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初中化学概念教学有效性研究 初中化学概念教学有效性研究 中文摘要 从化学学科角度说，化学知识体系的形成依赖于化学概念的正确构建。通过化学 概念教学的研究，可提高化学教学的课堂效果，更有效地实现课堂教学目标。提高化 学概念教学的有效性，能使学生对化学物质及其变化的认识不只是停留在低级的感性 阶段，而是使学生形成合理的认知结构，进而有利于化学知识网络化、系统化，更重 要的是通过培养学生的逻辑思维能力，使学生学会如何学习化学知识。 本课题以国内外对初中化学课堂教学有效性的研究为背景，结合作者学校初中化 学的教学情况，进一步在丰富和完善初中化学概念的教学策略和有效措施方面做了一 些研究。( 1 ) 通过调查学生在化学概念学习方面的现状及学习方法，教师课堂教学行 为对教学有效性的影响等方面的情况，掌握第一手材料，使研究具有针对性；( 2 ) 对 课堂上传授化学概念的教学效果进行观察分析，找出原因，并提出具体的改进措施； ( 3 ) 运用新的教学理论分析化学概念教学的实践，总结经验，提出新要求，为改进 初中化学教师概念教学低效的问题提供行之有效的理论和方法。在课题研究中，作者 改变传统的教学模式，采用新的教学方法传授化学概念，使学生的学习效率有所提高， 同时也提高了作者的教学水平和科研能力。 关键词：初中化学概念教学有效性 作者：陈鲲 导师：周年琛 a b s t r a c tr e s e a r c ho nt h et e a c h i n ge f f e c t i v e n e s so fc h e m i s t r yc o n c e p ti nj u n i o rh i 曲s c h o o l s r e s e a r c ho nt h et e a c h i n ge f f e c t i v e n e s so fc h e m i s t r y c o n c e p t i nj u n i o rh i g hs c h o o l s a b s t r a c t i nt h ep e r s p e c t i v eo fc h e m i s t r y , t h ef o r m a t i o no fc h e m i c a lk n o w l e d g es y s t e md e p e n d s o i lt h ec o r r e c tc o n s t r u c t i o no fc h e m i s t r yc o n c e p t s b yd o i n gar e s e a r c hi n t ot e a c h i n g c h e m i s t r yc o n c e p t s ，t e a c h e r sc a ni m p r o v et h et e a c h i n ge f f e c t s ，s ot h a tt h et e a c h i n ga i m s c a nb ea c h i e v e dm o r ee f f e c t i v e l y a n dt h ei m p r o v e m e n to fe f f e c t i v et e a c h i n gw i l le n a b l e s t u d e n t st of o r mt h er e a s o n a b l ec o g n i t i v es t r u c t u r et h a tt h e yw i l lu n d e r s t a n dc h e m i c a l s u b s t a n c e sa n dt h e i rc h a n g e s ，r a t h e rt h a ns t a yi nt h el o w - l e v e lp e r c e p t u a ls t a g e f u r t h e r m o r e ，i th e l p ss t u d e n t s b u i l das y s t e m a t i cn e t w o r ko fc h e m i c a lk n o w l e d g e m o r e i m p o r t a n t l y , t h r o u g ht h et r a i n i n go ft h el o g i c a lt h i n k i n ga b i l i t y , s t u d e n t sw i l la c q u i r eh o w t ol e a mc h e m i s t r y t h i st o p i ci so nt h eb a c k g r o u n do ft h ed o m e s t i ca n df o r e i g nr e s e a r c h e si n t ot h e c h e m i s t r yt e a c h i n gi nj u n i o rm i d d l es c h o o l s