中学化学概念教学新探，本文主要内容关键词为：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、问题的提出
化学概念是有关物质组成、结构、性质、变化的本质属性及其规律在人们头脑中的能动反映。化学基本概念是化学概念体系的基础，也是整个化学学科知识的基础，长期以来化学教学理论界都是从认识论角度进行研究，概括形成了化学概念教学的“感知—理解—巩固—应用”学习模式和“提出问题—提供实验事实—分析总结下定义—应用巩固练习”的教学模式。这种做法事实上有意无意地将学生的头脑当成了一块“白板”，我们教师可以在上面构画出各种各样的化学知识图景。化学演示实验一直作为教学手段而起着配合化学知识讲授的作用，考虑的重点自然是如何通过实验把一个抽象的问题具体化、形象化。我们认为，在新课程理念下，从建构主义学习理论出发，依据学生原有的生活经历、日常生活经验等原有知识及原有认知，正确认识化学前概念在中学化学教学中的特殊地位及作用，并对化学前概念在中学化学概念教学中的影响及教学策略做了尝试性的探讨。
二、中学化学概念教学的思考——重视学生的前概念
1.化学前科学概念及其特点
什么是前概念：前概念是前科学概念的简称，建构主义认知心理学又形象地称之为日常概念，它是指学生在接受化学教育之前或在化学学习过程中，通过自己的观察、体会和对各种化学现象与化学过程的理解和认识，这些认识和理解大多是非本质的。例如，物质的燃烧一定要在空气中才能进行；催化剂一定是能加快反应速率；“糖类”一定是甜的，“酸类物质”一定是酸的；“平衡”是静止的等等。
化学前概念除具备其他学科前概念的特点外（广泛性、隐蔽性、肤浅性、顽固性等），化学前概念的形成有其自身的学科特点：其一，化学前概念来自日常生活中的某一物理现象等宏观领域，人们在认识事物的过程中，在开始接触时他们的思维过程大多依赖于直觉经验，很容易把事物的变化、物质的现象等想当然，因为这很适合人类生理及心理的需求，也符合人的认知发展规律（从事物表面到事物内部，从事物的现象再到本质，从事物发展的表现运动规律再到事物运动变化发展的真理性的实质，从物质的物理现象再到物质的化学变化、物质结构、物质组成以及化学运动规律等）。而要真正的揭示、理解这些“现象”的真实实质，必须从研究化学科学的角度出发，因为化学科学探讨的主要是分子层面上的微观领域。如：山区学生和城市学生对“燃烧”的理解是不同的，山区学生更多地是把“燃烧”与柴火等联系在一起，而城市学生更多地是把“燃烧”与液化气焰火等联系在一起。
2.化学学习中前概念产生的心理途径
中学生形成前概念的途径很多，归纳为以下几点：①先人为主的日常生活经验。学生在日常生活中，已从大量的化学现象中获得了不少化学方面的感性知识，积累了许多生活经验，但这些凭直观感觉学习到的东西不一定都是正确的。例如，“融解”即是“溶解”；“催化剂”与“催长素”混为一谈等。②旧有概念的局限。根据心理学原理我们知道，认识过程同个体的生理和心理发展过程是有很强的相关性的，个体在认识事物的过程中也是有阶段性，学生学习化学概念也是一个渐进的、递进式的过程。例如，对“氧化还原反应”概念的学习，初中阶段的外延比高中阶段的外延要小的多。③由语词带来的曲解。概念是用一定的语词来记载和标志的，借助语词可以对感性材料进行抽象与概括，揭露事物的本质属性和共同特征。化学教学中的概念，通过语词说明和定义，使直观材料的特征更鲜明、更突出，还可以弥补直观材料的不足，揭示事物之间的内部联系。但实践告诉我们，学生常用在生活中形成的对语词的理解来理解化学概念，并由此产生对化学概念的曲解。例如，“催化”就是促进，因而认为在化学反应中加入“催化剂”就一定会加快反应速率。④进行不当的类比。类比是推理的一种重要方式，是人们认识新事物或做出新发现的重要思维形式。但类比的结果是否正确，还需要经过实践检验。学生在学习一些化学概念时，运用类比思维可得到很大帮助，但有时用其他概念来类比推理一些化学概念时，会导致错误的结论。
3.前概念对化学学习的影响
学生的前概念（片面的、甚至错误的）有极强的顽固性。学生甚至在学习了化学课程几周后，又恢复了最初的原有概念。为什么前概念如此顽固呢？这是因为学生花费了相当的时间与精力建构了自己的认知结构、知识体系（都是朴素的），他们无论在心理上还是在理智上都离不开它们。学生头脑中的那些前概念含有对自然界的先入为主的印象，又是自己切身体验到的东西。因此，学生往往对自己早先形成的各种前概念深信不疑，不试图将这种原有的观念迁移到新学知识中去。在化学实际教学中，我们教师如果无视学生的前概念，学生认知结构中的前概念不但会妨碍新知识的获得，而且会导致学生产生更多的片面的、甚至是错误的概念。
另一方面，大量的教学实践证明，学生头脑中的不少前概念会促进科学概念的建构与掌握。这样的前概念对教师和学生来说都是一种资源，我们应该把这种“资源”作为让学生理解新知识的“生长点”，引导学生从原有的前概念生长出新的科学概念。例如，水能灭火是钠的化学性质的前概念；酸味是学习酸类性质的前概念等。教师应该抓住这一契机，帮助学生建构正确的化学概念。
