基于学科理解的化学概念转变教学的设计与思考

王华

摘要：以概念转变理论为基础，基于对溶液这一核心概念的理解，通过强化学科理解统领溶液概念的教学。对概念转变教学的理解主要从三方面进行探讨：从地位、内容、方法、科学精神的培养等方面确定教学目标;基于对概念本原性和结构化的理解，探究概念转变教学的不同路径和流程;对化学特有的认识方式、研究方法、学科思维、科学探究的理解。通过对溶液这一概念的教学与反思，促进对化学概念的深度理解、有效转变。

关键词：概念转变;学科理解;化学教学

文章编号：1008-0546（2021）05-0053-04中图分类号：G632.41文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.05.014

化学概念是课程内容的重要组成部分，是化学知识的“骨架”⑴。初中是学生形成化学概念意识、掌握概念学习方法的关键时期。教师要对化学学科知识及其思维方式和方法有本原性、结构化的认识⑵，以帮助学生实现从前概念向科学概念的有效转变。现以人教版初中化学下册第九单元“溶液的形成”为例，从学科理解的视角谈化学概念转变教学的实施。

一、明确概念转变教学目标

对溶液这一核心概念深入理解的过程就是教学目标逐渐明确的过程。

1.厘清溶液在初中化学教学中的地位

“溶液”属于课程内容一级主题“身边的化学物质”中“水与常见的溶液”单元内容。初中化学教学中始终贯穿着溶液的“身影”，上册教材中不仅有硫酸铜溶液、澄清石灰水、过氧化氢溶液、酚猷溶液、稀盐酸等溶液的出现，更有第四单元《水的净化》中不溶性杂质和可溶性杂质的认识和区分。下册教材中在学习金属与酸、金属与盐溶液反应的基础上，第九单元设置了对溶液这一核心概念的专题教学，形成对“溶液”概念的科学理性认识。在后期酸碱盐的学习中更是从宏观辨识与微观探析方面对溶液特别是溶液间的反应进行了更加深入的研究，体现了从感性到理性、从特殊到一般、从宏观到微观、从定性到定量的探究与呈现过程。

2.明确溶液概念转变的教学目标

学生在日常生活中接触过不少溶液，在前期的化学学习中也已学习过一些常见溶液，但学生对溶液仍然处于初步认识阶段，对于溶液的本质特征的了解还不够深入，需要将零散知识（前概念）向科学概念进行转变，建立起对溶液概念的系统认识。这需要教师在深入理解的基础上，根据溶液这一概念的特征，准确把握概念的内涵和外延，厘清概念之间的关系，形成具体的概念转变的教学目标，见图1。

二、明晰概念转变教学思路

化学概念转变的教学要基于化学学科理解，要求教师在化学课堂教学中重视学科本原性和结构化问题，从而逐渐明晰溶液概念转变的思路。

1.基于本原性理解，探究概念转变教学的不同路径

概念具有名称、定义、实例和属性四个方面的特征，基于对溶液这一概念本原性的理解，进行科学概念形成不同路径的探究活动。见图2，内圈是“概念实例-概念属性-概念名称和定义-概念体系和应用”的方式，主要体现从溶液的实例中概括出溶液概念的内涵，进而符号化的以“归纳”为主的探究活动。外圈则是以“概念属性-概念实例T概念名称和定义-概念體系和应用”的解释驱动探究活动，能够促进学生对概念的理解，为学生提供“假说一演绎推理”的机会⑶。

2.围绕结构化认识，探究概念转变教学的不同流程

对概念转化策略的深度理解可以帮助我们更好地进行教学设计，图2中根据概念特征设计的转化思路，可以从不同的环节开始，体现出“教无定法，教学有法”的特点。笔者根据溶液概念的特点设计出三种不同的简要教学流程，通过“同课异构”来诠释不同的概念转化方式，见图3。

当然，概念转变也不一定局限于三种方式，概念的任何一个方面都可以作为活动的开始，这也体现出化学概念的形成是一个螺旋上升的进阶过程。

三、优化概念转变教学设计

化学核心概念的建立来源于对化学知识的全面认识和深刻理解，只有对化学知识进行总结归纳概括，对方法进行提炼，学科知识才能得以融会贯通。

1.对“比较一分类”认识方式的理解

化学知识很大一部分被组织在一系列相互关联的分类系统中，这些分类系统浓缩和系统化了大量化学物质和化学性质⑷。在溶液的教学中，利用比较可以明确溶液与其它混合物、纯净物的不同，找出物质间的相同点和不同点，从而更加有利于对概念的理解和有效掌握。我们可以利用生活中常见的正反例证进行比较，然后通过概括、归纳、分类来获得对溶液这一概念结构化的认识和理解，将化学知识关联起来， 形成有机的整体⑸，见图4。

