初中化学概念形成与教学策略
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初中化学概念形成与教学策略
孟献华
(南京师范大学化学与环境科学学院江苏南京 210097)
摘要 化学基本概念的学习往往成为初中学生成绩的分化点,在教学中帮助学生克服这一学习障碍,体现新课程所强调的过程、方法、情感等的教学理念是亟待解决的课题,本文通过对概念结构以及概念形成的细化分析,探讨了概念教学中培养学生掌握与应用概念的能力以及降低概念理解难度的途径。
关键词 概念形成过程策略
概念是抽象思维的最小单位,它具有抽象性、概括性和间接性,化学学习中学生的一切活动都建立在掌握了特定概念的基础之上。从其重要性来看,化学基本概念是学生认知结构中的连接点及学习的核心,它既包括知识结构的静态内容,又包括其形成过程中认知加工的动态过程。新课程标准对学生学习过程与方法的注重意味着/教学中要重在引导学生体验概念的形成过程,在生动、丰富的情景中通过学生的积极思考,通过分析、归纳,形成概念,在应用中理解概念0[1]。
1 概念的定义与结构形式
对于/概念0,在不同的学科中有不同的含义,心理学中概念是指/对事物本质特征的抽象概括的表征0[2]。事物之所以能分成不同的类别,就是由于它们具有共同属性(或本质特征)的缘故。一般的概念都包括4个方面[3]:概念名称、概念定义、概念实例和概念属性。下面以/复分解反应0为例进行分析:
(1)概念名称:/复分解反应0;
(2)概念定义:/两种化合物相互交换成分,生成另外两种化合物的反应叫做复分解反应。0它是一类事物共同属性(关键特征)的文字表征;
(3)概念实例:一切符合复分解反应定义特征的反应都是/复分解反应0这个概念的实例,如CuS O 4+2NaO H=Cu(O H)2|+Na 2S O 4,Fe 2O 3+6HCl=2FeCl 3+3H 2O 等,他们又称为概念的正例或肯定例证;一切不符合复分解反应定义特征的反应,如Ca(O H)2+CO 2=CaC O 3|+H 2O,Fe 2O 3+3C O=2Fe+3CO 2等,被称为复分解反应的反例或否定例证。
(4)概念属性:概念的一切正例所具有的共同本质属性,又称关键特征或标准属性,如/复分解反应0这一概念的关键特征是:1两种化合物反应;o相互交换成分;?生成另两种化合物。
概念的习得不单单是记住概念的名称和定义,而是一个通过积极的思维活动对各种各样的概念实例进行分析、概括,从而把握同类事物关键特征的有意义的学习过程。
2 概念形成及其阶段分析
认知心理学中概念的形成即个体形成概念的过程,指的是学习者通过大量接触事例从而获得同类事物或现象的共同特征,并以肯定或否定的例子加以证实的学习方式及其控制过程。各种化学概念的形成过程总是从感知开始的,并且要经历学习者的思维加工。
表1初中学生化学概念形成的一般过程阶段
认知行为表述感知阶段
学生有目的地感知(观察)典型的化学事物、事例或教师、教材的语言描述以及多种其他媒体的直观表象加工阶段
对典型的化学事物实例进行分析、综合、抽象、概括提取其本质特征,确定各特征件的联系或对接受的语句进行分析,结合经验中的实例综合语义,形成关于概念关键特征的意义表征初步形成阶段
将形成的关键特征概括、类比、推广到化学事物的更大范围,形成概念、做出定义,或者理解和认同给予的定义,使概念符号化联系、整合阶段
初步运用概念进行判断、鉴别、归属、划分等活动,对新形成的概念进行解释(包括说明非关键特征、明确外延等)、使新概念和已有概念结构联系作用,得到高度整合的新的概念结构运用阶段在解决问题的过程中运用所学概念对化学事物进行概括、推理、解释、判断等,从而对概念的认识进一步
发展和加深,使之更加准确、精细、丰富,或导致其他新概念、新问题的形成等
