高中化学 化学键概念的形成及相关问题解决的实验研究

化学键概念的形成及相关问题解决的实验研究

王灿

（上海市松江一中 201900）

摘要学生对化学概念的学习一直以来都不重视，常常一知半解，不能全面理解

概念的内涵和外延，因此在解决具体问题的时候不会灵活运用，容易出错，导致学生感到化学记得东西多，难学，渐渐对化学学习失去兴趣。另一方面，近年来上海高考化学卷考察学生对概念理解程度的试题越来越多，学生失分情况十分严

重，很难拿到高分，这使得提高化学概念教学的有效性显得越来越重要。

本文是以高中化学核心概念化学键概念的形成及相关问题解决为例进行了实验研究，分析了学生产生错误概念或前概念的原因，并寻找了矫正的方法，对一线教师具有一定的借鉴作用。

关键词核心概念、化学键、教学干预、实验研究

1 课题提出的背景：

1.1 化学是一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的学科，是一门基础性、创造性和实用性的学科，它是信息科学、材料科学、能源科学、环境科学、海洋科学、生命科学和空间技术等研究的重要基础，对农业、工业、国防和医药等的发展有重大的贡献，跟现代人的衣食住行用有密切的关系，广泛地影响着现代人类的社会生活。中学化学教学的最大功能应该是提高全体公民的化学素养，树立人与自然和谐相处的可持续发展观念，提高全体公民的化学素养。

1.2 我国的中学化学教材无论是新教材还是老教材，上海版还是外地版，编写主线都是以物质的结构知识为主线，把物质的组成、结构、性质、用途以及与此相关的一系列概念组合起来，由个别到一般、由简单到复杂、由分散到集中，贯穿渗透编排，形成一个基本完整的化学学科知识体系。

1.3 物质的结构决定物质的性质，物质的性质决定物质的用途。所以物质的结构理论是指导学生学习化学的最主要的理论知识，而化学键是整个中学化学结构理论的枢纽，学好化学键能指导学生对今后化学新知识的学习和探究。化学键是中学化学的核心概念之一。

然而，在实际教学中，笔者发现学生对化学概念的学习并不重视，兴趣也不浓，认为只要象一些文科知识那样背会就可以了，常常对化学概念一知半解，不能全面理解概念的内涵和外延，因此在解决具体问题的时候不会灵活运用，容易出错，导致许多本来对化学实验很感兴趣的学生在学习了一些化学基本概念后感

到化学记得东西多，难学，渐渐对化学学习失去了兴趣。另一方面，近年来上海高考化学卷考察学生对概念理解程度的试题越来越多，学生失分情况十分严重，很难拿到高分，这就使我对化学概念教学的有效性越来越关注。

如何提高化学概念教学的有效性？笔者决定从中学化学的核心概念入手，对化学概念教学的有效性进行实验研究。

2 核心概念的界定

资料显示：所谓“核心概念”是指居于学科中心，具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值的关键性概念，它与其他概念和化学原理密切联系，可通过一定的联结方式统领知识系统。

高中化学中的核心概念很多，如：物质的量、反应类型、离子反应、电解质、氧化还原反应、化学键、化学反应速率、化学平衡等。

由于物质的结构理论是指导学生学习化学的最主要的理论知识，而化学键是整个中学化学结构理论的枢纽，学好化学键能指导学生对今后的化学新知识的学习和探究。所以本课题选择对化学键概念的形成及相关问题的解决进行实验研究。

3 化学键概念干预前测试

3.1 测试对象：笔者所担任的三个教学平行班——高一学生；

3.2 测试时间：化学键概念学习之前，但让学生自己阅读了教材中化学键的概念之后完成；

3.3 测试形式：根据化学键概念的内涵和外延，笔者自己编制了一套测试题。测试题中的问题有一定的层次性，并且对被测试者而言是陌生的；

3.4 测试对象已具备的相关知识：原子的结构、原子结构示意图、离子结构示意图、原子的电子式、离子的电子式、核外电子排布规律、静电作用力、元素概念、某些物质的构成微粒。

3.5 测试目的：了解学生已有的知识储备对新概念理解的影响程度，了解学生可能产生错误概念或前概念的相关原因。

附：化学键概念干预前测试题

①在此之前，你听说过“化学键”这个概念吗？（）A、听说过 B、未听说过

②你认为物质能稳定存在与“化学键”有关吗？（）A、有关 B、无关

③请根据自己的理解，叙述什么是“化学

键”。。

④你认为“化学键”会有不同类型吗？（）A、有 B、无

⑤水是由水分子构成的，水分子和水分子之间的作用力是不是“化学键”？

（）

A、是

B、否

理由：。

⑥水分子内氢原子和氧原子之间存在作用力吗？（）A、存在 B、不存在

这种作用力属于化学键吗？（）A、是 B、否

理由：。

⑦氯化钠（NaCl）、二氧化碳（CO

2）、氨气（NH

3

）三种物质中的化学键分别存

在在

和、和、和之间。理由是。

⑧下列过程中，化学键被破坏的是（）

A、酒精溶于水

B、氯化钠溶于水

C、碘升华

D、氯化氢气体溶于水

3.6 化学键概念干预前测试结果统计：

3.7 诊断：

建构主义认为，学生并非空着头脑进入教室，在日常生活中，在以往的学习生活中，他们已经形成了广泛而丰富的经验和背景知识。而且，有些问题即便他们还没有接触过，没有现成的经验，但当问题一旦呈现在面前时，他们往往也可以基于相关的经验，依靠他们的认知能力(理智)，形成对问题的某种解释，这并不都是胡乱猜测，而是从他们的经验背景出发而推出的合乎逻辑的假设。

这从上述统计结果中就可以看出，80%以上的学生在此之前未听说过“化学键”这个概念，但几乎都认为“化学键”与物质能稳定存在有着密切关系。

在老师没有任何干预的情况下，让学生自行阅读教材中“化学键”的概念后完成测试题，发现能正确写出“化学键”概念定义的学生大约在60%左右，但其中大部分学生是直接抄写的书上概念，并不是用自己的语言描述的，这说明学生学习化学概念的习惯是——背，而不是去理解化学键概念的内涵。

背的效果如何？从测试的第⑤题“分子与分子之间的作用力是不是化学键？”的统计结果可以看出有70%以上的学生回答正确，但理由回答正确的却只有50%左右，这说明有许多学生对概念的理解是一知半解的，这恰恰反映了目前高中学生学习化学概念时的现状。测试的第⑥⑦⑧题则是从不同角度测试学生对化学键概念的理解，回答正确率基本上是55%左右，也就是说被测试的学生中只有50～60%的学生能在自己背景知识的基础上基本完成新知识的意义建构，而40%左右的学生则产生了模糊的“错误概念”。

学生具备的前提知识（旧知识）对于学生将要学习的新概念有着怎样的影响？对于学生具有的模糊的错误概念、前概念，如何帮助他们矫正？用什么方法可以促使他们形成科学概念？怎样建立不同概念间的关系？如何才能培养学生成为有效问题解决者？等等。这些问题都是涉及学生建构化学知识成功与否非常关键的要素。

4 教学干预

心理学上，一般把“概念”定义为“符号所代表的具有共同关键特征的一类事物或性质”。心理学研究又表明，概念的学习过程是学生通过积极的思维活动，对各种各样的具体事例进行分析、概括，从而把握同类事物的共同关键特征的过程。因此笔者赞同有些专家把概念的学习过程分为概念的形成、概念的同化、概