2.对“定性一定量”研究方法的理解

从溶解性到溶解度，从酸碱性到酸碱度，体现出化学从定性研究到定量研究的重要思想和方法。在学习中，可以引导学生阅读教材上“资料卡片”的相关内容，从微粒直径的角度进一步去具体理解浊液、溶液。这也是对溶液这一核心概念的本原性的认识和理解，可以形成对化学学科知识及其思维方式和方法的深层次认识⑹，如图4中定量理解相关部分。设计本课练习时，可以设计“铁粉与硫酸铜溶液恰好完全反应后溶液的成分”“过量的铁粉加入到硫酸铜溶液后溶液的成分”“铁粉加入到过量的硫酸铜溶液后溶液的成分”等问题，来让学生体会反应物量的不同导致溶质种类多少的不同，从而形成对溶液质量的初步理解与认识。还可以设计“铁粉是否为溶质”这一问题，促进对“溶质”这一概念的深入理解。

3.对“宏观-微观-符号”学科思维的理解

从宏观辨识到微观探析，再到符号定位，体现出化学的学科特点。在这一课题的教学设计中，教者如能引导学生从“宏观一微观一符号”的角度去理解溶液这一概念，会更加有利于教学的实施，见表1。

教师首先应从宏观上让学生体验认识溶液的均一性、稳定性等特征，理解与浊液的不同。在此基础上引导学生用微观的视角去探析微粒的运动、作用力，进而去解释宏观特征，然后让学生试着去书写溶液各成分的符号，让学生体会到分子与分子间、分子与离子间相互运动的不同。还可以从宏观、微观、符号等角度区别“溶解”与“熔化”这两个概念，以加深学生对溶液的理解。

4.对“实践一创新”科学探究的理解

在探究液体间能否互溶时，原有实验是将酒精加到高镒酸钾溶液中，由于酒精密度比水小，一开始有分层现象，振荡后水和酒精互溶，溶液颜色均匀，不分层，见图5。

这个实验中水和酒精互溶时速率较快，能不能改变一下加入试剂的顺序，达到不一样的效果呢？

步骤1在高镒酸钾固体中加入酒精，观察到高镒酸钾不溶于酒精。

步骤2在上述试管中分次逐滴滴加蒸馅水，振荡、观察。

现象：随着水的逐渐增加，溶液的颜色由浅入深， 渐渐变红。

上述实验使用的药品没变，只是改变了一下加入试剂的顺序，就可以观察到由少到多的水与酒精互溶的过程。通过改变实验顺序的活动，引发学生思考， 体会到相同的药品、不同的步骤产生不一样的效果， 从而培养学生实践能力和创新精神。

再如，可以通过体积大体相同的硫酸铜溶液和硫酸铜晶体分别和相同的铁丝反应，增进学生对溶液加快化学反应速率的理解，让学生体会溶液在化学反应中的重要作用，见图7。

四、化学概念转变教学的反思

1.教师的学科理解是概念教学的重要前提

理解是实施教学的基础。教师对学科知识的理解、课程组成的理解、课程中课标、教材等的理解都是其实施教学的前提⑺。学科教学能力的提升是建立在教师个人对学科的整体理解的基础上的⑻。在实际的化学教学过程中，很多老师不知道怎样从本原性、结构化上去理解溶液的概念，影响着教学的效率。本节课中，教师不仅有对溶液概念的均一性、稳定性、溶液实例等本原性的理解，还有对溶液知识间关系的结构化理解，更有化学学科特有的思维方式方法、核心观念的理解。由此可见，只有对溶液这一概念进行深入理解，才能更有效地实施教学。

2.促进概念的有效转变是教学的基本目标

实现溶液前概念向科学概念的转变是一个不断进阶的过程，是本节课的基本目标。本节课对“溶液”这一核心概念不同转化途径的研究，是基于教师对“溶液”概念的深刻理解，基于对学情的准确把握，要以学生学科核心素养的发展为教学目标。促进学生前概念到科学概念转化的过程中不仅仅是记住“溶液”概念的名称、定义和实例，更有学生对溶液这一概念由浅入深、由感性到理性的理解，以教师的学科理解促进学生的深入理解，从而促进学生对“溶液”这一概念的有效转变。

3.以深入的学科理解统领概念转变教学

从学科理解的角度进行概念转变的研究，反映了化学教育更加注重教给学生如何通过思考获得科学概念，不仅包括知识结构的丰富，同时包含思维活动的训练⑼。我们需要以学科理解统领化学概念教学， 优化概念转变教学设计。同时，化学概念的理解不仅仅停留在化学教学的设计阶段，化学教学的实施过程也是对化学学科进一步深入理解的过程，学科理解贯穿着教学的全过程，对概念轉变教学的研究也会增进化学学科的理解。

参考文献

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