中学化学概念探究教学初探——以氧化还原反应教学为例，本文主要内容关键词为：为例论文,概念论文,中学化学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、问题提出
化学概念是化学现象本质的反映，只有让学生清楚、准确地理解化学概念，才能使学生更深刻地认识物质及其变化规律。但是化学概念往往抽象难懂，宏观与微观相结合，这给化学概念教学带来了一定的难度，导致教师难教，学生难学。怎样的教学方式及其策略能够提高化学概念教学的效果？另一方面，探究教学作为一种在培养学生化学素养方面具有显著优势的教学方式，应用于元素化合物的教学内容比较容易可行。那么，如何将探究教学应用于化学概念的教学呢？针对以上问题，我们进行了中学化学概念探究教学的初步探讨。
二、理论构想
以化学概念为基础、以过程为导向的化学教学，要求教师与学生双方必须积极组织、详尽阐述和解释说明化学概念，发展学生的认识，从而达到对化学概念的真正理解，而不仅仅是重复和记忆这些知识。我国化学教学在增进学生理解化学概念方面有较大缺陷，尤其是对学生的已有概念的关注和测查，没有引起足够的重视，因而也没有做到将学生的已有认识进一步发展成科学认识。针对这种现状，本研究提出并构建了适合学生具有前概念的探究教学模式。这种模式由这样一些问题构成基本框架：（1）学生带着什么样的认识来到教室？（2）我们如何去查明这些认识？（3）一旦弄清了这些认识，我们如何对待？（4）为使学生转变观念或发展认识，我们如何设计教学过程？（5）不同层次、水平的学生在科学上的一些天真想法会转变到什么程度？
针对上述5个问题，这种模式由5个阶段构成：引发个人认识、重新建构认识、阐明解释、组织和精致化、评价。具体的教学模式见图1。
附图
图1 适合学生具有前概念的探究教学模式
1.引发个人认识
第1个阶段是通过创设问题情景引发学生的个人认识，核心目的是引起学生的认知冲突。教师通过实验或“不一致事件”等多种途径来引发学生的已有认识。正如奥苏博尔所言“影响学习的惟一最重要的因素，就是学习者已经知道了什么，要探明这一点并应据此进行教学；引起认知冲突是在科学认识与学生的个人认识之间架起桥梁的关键。
创设情景的问题应该是学生感兴趣的社会问题或与学生的日常生活比较接近或者学生对其具有一些模糊认识，这样的问题才更能引发学生的个人认识。问题可以由教师直接提出，也可以通过实物展示或简短的实验引起学生的思考，或者由所谓的“常识”问题引出，甚至可以由学生自己发现问题，提出问题。
2.重新建构认识
第2个阶段是重新建构认识，即以小组为单位探究科学概念阶段。学生根据已有的经验和认识思考问题，得出自己的解释（进一步明确个人的认识），并且他们要寻找证据支持自己的解释。依据观点的异同，把学生分成同质异组，每个学生把自己的结论交到组里，并向其他成员阐述。组内成员讨论评价各种观点，从而达成一致认识。在这个过程中，教师监督学生的讨论，在学生进行构建认识时给予适当的指导。
小组讨论是概念转变的一个重要阶段，研究表明同伴的相互作用在传递科学知识方面比教师的讲授更有效。同伴的解释比成年人的更简单，能更好地被学习者所理解。换言之，2个学生间的认识差距比教师与学生之间的要小，所以学生间更便于交流，常常学生比教师能更迅速地找出同伴迷惑的地方。并且同伴间讨论时通常关心的是自己的“笨拙”行为，这种压力可促使学生不断思考，不断清晰自己的认识，并为自己的想法辩驳，于是能提出一些具有思考性的问题和较为精致化的答案。在小组中发问或回答高层次的问题可使学生以新的方式来思考学习材料，因为他们必须对所学的内容提出不同的观点，同时他们还必须说出自己的真正想法，阐明自己的观点。这个过程使学生对自己的观点加以澄清并调和冲突之处，从而实现概念的转变，重新建构或重组自己的认识。
3.阐明解释
第3个阶段是阐明解释。学生根据小组学习讨论的结果，阐明自己的观点，用自己的语言解释科学概念、自然现象。组织、交流的方式可以多样化，但要每个成员都尽量有所参与，如计算机软件的形式、小论文汇报、实验演示、角色扮演等。在这个阶段主要是让学生解释通过学习过程他们获得的认识，最好学生要简要说明自己认识的发展过程，尤其是认识转变的关键过程。
4.组织和精致化
第4个阶段是组织和精致化，即教师进行知识整合，学生的科学认识进一步深化的阶段。教师把小组学习的最终结果和教学目标进行比较，进行必要的知识整合，使学生获得的科学认识融入他们已有的认知结构中。通常采用的方法是让学生解决相关的其他问题或者让学生解释与科学认识相关的自然现象。
5.评价
第5个阶段是评价（包括自我评价和教师评价）。教师根据汇报情况和小组合作时的表现（包括合作精神、合作意识以及合作技能等方面）给予评价。同时各小组也要对各自的工作情况进行及时的总结，更为重要的是小组成员要进行自我总结评价，反思整个学习过程，总结各个方面的收获，尤其是自我观念的转变（也就是对某一问题在教学前后的变化）和情感体验等（教师要灵活把握评价的时机，应该在学生最有感触的时候进行评价）。
此教学模式最重要的是考虑了学生带入课堂的已有经验的重要性，并且提供学生机会去把它们弄清楚，使之面对老师和学生的评价。它适用于学生具有前概念的有关化学概念的学习，它的关键之处在于找出合适的问题，判断问题的主要标准是能否引发学生的个人认识。还有重要的一点是教师要为学生的个人认识与科学认识之间建立桥梁，也就是说，从学生的个人认识到科学认识之间的差距可能很大，这个时候就突出教师帮助者的作用了。教师要为学生铺垫适当的认识平台。
应用这种模式进行化学概念教学，存在的一个明显问题是花费课时较多。解决的方法为：教师找出一个单元教学中的核心概念，尤其是化学学习中的核心概念，而且学生普遍存在错误或不清晰的认识，对于这些概念的教学采用此模式，其他枝节的概念就可迎刃而解了。
三、教学案例——氧化还原反应
氧化还原反应是中学化学的核心概念，也是学生学习的一个难点。学生在学习过程中存在的主要问题是：由于缺乏相应的原子结构和化学键的知识，学生往往很难建立起氧化还原反应的本质是电子转移的认识，只是能够从化合价的角度认识氧化还原反应；此外，学生对于化学反应微观层面的认识较少，而且存在模糊或不科学的认识。
教学案例：氧化还原反应
教学目标
知识技能：使学生能用电子转移的观点认识氧化还原反应；初步掌握氧化还原反应、氧化剂、还原剂等概念。过程方法：通过实
验金属锌与盐酸的反应，培养学生的观察能力；能用氧化还原反应的观点解释一些实际问题。情感态度价值观：通过小组对氧
化还原反应本质的探讨，培养学生团结协作的意识，善于表达自我观点的情感
教学环节
教学意图 教师活动 学生活动课堂实况
在生产、生活中，我们接触到 学生的认识：
创设问题情景，明确要
不少的化学变化，钢铁生锈，
倾听，思考，联系已有的学生1：在潮湿环境中铁与氧气、水反应，
研究的问题 煤和石油的燃烧，次氯酸杀菌
经验 生成氧化铁。
消毒，同学们对这些化学变化 学生2：次氯酸有强氧化性，分解生成氧
有哪些认识？气，破坏了细菌组
2位同学谈了自己的认识，今天学生描述实验现象：
我们就一起来研究这些问题，
学生完成实验，金属锌与学生1：剧烈反应，生成无色气体，烧杯口有
探讨它们的共同本质。我们从
稀盐酸的实验，观察记录少量白雾。试管内有少量黑色物质。
引发个人认识
简单的反应入手，同学们一起
现象 学生2：有气体生成，烧杯壁微微发热，有
通过金属锌与盐酸的 做金属锌与盐酸反应的实验
刺激性气味
实验活动，引发学生 小组内各成员讨论，达成
对金属锌与盐酸反应 共识，找出依据后在班内观点1：活泼金属与酸反应可以生成气体。
本质的思考 通过实验现象，分析该化学反
交流，形成对金属锌与盐观点2：活泼金属与酸反应不需要条件。
应的实质 酸反应的微观层面的认 观点3：发现金属的化合价升高，氢的化合价降低。
识：锌与盐酸中的H[+]反应 观点4：锌在金属活动顺序表中排在氢
置换出H[，2] 前，比较活泼，能够夺取盐酸中的氯离子
电流计指针发生了偏转，说明三、四个同学提出自己的学生的观点：
有电流产生。你认为这是为什观点，同学们讨论分析，
（1）盐酸能够导电。（2）锌在反应中化合
么？通过反应的现象对反应的得出几种观点，然后小组价升高，失去电子，产生了多余的电子，
实质有什么进一步的分析内讨论，达成一致的认 使指针摆动。（3）盐酸得到了锌失去的电
识。最后各小组汇报，进子，电流的产生是由于C1[-]和H[+]的移动，
行组间交流碳棒可以作为离子的导体。（4）盐酸溶液
中有H[+]，H[+]与锌发生反应
在上述4个同学观点的基础上，进一步提出观点：
（1）溶液中有H[+]，H[+]得到锌原子失去的电子，生成氢原子，氢原子结合成氢气。
（2）锌片与盐酸发生反应，H[+]被锌置换，H[+]得电子。
（3）HCI在水里电离，得到H[+]，H[+]得电子。
（4）锌被氧化，氢被还原。
小组的观点：
