高中化学概念教学策略

2023-02-19 11:36蔡昊廷
求知导刊 2023年33期
关键词:概念教学有效策略高中化学

摘 要:全面、准确、深入、细致地理解化学概念,是发展化学核心素养的前提与基础。然而,在高中化学概念教学中,一些教师采取的教学策略不够合理,如简单的口头讲授、死板的概念解读等,导致学生对化学概念一知半解,化学概念教学效果欠佳。鉴于此,教师应采取深度融合、实验操作和广泛应用等策略,着力提升化学概念教学效果,使高效的化学概念教学成为促进学生化学核心素养发展的坚实基础。

关键词:高中化学;概念教学;有效策略

作者简介:蔡昊廷(1996—),女,江苏省常熟市王淦昌高级中学。

学生通过学习化学知识,能够认识并掌握物质世界的一般规律和内在联系,并逐步建立起宏观与微观结合的观念。化学概念作为反映物质特有属性的思维形态,兼具宏观和微观两个视域,是高中化学知识体系中最基础的组成部分,也是高中生深度理解化学知识的切入点[1]。然而,因为化学概念具有抽象性,所以学生对化学概念的理解容易停留在浅层次,对概念的本质属性难以理解透彻,如果教师在化学概念教学中采取简单、直接的讲解方式,化学概念教学往往难以取得预期效果,从而阻碍学生化学核心素养发展。鉴于此,教师应采取深度融合、实验操作和广泛应用等策略,提升概念教学效果。

一、深度融合,从“片面”向“全面”转变

化学概念是从化学科学角度对一类事物的共同本质属性的概括,其内涵较为丰富、全面,但高中生容易受到自身理解能力、知识视野等因素的限制,对概念的理念比较片面、浅显。因此,教师应将化学概念与真实情境、典型案例、相关概念等深度融合,帮助学生认识并掌握物质世界的一般规律和内在联系,进而全面理解化学概念,建立起宏观与微观相结合的观念。

(一)融合真实情境

无论是化学概念还是化学事实,都与实际生活有着密不可分的联系[2]。基于化学概念、化学事实与实际生活之间的联系,教师可创设形象、生动、有趣的教学情境,将情境与化学概念深度融合,让学生立足真实情境,全方位、多角度、深层次地理解化学概念。

例如,在教学苏教版高中化学必修二“化学反应速率与反应限度”时,为了让学生深度理解化学反应速率这一概念,教师创设了一系列教学情境,由浅入深、层层递进地开展教学。首先,围绕“化学反应具有快慢之分”,教师出示第一组事例:爆竹燃放、钢铁生锈、食物霉变、石灰岩溶洞形成等。学生根据自己的生活经历,发现有些化学反应是瞬间完成的,而有些化学反应则需要花费数日、数月,甚至数年,这说明化学反应有快慢之分,从而引入化学反应速率的概念。接着,教师紧扣化学反应速率,以“单位时间内的变化量”为线索,围绕“物理量的变化量”这一核心问题,以生活中常见的双氧水消毒剂分解实验为例,从相同体积不同浓度的双氧水分解、相同浓度不同体积的过氧化氢分解两个维度(两次实验加入相同质量的二氧化锰作催化剂),对比气泡产生速率的快慢,引导学生明确化学反应速率与物质的量浓度的变化量有关,而非物质的量的变化量。如此,学生就会明白:化学反应速率是衡量化学反应快慢的物理量,是单位时间内反应物或生成物浓度的变化量的正值。通过对生活经验的理性体会以及对实验现象的观察和分析,学生能够逐步建立观点、结论和证据之间的逻辑关系,进而更为深入、准确地理解化学概念。

(二)融合典型案例

斯皮罗(R.J.Spiro)等人提出的认知灵活性理论主张教学既要提供建构理解所需要的基础,也要留给学生广阔的建构空间,强调案例在学习中的作用[3]。案例是具体化的概念,基于案例的学习是具体、真实、有效的学习。在教学中,教师可围绕化学概念,有针对性地选择一些典型案例,通过深度融合典型案例与化学概念,引导学生全面、通透地理解化学概念。

