陈园园（上海市新场中学　上海　201314）



从学生认知角度思考概念教学的价值与策略

陈园园
（上海市新场中学上海201314）

摘要：概念学习不只是纯粹的吸收过程，而更多的是一种建构。概念课的教学过程要符合学生的认知发展特点，使概念学习由浅而深，降低了思维的难度，也使学生的认知体系经历一个“平衡—失衡—再平衡”及“有序—无序—更高层次的有序”的过程。关注学生已有概念和经验，联系科学探究一般过程“发现异象—探索奥秘——收获成果”进行概念教学；关注学生从感性到理性的认知过程，借助化学实验、触觉体验、模型和动画等教学手段进行概念教学；关注学生对实验的兴趣，利用问题驱动进行概念教学。

关键词：概念教学；建构；学生认知

一、从学生认知角度思考概念教学的价值

化学概念能深刻地反映化学过程中的最本质的特征，是人们思维的结晶，也是课程内容的重要组成部分，是化学知识的“骨架”。化学概念还是学生进行化学思维的依据和出发点，是学习化学基本理论、元素化合物及其它知识的基础。综合化学概念的理论和实践研究，我们不难发现，化学概念的教学应遵循学生的认知发展特点进行，才能有利于学生的发展。

以皮亚杰为代表的建构主义认知心理学认为，概念学习不只是纯粹的吸收过程，而更多的是一种建构。因此概念教学应该摆脱“灌输重于引导”的尴尬局面，将传统的化学概念讲授转变为探究式的建构主义学习，从学生的实际出发，设计的教学过程要符合学生的认知发展特点，以合适的探究活动为载体，将学生推上自主学习的舞台，使概念学习由浅而深、环环相扣，降低了思维的难度，也使学生的认知体系经历一个“平衡—失衡—再平衡”及“有序—无序—更高层次的有序”的过程，亲身参与并建构起完整的概念体系。[1]

从学生认知角度思考概念教学，体现了“学生主体”的思想，这样有利于调动学生的学习积极性，可以有效的培养学生的能力素质；也易于激发和保持学生的学习积极性，有利于教学效果的实现；同时可以锻炼学生的合作精神和沟通能力。

二、从学生认知角度思考概念教学的策略

1.关注学生已有概念和经验，联系科学探究一般过程“发现异象—探索奥秘——收获成果”进行概念教学

案例：在高一“气体摩尔体积”这一概念教学中，教材呈现顺序：首先阐述影响物质体积的三要素，推导出影响气体体积的两个主要因素，再计算标准状况下1mol气体的体积，最后得出气体摩尔体积的概念。

很多教师都是按照教材呈现的这种先后顺序设计教学环节。这样做的好处是知识系统很完整；劣势是刚上高一的学生抽象思维正在形成中，直接呈现理论分析和概念、公式会增加学生学习知识的难度，也易使他们感到枯燥无味。

如果作如下设计：教师展示课题“气体摩尔体积”，请学生根据自己非常熟悉的摩尔质量的概念自我建构气体摩尔体积的概念、符号、定义式、单位。整个过程大约用时3分钟，非常顺利，学生很容易得出气体摩尔体积的概念。这样可以降低学生学习负担，不会让学生以为今天又学习了一个新概念、新知识。

提出课题任务：物质有固体、液体、气体等状态，为什么突出研究气体摩尔体积呢？其有何特别之处吗？进而进入本节课的第一个环节——发现异象。

展示：标准状况（0℃、101 kPa）下1 mol Fe、Al、H2O、H2SO4、O2、H2、CO2、N2的质量和密度，计算1mol不同状态的物质体积。

问题：由体积数据结合物质状态你得出什么结论？

学生：0℃、101 kPa时，（1）气体体积比固体和液体大；（2）1mol不同固体、液体体积不同；（3）1mol不同气体体积相差不大，约为22.4L，学生发现，标准状况下，1mol气体体积大小与气体种类没有关系。