现以初中化学/溶液0概念形成为例分析其各阶段的具体实施:
#36#化 学 教 育 2004年第2期
概念形成学习相当于奥苏贝尔的上位学习过程,对于知识积累较少以及认知能力较弱的初中学生,由于缺乏一系列可作铺垫之用的化学概念和相关知识,概念形成的学习方式更容易被接受。
3 概念形成的教学策略
概念形成的教学要求重视概念的建立过程,强调对学生再现知识的来龙去脉,对概念的形成和发展过程、研究问题的方法、思路和方向有一清晰的认识。相对于单纯为了内容传授而将重点放在概念内涵、外延以及概念间联系与区别上的概念习得方式,概念形成的教学不必过于偏重对概念定义的解释或追求表述的严谨性、对某些概念作机械的比较。
(1)加强教学的直观形象性,促使学生以多种方式感受有关概念
化学基本概念的抽象性往往成为学生学习的一个心理障碍。概念形成的感知阶段教师运用各种直观手段:演示实验、图表、模型、多种视听媒体等展示一系列概念的学习情境,学生可以从中立刻了解有关概念的某些信息,为内化这一概念奠定感性基础。如/溶解度0概念的教学中可演示3个多媒体动画:1将蔗糖和氯化钠分别放入1杯水和1盆水中,能否比较2者的溶解度;o将蔗糖和氯化钠分别放入20e 和80e 的1杯水中,能否比较2者的溶解度;?同样温度下,等量的水中分别任意放入少量蔗糖和氯化钠,能否比较2者的溶解度?这样的情景设计有利于突出概念的关键特征,概念的关键特征越明显,学习越容易。
在提供直接的感性认识的同时,教师还应分析学生已有的日常生活或前学习知识对新概念学习的影响,这些知识往往会促进或阻碍科学概念的建立:如学生初次接触/混合物0的概念时,往往不会考虑物质是否发生了反应,将五氧化二磷认作是氧气和白磷的混合物等,教师在给出混合物的概念定义后,可通过演示将面粉和铁粉混合,再通过用磁铁将它们分为黑白分明2堆的实验来形象地表征/混合物中各物质保留其物理性质0的概念属性。
(2)用适当的语言表征概念定义,清晰界定概念的外延
定义是对已经掌握的事实材料在感知表象的基础上经分析、综合、概括等逻辑思维过程所得出的结论。下定义并不是为了背诵概念的内涵和结构信息,而在于解释概念与其他同位概念的关系,最终达到准确认识和运用概念的目的。根据学生年龄和概括能力的差异,初中化学教材分化出2种概念的定义形式)))具体性表述和定义性表述:
具体性表述即用直接观察或罗列比较的具体语言对概念进行表述,它具有明显的口语化特征,所反映的信息一目了然、容易被初学者掌握。如:1像石蕊、酚酞这种能与酸或碱溶液作用显示不同颜色的物质叫做酸碱指示剂;o像SO 4这样在许多化学反应里作为一个整体参加的原子集团叫做原子团;?化合价即化合物中各元素原子所具有的一定个数比,如HCl 、H 2O 、NH 3等。初中阶段对于一些非重点概念,应尽量采取这种通俗易懂的方式加以表述,也不强求与教材文字的完全一致。
定义性表述除具备有关概念必要的感性基础外,还必须经过去伪存真、去粗存精的抽象思维过程以对概念的本质特征进行严格、准确的定义,它更能反映概念的内涵。如:1合金是2种或2种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质;o物理性质是不需要化学变化就能表现出来的性质。这类概念的教学中可采用提取表述中关键特征的方式进行简化,即突出定义中那些至关重要而又易被忽视的关键字、词以及构成概念的特定条件,并结合实例分析它们对概念外延扩大或缩小的限定,以此要求学生注意定义表述的严密性而不是死记硬背。如:1/合金就是多种金属组成的具有金属性质的新物质0;(下转第44页)
#37#2004年第2期 化 学 教 育
防火沙箱不可少
高慧英
(河北玉田县第一中学064100)
实验教学是初中、高中阶段的一项重要教学内
