浅谈国内对于化学概念“物质的量”认知建构探究

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1、浅谈国内对于化学概念“物质的量”认知建构探究摘要介绍了认知建构的理论基础——梅耶的学习观,并查阅国内有关“物质的量”认知建构的上述的学习方式虽然是接受学习,但却不能说它是机械学习,是学生将新知识引入原有认知结构进行主动建构的过程。这种方式的优点在于将“物质的量”看作宏观与微观间的桥梁,使之成为一条主线,其他概念都可以与之联系[12],形成网络,加深印象。但其缺点在于对学生的抽象思维、逻辑思维要求较高,需通过不断的练习巩固这一系列概念,难以激发学生的学习动机。　　2.2.2运用类比方法建构　　刘晨明(2006)提出用类比的方法建构“物

2、质的量”系列概念,并将其贯穿于整个教学之中[13]。类比方法是根据2个或2类对象之间在某些属性上相同,而推出它们在其他属性也相同的一种科学方法,也是认识过程由特殊到一般、由已知到未知的逻辑推理方法。运用这种方法建构不仅在进行“物质的量”的类比时运用到其他国际单位,还在此基础上继续进行了单位的类比、集合思想的类比以及摩尔质量的类比。　单位的类比是指将“物质的量”与其他6个国际基本单位作比较,可以将“物质的量”、“摩尔”及其单位符号通过类比简单地呈现在学生面前。　　表2国际单位制的7个基本单位　　量的名称长度质量时间电流热力学温度物质的

3、量发光强度　　量的符号lmtITnIv　　单位名称米千克秒安[培]开[尔文]摩[尔]坎[德拉]　　单位符号mkgsAKmolcd　　　　“物质的量”及其单位“摩尔”是具有集合思想的概念。化学是在原子、分子、离子层次上研究物质的构成、性质、变化规律等。物质在发生化学反应时,原子、分子、离子都是按照一定的个数比进行组合的,即反应过程要符合化合价规则。但原子、分子的质量和体积都非常小,我们根本没法数它们的个数,于是人们想到了用集合思想来计量,这种思考实际上就是运用了类比的方法,如测量一张纸的厚度。由此,我们选用了NA作为计量单

4、位。　　“摩尔质量”的类比是指通过“摩尔”的定义,运用类比的方法,来推出1mol其他物质的质量,目前化学教科书大多数采用这种方法。　　这种类比的方法可以使学生更容易接受“物质的量”一系列抽象概念,并强化其对于概念的理解,是一种很好的建构方式,但由于类比方法贯穿于整个教学,只有少数教师运用它来进行教学。　　2.2.3结合生活,进行有意义学习　　肖中荣、邓熙蓉(2007)提出在发现中学习,在应用中理解[14]。教学设计首先以曹冲称象、购买面粉为例,结合生活的实际问题,分别阐明科学计数的2大思路——分解思想和集合思想,为构建如何计数微观粒

5、子作铺垫。通过录像提出问题——如何去“数”微观离子,激发学生的学习动机,运用集合的思想去解决问题,继而引入阿伏加德罗常数作为集合标准,再定义物理量“物质的量”及其单位“摩尔”。　　方婷、王祖浩(2007)提出从生活出发,进行有意义学习[15]。“物质的量”是源于对微观粒子的计量,在初中教学中,教师在解释化学方程式的系数时,往往只能用“几份”、“微粒数之比”等来表述,虽然没有出现“物质的量”4个字,但其本质已经是“物质的量”的思想。因此,应教学本身的需要,上海市率先提出了将“物质的量”概念引入初中课本。而从生活出发,进行有意义学习,这

6、种建构方式就是专门为初中生所设计的,它不是从阐明“物质的量”开始,而是先让学生明白“摩尔”是一个集团概念,以“一打啤酒”、“一袋米”、“一盒回行针”引入,从生活中体现越小的东西用集团来表示它们的数量越方便,展开有意义学习,定义物质的量。通过确定“摩尔”这个集团的大小,引出阿伏加德罗常数,以此建立“物质的量”一系列概念。　　这种方法结合学生熟悉的生活实例[16],采用有意义的接受学习,符合学生的认知规律[17]。学生乐于接受,教学效果也比较好,而后者特别适合认知水平较低的初中生,研究表明,初中生都能较好地掌握“物质的量”的知识,并在进

7、入高中学习相关知识时具有一定优势[18,19]。　　2.3学生的认知建构图示　　学习心理学认为,一个重要的概念,是在概念的系统中形成和发展的[20,21]。学生对于“物质的量”的理解可以通过概念图示来反映。齐红涛、赵河林(2003)通过让学生小结,对学生对于“物质的量”系列概念的认知建构进行了调查,发现学生对“物质的量”一系列概念的认知建构并不相同,但大致可以分成3种:其一,将整章内容分别罗列,列出相应的概念内容和计算公式,属于重现型小结;其二,列出了十字形知识结构图,体现了知识之间的联系,属于框架型小结,见图2;其三,列出网状结构

8、图,将知识的层次性和深刻内涵进行适当阐述,属于网络型小结,见图3[22]。　　图2框架型小结　　图3网络型小结　　重现型小结只是单纯将知识点复制,认知水平较低;框架型小结以物质的量为中心,向外辐射,将其与其他物理量连接起来,认知水平较