展示：展示30个乒乓球紧密堆积的图片。

问题：请学生根据常识判断：如果把它们换成30个篮球，以相同堆积方式，所占据的体积相同吗？学生的回答是体积肯定不同。

此时，学生已经从数据计算归纳出的结果和生活经验的对比中发现了一个奇异的现象：即只有同温同压下，1mol气体的体积与气体种类无关，不论何种气体，体积是相同的。学生自己发现了这个问题后，学习兴趣在奇异现象的驱动下瞬间被调动，开始主动想探究究竟是何种因素影响了物质和气体的体积呢？学生由“无意注意”进入“有意注意”状态，进而进入本节课的第二个环节——探秘。

学生探究：影响物质体积的因素是什么？利用运动会班级队列所占体积受何影响这一生活常识，由此及彼，学生提出影响因素：微粒数目、微粒大小、微粒的平均间距。

展示：图片展示固体、液体、气体微粒间距比较示意图。

学生：固体、液体微粒排列很“密”，气体微粒排列很“疏”。

教师：气体微粒间“疏”到什么程度？教师用科学数据说明，一般地，气体分子的直径约为0.4nm，而分子之间的距离约为4nm，气体微粒间距比气体分子直径大很多，此时，气体分子大小对气体体积的影响很小，可以忽略。

结论：（1）对于气体，微粒大小可以忽略；

（2）气体体积主要取决于微粒数目、微粒间距；

（3）1mol气体体积主要取决于微粒间距。

教师：温度和压强会影响气体分子间距，用“热胀冷缩，用手挤压气球”两个生活中的例子请学生感受温度和压强对微粒间距的影响。

结论：（1）温度升高，粒子间距增大；

（2）压强增大，粒子间距减小；

（3）同温、同压下，气体分子平均距离相同。

“探秘”环节结束后，教师趁热打铁，请学生思考：

（1）相同温度，相同压强下，相同分子数的任何气体，体积相同吗？

（2）相同温度，相同压强下，相同体积的任何气体，分子数相同吗？学生对照“探秘”结论，轻松得出答案。

此时学生已自行建构和完成本课的第三个环节“收获成果”。教师展示阿伏加德罗定律——相同温度，相同压强下，相同体积的任何气体里有相同数目的分子。学生的喜悦之情溢于言表。同时，联系我国科学家屠呦呦女士获得诺贝尔奖的事实让同学感受到科学探究的过程与乐趣。

关注学生已有概念，联系科学探究一般过程“发现异象—探索奥秘——收获成果”进行概念教学，变纯概念教学为动态的科学探究过程，并采用科学数据、生活经验推进生生互动、师生互动，这个过程为学生在学习化学概念的过程中提供了较多主动学习和合作探究的机会，在任务驱动下让学生始终保持强烈的学习兴趣，实现了概念教学的优化，符合学生认知发展规律。

2.关注学生从感性到理性的认知过程，借助化学实验、触觉体验、模型和动画等教学手段进行概念教学

在化学概念教学中，学生化学概念的形成是一个从对化学概念的感性认识出发，经过抽象、概括而达到对化学现象理性认识的过程，这符合学生认知发展过程。抽象化学概念如离子、离子键、共价键等的教学尤是如此，由于学生空间想象能力、抽象思维能力还不够成熟，对这些抽象概念的学习往往感觉困难，因此，教师可将学生最为熟悉的物质及其变化作为载体，借助教学手段，循序渐进，以层层深入的方式，帮助学生实现从宏观认识向微观认识的过渡，进而达到使学生逐渐建立从微粒角度看物质及其变化的意识和能力这一高层次的教学目标。

