基于学科理解的初中化学概念教学

黄丹娜

一、问题的提出

化学概念是在化学科学发展过程中，将化学现象和化学事实经过综合比较、分析归纳等方法提炼出来的理性知识，能反映事物的本质属性，是化学学科知识体系的重要基础。初中阶段涉及的化学概念较多，且具有抽象和不可见性，对于化学学科思维正处于初期发展阶段的初中生来说，概念学习往往会成为学习的障碍点。而实际教学中，教师往往只注重引导学生对化学概念进行字面上的解析，缺乏帮助学生建立抽象概念的直观手段，不重视概念之间的内在联系和迁移应用。这样的机械记忆教学，导致学生不能透过现象认识概念的本质，容易将概念混淆，在概念记忆和理解应用之间产生冲突，对化学学习造成了影响。真正有意义的概念教学，是教师从学科理解的角度，深入了解概念的内涵与外延，教学中注重引导学生开展深度学习，经历由感性认知到深刻理解的概念建构过程，最终达到迁移应用的目的。

二、基于学科理解的概念教学

化学学科理解，是指对化学学科知识及其思维方式、方法的一种本原性、结构化的认识，也就是不仅要对知识的本原有深层次理解，还要将相关知识联系起来，形成结构化的有机整体。化学概念是表征物质的性质及变化规律的学科知识，反映了化学学科功能，具有整体性、思维性、迁移性。从学科理解角度，要实现化学概念功能化，要求教师进一步增进对概念的学科理解，能对概念进行全面深入也剖析，辨析其本质的同时，了解与其相关的外延内容与构成体系，如此才能在教学中引导学生开展深度学习，最终获得有内在联系的、结构化的概念认知。

对某个概念的深入理解就是要弄清楚概念的内涵（反映事物的共同特征）和外延（相关的各项内容），概念理解的过程是一个积极思维的活动过程，是对信息进行辨析、描述、表征和应用的过程。初中化学学习中的很多概念比较抽象，因此，基于学科理解的化学概念教学，必须重视学生形成概念的过程，教学中可通过创设真实的学习情境，利用直观化的教学手段，精心设计与概念紧密关联的问题，让学生经历感知概念、理解概念、应用概念的学习过程，引导学生积极思考，在分析、类比、归纳中逐步形成概念，并在实际问题解决中巩固和提升对概念的理解，增强迁移应用能力，发展化学学科素养。

三、基于學科理解的教学实施策略

1.依托真实的学习情境感知概念

基于学科理解的概念形成，不是直接讲解概念的内容，而是一个由感性到理性的循序渐进过程，教学中应积极为学生创设真实的学习情境，提供和概念有关的感性素材，让学生感知概念。化学知识与日常生活紧密相关，很多化学概念虽然理论程度较高，但也是源于生活。例如物理变化和化学变化、饱和溶液与不饱和溶液、溶解度、酸和碱等，这些概念涉及的知识内容广泛体现在生活中，可用于解释生活中的物质及变化。因此，在进行概念教学时，就可以借助与概念相关，贴近学生实际，能够激发学习兴趣的生活范例，让学生在生动直观的场景中感知概念，这样可以消除学生在学习概念时产生的思维障碍，并通过富于启迪性的学习情景，让学生能主动观察分析，挖掘概念的内涵，逐步建立对于概念的完整认知。

九年级下册第九单元“溶液的浓度”的概念教学，在展开对“溶质的质量分数”这个概念的分析解读前， 可以提供生活中一些溶液食品如可乐、食醋、啤酒等，让学生观察成分说明中的有关物质含量的表示方式，比较各成分的含量，讨论溶液的浓稀情况，感知溶液的浓度在生活中的广泛体现，快速建立起对概念的认知。同时，提供一些物质如氯化钠、蔗糖、硫酸铜等，让学生在完成配制相关溶液的自主探究活动中，逐步增强对概念的体会和理解。有了这样生活化的实例作为依托，不仅可以让学生感知概念，还能形成良好的学习氛围，活跃学生思维，让学生融入到学习活动中，积极主动地展开对溶液组成中各成分质量关系、影响溶液浓度的因素等相关问题的探究，逐渐建立对“溶质的质量分数”的内涵和外延的认知。

2.应用宏微结合思维理解概念本质

从学科理解的本原性认识出发，要真正理解一个概念，必须对概念进行本原性思考，揭示概念的本原性问题。化学是在分子、原子的层面上认识和研究物质，宏观与微观相结合是化学学科特有的思维，化学概念的内涵与外延也是宏观特征与微观本质的密切联系。概念教学时，教师要通过创设多样化的教学活动，引领学生从微观视角思考概念的本原性问题，深层次认识其内涵和外延，这样才能展开深度学习，真正理解概念的本质。

（1）借助实验引发微观思考

实验是化学学习的重要方法，化学实验可以让抽象的概念外显，变得形象化。在概念教学中，做好化学实验，利用呈现的实验现象让学生充分获得感性素材，逐步引导学生通过物质的宏观现象去思考微观变化，开展深度学习，揭示概念的本质。

例如学习“中和反应”时，通过演示稀盐酸加入氢氧化钠溶液没有明显现象，往加了酚酞的氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸，呈现溶液由红色褪为无色的现象，引发学生思考氢氧化钠和盐酸是否发生了反应，再引导他们从微观角度思考这两种溶液由哪些微观粒子组成，反应过程中这些微粒的变化情况，从而展开对“中和反应”实质的探究。