c o m b i n i n gt h et e a c h i n ge x p e r i e n c e s ，t h e a u t h o rd i ds o m er e s e a r c h e si n t ot h ec h e m i s t r yt e a c h i n gs t r a t e g i e sa n de f f e c t i v em e a s u r e st o e n r i c ha n di m p r o v ec h e m i s t r yc o n c e p t s ：( 1 ) m a k eas u r v e ya b o u ts t u d e n t s s i t u a t i o na n d d i f f e r e n tm e t h o d si nc h e m i s t r yc o n c e p tl e a r n i n g ，a sw e l la st e a c h e r s t e a c h i n ga c t i v i t i e s w h i c hm a yi n f l u e n c et e a c h i n gr e s u l t s ，s ot h a tt h ea u t h o rc a nm a s t e rf i r s t - h a n di n f o r m a t i o n w h i c hw i l lm a k et h er e s e a r c hm o r et a r g e t e d ；( 2 ) o b s e r v ea n da n a l y z eh o wt ot e a c h c h e m i s t r yc o n c e p t se f f e c t i v e l y , f i n do u tt h ep r o b l e m sa n dc a u s e s ，a n da d o p tc o n c r e t e m e a s u r e s ；( 3 ) u s et h en e wt e a c h i n gt h e o r i e st oa n a l y s e sc h e m i s t r yc o n c e p t st e a c h i n g ，s u m u pe x p e r i e n c e ，p u tf o r w a r dn e wr e q u i r e m e n t s ，a n dp r o v i d ep r a c t i c a lt h e o r i e sa n dm e t h o d s i no r d e rt oi m p r o v ec h e m i s t r yt e a c h e r s t e a c h i n gi nj u n i o rh i g l ls c h o o l s i nt h er e s e a r c h ，t h e a u t h o rt r a n s f o r m e dt h et r a d i t i o n a lt e a c h i n gm o d e l s ，a n dn e wm e t h o d sf o rc h e m i s t r y c o n c e p tt e a c h i n g ，s ot h a ts t u d e n t sc o u l di m p r o v et h e i rl e a m i n ge f f i c i e n c y , a n dt h ea u t h o r c o u l de n h a n c eh e rt e a c h i n ga n du p g r a d er e s e a r c hc a p a b i l i t i e sa sw e l l k e y w o r d s ：j u n i o rh i g hs c h o o l c h e m i s t r yc o n c e p tt e a c h i n g e f f e c t i v e n e s s w r i t t e n b yc h e nk u n s u p e r v i s e db yp r o f n i a n c h e nz h o u i l 初中化学概念教学有效性研究 l 引言 1 1 课题的提出 l引言 初中化学教学是化学教育的启蒙阶段，涉及到许多基本的化学概念，学生牢固、 准确掌握基本化学概念是灵活分析和解决化学问题的基础。教师及时、有效地完成化 学概念教学更是决定教学效果的重要因素。因此化学概念的教学模式作为中学化学教 学中一个非常重要的方面一直是受到教师和化学教育者的强烈关注。 化学概念的研究受到国内外教育者越来越充分的重视。国外对概念教学进行的研 究比较早，其研究也比较系统而深入。但研究的内容主要是高中和大学的化学概念， 研究的重点则是学生学习化学概念的心理机制，即是解释了“为什么要这样做”的原 因，很少提及具体应该“怎样做。研究的方法更多的是通过让被试做题，访谈被试， 从研究的对象中获得充分的数据，分析数据而获得结果，通过访谈了解被试的思考方 式和过程，从化学、心理学和教育学三个维度去探讨影响学生概念学习的因素。国外 化学概念教学实践研究进展主要总结为以下几个方面： ( 1 ) 相异构想( a l t e r n a t i v ec o n c e p t i o n s ) ：是指在学生头脑里与科学概念不相 一致的概念，称为相异构想。学生通过自觉地或不自觉地构建概念以解释他们所遇到 的行为、性质或理论。这往往会对学生的学习产生很大的影响。 ( 2 ) 类比模型( a n a l o g i c a lm o d e l s ) ：类比模型是指能表现理论、概念或它们彼此 之间联系的实物、图像、等式和图表。 ( 3 ) 知识空间理论( k n o w l e d g es p a c et h e o r y ) ：在化学学习过程中，学生要记住 元素符号，才会明白化学式所指的物质，才能看懂化学反应方程式。知识空间理论( k s t ) 是通过分析学生解答不同水平的、一系列与概念有关的问题的情况，确定学生学习不 同概念的瓶颈，找到起决定性的学习途径( c r i t i c a ll e a r n i n gp a t h w a y s ) ，从而采取 合理的教学策略。【2 1 ( 4 ) 概念图( c o n c e p tm a p ) ：概念图是为了帮助学生构建概念间的联系而提出来 的。常见的概念图是一种二维层级式图形，就是用概念( 节点) 、连接以及表示概念间 关系的连接词来组织和表征知识的工具，用以说明个体概念之间和其中的联系。建立 l 引言 初中化学概念教学有效性研究 概念的知识框架对问题的解决起到重要的作用。有测试表明，低分的学生通常不能或 较少把握概念间的联系，这大大影响了他们对问题的解决。口1 我国的研究者们做了很多工作，钱扬义在其国内“化学概念教学 研究新进展 中对于国内关于化学概念的研究现状进行了比较完整、全面的评述。目前化学概念教 学的研究现状多侧重于教学经验性的研究、教学理论性的研究和教学的现代研究。刘 知新在其化学教学论h 1 一书中，把化学基本概念分为基础知识和基本技能两个方 面。基础知识细分为组成、结构、性质、变化、化学量、化学用语，基本技能包括实 验技术和化学计算。对基本概念的教学提出了要注意的问题：注意前科学概念( 日 常概念) 对化学概念教学的影响；充分而正确地运用变式训练：讲授概念应该突 出概念的关键；对比相似概念的异同，沟通不同概念的联系，形成概念体系；在 形成概念的教学过程中培养学生能力畸3 。黄升尧在化学概念的十大关系与教学对策 嘲一文中，主张把握概念的内涵与外延、普遍与特殊、现象与本质、静止与发展、“形 与“意”、具体与抽象、广义与狭义、并列与包容、相似与对立、新教材与旧教材等 十种常见的关系。研究都试图“揭示化学概念的本质、总结化学概念学习的规律。 例如吴俊明等人给出了有关化学概念的教与学的建议：可以将化学概念的学习过程分 成五个阶段：感知阶段、加工阶段、初步形成阶段、联系、整合阶段和运用阶段。王 后雄在强调了化学概念教学的重要性后给出了化学概念的教学方式：“加强直观，由 表及里 “揭示本质，形成概念对比归纳，巩固应用 “分段进行，深化提高 ，并 对化学概念的教学给出了具体实施的建议。 新一轮基础教育改革已经拉开了序幕，改革的重点从宏观的教育制度和政策层面 转向了微观的课程层面，课堂教学改革成为教学改革的核心环节。为了有效实现化学 课堂教学目标，稳步提高化学课堂教学质量，促进学生全面发展，教师必须改革传统 的教学观念，以现代教学理论为指导，对化学教学的基础性问题深入研究，以期获得 最佳的教学效果。 本研究课题正是基于新形势下教学改革这一现实背景提出来的。本研究从化学教 学的一个视角提高初中化学概念教学有效性着手，在国内外对课堂教学有效性的 研究基础上，通过分析课堂教学现状，探讨提高初中化学概念教学有效性的策略。 化学概念是对一类化学事物的概括，是化学学科建立和发展的基础，也是化学科 2 初中化学概念教学有效性研究l 引言 学发展的成果，它能深刻地反映化学过程的最本质特征。化学概念不仅是化学基础知 识的重要组成部分，而且是学习其它化学知识的基础。学生掌握基础知识的过程，实 际上就是掌握概念并运用概念进行判断、推理的过程。如果学生有了正确、清晰、完 整的化学概念，就有助于掌握基础知识，有助于提高解决化学问题的能力。化学概念 是学生认知结构中的连接点及学习的核心，它既包括知识结构的静态内容，又包括其 形成过程中认知加工的动态过程。事实证明，只有运用化学概念把化学的基础知识， 包括理论教学与物质教学、实验技能和计算技能等有机地联系起来，才能使知识和技 能形成完整的体系。 基于化学概念在化学知识体系中的重要基础地位，化学概念教学必然成为化学教 学的重要基础。所以，加强化学概念教学的研究对提高化学课堂教学效果、实现课堂 教学目标具有重要作用。提高化学概念教学的有效性，能使学生对化学所研究的物质 及其变化的认识不致停留在低级的感性阶段，能使他们更完全、更深刻地认识化学所 研究的具体物质及其变化规律。 1 2 课题研究的目的、意义和方法 1 2 1 研究目的 国内外学者对教学有效性的定义中较为常见的提法是“教师遵循教学活动的客观 规律，以尽可能少的时间、精力和物力投入，取得尽可能多的教学效果，从而实现特 定的教学目标，满足社会和个人的教育价值需求 。