的對象就越豐富，學(xué)生可以比較的對象也就越多，也就更容易得出與具體化學(xué)概念相關(guān)的本質(zhì)理解與科學(xué)表述。從變式方法運(yùn)用的角度來看，變式的運(yùn)用凸顯了概念的本質(zhì)要素——學(xué)生在變式分析的過程中，可以發(fā)現(xiàn)非本質(zhì)因素，然后總結(jié)出與本質(zhì)因素相關(guān)的元素，這自然會促進(jìn)學(xué)生對概念的理解；從核心素養(yǎng)發(fā)展的角度來看，學(xué)生基于自己的經(jīng)驗去提供實例進(jìn)而尋找出與概念建構(gòu)相關(guān)的本質(zhì)要素，離不開宏觀辨識，也需要學(xué)生進(jìn)行微觀的思考，同時也能打開變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知等的大門，因此，更利于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

當(dāng)課程標(biāo)準(zhǔn)明確界定了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的組成要素之后，在每一個概念教學(xué)的過程中，教師都必須思考這些概念的建構(gòu)有著怎樣的發(fā)展核心素養(yǎng)的契機(jī)。通過相關(guān)的教學(xué)實踐可以發(fā)現(xiàn)，這些契機(jī)實際上就隱藏在每一次的變式運(yùn)用過程中。這是因為每一次的變式運(yùn)用，都能夠打破學(xué)生原有的認(rèn)知平衡，學(xué)生會自然形成恢復(fù)認(rèn)知平衡的動力，在這個動力的作用之下，他們會將探究的目光進(jìn)一步深入到每一個概念的學(xué)習(xí)過程中。這也就意味著變式教學(xué)理論的運(yùn)用，可以驅(qū)動學(xué)生根據(jù)對涉及到的宏觀現(xiàn)象進(jìn)行分析，然后去尋找科學(xué)合理的微觀解釋；同樣也意味著學(xué)生會從中逐步形成變化觀念與平衡思想等，而這一切都共同指向化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。因此，從這個角度來看，變式充當(dāng)著從化學(xué)概念學(xué)習(xí)走向化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的橋梁。這個橋梁越堅實，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展也就越有保證。