化学实验，可以很好地呈现出化学概念，搭建宏观现象和微观世界的桥梁，有助于学生实现从宏观视角到微观视角的思维转化，促进对概念本质的理解。

（2）运用直观手段揭示微观本质

初中阶段是学生思维处于形象思维到抽象思维的过渡时期，尽管知道物质是由微小粒子构成的，但他们对微观世界的想象、理解和表征能力还不足。因此，教学中引导学生从微观角度揭示概念的本质，教师还需要借助一些直观手段，呈现形象化和具体化的微观世界及其变化，帮助学生思考相关的本质问题。

课堂上，可以使用模型、图片、动画等直观材料，使微观世界可视化，提高学生的想象力，使学生快速形成对微观物质及变化的认知。例如，在学习物质类别的相关概念时，展示分子、原子的微观模型，让学生辨析混合物、纯净物、单质、化合物等概念的区别;借助多媒体呈现生动的微观动画，展示化学反应中分子分解成原子，原子重新组合的微观变化过程，帮助学生理解化学反应的微观本质，并从中建立分子、原子的概念;还可以通过数字化实验，利用呈现的直观曲线图加以例证，比如利用电导率传感器或离子浓度传感器测定中和反应过程中离子浓度变化，虽然学生没有真正看到微粒，但可以将曲线的变化与溶液中微粒的变化联系起来，帮助学生理解反应过程中的微观变化，建立对概念的认知。

在一些概念的教学上，为了更好地反映宏观物质及其变化的本质，教师应充分用直观手段体现微粒的特征及变化，让学生在直观材料的体验和感悟中进行分析、概括，不断深化对概念本质的理解。

3.设计具体问题提升概念的理解与应用

学科理解中形成的结构化认识，意味着要将相关的知识联系起来，形成有机整体，促进迁移应用。概念具有迁移性，真正实现对概念的理解，是能够应用概念解决陌生情境中的相关问题。在学习概念之后，可以设计一些与概念紧密相关，能活化学生思维的问题，一方面测查学生对概念的理解程度，同时，让学生在实际问题的分析探讨中进一步增强对概念的深入理解，学会灵活应用概念解决问题，提升迁移应用能力。

（1）设计类比问题辨析概念

随着学习的概念慢慢增多，学生会遇到一些具有相似性的概念，它们有本质不同，又存在关联，容易混淆。为了避免学生对这些概念的混淆，教学时可采用类比法，通过设计一些类比问题将概念进行比较对照，引导学生通过对比概念中各自不同的要点，以此来辨析概念之间的异同，精准理解这些概念的本质。

初中学习了四种化学基本反应类型及氧化反应、还原反应等其它一些反应类型，学生在实际判断中往往会出现问题，不能正确应用，原因是不能真正辨析这些概念的本质不同。教学中可以通过设计类比问题，帮助学生弄清概念的本质，例如学习“置换反应”时，在列举正向例子后，再设计一些包含反例的类比问题，给出一氧化碳与氧化铜、甲烷燃烧、镁在二氧化碳中燃烧、钠和二氧化碳等反应的化学方程式，让学生依据概念进行辨析，学生在进行辨析的过程中，发现错误，意识到自身对概念属性的认识不够全面深入，从而及时纠正错误认识，弄清这些概念的本质区别，更加准确、深刻地理解概念，同时提高对概念本质的精准辨析能力。

（2）设计变式问题深化概念理解

真正深入理解概念，是能将概念迁移应用在不同于原来的问题情境中，因此，在揭示概念本质的基础上，还要联系概念引出的外延内容，实现知识的拓展。教学中可以根据学生的已有认知水平，围绕概念的内涵和外延，设计由浅入深、符合学生认知规律的层次性变式问题，考查学生对概念的理解程度和迁移能力。

例如，初中化学中关于分子、原子的概念描述：“分子是保持物质化学性质的最小粒子;原子是化学变化的最小粒子”。如果只是简单地对这两个概念的文字表述进行分析，学生很难对这两个概念的联系与区别有深入的理解，容易混淆。教学时，可以在具体的化学变化中设计相关的变式问题，将概念具体化、问题化，比如以学生熟悉的过氧化氢分解制取氧气的反应为例，从微观角度引导学生认识分子是由原子构成的，化学反应中原子不再分解的事实。接着呈现一系列变式问题：①在过氧化氢分解的过程中，不变的粒子是什么？②过氧化氢和生成的水化学性质相同吗？请说出理由？③由此，你认为一氧化碳和二氧化碳的化学性质会相同吗？判断依据是什么？通过这些问题引导学生进行深入思考，就容易帮助他们弄清这两个概念之间的聯系。为了促进学生对概念的深入理解和迁移应用，除了设计阶梯式的变式问题，在后续更多的学习之后，还可以设计由点到面的变式问题，如“金刚石和石墨的化学性质是否相似？盐酸、硫酸等酸为什么有相似的化学性质？”等问题，让学生进一步理解分子的概念只是针对由分子构成的物质，同时将概念的内涵迁移应用，建立更加全面深入的概念认知。

化学概念是初中化学学习的重要基础，对概念的理解水平将影响学生对化学问题的理解与判断。基于学科理解的概念教学，是要帮助学生形成具有内在联系、结构化的概念认知，进行概念教学时，不能要求学生机械地记忆概念的内容和用法，更要注重学生形成概念的思维过程。教学中应尽可能提供让学生获得感性认识的学习情境，充分借助多样化的直观手段，用联系的方法多角度剖析概念的特征，引导学生进行深度学习，准确深入理解概念的内涵和外延，形成完整的知识体系，并迁移应用到不同的实际问题中，发展学生的化学学科素养。

基金项目：本文系福建省教育科学“十三五”规划2019年度教育教学改革专项课题“基于核心素养的初高中一体化化学高效课堂模式研究”（项目编号：Fjjgzx19-020）研究成果之一。

（收稿日期：2021-09-15）