教学有效性包括着三重意蕴：有 效果、有效率和有质量。首先是有效果。以某种预期的目标或标准去衡量教师教与学 生学的结果。关注教育教学的结果是不是与人们的预期愿望相一致，也就是说，关注 结果的好坏。其次是有效率。这就要求在学校教学中有效地减少投入，提高产出，就 是用最少的时间，精力和物质投入，以获取尽可能大的成效。再次是有质量。要求教 学既要兼顾效率，又要保证质量。 我国的第八次课程改革特别强调在课堂教学中要将效果与效益统一起来，提升课 堂教学有效性成为课程与教学目标实现的核心。以往研究教学有效性多是单纯从教育 学或哲学的角度进行研究，对教学目标、教学内容的研究受到一定的限制。本研究在 对以往教学有效性研究分析的基础上，从初中化学概念教学角度对教学有效性进行理 l引言初中化学概念教学有效性研究 论层面的思考并用实践加以探索，期望在概念教学中实现教学的有效性，最终服务于 每位学生的发展。 1 2 2 研究的意义 本研究的重点内容是初中化学概念的教学策略和概念教学中的有效性措施。旨在 通过本研究能够丰富和完善关于化学概念教学有效性理论的研究，特别是促使一线教 育工作者掌握和深刻理解新教学理念的指导作用，更新传统教学理念；总结和提升教 师在课堂教学实践中的经验与探索，运用新的视角，新的教学理论进行分析，通过对 这些经验的概括总结，使其具有普遍的指导意义。在此基础上，运用实证的方法，对 化学课堂概念教学效率进行观察分析，掌握第一手材料，使研究具有针对性，并找出 原因；根据课堂观察，对化学概念教学中的低效原因进行分析，提出具体的改进措施； 通过此研究，为解决初中化学教师概念教学低效的问题提供可操作的积极应答。 本论文创新之处在于试图把反思性教学理论引入到研究之中，从反思性教学理论 中找到有效性教学理论新的发展空间。 1 2 3 研究的方法 本文在理论研究方面采取文献研究、理论分析等方法对概念教学的文献进行分 析、整理，了解同类课题研究的现状，为本课题研究提供借鉴材料，奠定研究基础。 在借鉴他人已有的理论成果的基础上，分析概念教学低效的原因，并结合实际，提出 自己对概念教学有效性研究的理论观点。 在研究实施过程中采用实验研究法。选择实验班和对照班，通过对实验班实施概 念教学案例，经过对比，观察结果，进行探索研究。也采用问卷调查法，调查学生在 概念学习上的疑惑和收获，以寻求更有效的教学策略，同时也围绕典型，对个体开展 研究，以寻求提高初中化学概念教学有效性的途径。 4 初中化学概念教学有效性研究2 化学概念教学有效性的研究综述 2 化学概念教学有效性的研究综述 2 1 概念的定义 概念是反映事物一般的和本质的特征或联系的思维形式。中国古代称为“名 。 墨子小取认为“以名举实 ，荀子正名“名也者，所以期累实也。他们对概念 和事物的关系作了正确的说明。概念是用一定的词来记载和标志的。一个词代表一定 的概念，反映着一定的对象、对象的属性或对象之间的关系。 什么是概念，不同的学者、专家有各自不同的看法。其主要观点列举如下： ( 1 ) 概念是指在某一领域中因具有共同特征而被组织在一起的特定事物。 ( 2 ) 概念是指用一个名称或符号代表具有共同属性的一类事物、事件或思想。口1 ( 3 ) 概念是人脑反映客观事物本质属性的思维形式。 ( 4 ) 概念是人们认识客观事物本质的，一般的和共同特征的概括。 ( 5 ) 概念是人的一种思维形式，反映着客观事物和现象的本质特征和它们之间 的联系。 综上所述，在这些关于概念的定义中，既表现出一些共性，又出现一些分歧，它 们的共性表现在都认为概念是反映事物本质属性的，分歧在于从逻辑学角度定义的概 念是具有共同属性的一类事物；而从心理学角度定义的概念是思维的形式。也有人认 为只要具有共同属性的事物就都是概念，这样定律、公理、规则也都属于概念。 我所理解的概念是：同类事物本质属性的概括，是思维的一种形式，是感性认识 上升到理性认识的飞跃。本文中提到的概念是广义的，它包括定理、定律、规则等， 即为初中化学课程中的基本概念和基本原理。 2 2 概念的解析 每一个概念都可以由概念名称、概念例证和概念的内涵与概念外延四个部分构成。 ( 1 ) 概念名称：“置换反应。 ( 2 ) 概念定义：“一种单质和一种化合物相互反应生成另一种单质和另一种化合物 2 化学概念教学有效性的研究综述初中化学概念教学有效性研究 的反应。 ( 3 ) 概念实例：一切符合置换反应定义特征的反应都是“置换反应概念的实例， 如z n + h 2 s 0 4 = z n s o 。+ h ：f ，f e + c u s o 。= f e s 0 4 + c u 等，这是概念的正例或者说是肯定 例证；反之其它不符合置换反应定义特征的反应如：c i - h + 2 0 ：= c o ：+ 2h ：0 ，f e ：0 。+ 3 c 0 = 2 f e + 3 c 0 。等就是置换反应的反例或者说是否定例证。 ( 4 ) 概念属性：概念的一切正例所具有的共同本质属性，又称关键特征或标准属 性，如“置换反应 这一概念的关键特征是：反应物是一种单质和一种化合物； 生成物是另一种单质和另一种化合物。两者缺一不可。 