容,学生在实验中如果违规操作或者发生一些意外
情况,都可以引发火灾。近年来各地都加大了实验
室投资,盖起了高标准的实验室,添置了实验设备。
但是笔者发现有很多学校的实验室却没有配备专用
的灭火器材,就连简便实用的防火沙箱也不见了。
笔者认为,无论是城市还是农村的实验室,黄沙做为
一种灭火剂有着独特的作用。干燥黄沙能够扑灭各
种物质的火灾,只要将黄沙直接洒在燃烧物质上,使
燃烧物降低温度,隔绝空气,就起到了灭火作用。
有人可能会说,实验室有的是水,水就是灭火
剂。确实,将水直接浇洒在燃烧物质上,使燃烧物降
低温度,隔绝空气,可以起到灭火作用。但是,在火
灾中如有与水发生反应并能产生可燃气体,易引起
爆炸的物质,则不能用水来扑救。例如:碱金属和一
些轻金属着火时,能产生高温,遇水能与水反应生成
氢气,使氢气自燃和爆炸;电石(碳化钙),遇水能产
生易燃的乙炔气;着火现场有浓硫酸也不宜用水扑
救。还有电器发生火灾时,首先要切断电源,若无法
切断电源,也不能用水扑救,因为水能导电,会扩散电火,还会使救火者触电;电脑着火拨下电源后也不能用水扑救,因为电脑被泼水后温度突然下降,会使电脑发生爆炸。有的人也许会说,我们实验室有灭火器,不必再准备灭火沙箱了。灭火器确实是初期火灾的重要工具,但是使用它需要了解灭火器的一些知识。目前常用的灭火器主要有:泡沫灭火器、干粉灭火器、二氧化碳灭火器、卤代烷灭火器。泡沫灭火器,不能用来扑救忌水的化工产品,如金属钠、镁、电石等。卤代烷灭火器也不适用于活泼金属、金属氧化物、本身是氧化剂的燃烧物质。发生火灾时,如果不管起火对象是什么,随便拿起灭火器材灭火,有时不仅灭不了火,还会使小火蔓延起大火。 笔者认为,防火沙箱仍然是实验室必不可少的灭火器材,黄沙不需要花费多少钱,只需要几个箱子。箱子注意做得要小一点,使人容易搬动,每个实验室可以准备2至3个。 切记:实验室防火沙箱不可少。
(上接第37页)o/物理性质就是物质在物理变化中表现出来的性质0等。
(3)设计多种例证,强化概念的普遍迁移能力
概念作为一种智慧技能的本质特征就在于它们能在不同于原先的学习情境中应用,而促进这种应用的关键是变式练习。学生日常生活中的学习一般所看到的都是正面事件,概念形成的初期通常是呈现典型实例以概括出定义与特征。但为了防止学生只记住概念定义而造成理解的片面性,应从多个侧面将某些无关或关键特征设计成思考题要求学生仔细辨认做出肯定或否定的回答。如初步形成/溶液0概念后,列举硫酸铜溶液、碘酒、糖水和盐水的混合物等颜色、溶剂、溶质种数方面的变式,这样通过研究大量不同事例促使习得的概念最有可能迁移到新奇的事例上去。
肯定的例证传递了最有利于进行概括的信息,而否定的例证传递了最有利于辨别的信息。因此当概念设计的关键特征难以辨别或数目较多不易穷举时,学生的正向概念往往难以正延,反例能起到显示概念的关键特征、消除无关特征的作用。学习/金属0和/非金属0时,要求学生细致分析H 2O 、N H 3、Fe 3O 4、K M nO 4等的类属无疑有助于概念的分化。
化学概念形成蕴含着学生能力结构的变化与发展,教师应注意结合概念教学的特点着重培养学生的观察能力、从感知到抽象的逻辑思维能力以及灵活运用知识解决化学问题的能力。
参 考 文 献
[1]
王祖浩.全日制义务教育化学课程标准(实验稿)解读,武汉:湖北教育出版社,2001:95[2]
刘爱伦.思维心理学,上海:上海教育出版社,2002:100[3]
邵瑞珍.教育心理学(修订本),上海:上海教育出版社,1997:97-98[4]
王祖浩.化学学习论,南宁:广西教育出版社,1996:101-103,176-184[5]毕华林.初中化学概念教学的几点思考.化学教育,1996,(9)#44#化 学 教 育 2004年第2期