以苏教版高中化学必修二“化学能和电能的转化”为例,教师将新能源汽车作为教学案例,引领学生通过分析新能源汽车的“充电—放电—再充电—再放电”工作原理,了解化学能与电能相互转化的过程。聚焦该案例,学生对原电池、电解池这两个易混淆的概念进行了再辨析,为深入分析新型二次电池充放电过程和二次电池电极方程式的书写方法奠定了基础。教师巧妙、恰当地融合典型案例,不仅增加了化学课程的生活气息,还让化学概念变得更加生动、具体。同时,学生探究、理解、掌握和运用化学概念的兴趣也会更加浓厚,进而能充分发挥自身的主观能动性,深度学习化学概念。

(三)融合相关概念

建构主义理论认为,学习过程是一个由淺入深、由表及里、循序渐进、从已知到未知的过程。引领学生梳理和归纳化学概念之间的联系,不仅有助于学生由浅入深地理解化学概念,也有助于学生建构清晰、完整的知识体系。因此,在高中化学概念教学过程中,教师应在紧扣概念内涵与外延的基础上,适时、适度、适当地融合其他相关的概念。

例如,在教学专题“溶液中的离子平衡”时,教师融合学生已习得的化学平衡、化学平衡移动、化学平衡常数等概念,帮助学生准确、深入地理解本专题中的新的化学概念,如电离平衡常数、水解平衡常数、水的离子积、溶度积常数都属于化学平衡常数,平衡常数的书写规则一致。在此基础上,教师帮助学生进一步发掘水解平衡常数、电离平衡常数、水的离子积之间的关系,加深学生对“越弱越水解”这一口诀的理解,引领学生将新旧化学概念和化学知识巧妙、恰当地关联在一起,进而构建起清晰、系统的知识网络。

深度融合相关化学概念,不仅能够丰富课堂教学内容,而且能打造魅力课堂,降低学生的学习难度,学生能够以熟悉的化学概念为铺垫,全面、深入地理解新的化学概念。

二、实验操作,从“抽象”向“形象”转变

在学习抽象的化学概念时,学生容易产生畏难情绪,积攒很多问题[4]。为了进一步激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性,教师可依托演示实验、自主实验以及合作实验,引领学生在实验中深入理解化学概念。

(一)演示实验

针对化学概念的抽象特征,教师不妨以演示实验为窗口,向学生形象、直观地展示化学概念所描述的事物(物质)的特征,帮助学生更为准确、通透地理解化学概念。

例如,在教学苏教版高中化学必修二“化学反应中的热”时,为了引领学生准确理解放热反应和吸热反应这两个化学概念,教师做了两个演示实验。实验一:拿出一根镁条,用砂纸对该镁条进行打磨,直到镁条通体光亮;接着,将该镁条放入试管中,往试管中加入适量盐酸;最后,触摸试管外壁,感受试管温度的变化。实验二:拿出20克八水合氢氧化钡晶体,放入研钵中进行研磨;将研磨好的晶体放入100 mL的烧杯中,再加入10克氯化铵晶体,并用玻璃棒进行搅拌,使之充分混合;在一块玻璃片上沾一些水,并将烧杯放置在该玻璃片上面;過一段时间之后,提起烧杯,观察玻璃片上水的变化,用手触摸烧杯外壁,感受温度的变化。

在上述案例中,教师借助两项演示实验,让学生亲自动手探究放热反应和吸热反应。尽管教师没有进行过多讲解,但是学生通过观察和讨论实验现象,对抽象的化学概念有了清晰的认识,他们的学习过程更加具象,学习效果也会显著提升。

(二)自主实验

在条件允许的情况下,教师应尽可能为学生创造自主实验机会,助力学生理解化学概念,以提升学生的自主探究能力,培养学生的科学素养。

例如,在教学苏教版高中化学必修一“化学反应的分类”时,鉴于学生在初中阶段已经学习并掌握了四大基本反应类型,教师可以引导学生自主选择实验材料和设计实验方案,有序、有趣、有效地开展自主实验,并在实验中认知、理解和总结化合反应、分解反应、置换反应以及复分解反应等不同类型化学反应的本质特征和外在表现。学生通过自主分析,解决自主实验过程中遇到的各种问题,不仅顺利达成了实验目标,还体验到了自主学习、探究的乐趣,对相关化学概念的理解也更加深入。

(三)合作实验

对于一些难度较高的化学实验,教师可为学生创造合作机会,组织学生以小组合作的形式开展实验。学生在合作实验中相互探讨、协同操作,能够更好地完成实验任务,集思广益,从而全面、准确地理解化学概念。

以苏教版高中化学选择性必修一“浓度影响化学平衡”为例,教师组织学生以小组合作的形式完成了两项实验。实验一:在两支试管中分别加入2 mL 0.1 mol/L的重铬酸钾溶液,然后往一支试管中加入3—5滴氢氧化钠溶液,往另一支试管中加入3—5滴稀硫酸,观察两支试管中溶液颜色的变化。实验二:在两支试管中分别加入2 mL 0.1 mol/L的氯化铁溶液,然后往一支试管中加入3—5滴氢氧化钠溶液,往另一支试管中加入适量铁粉,观察两支试管中溶液颜色的变化。

学生在合作完成这两项实验的过程中,通过分工协作、相互讨论,从变化的角度论证了浓度的改变对化学平衡移动的影响,加深了对化学平衡移动原理的理解,如此,化学概念教学效果以及学生运用化学概念解决问题的能力等都能获得提升。

三、广泛应用,从“结果”向“过程”转变

在传统的化学概念教学中,教师往往会将化学概念作为结论性知识呈现给学生,很少引领学生关注、探究化学概念的形成过程[5],导致学生对化学概念一知半解。对此,教师可引领学生关注化学概念在实际生活中的广泛应用,让学生更为直观地感知化学概念的形成过程。

(一)简单应用

在学生初步理解化学概念的基础上,教师可为学生创造一些简单应用化学概念解决问题的机会,引导学生全面了解化学概念的形成过程。例如,当学生对概念“沉淀溶解平衡”有了初步认识后,教师提出一系列问题:自然景观钟乳石的主要成分是什么?钟乳石是如何形成的?这一过程涉及哪些沉淀溶解平衡知识?通过连环式问题,教师创造了简单应用“沉淀溶解平衡”概念的机会,除了让学生对沉淀溶解平衡概念有了直观理解,还培养了学生运用化学概念讨论生活问题的能力。

(二)迁移应用

迁移应用是指启迪、引领学生创造性应用化学概念,卓有成效地解决相关问题。通过迁移应用,学生能够从新的高度、新的层面认识和理解化学概念,从而发展与提升分析问题、解决问题的能力以及创新思维等。

例如,在教学“盐类水解平衡”时,教师让学生分析探究氯化钠、氯化铵、醋酸钠等正盐溶液呈现不同酸碱性的原因,了解盐类水解的本质后,引导学生运用盐类水解概念对泡沫灭火器的原理、明矾净水的原理进行分析说明,进一步完善盐类水解概念建构。如此一来,学生能够逐渐将化学概念内化为解决问题的基础,化学概念也就成为学生解决相关化学问题的一把钥匙和学生全面发展核心素养的铺路石。

(三)综合应用

现实生活包罗万象,面对现实生活中错综复杂的化学问题,学生往往需要综合应用各种化学概念进行问题分析。在综合调用化学知识的过程中,学生不仅能够理清各个化学概念之间的关系,而且能够了解化学概念的形成过程,进而深度理解化学概念。因此,教师应围绕化学概念,为学生创造一些综合应用化学概念解决实际问题的机会,以此提升概念教学的实效。例如,在引领学生探究“化学能和电能的相互转化”这部分内容时,教师融入了能量守恒定律、化学反应的实质等知识,并鼓励学生尝试综合应用这些化学概念解决问题。如:如何利用能量守恒、化学反应实质、化学能、电能等化学概念,从理论层面分析和解决电动车充电速度慢、续航能力弱的问题?

以综合应用化学概念解决实际问题为契机,学生能够清晰感知化学概念的形成过程,对化学概念内涵与外延建立起动态、全面的理解。

总而言之,概念教学是高中化学教学中的一个至关重要的环节。为着力提升化学概念教学效果,教师应采取深度融合、实验操作以及广泛应用等策略,让学生在深度融合中全面理解化学概念,在实验操作中形象感知化学概念,在广泛应用中了解概念的形成过程,以化学概念为纽带,构建清晰、完整的知识网络。

[参考文献]

叶峰.高中化学概念教学策略探析[J].新智慧,2021(21):82-83.

董玲.宏微结合的高中化学概念教学策略[J].中学化学教学参考,2021(12):5-6.

马丽娜.基于核心素养发展的高中化学概念原理教学策略[J].学苑教育,2020(3):74-75.

周金江.核心素养下的化学概念教学:以《化学反应限度》为例[J].试题与研究,2019(18):163.

龚彬.基于支架式教学的高中化学概念教学策略研究[J].考试周刊,2022(47):129-132.

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