2 3 化学概念的重要性 中学化学课程是中学科学教育的重要组成部分，它对提高学生的科学素养、促进 学生的全面发展有着不可替代的作用。从化学学科角度说，化学知识体系的形成依赖 于化学概念的正确构建，化学概念是系统学习化学理论的基础。对于学生的学习来讲， 概念是思维的最基本形式，通过思维进而形成和掌握概念，是认识事物的重要环节， 也是学生思维能力，乃至创造性思维能力发展的基础。化学概念掌握不牢或是理解不 清，就不能实现化学概念的正确意义的构建。如果学生没有建立原子、分子、离子等 概念，就难于进一步学习原子结构、分子结构理论。学生如果不能深入理解和运用所 学的化学概念，也就不可能从本质上认识物质的属性，当然，也就难以掌握物质的变 化规律、预见和控制物质的变化；学生不能牢固地、系统地掌握有关的基本概念和理 论，当然也就不能应用这些知识进行化学计算、化学实验和解决其他化学问题。可以 说，离开了形成和运用化学概念，化学教学就不可能进行，学生化学知识体系就无法 构建。因此，概念学习和掌握是学生学习的重要内容，也是教师教学中的重要目标。 为了使学生对物质及其变化的认识不停留在感性认识阶段，教师必须引导学生把在各 种实践活动中所获得的感性认识通过思维加工形成化学概念，上升为理性认识，这是 一个涉及到化学教学成败的关键性问题。 学习化学基本概念有助于激发学生的兴趣。学习基本概念和理论，能帮助学生开 阔思路，增长能力，从而有利于他们分析问题和解决问题，获得学习的成功。再则， 概念性的知识均有一定的难度，当学生克服困难，掌握了概念，并且能够应用，这个 6 初中化学概念教学有效性研究 2 化学概念教学有效性的研究综述 时候学生就会产生一种满足感，从而引起他们的学习兴趣，激发他们的学习动机。 基本概念作为一种背景知识，可以影响学生对化学实验现象观察的态度。一个学 生如果基本概念的知识较少，面对某种化学实验现象，他会熟视无睹，不感兴趣。若 他的认知结构中储备了一定的理论和概念，而且这个实验现象与他已知的理论之间有 联系，他就会兴趣盎然的去观察它，研究它。而这种对实验认真的观察，仔细地分析， 正是学好化学的前提。 基本概念可以加深学生对化学元素事实、现象的理解。在学生的化学学习中，元 素化合物知识是化学基本概念和基础理论学习的基础，理论知识又对学习元素化合物 知识具有指导作用。学生掌握了一定的理论知识，就可以使他们物质的性质和变化的 学习不仅仅停留在描述性的水平上，而是能比较深入地认识到这些事实现象的本质， 从而预见某些元素化合物的性质和发生化学反应的趋势，解释产生某些事实和现象的 原因。这样，学生在化学学习中不仅能知其然，而且能知其所以然，能大大地提高化 学学习的质量。 基本概念和基础理论可以帮助学生将学到的知识系统化，使之便于记忆和检索。 心理学研究表明，一些杂乱无章、毫无联系的信息是不利于记忆的。而将信息加工之 后，形成系统化的、有密切联系的信息，记忆效率就会大大提高。化学所研究的物质 种类繁多，既要研究它们的组成、结构和性质又要研究制法和用途等内容，难以有效 学习。当学生学习了原子的内部构成，元素的化合价知识，结合物质的性质就把物质 的性质和结构等知识点连成知识链和知识的网络，学生学了其它概念和理论，同样也 能把有关知识构建成相互联系的网络。学生利用这些网络，根据知识的相互联系，就 比较容易记忆和检索了。 基本概念可以帮助学生掌握规律，实现知识的迁移。化学基本概念和基础理论是 揭露化学现象本质的规律性的知识，学生掌握了理论和概念，了解化学事实、现象的 内在联系，就可以触类旁通，有效实现知识的迁移。例如，学生可以利用元素周期表、 原子结构的知识，可以初步推断某些元素的性质。 学习基本概念有助于发展学生的逻辑思维能力。化学概念是从大量的事实材料中 抽取概括出来的。在学习基本概念过程，势必要发展学生的抽象思维能力。运用概念 和理论去解释化学现象，解决化学问题时。又必须对化学现象、化学问题进行分析、 综合、归纳、演绎，这些都有利于发展学生的逻辑思维能力。 7 2 化学概念教学有效性的研究综述初中化学概念教学有效性研究 2 4 初中化学概念的特征 2 4 1 抽象性 概念是同类事物本质属性的概括。是从大量生动直观的现象中抽取出来的本质东 西。所以概念具有抽象性。而且化学又有着不同于其它学科的特征。如物质的微观结 构既看不见，又摸不着，且化学变化又是在原子的基础上重新组合的结果。因此单靠 语言和文字描述，学生难于理解。所以，在教学中教师应结合运用直观手段，向学生 提供大量生动直观的感性材料，以丰富学生表象。如教师可以通过演示实验，利用模 型、图表、幻灯、计算机软件进行动画模拟等手段，能形象生动地表现分子、原子等 微观粒子的运动特征，变抽象为形象，让学生直观形象地认识微观世界，更容易了解 化学变化的实质。 2 4 2 阶段性 学生的认识遵循着由具体到抽象、由浅入深、由现象到本质的发展规律。新版教 科书( 义务教育课程标准实验教科书，上海教育出版社2 0 0 4 年1 1 月第1 版) ，对 初中化学的有些概念采取螺旋式编排，目的在于分散化学概念教学难点，使概念呈现 阶段性。这种编排符合学生的认识规律，有利于概念的教学。所以教师在概念教学中 不要过分强调定义的严密性，要注重概念教学的阶段性，要认识到随着学生知识水平 的提高和学生认识的不断发展，对概念的认识也是不断发展的。