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学生在学校应该学习什么?现代心理学家的回答是不仅仅在于获得知识,更重要的是“学习如何学会学习”,而概念是人脑对客观事物的本质特征的认识,是思维的基本单位,概念学习是意义学习中最基本的类型,是解决问题、培养创新能力的必要前提。因此,概念学习在知识学习中占据着重要地位。
一、化学概念学习的重要性
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,是化学知识体系的基础。概念教学一直是中学化学教学的重点和难点,也是学生学习的难点。
二、当前化学概念学习中存在的主要问题
1.死记硬背,机械记忆
长期以来,学生误将化学概念的语言描述当作对化学概念的掌握,学习的主要方式是死记硬背、机械记忆,从而出现了死搬硬套的现象。因此,在实际应用中不能有效迁移,从而难以做到融会贯通,以不变应万变。
2.对化学概念的理解偏差,仅停留在表层形式上,而没有掌握概念的实质内容
3.教学上急功近利,忽视学习的主体
在实际教学中由于受课时、教学进度、传统教学思维等因素的影响,教师往往会忽视学生的认知规律而匆忙给学生讲解抽象的化学概念,之后便开始做大量习题,结果事与愿违,多数学生是“老师一讲就会,练习一做就错”,其根本原因是学生还没有真正形成正确的化学概念。
(1)教学中忽视学生原有的知识经验
教育心理学研究表明,新的学习是建立在学生已有的知识经验基础之上的,学生在学习前并非一张“白纸”,他们拥有由来已久的、根深蒂固的、未可明知的朴素观念,这对后继学习会产生至关重要的影响。而现实中,教师常以定论的方式教学正确的化学概念,是理想化的“低起点”。
(2)教学中忽视学生的心理体验
多数教师习惯用定义的方式直接向学生揭示化学概念的关键特征,使学生对化学概念的形成没有充分的心理准备和体验,而学生对概念的形成是一个逐步的建构过程,这显然步调不一致。
(3)教学中忽视学生的心理发展特点
根据皮亚杰的认知发展理论,学生心理发展具有一定阶段性,不同年龄的学生对概念学习的方式是不同的,对一个完整概念的认识,需要学生从多侧面、多角度、分阶段加以把握。不少教师首次讲到有关概念就要讲全、讲透、练透,违背了学生认识发展规律。
三、提高化学概念学习效率的教学策略
1.将教学过程重点放在概念的形成、学生认知方式的建构上,让学生充分进行心理体验
(1)针对不同化学概念,灵活选择教学方式
概念教学常用的教学方式一般有两种:一是以生成性策略为主的“探究式策略”,二是以代替性策略为主的“讲授式策略”。每一种策略都不会比另一种方法更好,但是一种策略可能会比另一种策略适合一些,究竟谁更适合,这要取决于情境、学生和学习任务。但不管采用任何教学策略,必须包括四要素:名称、定义、有关和无关的因素、正例和反例。例如,对元素周期律概念的教学:可通过对1~18号元素的最外层电子数、主要化合价、原子半径、原子量等数据的探究,让学生自己发现元素周期律,经过探究这种内在的主动心理体验过程,学生更能把握概念的本质,同时也提高了学生分析、处理数据信息的能力,实现多维目标的培养。又如,电解质概念的教学,教师可先给出其定义,讲解一个正例和反例,然后组织学生讨论“在氯化钾固体、氯化钾溶液、熔融氯化钾、铜、CO2中属于电解质的有哪些?”学生通过辨别、提取、归纳、概括可勾勒出电解质概念的特征信息,从而更突出了对概念中关键字词中的“导电”“或”“化合物”的理解,从而帮助学生理解电解质概念的内涵和外延。
(2)通过多种手段帮助学生生成化学概念
①通过日常生活现象引入化学概念。联系具体的日常生活,在生活实际的基础上将抽象的化学概念具体化和直观化,提高学生掌握概念要领的效率。例如,氧化还原反应教学中,课前用小刀把一个新鲜的苹果切成两半,上课时再切出一个新切面,让学生观察新切面与久置在空气中的切面颜色变化,由于二价铁离子逐渐被空气氧化为三价铁离子,因此,颜色逐渐变成黄褐色,告诉学生这是因为发生了氧化还原反应,在日常生活中还有好多的现象与氧化还原反应有关,从而自然引出“氧化还原反应”的主题。
②通过实验探究引入或生成化学概念。利用实验,引导学生将对直观对象的感性认识上升到理性认识,从而透过现象深入概念的本质,促使概念形成深度化。例如,水解概念的教学,先让学生测定纯水,NaCl溶液,CH3C00Na溶液,MgCl2溶液的pH值,学生通过自己实验发现盐的水溶液也有酸碱性,与原有认知发生矛盾,探索未知事物的欲望被激发出来,从而进入分析揭示事实本质的思维过程,最终使水解概念的生成深度化。