（1）第4个观点不太清楚，觉得氧化反应必须要有氧参加，同意观点1。
（2）同意观点1、2、3，观点4中应是盐酸被还原。
（3）观点2有问题，置换出来的应说是氢原子。
（4）观点4正确，只要有电子转移，化合价变化的反应，应是氧化还原反应，不一定要有氧参加
总结：进行事例分析，指出氧化
阐明解释归纳、总结找 （1）氧化还原反应的概念
剂、还原剂、氧化产物、还
出氧化还原反应的共（2）氧化剂、还原剂
原产物等
同本质（3）氧化产物、还原产物
谈谈你对这次课的体会，分析
合作愉快；认识了氧化还原反应；要善于
评价 你在这次学习中有哪些收获，思考、总结 表达自己的观点等
存在哪些问题
本次课是成功的，可以从以下几个方面体现出来：
（1）学生积极参与各种活动，如做实验、记录、讨论、提问等，一位学生在常规课堂上经常睡觉，
这次也提出了一些有价值的问题。
（2）培养了合作精神。小组共同完成任务，学生充分交流，感到思路开阔，体会到了共同学习的快乐。
课后反思、评价 （3）从学生对于锌与盐酸反应本质的几次讨论，可以看出学生对于反应本质的认识不断深化，
从宏观到微观，为对氧化还原本质的认识做了良好的铺垫。
（4）实验班采用该教学模式，对比班采用常规教学方式。通过问卷评价教学效果，发现实验班与
对比班存在明显差异。两班的大多数学生都能认识到这个反应是置换反应，也是氧化还原反应，但能
够从电子转移角度进行分析的同学，实验班有24人，占总人数的41％。对比班有13人，占总人数的
25％。另外在氧化还原反应的小测验中两班的成绩也存在较大差异（如下表所示）
不及格
80分以上
实验班 21％ 33％
对比班 48％ 13％
四、化学概念的探究教学策略
在进行化学概念教学时，尤其是引入一个新概念的时候，教师要给学生提供一个有挑战性的情景（比如提供一个矛盾的事件），暴露出学生的个人认识，要允许学生与学习情境中的其他人交流关于问题情景的看法。教师也可以提供“正确”的观点，但只作为另一种普通观点。要给学生机会进行充分的交流，从正反两个方面讨论所提供的每一种观点（包括“正确”的观点），而且如果合适的话允许学生检验不同的观点。此外，教师作为辅导者，应协助学生找到解决问题的方法，但不要频繁地给学生提供“现成的”知识。
在进行概念教学中，要注意学生的日常概念对学习化学概念的影响。教师要运用各种策略引发学生的已有认识，如让学生有机会说出自己的想法，并让学生之间进行充分的讨论交流。教师要把教学的重点放在概念的形成和理解上，并让学生参与概念理论观点的建立，如引导学生大胆地质疑和假设，引导学生在探究体验中建构概念等。另外，教师应该创设条件，使学生对已有概念或认识产生的不满、怀疑，而且教师应该让学生充分认识到新概念的可理解性、合理性以及有效性。在满足这些条件的情况下，学生才可能放弃已有的认识，建立新认识，并且内化到认知结构中。
讨论在概念教学中具有非常重要的作用。让学生参与对观念意义的交流，其中包括对疑点，假设以及论点的提出与评价，可以增进学生原先的观念理解。如果学生对某领域的科学理论或观念把握有误或是错误的，那么最适当的纠正方法是引出他们的想法，然后使这些想法面对矛盾的证据。反之，如果人们认为，学生的理解是以某种情况下的可靠的直觉为依据，那么采取探讨性的交流可能更有效。这样学生不仅在自己谈论和思考一些现象方面有所进展，而且会在叙述这一领域中的一些特征的方式上变得更趋一致。Lumpe与Staver的实验研究结果证明同伴间的交流能够帮助学生对概念的理解与建构，能够使学生进入高认知水平，使他们形成和发展关于科学现象的有意义的认识及观念。
问题策略和活动策略在概念教学中也非常重要。化学概念理论比较抽象，设置什么样的问题或活动能驱动学生思考，帮助学生建构理解。例如，让学生对宏观现象进行微观解释，如在化学平衡的教学中，让学生解释溶解过程，解释在密闭反应体系中，在不同反应时间测得的物质浓度的变化。运用活动把对概念的认识外显，如用乒乓球搭建晶体结构；请想象用最大的放大镜，能观察到的水的内部情况，并用图示表示出来等。
教师在教学中，也要密切结合学生的已有经验，让学生在熟悉的内容或现象中发现新问题，建立新认识，解决问题。同时，尽量使抽象的概念形象化，使用实验、录像、模型、图片等直观教具，以及实验事实或实验数据等，帮助学生理解概念。化学概念教学具有学科性和建构性，教学的核心目标除了使学生真正建构起化学概念外，更重要的是要真正培养学生的素质和能力。如培养学生运用科学的思维方法，抽象概括出概念的能力等。