当然，注重概念阶段 性，并不能忽视其科学性。必要时可向学生指出某些概念存在的知识局限性。 2 4 3 系统性 学生头脑中的概念不是孤立的，概念之间都存在着内在联系。弄清概念间的联系 和区别，可帮助学生更好地理解和应用概念。对于一些相似或易混淆的概念，教师要 引导学生经常采用分析和比较的方法，找出概念间的相同点和相异点，从而加深对概 念内在联系的理解，这样就容易在学生已有的概念体系基础上构建新的概念体系。引 导学生发展和深化概念要在应用中建立概念系统，当学生在头脑中的建立起概念之间 的联系，编织成了概念网络，也就构成了概念的系统。概念网络的形成有助于知识的 系统化，也有助于学生对新概念的理解和掌握。 8 初中化学概念教学有效性研究2 化学概念教学有效性的研究综述 2 5 初中化学概念的分类 从内容上考察，化学概念可分为：物质的组成、物质的结构、物质的性质和变化、 化学量、化学用语等几个方面，从定义特征上可以分为具体的和抽象的，按逻辑学角 度又存在着并列关系、交叉关系和从属关系。它们之间既有联系，互相补充，也有区 别，相互独立。 2 5 1 物质及其组成的概念 这类概念是由物质的宏观成分对物质类别进行划分而形成的概念，一般是借助于 学生的直观和直觉想象来形成。例如，纯净物、混合物、单质、化合物、有机物、无 机物、碱、酸、盐、氧化物等。 2 5 2 物质结构的概念 这类概念是在物质及其组成的基础上，进一步抽象而形成的从微观结构揭示物质 的结构层次。比如，分子、原子、离子、原子核、电子、中予、质子等。这类概念要 在教学中着重突出从宏观现象到微观结构的抽象过程。 2 5 3 物质性质的概念 这类概念多数依靠直观和直觉来形成。比如，物质的各种物理性质( 颜色、状态、 密度、熔点、沸点、溶解性等) ，物质的各种化学性质( 可燃性、酸性、碱性、氧化性、 2 化学概念教学有效性的研究综述初中化学概念教学有效性研究 还原性等) 、化合价等。因此，在教学中，要突出对宏观现象的认识，联系组成与结 构，使学生深刻认识决定物质性质的本质原因。 2 5 4 物质变化的概念 这类概念是与性质紧密相联的，可以从有关物质的结构上得到深入理解。比如， 物理变化、化学变化、溶解和结晶、化合反应、分解反应、置换反应、中和反应、氧 化反应等等。在教学中，要在观察实验的基础上，通过思维抽象出变化的实质。 2 5 5 化学量的概念 它是与物质的微观特征相联系、专用于化学物质的量度的一类概念，它由化学概 念与量度概念融合而成。例如，相对原子质量、相对分子质量、溶解度等。在教学中， 要运用形象化的比喻，让学生能够正确理解这些概念的含义。 2 5 6 化学用语的概念 这类概念是反映物质及其组成结构和性质的一种特殊的思维形式，也是国际通用 的一种工具。例如：元素符号、化学式、化学方程式等等。这类概念在教学中要紧密 结合有关的组成、结构等概念，让学生在实践中反复练习运用，以达到准确、熟练、 无误。 2 6 影响初中化学概念的形成因素 2 6 1 概念的定义性特征 概念的定义性特征是影响概念形成的重要因素。一般来说越复杂的概念定义性特 征越多，无关特征也越多，因此不容易分辨。大量心理学实验研究和教学经验证明， 概念的有关特征越清晰，学生学习概念越容易。 2 6 2 概念间的联系 新学习的概念能否与学生认知结构中的原有概念建立联系是影响概念学习的一 个很重要的因素。正如奥苏贝尔所说：影响学生学习的最重要的因素是学生已经知道 了什么。如果学生头脑中缺乏起固定作用的概念就去学习新知识，则学生头脑中原有 概念无法与新概念建立联系，就会导致学生机械学习而不是有意义学习。所以，在学 习新知识前教师一定要了解学生头脑中知识准备的情况，如果学生头脑中缺乏知识准 l o 初中化学概念教学有效性研究2 化学概念教学有效性的研究综述 备，教师就要想办法，在新旧知识间搭一个“支架 ，使学生顺利地学习新知识。 如果学生能建立概念的网络，把新概念纳入到已知的概念系统中，那么新概念就容易 理解和记忆。 2 6 3 学生学习概念的方式 如果教师仅一味讲解概念意义，学生被动地接受，不利于学生学习概念。若让学 生知道化学概念形成途径，了解概念形成的过程，则会有利于学生学习概念。在教学 过程中，教师要根据学生已掌握的概念，善于创设问题情境，提出启发性问题引导学 生质疑、释疑，通过观察、分析、综合、概括、抽象等一系列活动形成概念。让学生 参与概念的形成过程不仅符合学生的认知规律，而且能使学生领悟知识形成过程中所 蕴涵的思想方法，有利于提高科学素养。呻1 2 7 在化学教学中应加强概念的有效教学 中学化学教材讲授概念理论知识，一个重要目的是用它来指导元素化合物知识的 学习，即用理论解释和预见元素化合物制法、性质和用途，使元素化合物知识更新， 不致于成为纯描述性知识，学生学习不必死记硬背。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，它是已经剥离了 现象的一种更高级的思维形态。因此化学概念的学习是学好化学的关键。教学实践证 明，在中学化学教材中，理论的位置太靠前，学生缺乏必要的元素化合物知识的基础， 难以在学习中较好地将所学知识内化，学起来会感到抽象、空洞，枯燥乏味，难以消 化。