三、中学化学概念教学的新思考——前概念转化的策略
1.诱导学生暴露其原有的概念
布卢姆《人的特性和学校学习》一书中，证明了认知前行为（前概念）是影响学习效果的一个重要变量，因而教师在进行教学设计时应调查、诱导学生暴露其原有的概念。一般可以采用谈话、书面表达、墙报、分类卡片、大脑实验、调查问卷、预测和解释等方法。如谈话法是老师通过和学生个别谈话或集体谈话来了解学生头脑中的原有认知结构；书面表达是学生根据教师的要求，写出对于即将学习的概念的认识；墙报是学生制作一些墙报，突出他们对某一概念的认识；分类卡片是教师在卡片上写下某一概念或理论的应用事例，要求学生把那些事例分类并说出其分类的依据等。例如在讲“分子、原子”内容的第一节课时，我们通过访谈了解到学生头脑中早已有了自身“原子”概念（原子的前概念）：“原子是很小的”“原子是圆的”“物质是由原子组成的”“原子像面粉颗粒一样”等等。
2.概念获得的同化形式
教师在已了解学生前概念的基础上，首先要认真分析、辨别学生头脑中已有概念对新概念学习的作用——是消极的还是积极的；其次选择适当的教学策略针对学生的心理结构进行教学，即要善于同化和重组学生的观念，要把培养思路教学作为知识体系教学的前提，帮助学生把已学得的内容不断纳入新学得的内容体系中去，使学生认知结构中原有的观念和新知识建立起实质性的联系，即不断地进行知识点的联结、构建、组块和结构化，以发展认知网络。
奥苏伯尔倡导的有意义学习理论认为：在有意义学习中，新知识与原有知识网络中可以利用的适当观念构成三种关系，第一种，原有观念为上位的，新的知识是下位的；第二种，原有的观念为下位的，新的知识是上位的；第三种，原有观念和新知识是并列的（见下表）。这种新观念需要与认知结构中原有观念发生非人为的和实质性的联系，新旧观念发生相互作用，其结果是新概念获得意义，原有认知结构发生改组。
3.随即通达教学——强化、巩固科学概念的方法
由于事物的复杂性和问题的多面性，要做到对事物的内在性质和事物间相互联系的全面了解和掌握，即全面而深刻的意义建构是很困难的。为克服这方面的弊端，斯皮罗等人根据对高中阶段学习的基本认识提出了“随即通达教学”。
随即通达教学认为，对同一内容的学习要在不同时间多次进行，每次的情境都是经过改组的，而且目的不同，分别着眼于问题的不同侧面。学习者可随意通过不同途径、不同方式进入同样内容的学习，从而获得对同一事物或同一问题的多方面的认识和理解。显然，学习者通过多次“进入”同一教学内容，将能达到对该内容所涵盖的知识比较全面而深入的掌握。这种多次“通达”，绝不是像传统教学中那样，只是为巩固一般知识、技能而进行的简单的重复，即所谓的复习。这里的每次“通达”都有不同学习目的，都有不同的问题侧重点。在这种学习中，学习者可形成对概念的多角度理解，并与具体情境联系起来，形成背景性经验。因此，多次“通达”的结果，绝不仅仅是对同一内容的简单重复和巩固，而是使学习者获得对事物全貌的理解和认识上的飞跃。
教学实践证明，建构主义的随即通达教学能强化、巩固科学概念，它对学生起积极作用的过程可这样表述：进一步让学生信服化学概念更正确，适用范围更广，先是在定性问题上，然后在定量问题上也是更加符合事实；让他们再一次把自己的前概念与化学概念对照比较，让他们发表看法，因为只有通过讨论，才可知道他们是否真正明确了课堂上所讲的内容；让他们意识到自己的脑子里发生的转变，同时认识到这种戏剧性的变化是智力发展中不可缺少的过程；让他们把所学的知识运用到有意义的日常生活中去。最后，还要提醒化学教师注意前概念和心理冲突，耐心、细致地把前概念转变为化学概念。
4.化学前概念转变的实例分析
在化学平衡、化学反应速率的体系中，化学反应速率是最基本的化学概念，对“反应速率”的概念有一个比较清晰的认识，对于学生建构整个化学平衡体系具有十分重要的意义。
在学习“化学反应速率”前，由于在这之前学生已经学习了物理学中的宏观物体运动的速率，并且刚刚从日常生活中的速度（矢量）转变为速率（标量），在学生头脑中往往已有了关于“位移”“距离”“时间”“加速度”等概念的存在，这就是所谓的“速度”的概念存于意识中的图式。当教师引入“化学反应速率”的概念时，首先必须非常清楚地认识到学生头脑中这些原有的认知与知识；其次，通过对比实验直观地（反应过程中溶液颜色的变化等）展现化学反应过程是有慢有快的，然后可以借用现代多媒体技术，制作、模拟微观粒子在化学反应过程的微观过程（碰撞原理），这时的微观粒子的运动参数（速率、位移等）将被原有宏观的图式同化。最后可以通过学生再一次把自己的前概念（宏观的速率）与新概念（化学反应速率）对照比较，让他们发表看法，相互讨论。这样经过多次的“通达”，就有了原有的“速率”过渡到“化学反应速率”的进步，形成了正确的“化学反应速率”的概念。
总而言之，我们认为，关于化学概念转变学习的研究，是当前化学教学改革的需要，是运用建构主义学习理论指导化学教学的需要，是新课程理念下化学教学改革的一种新动向。如何发现学生头脑中那些朴素的、不全面的、甚至是错误的概念，采用何种教学策略更好地帮助学生将这些前概念转变为科学概念，仍然是摆在我们中学化学教师面前需要深入探讨的重大课题。