化学基本概念分类及教学基本原理

化学基本概念分类及教学基本原理

摘要：文章将化学基本概念根据其学习属性分成具体概念、定义性概念、抽象概念三大类，并阐述三类概念的学习原理，构建了三类概念意义建构教学的基本过程。教学实践表明，化学基本概念分类及其教学基本方法很容易被化学教育专业的学生理解和掌握，也容易被中学化学教师接受。

关键词：化学基本概念；分类；教学设计；教学原理

文章编号：1008-0546（2015）04-0005-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2015.04.002

化学基本概念是化学科学中的基础知识，是化学学习中对物质组成及变化进行认识和思维的基础。早在上世纪七十年代，化学教学大纲就明确指出：“使学生准确地、深刻地理解基本概念，对于学习化学是十分重要的。在教学中要尽可能通过观察实验或对物质变化现象的分析，经过抽象、概括形成概念。”同时，我国著名的化学教育前辈杨先昌先生也十分重视化学基本概念的教学，他指出：“正确的概念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，使他们更完全地更深刻地认识化学所研究的具体物质及其变化规律。对概念的理解，不仅是学生学好基础理论、定律、公式的前提和基础，也是发展学生能力的基础。”[1]由此足以说明了化学基本概念学习在化学学习中的重要性。王磊认为：科学思维能力是能力核心，是创造力的核心。科学推理是人类的一种高级科学思维形式，在人类认知世界的过程中起重要作用。[2]化学基本概念中蕴含化学认知方法和思维方法，是培养学生思维能力的主要内容，同时也是人们在认识物质及其变化时，通过科学推理解决问题或认识到事物变化的本质属性。因此，化学基本概念教学对学生思维能力、推理能力的培养是十分重要的。

化学基本概念教学研究是中学化学教学研究中最热门的研究课题之一，对化学基本概念教学的研究论文不胜枚举，其比较重要的两篇论文有郭睿的《我国化学概念教学二十五年》[3]以及谢泽琛的《国内化学概念教学研究新进展》[4]。对化学基本概念的学习和教学原理进行探讨的有李嘉音[5]和王屹[6]，有关化学基本概念的这些教学研究内容包括了化学基本概念的分类、化学基本概念教学策略、化学基本概念教学原理等，涉及化学基本概念教学的各个方面，但鲜有涉及化学概念的分类，更没有根据概念的学习属性进行分类。在化学基本概念的实际教学中，化学基本概念教学只能让学生记住概念名称，但对其内涵却不是太清楚，影响学生对概念的理解和意义建构。

本文提出根据化学基本概念的学习属性将化学基本概念分成三类，从学习原理上认识化学基本概念，较为准确地认识了化学基本概念教学原理，根据这些原理获得了化学基本概

念意义建构教学的基本过程，掌握了化学基本概念的“教学法”。这些“教学法”能帮助化学教

育专业学生很快形成化学基本概念的教学技能，教学实践研究结果也表明有很高的教学效率，对中学化学教学具有很好的指导意义和实用意义。

一、化学基本概念三分类

认知心理学将知识笼统地分成陈述性知识和程序性知识，由于化学科学是自然科学，

其知识是随着科学认识方法的发展而逐步建立起来的，其中蕴含着大量的化学认识方法和化学思维方法，如果按这种分类方法分类，则无法认清学生学习化学知识的过程。化学学科对化学知识进行分类时，都是根据知识的科学属性将其分为化学语言、化学基本概念、化学基础理论、元素化合物、化学实验、化学计算等，这种分类也不利于化学教学原理的认识。中学化学教学中对化学基本概念的分类一般是按照化学基本概念的知识属性，将其分成化学语言、化学符号、化学基本概念，这种分类还是从知识的表达形式进行分类。有人按知识适用对象分类，将化学知识分为：物质结构、物质变化过程特征、操纵物质变化等。[7]这些分

类对学习过程的揭示不清，因此对化学教学的指导作用甚弱。化学基本概念教学实际中，学生从语言层面掌握了概念的定义，但对其中的化学认识方法、化学思维方法，学生自主构建概念意义的教学仍然无法实现，严重影响学生科学素养和能力形成。谢祥林在早期曾提出将化学基本概念分成定义性概念、规则性概念、操作性概念，[8]这种分类虽然比较接近学习

原理，但仍然不够清晰。本文在先前基础上将化学基本概念分成三类：具体概念、定义性概念、抽象概念。

具体概念是指表示具体事物的概念。这类概念的显著特征是表达具体的事物，即有具

体的事物为依托。如：分子、原子、离子。之所以将分子、原子也列入具体概念，是因为这两种微粒都是客观存在的，且清楚认知这两种微粒的形貌特征正是化学学习的基本要求。

定义性概念是指一大类化学认识方法形成的概念。这类概念没有实体事物，是人们为

了解决某些问题或约定方法来表达某种事物而形成的概念。例如：相对原子质量是为了解决原子质量数值太小，使用不方便而形成的概念；物质的量是为了解决微粒数量巨大计量不方便的问题而形成的概念；化学式是表示物质组成而形成的概念。

抽象概念是指从一类事物的某一属性出发认识事物，由事物的本质属性归纳而形成的

概念。如“氧化还原反应”是有电子的得失或共用电子对的偏移的一类反应；“离子反应”是在

溶液中，从实际参与反应的微粒出发来认识的一类反应；“化学键”是根据微粒间相互结合的静电作用力抽象形成的概念。

二、三类化学基本概念教学的基本原理及教学过程

1. 具体概念基本学习原理及教学过程

具体概念由于有具体事物为依托，在这类概念的学习过程中我们可以从实物出发。其共同学习特征为：感知（观察，感知其具体存在）-了解其基本特征-下定义-概念名称辩识-运用概念认识其它同类事物。分子、原子是世界上存在的微观粒子，本文将其归纳为具体概念范畴，学习过程中先让学生通过分解物质的实验“感知”分子、原子的形貌，了解分子、原子特征：分子往下分出的微粒聚集起来就不是原来的物质，因而它是保持物质性质的最小的微粒；而原子是直径和质量都很小、在化学变化过程中不变的球形颗粒，在化学变化中，原子本身不变，仅仅是各原子相互结合的方式变化。在此基础上引导学生对分子、原子下定义，然后再认识一系列的其它分子、原子。教学实践发现，按此原理进行教学，学生对分子、原子概念很容易掌握，并有利于化学式概念的意义建构学习，从而可以让学生顺利跨过分子、原子等一系列概念学习的难点[9]。

元素化合物知识是化学科学中的一大类具体概念，这类概念也具备具体概念学习过程：先观察物质及其反应等实验现象—用化学思维认识物质变化的原理（写出化学方程式）—对化学方程式进行分析—物质化学性质。元素化合物知识学习与一般具体概念学习比较，其特点是：观察到的感知材料（实验现象）并不能直接用于概念的形成，而是将感知到的材料用化学方法认识，写出化学方程式，这些化学方程式才是构建概念的材料。对化学方程式进行认识，才能获得物质的化学性质，对物质所有化学性质的认识，才能构成对物质全面认识，形成具体概念。

2. 定义性概念基本学习原理及教学过程

定义性概念是人们解决问题所形成的方法类概念，这类概念学习的动机是问题的产生，产生问题是这类概念学习的基础。问题产生后就必须认真分析问题的特征，再去寻找问题解决的方法。问题解决的方法可能是多种多样的，但科学上会寻找一种最优的问题解决方法，而最优的问题解决方法形成在科学发展上有一个过程。如物质的量概念是在克分子、克原子、克当量等概念的基础上发展而形成的。方法一旦找到，利用方法来解决问题便形成概念，学生形成概念后可让学生进行定义，从而认识到概念的内涵，再用概念来解决同类问题。

这类概念的教学基本遵循以下程序：问题情景认识、问题的提出和问题关键点的分析、问题解决方法的寻找、介绍科学上解决问题的最优方法、问题解决、形成概念、概念内涵认识、概念运用等过程。

3. 抽象概念基本学习原理及教学过程

“抽象”就是将事物的共同本质特征提取的过程。因此抽象概念首先是对事物从某一属性进行认识，将其本质特征提取出来形成概念，然后是给概念下定义，给出概念的名称，概念的理解及运用等教学过程。抽象概念学习的基本特征在于“抽象”，即将事物其它属性不予关注，只关注某一属性，并将其“抽象”出来形成概念。