因此教师在备课时不仅要备好概念内容本身，还要深入了解学生的心理状况、智 能水平和思维特征，超前预计学生在学习过程中可能遇到的障碍和问题，预先设计好 有效对策，选择有效的教学策略，以便在教学过程中，能有的放矢地提高学生学习的 质量。 首先，要预计学生存在的思维障碍，设计接通学生思路的方案。学生在化学概念 的学习中，思维障碍大都是源于不能抓住概念的本质。为此在课堂上应引导学生抓住 化学概念的特点，挖掘概念的内涵，洞察概念的外延，使学生深刻理解概念的本质。 其次，要了解学生思维特点，设计堵漏拨正学生的思路。在概念教学前，如果能 够猜想出学生可能出现的思维走向，准确预计到学生的种种想法，特别是错误想法， 2 化学概念教学有效性的研究综述 初中化学概念教学有效性研究 设计出有针对性的教学方案，便可在课堂中有计划、有目的地引导学生思维走向，堵 塞思维漏洞，防止学生思维走入歧途和误区，防止错误地理解化学概念。 第三，要分析学生思维特点，设计激发活化学生的思路。将化学概念进行迁移运 用是加深理解概念、巩固概念的最有效方法之一。在迁移运用概念时要根据具体问题， 灵活地进行迁移运用。教师作为教学活动的先行组织者，要根据学生思维能力的情况， 精确分析学生知识储备，准确预测学生迁移运用知识的能力，设置有梯度的练习题。 在讲解和处理练习题目时，重点要放在开发学生的思维，发展学生的思维能力上。 第四，要预测学生的思维需求，不断拓宽深化学生的思路。化学知识的学习具有 阶段性特征。学生在学习概念时，往往会出现某个阶段不能解决的问题。要根据概念 的内容对知识进行适当的扩展和深化，提示学生对这些问题的思考方向。这样就能调 动学生思维的积极性，既可以培养学生思维的深度，又有利于拓宽学生思维的广度。 作为一位化学教师，只有做到以上这些，才能实现化学概念的有效教学。 1 2 初中化学概念教学有效性研究3 初中化学概念教学策略的理论依据 3 初中化学概念教学策略的理论依据 教学策略是以教学理念为基础的，是教学理念的外在延伸，但又不能完全等同于 教学理念。所以对化学概念教学的影响因素中教学策略也起着一定的作用。要进行有 效的化学概念教学，就要选择合适的教学策略。概念教学策略的设计和选择过程中主 要参考了以下几种理论。 3 1 建构主义理论 建构主义的基本观点为：“学习不是老师向学生传递知识信息，学习者被动吸收的 过程，而是学习者主动地建构知识的意义的过程。川钔建构主义十分关注以原有的经验、 心理结构和信念为基础来建构知识，强调学习的主动性、社会性和情境性。知识的建 构活动不是认知主体的个人行为，而是具有社会性的集体活动。能动性、建构性和社 会性是建构主义的三要素。建构主义的实质是“个人建构自己关于客观世界和社会世 界的主观知识和概念，使得它们与社会所接受的知识和概念相适应”。n 町 皮亚杰指出，在学习过程之中，知识是个体在与环境交互作用过程中逐渐建构的 结果，学习不是被动的接受外部信息刺激，而是主动的建构，是学习者根据自己的经 验背景，对外部信息进行选择、加工和处理，从而获得意义的过程。学生在与周围的 环境相互作用的过程中，逐步建构起关于外部世界的知识，从而使自身认知结构得到 发展。他的研究表明：新知识的学习总是在原有认知结构的基础上进行的，学生的学 习不是简单的“模仿和“复制 的过程，它一方面按自己的认知结构来认识外界事 物，另一方面，通过学习，通过与外界环境的相互作用，使自己的认知结构发生变化， 学习的过程是使心理机制发生变化。学生把新知识纳入到自己的认知结构中，经“同 化 和“顺应，使认知结构发生变化。 “同化 指人们运用己有的知识，根据自己的思维方式对所接触的外界事物作解 释，把外界刺激纳入到己经形成或正在形成的图式中去；“顺应 是指在认识客观事 物的过程中，主体受到外部刺激，原有的图式不能同化新的刺激，主体就要调节自己 的知识结构以适应环境的变化。在认知的过程中，同化和顺应是同时发生的不可分割 1 3 3 初中化学概念教学策略的理论依据初中化学概念教学有效性研究 的两个过程。当学生能用现有图式去同化新信息时，他是处于一种平衡的认知状态， 而当现有图式不能同化新信息时，平衡将被破坏。而修改或创造新图式( 既顺应) 的过 程就是寻找新的平衡的过程。学生的认知结构就是通过同化与顺应过程逐步建构起 来，并在“平衡一不平衡一新的平衡”的循环中得到不断的丰富、提高和发展。 皮亚杰坚持从内外因相互作用的观点来研究学生的认知发展。他认为，学习是一 种“自我建构 、个体思维的发生过程。学习并不是个体获得越来越多外部信息的过 程，而是学到越来越多有关他们认识事物的程序，即建构了新的认知图式。就是主体 在不断成熟的基础上，在主客体相互作用的过程中获得经验，从而使图式不断的协调、 建构的过程。通过练习，也许可以教给主体某种知识，但这种知识很快就会被遗忘， 除非主体能够把它同化到他己有的认知图式中去。而这种同化只有在主体积极参与建 构时才有可能发生。 建构主义的教学策略是以学习者为中心。从学习者个体出发，重视学生经验背景 的丰富性和差异性，教师则成为知识建构的帮助者，促进者和支持者。在教学方法上， 重视学生经验背景的丰富性和差异性，创设有利于学习者的问题情景，引发和保持学 生的学习动机，调动学习者积极性，引导学生主动探究、协作学习、会话商讨和意义 建构等多种新型学习方式。