③充分利用多媒体手段,帮助学生理解微观化学概念。可以根据实际教学的需要,利用微观图片或设计出三维动画课件,向学生展示物质的微观结构,展示物质变化时微观结构的变化过程,例如,强、弱电解质的电离过程;化学平衡过程中正、逆反应的变化过程;原电池中电子的流动过程;氧化还原反应中电子的转移过程等。这样学生对概念将有更深入、感性的认识。
2.充分发挥教师的主导作用
教学的设计要考虑学生的原有知识经验,要注意新旧概念的知识衔接,要帮助学生回忆已经学过的对新概念学习有重要影响的先行概念。例如,在水解概念的教学中,在分析CH3COONa溶液呈碱性的原因前,为减少思维的盲目性,可设计一些问题,让学生回忆必要先行知识,例如,(1)溶液显酸碱性的原因?(2)CH3COONa溶液有哪些电离过程,含有哪些离子?(3)溶液中哪些离子可生成难电离物质?(4)离子相互作用时对水的电离平衡有何影响?(5)最终会引起溶液中C(H+)与C(OH-)如何变化?学生通过对一系列问题的探讨和分析,找到CH3COONa溶液呈碱性的原因,就初步形成了盐类水解的概念。
3.分阶段深化和发展原有化学概念
许多化学概念往往不是一次就要求全面掌握的,随着学生所掌握知识的加深,原来的概念可以通过概念同化和重组的方式获得高一层次的概念。概念学习的阶段性决定了概念教学的阶段性。例如,氧化还原反应概念:在初中阶段是从“得氧、失氧”认识“氧化还原反应”概念,高一阶段则要求从化合价变化和从电子转移的微观角度去认识“氧化还原反应”。随着心智的不断成熟,日后将逐步学习氧化还原反应方程式的配平、氧化还原反应原理在原电池、电解池中的应用、有机反应中的氧化还原反应等。
4.授予学生以学习方法
学生在校期间的学习重在“学会学习”,因此,教学中要授予学生以学习方法。
(1)记忆术
记忆术是记住概念、原理的语言信息。向学生推荐一条记忆概念的记忆术或启发学生形成自己的记忆术,将有助于学生对概念的学习。例如,氧化还原反应:升―失―氧;降―得―还。
(2)图表法
用图表的形式来表示目标概念与相关其他概念之间的关系,形成概念网络。其意义在于,概念的组织化和网络化有助于学生新概念信息的编码和提取,这对于学生概念的获得和应用将会产生至关重要的影响,教师既可以直接给学生提供现成的概念网络,又可以在教师的引导下由学生自己建构概念网络,无疑第二种形式更符合学生认知方式的建构。例如,右图所示,离子反应与氧化还原反应、置换反应复分解反应之间的关系。
(3)类比法
类比可帮助学生深入理解和记忆概念。类比时,应将相似点与概念的关键特征联系起来,例如,酸与酸式盐概念的对比,相似点是都有H,若电离出的阳离子全部是H+,则化合物为酸,若电离出的阳离子除H+外,还有其他阳离子的化合物则为酸式盐。
参考文献:
[1]朱慕菊.走进新课程.北京:北京师范大学出版社,2002.
[2]和学新.提高课堂教学效率的策略与方法.天津:天津教育出版社,2009.
论文摘要:提出要重视中学化学基本概念与基础理论的教学策略,探索、实践并总结了基本概念和基础理论教学的不同策略和多种方式。
在初中化学新课程实施及上一轮高中化学新教材实施过程中,化学教育界积累了一定的研究落实新课程、推进新课程的经验,但也发现了一些问题。其中,对化学基本概念和基础理论的教学存在着以下问题:部分教师不注重联系实际创设情境,教学内容缺少时代性、人文性和教育性,教学模式僵化、方法单调,学生学习比较被动,缺少自主学习、合作学习和探究学习过程,思维层次低,学生觉得化学基本概念和基础理论枯燥无味,缺乏兴趣,难以生动、活泼、主动地学习和发展。
《普通高中化学课程标准(实验)》认为:教师不再是代表权威的指导者,而是学生学习化学的咨询者、引导者、帮助者和促进者。教师应该引导学生进行自主学习、探究学习和合作学习,帮助学生形成终身学习的意识和能力;引导学生像科学家那样去探究化学科学的真谛,像科学家那样去学习化学科学知识;培养学生的科学学习方法和创新意识;让课堂成为一个师生、生生互动交流、积极探讨、共同发展的场所,学生发现问题、分析问题、解决问题的场所,构建“知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观”的场所。因此,我们在化学基本概念和基础理论教学设计时,要以学生为中心,尽可能地挖掘教材,帮助学生发现概念之美,感受理论之实,增加学生的认知体验,把学生能力的培养落到实处。
为此,我们设计采用了“化学史引入”等教学策略和方式。实践显示,合理使用多种策略和方式,可以较好地帮助学生发现概念之美,感受理论之实,进而激发学生学习化学基本概念和基础理论的兴趣,提高化学课堂教学的效益。
1 化学史引入 :原来概念与理论是这样产生的
知道化学概念和理论的历史背景、来龙去脉,可以增进对化学知识的理解;化学史既是化学发展演变的历史,也是化学科学思想的演变和再现,有助于培养学生思想品德;运用化学家的故事、生平、轶事等,可以激发学生的学习兴趣,创设新异的情境,提高教学效果;化学家们坚持实践百折不挠的科学精神和勇于探索大胆创新的科学态度,还可以培养学生的科学精神。
