化学概念性思维及其对化学教学的启示

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1、化学概念性思维及其对化学教学的启示学生在学习化学的过程中,当他们对事物的认识与化学学科中科学的解释不一致时就产生了化学模糊观念(fuzzyconception)。比如学生对气体的助燃性和可燃性搞不清楚,总认为氧气也可燃烧;学生对铁与生铁分不清,认为是一回事;误认为白色污染就白色的污染;二氧化碳是大气污染物之一;催化剂仅仅加快化学反应的速率等等。这些模糊观念和科学概念虽然同是来源于人的实践活动,均由主体的认知活动所产生,但是却与科学概念大相径庭,它们扰乱了学生正常的思维,严重阻碍着科学概念的形成。笔者从长期的教学实践和研究中发现,学生头

2、脑中的化学模糊观念主要表现出如下特点:广泛性、顽固性、肤浅性、隐蔽性、差异性化学概念是中学化学课程与教学内容的重要组成部分，也是中学生化学知识建构与问题解决活动中的难点之一。因而，多数化学教师在概念教学设计中，非常注重概念的深度剖解、多元表征和反复应用，如抓关键词、做概念图、强化练习等等。可这种教学方式往往只能促使少数学生在短时间内基本掌握化学概念的内涵和外延，而多数学生则依然“云里雾里、模糊不清”。例如，普通高中的很多学生不会写化学式、化学方程式；多数中学生到了高三年级甚至进入大学学习之后，才对“物质的量”、“氧化性、还原性”、“电

3、解质”等概念产生比较清晰的理解。这一现象说明，对化学概念的理解，是一个循序渐进的过程，是一种有赖在实践应用中反复访取和重构的认知过程，有的概念理解甚至伴随着人的一生，例如，什么是生命？什么科学？等等。概念理解过程，实质上是一种“思维体操”，经常做这种思维活动，有利人们从更高的深度、更多的维度来看问题，进而更有实效、更有创造性地解决问题。对化学概念的理解性思考，不仅仅能够解决化学领域的问题，而且，还提升人的思维素质，使人脑的潜能得到充分的发掘和发展。因此，化学教师有必要理解和澄清化学概念的思维价值，并在此基础上，更好遵循化学概念学习与教

4、学规律，有条理、有预计地展开教学。一、化学概念生成与发展的历史性分析1、概念是人类思维的基本单元概念(concepts)是人们抓住诸多相关事实的共同特征，超越事实本身而抽象概括出来的各种观念。概念往往用一些术语或名词来表示，但这些术语或名词仅仅是概念所涵意义的载体。有了概念术语，人们的思维可以更深、更广泛。例如，“卤族元素(halogenelement)”是对第7主族元素总称，原因在于F、Cl、Br、I、At等元素的原子在结构上有相似性，它们在自然界都以典型的盐类存在，是成盐元素，halogen的含义即是“成盐”。虽然在研究卤族元素性

5、质时，会考虑到它们各自的特性，但为了区别元素周期素中的其它元素族，人们有必要超越相关的事实本身，建立“卤素”这一概念。“化合价”概念则是建立化合物的定比现象之基础上；“物质的量”5则是建立在克质量、气体摩尔体积等事实基础之上，等等。2、概念的建立源于猜想与假设从化学发展史的视角看，化学概念的生成和发展源于人们对世界万物存在、演化的原因进行微观层面的猜想和假设［1］。其中，“元素”概念的猜想、论证和科学化，在整个化学历史长河中起着奠基性的作用。最初，神学思维占据了主导地位，如西文人认为万物的存在是造物主(上帝)的安排；随后，进入相互的经

6、验逻辑思维，如古希腊人认为火、气、水、土是构成万物的“始基”；到了17世纪中叶，由于科学实验方法在欧洲的兴起，人们积累了一些物质变化的实验资料，才初步建立了正确的元素观；近代化学诸多科学概念、理论的建立，离不开科学的化学元素观的形成，现代化学的盛兴与快速发展，亦离不开人们围绕构成万物的基本元素所进行的各种研究。3、科学概念的形成是“个体建构”和“社会建构”相结合的产物化学概念的建构最先源于个别科学家做的杰出工作——“扎根实践、勇于质疑、深析数据、反复思索、抽象概括、创造新词、撰写论文”，这一过程在学习科学上称为“知识的个体建构”。在某

7、一科学家发表具有开创性的论文之后，会吸引更多的科学家加入到这一概念、观点和论题的讨论、验证和争论之中，起到化学学术界达成了统一的看法，这一过程即是“知识的社会协商”。4、人们往往对自己发现并建构的概念普遍具有“固执偏爱”的心理倾向如今，我们所用的教科书中，所呈现的知识往往带有很强的“确定性”。事实上，这种知识的确定性来之不易，它湿透着历代科学家的智慧和汗水，而且，看似非常完美的课本知识，仍然有其漏洞和不足之处。同样地，学生以接受和建构这些“确定性知识”时，亦会表现出与历史上科学家相似的错误和偏见，直到他们看到其他的解释方式更易于理解、

8、更具有实效性、更具合理性时，他们才有可能放弃自己的误概念。学生在化学学习中普遍表现出来的“固执己见、艰难重构”这一心理倾向，与历史上诸多著名科学家的思维品质极为相似，例如，爱因斯坦晚年时期对量子力学的错误认识，源于他无法