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以培养思维为核心 建构学生学科观念的方法

作者:第一论文网 更新时间:2015年10月26日 21:04:51

 化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学[1],可以认为,宏观与微观的联系是化学不同于其他学科的特点,也是化学学科最具特征的思维方式。微粒观作为上位的基本观念,它的形成有利于学生理解和解释宏观的事实和现象、理解化学反应的实质以及化学符号的意义,能够有效促进学生形成从宏观、微观和符号三重表征水平上认识和理解化学知识的思维方式。清华大学的宋心琦教授认为,中学化学教学能够使学生终身受益的,不是具体的化学专业知识,不是诸如分类、实验、计算等特殊的方法和技能,而是影响他们思维方式和问题解决能力的具有化学特点的思想观念。只有将化学的基本观念与具体的化学知识相互渗透和融合,教师才能真正进行素质教育,培养学生的能力。多少年后,学生可能忘记很多具体的化学知识,但是一些基本的化学观念应该深深地印在脑海里,成为他们认识物质、做出相关判断的出发点与基本依据。下面以笔者在江苏省教学新时空“名师课堂”中,所上的苏教版化学选修模块《化学反应原理》专题3“溶液中的离子反应”中“强电解质和弱电解质”一节课的教学为例,谈谈一些自身的体会。
  一、抓住概念的根,促进思维形成
  概念是思维的基本单位,是思维的出发点和归结。没有概念,就没有思维。概念越模糊,思维越混乱。概念形成的过程是归纳、综合、抽象等逻辑思维的过程,也是学习与研究的过程,是脑神经元之间产生新的连接的过程。一直以来,中学化学课堂的概念教学大多是对概念机械的堆积,缺少概念的“根”。所谓概念的“根”,[第一论文网(www. dylw. NEt) 专业提供专业论文代写和发表教育论文的服务,欢迎光临]就是概念真实的形成过程,是发现的过程,是逻辑思维的过程。强电解质和弱电解质这两个宏观概念,它们的“根”是什么?这需要教师精心挖掘、用心思考。
  本节课从生活情境引出酸、碱有强弱之分,通过实验情境引出强酸、弱酸的导电性不同,再通过问题链,如强酸的导电能力一定强,弱酸的导电能力一定弱吗?电解质导电能力的强弱究竟和什么有关?相同浓度的盐酸和醋酸溶液中为什么离子浓度会不同呢?如何设计实验来证明?我们能否定量地感知盐酸和醋酸溶液中溶质分子的电离程度呢?能否用方程式表示氯化氢和醋酸在水中的电离吗?这样层层递进的6个问题引导学生去发现强电解质和弱电解质两个概念形成的过程,将学生的认识从宏观表象逐渐引向微观本质,挖掘出了概念的“根”,从而理解不同物质在水溶液中的行为是微粒运动变化的具体表现。对于具体的强电解质和弱电解质而言,它们在水溶液中的许多宏观表现都不同,如实验所展示的现象和结果“同浓度的盐酸和醋酸的酸性强弱不同、导电能力不同、与镁条反应速率的不同”等,而这些宏现现象归根结底是由它们在水溶液中的微粒形式、微粒浓度等所决定的。从微观的视角认识化学物质及其变化,是化学学科区别于其它学科的特征。化学物质通过其独特的微粒种类、微粒间相互作用类型、微粒的聚集方式和程度实现了从微观结构到宏观性质的过渡,并赋予其独特的性质、制法和用途。
  二、设计系列问题,推动思维发展
  问题是思维的源泉,更是思维的动力。课堂教学中的问题结构实质上体现了学科知识的逻辑结构,体现了知识以及学科观念建构的历程与思路。研究表明,“一个结构优化的教学能够发展学生的探究能力,并帮助学生学会如何判断问题的价值”。在课堂教学中,具有内在逻辑关系的结构化问题推动着教学的进程、学生思维的发展和知识的建构。尽管我们可以把化学观念的基本含义象传授具体化学知识那样呈现给学生并讲解它们的认识功能和价值,但是如果没有经过学生自己的思维活动和认知体验,其中的“营养”并不能转化为个体的素质。学科观念是对具体化学知识的感知基础上的理性抽象,是学习者深层思维活动和主动建构的产物。因此,观念的形成过程就是一个学习者主动参与、积极思维的过程。