帮助学生建构当前所学知识的意义，以解决学生在现实生 活中遇到的问题。 维果茨基认为“高级心理机能产生于心里间的社会交互作用 ，“个人的认知结构 是在社会交互作用中形成的，发展正是外部的存在与主体间的东西转变为内在的，为 个人特有的东西的过程，他强调学习过程中“个体活动是心理与意识发展的重要基 础，学生与同学、与老师之间的共同活动是学生学习发展极其重要的源泉，学生高级 心理机能的形成正是这一活动中介的结果。”意义正是在活动中建构起来的，活动是 意义建构必不可少的条件。学习是一种“社会建构”，是个体在社会文化背景下，在 与他人的互动中，主动建构自己的认识与知识的过程。维果茨基认为，在学生意义的 产生中，社会起着核心作用，学生周围的人影响着学生认识世界的角度和程度；认知 发展工具的类型和性质决定了学生认知发展的方式与速度，只有认知发展工具包括对 学生认知前面的教学才是好的教学，教师可以运用这一理论帮助学生解决他们还不能 独立解决的问题，并以学生自己已有的知识为基础，以其最近发展区为目标，使之获 1 4 初中化学概念教学有效性研究3 初中化学概念教学策略的理论依据 的有效的“意义，从而把学生的“最近发展区”变成现实的发展区。 美国的心理学家凯利，他提出了“人是科学家 这一假设。他认为科学家们在一 生中总是不停的寻求确定性和理解，他们发展着自己的学说，以使对未来的事件进行 预期，主要目的是减少不确定性。他指出所有人都像科学家一样，试图通过减少不 确定性来澄清自己的人生。在凯利看来，所有人在关心未来方面都像一位科学家，在 教育方面，他强调每一个学生从出生起就是“初期的科学家 ，他认为人基本上是朝 向未来的，人们总是通过现时的窗口去远眺未来的前景，并且对环境有主动形成观念 能力，建构就是关于事件的解释和表现。人们是通过各种半透明的模式或模板来观察 世界，人们创造了这些模板，然后试图用它们去应合构成世界时，这些模板就是建构 ( c o n s t r u c t s ) ，建构是人们用来解释世界、分析世人的方式，是人们用来对事物整理 分类、记下行为过程的一种概念。一个人用来预期事件所采用的主要方法是个人建构 ( p e r s o n a lc o n s t r u c t ) 。个人建构是个人用来分析、解释或说明经验，赋予意义或语 言经验的过程。每个人都有自己的独一无二的个人建构，尽管从表面上看某些人的建 构似乎是相同的，但究其实质总有很大差别。那么，学生个体在学习过程中的建构具 有那些特征呢? 凯利认为：第一、个人建构是不断发展、变化和完善的，可推陈出新， 不断提高；第二、个人建构因人而异。现实是各人所理解和知觉到的现实，面对同一 现实，不同的人会有不同的反应；第三、在研究人格的整体结构的同时，不能将其组 成部分弃于一端，而应努力做到整体与部分、形式与内容的有机统一；第四、当人们 运用己有的建构去预期未来事件时，不可避免地要遇到一些困难和麻烦，新的信息和 元素需要加入到原有的建构中；第五、一个人要获得一种同现实十分一致的建构体系 绝非轻而易举，是一个需要经过大量的探索和不断试误的过程。 3 2 奥苏伯尔的认知结构同化论 奥苏伯尔根据其研究把知识的学习分为三类，即表征学习、概念学习以及命题学 习。奥苏伯尔认为概念的关键问题属性可以通过两条途径获得：第一条途径是概念形 成，它要求学习者通过接触大量的同类事物的例子，经过假设、检验和概括等思维活 动，从而抽象出同类事物的共同关键属性；第二条途径是概念同化，它是指直接向学 习者呈现概念的关键特征。这种关键特征是前人通过概念形成途径抽象、概括出来的。 1 5 3 初中化学概念教学策略的理论依据初中化学概念教学有效性研究 学习者不必经过与前人形成概念同样的过程，他只需要把呈现的概念的关键属性与他 认知结构中的适当观念同化。n 妇 现代认知心理学认为知识获得的最终表现是认知结构的形成和发展。奥苏伯尔对 认知结构的形成和发展持同化论的观点。并认为知识获得的心理机制是同化。即知识 的习得是学习者认知结构中原有的知识吸收并固定要学习的新知识的过程。新知识同 化到原有知识结构中，使原有认知结构发生变化，这促使学生认知结构的不断发展。 奥苏伯尔的同化论观点可以用来说明知识获得的内在机制。在知识学习过程中，从总 体来看学生要学习的新知识与认知结构中起固定作用的原有观念大致具有三种关系： 其一是新学习的知识观念是原有观念的下位概念，即原有观念较为概括，而新观念则 较为具体；二是新观念是原有观念的上位概念；其三是新观念和原有观念处于并列地 位，构成并列结合关系。n 2 1 奥苏伯尔认为，可以从两个维度上对学生的学习类型进行划分：一是在知识获得 的形式上分为“接受学习 和“发现学习”；二是根据理解和掌握知识的内部特征而 分为“意义学习”和“机械学习 。奥苏伯尔最重要的观念之一，是他对意义学习的 描述。他认为，意义学习有两个先决条件：( 1 ) 学生表现出一种意义学习的倾向，即 表现出一种在新学的内容与自己己有的知识之间建立联系的倾向；( 2 ) 学习内容对学 生具有潜在意义，即能够与学生己有的知识联系起来。其有意义学习原理的关键在于 把握言语概念之间的关系，以便于对学习内容重新排列、组织或转换，从而使知识之 间具有清晰的层次，形成逻辑结构。奥斯伯尔将认知结构定义为学生现有知识的数量、 清晰度和组织结构，