下面笔者以“离子”这一概念的教学案例为实例具体阐述。

（1）利用化学实验，帮助学生认识离子和原子性质的不同。

实验1：取金属钠和氯化钠分别投入两杯水中，观察现象。

学生直观地感受到钠遇水时现象很剧烈，氯化钠遇水时很温和，溶解了。说明氯化钠中不是含有钠原子，氯化钠中的“钠微粒”与钠原子不同。

实验2：将实验1的氯化钠溶液与电源、小灯泡连接成闭合回路，观察现象。

学生观察到小灯泡亮了，说明氯化钠溶液能导电，溶液中的“钠微粒”不是电中性的。

（2）利用模型，帮助学生认识原子和离子结构的不同。

模型：可以是规范的模型，也可以用卡纸和大头针等物品自制，借助模型使原子和离子结构从不可视变为“可视”（图1）。

问题：为了达到稀有气球的稳定结构，原子形成离子后，结构上发生了什么变化？

学生：原子核不变，内层电子不变，最外层1个电子失去，此微粒带1个单位正电荷。

教师：引出离子的概念：原子或原子团失去电子后的带电微粒称为离子。

钠原子符号：Na，钠离子符号：Na＋。

图1　原子和离子结构图

（3）利用动画或图片模拟，帮助学生认识氯化钠溶于水的变化过程（图2）。

学习离子的概念后，再从微观的角度认识实验：氯化钠溶于水为什么能导电。这样，学生既理解了离子的概念、离子与原子在结构上的差别，也理解了氯化钠这类物质溶解过程的本质，形象化地和学生一起建构了微粒观。

图2　氯化钠溶于水的变化过程

3.关注学生对实验的兴趣，利用问题驱动进行概念教学

化学是一门以实验为基础的学科，通过化学实验教学可以使学生获得生动的感性知识，从而更好地理解、巩固所学化学知识。实验是化学的灵魂，学生对千变万化的化学实验有着天然的兴趣和好奇。教师可以通过设计演示实验、学生实验等，利用问题驱动，由浅入深、由表及里，进行概念教学。

笔者在进行“物质的量浓度”这一概念教学时就采取此教学策略，具体如下：

展示：不同规格容量瓶，学生观察容量瓶的结构，教师告知学生其使用方法。

提出任务：请学生用18g糖（葡萄糖分子式C6H12O6）配成500mL溶液。

问题：n（C6H12O6）＝___mol。答案：0.1mol。

问题：500mL溶液中含有溶质0.1mol，每升溶液含有溶质多少摩尔？答案：0.2mol/L。

引入：物质的量浓度的概念、符号、定义式。

设计实验：任务为配制0.2mol/L糖溶液500mL。这是一个定量实验，要求“精确”。教师利用烧杯、容量瓶、玻璃棒等设计实验（不规范地），请同学讨论这样的实验方案能否“精确”。

学生任务：看书、讨论、然后对老师的设计方案做出评价。整个过程师生和生生之间互动频繁，学生保持高度的学习热情，顺利而愉快地得出正确精确配制一定物质的量浓度溶液的方式。最后安排学生自己实验，巩固一节课的成果。

此类概念教学在进行教学设计时，教师关注学生对实验的兴趣，将实验操作和蕴含的化学概念联系起来，并利用问题驱动，充分调动学生的学习积极性，变被动为主动，学生在不知不觉中建构、掌握、应用新概念。

三、总结

化学概念是对一类事物的共同本质属性从化学科学角度的概括，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。[2]它们往往是宏观与微观相结合，抽象难懂。以往教学中，化学概念教学经常是“讲概念，用概念”，在反复的题海中消磨了学生的学习热情。若要改变概念课的教学，提高学生的学习参与度，提升学习效果，可以从学生认知角度思考概念教学，关注学生已有概念和经验，联系科学探究一般过程“发现异象—探索奥秘——收获成果”进行概念教学；关注学生从感性到理性的认知过程，借助化学实验、触觉体验、模型和动画等教学手段进行概念教学；关注学生对实验的兴趣，利用问题驱动进行概念教学。

参考文献

[1]张文林.胡志刚.李衡鹏.基于“5E学习环”的化学概念教学初探[J].中学化学教学参考，2015，（8）：12-15

[2]魏林明.以建构性教学模式开展科学概念学习——以“饱和溶液”教学为例[J].教学月刊·中学版（教学参考），2013，（11）

[3]高文，徐斌艳，吴刚.建构主义教育研究[M].北京：教育科学出版社，2008，2

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.01.009

文章编号：1008-0546（2016）01-0026-03

中图分类号：G632.41

文献标识码：B