  本节课以6个核心问题串联了整个课堂。在教学中,根据教学目标设定教学思路,把教学内容编设成一个个彼此关联的问题,问题具有合适的难度梯度,每一个问题都成为学生思维前进的阶梯,6个问题形成具有一定脉络的知识链。通过这些环环相扣、步步推进的提问,引导学生的思维向知识的深度和广度发展;通过层层剖析、循序推进,让学生由表及里、由浅入深地自我建构知识体系。这节课的主要问题链分为两类:一是引导性问题,有6个;二是和各个引导性问题相关的方法问题,也有6个(表1)。
  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。在教学中,不仅要利用问题调动学生参与学习过程,激发和引导学生通过问题的思考去理解所学知识,更为重要的是要通过系列问题的启发和引导,让学生经历科学理性思维活动,在问题分析和解决的过程中去反复认识、体验和感悟分析水溶液中电解质的电离,从而为学习理解强弱电解质奠定知识和方法基础。
  三、基于已有知识,促成思维升华
  美国著名教育心理学家奥苏贝尔在其著作《教育心理学》的扉页上写道:“假如让我把全部教育心理学仅仅归结为一条原理的话,那么,我将会说:影响学习的惟一最重要的因素就是学习者已经知道了什么。要探明这一点,并应据此进行教学。”任何一个新知的出现总是和原有知识发生联系,新的知识不是被现有认知结构所吸收,就是引起原有认知结构的改造,以产生新的认知结构。皮亚杰称前者为同化机制,后者为顺应机制。学生的认知结构就是在同化和顺应机制的交互作用下逐步形成的。因此,教学过程中教师必须深入了解学生的原有认知结构,把握教学的起点,把新知纳入到原有认知结构中,使学生的认知结构和思维能力在原有基础上延伸发展。
  中学阶段的化学课程体系是一个螺旋式上升的体系,从义务教育阶段的5个主题,到化学1、化学2的6个主题,再到选修的6个模块,具有内在的一致性和连续性,特别是选修的6个模块实质上是必修6个主题的延伸和深化,所以高中化学教学需从整体上理解和把握课程内容,既要防止在必修阶段“一步到位”,加大难度,挫伤学生学习化学的积极性;又要做到选修阶段的学习在必修的基础上进行,不去做无谓的重复。强电解质和弱电解质的概念在化学必修1当中已经出现,学生在必修阶段已初步感知了强电解质和弱电解质,但对强电解质和弱电解质的微观本质还缺乏深刻的感知和理解。因此本节课的开始首先引导学生回顾了必修阶段[第一论文网(www. dylw. NEt) 专业提供专业论文代写和发表教育论文的服务,欢迎光临]的相关物质分类知识,明确了电解质在水中的反应实质是离子之间的反应,顺势通过生活情境,并以强酸、弱酸导电性不同这一宏观现象的讨论过渡到对微观本质的探究中,这就给新知识的生长在学生的认知结构中找到了固定点,逐步理解不同物质在水溶液中的行为是微粒运动变化的具体表现,是由它们在水溶液中的微粒形式、微粒浓度等所决定的。实现对已有知识的延伸和拓展、对思维的深化、升华,深刻领悟学科观念,提高综合运用所学知识分析解决实际问题的能力。
  教育学家叶澜认为,一门学科对学生发展的价值,除了学科领域的知识以外,从更深的层次看,还应该给予学生认识世界和解决问题提供独特的视角、思维的方法和特有的逻辑。中学化学教学的学科知识是有限的,作为化学教育工作者,我们必须借助于这些有限的知识,把这些知识当作启发思维、训练思维的“种子”,帮助学生形成终身有用的思想、观点和方法。
  参考文献
  [1] 中华人民共和国教育部. 普通高中化学课程标准(实验)[S]. 北京:人民教育出版社,2003: