用合适的“钥匙”打开概念学习之“锁”——以“化学键”教学为例

张彩玲

（栖霞中学 江苏 南京 210046）

用合适的“钥匙”打开概念学习之“锁”
——以“化学键”教学为例

张彩玲

（栖霞中学 江苏 南京 210046）

概念学习在化学教学中具有举足轻重的地位，文章以“化学键”教学为例，通过背景分析和教学片断描述，分析化学概念教学中的一些具体做法，包括：利用前认知建构新概念、采用问题链驱动深思考、借助小模型获得微体验和通过对比法形成真认知等。

概念教学；前认知；问题链；对比；建构

一、背景分析

化学概念是将化学现象、化学事实经过比较、综合、分析、归纳、类比等方法抽象出来的理性知识，反映着化学现象及事实的本质属性。化学概念教学的效果如何，直接关系到学生对化学知识的认知程度。受知识本位的影响，实践中存在压缩概念形成过程教学的“重结果、轻过程”倾向。有人把化学概念比作一把锁，而教师的教学方式就是一把钥匙，契合的钥匙能把锁打开，如果钥匙错了，又断在锁里，就很难再打开这把锁了［1］。建构主义主张，学习是学习者运用自己的已有经验去主动而积极地建构对自己富有意义的内部心理表征的过程［2］。可见，学习者总是在已有知识基础上进行感知和加工活动，化学概念的形成需要已有知识的参与，这些已有的前认知能够帮助学生建构化学键的有关概念。在学习化学键有关概念之前，经过初中化学学习，学生知道物质是由分子、原子、离子构成的，也知道Na+和Cl－相互作用形成氯化钠；经过必修1学习，学生已了解电解质的概念，在氧化还原反应学习中已初步认识钠与氯气反应、氢气与氯气反应的微观过程。

二、案例描述

片段一：感知化学键的存在

学生活动：观看实验视频——用一套简易装置检测氯化钠固体的导电性，发现灯泡不亮，当把氯化钠加热到熔化时灯泡变亮。

教师：为什么氯化钠固体不能导电而经高温熔融的氯化钠能导电？

学生：氯化钠固体中钠离子和氯离子之间存在一种作用，使钠离子和氯离子不能自由移动，因此氯化钠固体不能导电。这种作用在高温熔融时被破坏，钠离子和氯离子能够自由移动，因此液态氯化钠能导电。

学生活动：用球棍模型搭建氯化氢分子、氢分子、水分子

教师：2个原子模型是怎样结合在一起的？对于真实的氯化氢分子，氢原子和氯原子又是怎样结合在一起的？

学生：通过小棍将模型结合在一起，真实的分子中也应该存在一种作用。

片段二：利用问题链引发思考，构建离子键、共价键概念

问题1：为什么液态（熔融）氯化钠能导电，而液态氯化氢不能呢？

学生：氯化钠由离子构成，氯化氢由分子构成。液态氯化钠中存在自由移动离子，而液态氯化氢中没有离子。

问题2：为什么由钠元素和氯元素化合成的氯化钠是由离子构成的，而由氢元素和氯元素化合成的氯化氢不是由离子构成的？

学生：因为原子结构不同。

问题3：钠原子、氯原子、氢原子怎样才能达到稳定结构？

学生：钠原子易失1个电子，氯原子和氢原子易得1个电子。

问题4：当钠原子和氯原子相遇时会怎样？用原子（离子）结构示意图表示出来。

学生：钠原子将最外层的1个电子转移给氯原子，分别形成钠离子和氯离子。

问题5：在氯化钠中，钠离子和氯离子之间通过什么作用结合？

学生：带正电荷的钠离子和带负电荷的氯离子之间有吸引作用，原子核之间、电子和电子之间有排斥作用。

问题6：在钠原子和氯原子形成氯化钠的过程中，什么电子发生变化？

学生：最外层电子。

学生活动：在小白板上用彩色小磁铁代表最外层电子，通过小磁铁的移动表示出钠原子将电子“给”氯原子然后二者形成离子的过程（图1）。

问题7：在氯化氢中，氢原子和氯原子怎样结合成氯化氢分子？

学生：氢原子、氯原子都不易失电子，二者通过共用电子对结合。

学生活动：在小白板上用彩色小磁铁代表最外层电子，通过氢原子、氯原子之间2个小磁铁的“组对”表示氯化氢分子的形成过程（图2）。

问题8：在氢气中，氢原子怎样结合成氢分子？

学生活动：在小白板上用彩色小磁铁代表最外层电子，通过氢原子之间2个小磁铁的“组对”表示氢分子的形成过程（图3）。

图1 氯化钠

图2 氯化氢分子

图3 氢分子

问题9：氯化氢分子和氢分子中两个原子间的一对“小磁铁”是否在正中间？

学生：氢分子内的共用电子对应该在正中间，而氯化氢分子内不是。

问题10：氯化镁中含什么键？水中呢？为什么氯化镁和氯化钠中离子个数比不同、水分子和氯化氢分子中原子个数比不同？

学生活动：用小磁铁表示最外层电子模拟氯化镁和水分子的形成过程

片段三：拓展提升，构建整体概念框架

教师：对比水分子分解和水蒸发过程中微粒的变化情况，结合两个变化条件的不同进行分析，能得出什么结论？

学生：水分子分成氢原子和氧原子时共价键被破坏需要吸收能量，水蒸发时水分子没变，分子间距离变大，也需要吸收能量，说明分子之间也存在某种作用，但通过数据对比发现这种作用较化学键要弱。

三、案例反思

1．利用前认知建构新概念

奥苏贝尔在《教育心理学：一种认知观》的扉页写道：“如果我不得不把教育心理学的所有内容简约成一条原理的话，我会说，影响学习的最重要内容是学生已知的内容。”而概念的形成，一般总是从感知具体的物质和现象开始，从运用已经获得的知识开始，在教师的引导下，经过从已知到未知、由表及里、由感性认识到理性认识的过程，去把握有关的理论知识概括，形成概念［3］。鉴于学生在必修1学习过电解质的概念，同时基于学生的思维习惯——从宏观感性角度看问题，案例中从感知具体的现象“液态氯化钠能导电而液态氯化氢不导电”开始，利用液态（熔融）氯化钠能导电而液态氯化氢不导电的实验，制造认知冲突，拓展学生微观角度的认识，引导学生建立宏观与微观的联系。然后利用已经获得的知识“氧化还原反应中钠与氯气反应、氢气与氯气反应微观过程”，在教师的引导下，通过对具体现象“液态氯化钠能导电而液态氯化氢不导电”的微观分析，由表及里，认识两种物质结构上的不同，然后进行概括得出离子键和共价键的概念，建构新的知识结构。

2．采用问题链驱动深思考

问题是思维的动力，是保证学生深层次认知参与的核心。问题链是实现教学目标的程序，也是教师引导学生思维的策略。化学概念的形成过程，实际上是问题解决的过程。在问题解决过程中，学习者需要主动调用已有知识经验，并将相关信息和原有的知识图式有机结合以寻求最佳的问题解决方法，在问题解决的同时，学习者的认知图式也进行了重构［4］。本节课将核心概念离子键和共价键的理解转化为问题链，以问题为主线引领学生主动思考。低起点、小台阶，利用层层递进的问题帮助学生经历知识的形成过程，给学生打开思维的钥匙，引导学生在分析和解决问题的过程中去逐步认识、体验、感悟氯化钠和氯化氢分子形成过程的不同，再通过分析概括构建离子键和共价键的概念。然后通过对氯化氢分子和氢分子内共用电子对位置的比较，形成极性键和非极性键概念。

3．借助小模型获得微体验

化学键概念内容抽象，根据高一学生的心理特点，他们虽具有一定的理性思维能力，但抽象思维能力较弱，还是易于接受感性认识。教学中，将微观问题宏观化、将抽象问题形象化尤为重要。本节课教学中，通过搭建分子模型利于学生形象感知“原子间是通过某种作用结合成分子”；用彩色小磁铁代表电子形象直观，通过对小磁铁的移动和组合，学生能体验到离子键和共价键的不同形成过程，体验到极性键和非极性键中共用电子对是否偏移，还能体验到在不同物质中离子或原子个数比不同的原因，通过体验促进概念的建构。另外，虽然整节课看似没有出现化学键的符号表征即电子式的概念，但在用小磁铁模拟电子的活动中学生其实已理解其实质，只差捅破一层窗户纸，下节课电子式的学习将是水到渠成的事。

4．通过对比法形成真认知

化学概念教学过程的实质就是一种知识结构的形成。如果把教学比作电影拍摄，教材只是演出的脚本，成功的演出往往要在脚本的基础上进行 “再创作”。调整、改造、扩充教材的过程，也就是教师“再创作”的过程。对于化学键这节内容，一般习惯于先学习离子键及其表示方法，第2课时再学习共价键。实践发现，这种课时划分经常出现这样的现象：在第1课时学生看似基本掌握了离子键概念及有关电子式的书写，但在第2课时学完共价键之后，却常常把两种化学键混淆，尤其在电子式书写中表现较为突出，常常辨不清究竟该怎样写。出现这个现象的原因在于前一课时只孤立地学习了离子键，部分学生只是机械模仿氯化钠电子式的书写，并没有深入分析思考对概念形成真正认知。本节课大胆突破传统的课时划分，将离子键和共价键概念教学放在一节课，而将电子式的书写放到下一课时，一方面将难点分散，更重要的是对比学习利于学生对化学键概念的整体建构，防止因孤立学习出现伪认知现象。从感知化学键的存在，到对 “为什么液态氯化钠能导电而液态氯化氢不能导电”的微观辨析，在概念形成与发展过程中一直采用对比的方式，这种对比方式能够激发学生深层次的思维，避免简单机械的模仿。将既有联系又有区别的两个概念进行对比，可以帮助学生弄清离子键、共价键两个概念的异同，有助于突出概念的本质特性。在构建极性键和非极性键概念时，也采用对比的方法，通过比较氯化氢分子和氢分子内共用电子对的位置是否相同，达到概念建构的目的。然后通过氯化镁和氯化钠形成的微观过程、水分子和氯化氢分子形成的微观过程的对比探究活动，帮助学生理解不同元素的原子之间按照不同个数比结合的原因。最后通过对水分子分解及水蒸发变化中的粒子变化情况和吸收能量的数据对比，认识化学键和分子间作用力的联系和不同。

化学概念能深刻反映化学过程的最本质的特征，重视与加强基本概念的教学，是提高化学教学质量的关键［5］。让我们努力寻找合适的“钥匙”，开启每一把概念学习之“锁”！

［1］倪娟．论基于学科观念的化学概念教学 ［J］．化学教育，2014，（1）

［2］汪凤炎．教育心理学新编［M］．广州：暨南大学出版社，2006

［3］刘知新．中学化学教材教法［M］．北京：北京师范大学出版社，1983

［4］任红艳．化学问题解决及其教学的研究［M］．北京：高等教育出版社，2008

［5］刘知新．化学教学论［M］．北京：高等教育出版社，1997

1008-0546（2015）07-0042-03

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