如在介绍元素周期律的发现时,把老高中教材(人民教育出版社,下同)中关于从18世纪中叶到19世纪中叶的100年间,随着科学技术的发展,新的元素不断地被发现,有关元素分类的假设——三素组、八音律、门氏周期表的相关内容(详情略)打印在学案上供学生阅读与体会。
20世纪以来,随着科学技术的发展,人们对于原子的结构有了更深刻的认识。人们发现,引起元素性质周期性变化的本质原因不是相对原子质量的递增,而是核电荷数(原子序数)的递增,也就是核外电子排布的周期性变化。这样才把元素周期律修正为现在的形式,同时对于元素周期表也做了许多改进,如增加了0族。
学生通过以上阅读,明白了科学家也走过弯路,进而减轻了对概念和理论的陌生感和畏惧感。此时,再加上教师的讲解与提示提问,学生不仅能够了解到元素周期律的诞生发展的较完整的过程,更好地理解和把握元素周期律的实质,而且可以体会到前人在科学方法、创新意识方面的努力,进而激发自己的学习兴趣与动力。
2 实验“形象化”:原来概念与理论是形象实在的
在对元素周期律的“同周期元素的性质递变”进行教学时,我们不仅安排学生分组做了Na、Mg、Al及其化合物的常规实验,还设计了它们对应的最高价氧化物的水化物的pH值的测定实验。通过直观的现象的鲜明对比,学生了解了Na、Mg、Al的化学活泼性的差异。而通过定量的pH值的测量,学生感言“仿佛看到了逐渐活泼的Al、Mg、Na在以不同的速率跳动!”
在对氧化还原反应进行教学时,如何让学生真正理解其电子转移的实质,一直困惑着我们。在深入研究新教材的基础上,为了解决“通过实验来证明电子转移”的问题,我设计了Zn-Cu原电池的实验,电流表指针的偏转表明了电子转移的结果——电流的产生。再配上精心选取的FLASH动画演示。在此基础上,还补充了老教材上的“氧化还原指示剂”实验:“把4g葡萄糖和4g NaOH加入一个透明带盖的塑料瓶中,再加入大半瓶水和2~3滴亚甲基蓝试液(一种氧化还原指示剂)。加盖后振荡,溶液呈蓝色,静置后溶液变为无色,再振荡溶液又变为蓝色,静置后又变为无色,这个颜色变化过程可以多次重复。”学生很快就能分析出氧气是氧化剂,葡萄糖显还原性。
3 适时穿插练习:原来概念与理论的应用是有规律可循的
在讲授“元素周期表和元素周期律的应用”时,从教学目标的确定开始就注意贴近学生实际,注重知识的应用与做题的反思体会,使每一个教学目标都有对应的达成措施,把对学生的创新能力、创新意识的培养落到实处。
为了讲解“位—构—性”的关系,我们设计了如下练习:
[练习1]:2004年,某甲宣布发现了一种比F2氧化性更强的单质,某乙宣布制得了一种比HF更稳定的气态氢化物。试判断其可信度并分析应用了什么知识?
[解答]:都不可信
[分析]:1. 第一周期元素中非金属性最强的是F,卤族元素中非金属性最强的也是F,因此F是所有元素中非金属性最强的。2. 元素的非金属性强弱体现在物质的化学性质上:①单质与氢气反应的难易;②气态氢化物的稳定性;③最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱。
[练习2]:下列叙述中正确的是
A. 原子半径:O
B. 金属性:Na>Mg>Al
C. 稳定性:H2O>H2S>H2Se
D. 酸性:H3PO4>H2SO4>HClO4
分析:应用了什么知识?
[解答]:B、C
[分析]:A应用同周期、同主族元素原子半径的变化规律。B应用同周期元素金属性的变化规律。C、D应用同主族元素非金属性的变化规律。
[练习3]:填“ > ”、“=”、“
A.碱性:Mg(OH)2 __Ca(OH)2
B.酸性:H2CO3 __H3PO4
C.酸性:HF__HCl
D.溶解性:Ca(OH)2 __Ba(OH)2
体会:应用了什么知识?
[解答]:A、
[分析]:A、应用同主族元素金属性的变化规律。B、应用周期性知识无法解答,可从已知知识H2CO3是弱酸、H3PO4是中强酸解决。C、比较元素非金属性强弱应用最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱,而不是无氧酸的酸性强弱;HF与HCl的酸性强弱不知,但可从第六主族氧与硫的氢化物的酸性强弱推出规律。D、在水中的溶解性不是元素金属性强弱的判断依据,但也有一定的规律性;已知Ca(OH)2 微溶, Mg(OH)2难溶, 即使不太知道Ba(OH)2可溶,也可以得出规律进而做出解答。
[点评]:通过新旧知识的整合来解决问题,这也是一种创新。
[练习4]:下列可以说明硫的非金属性比氧弱的是
体会:应用了什么知识?
[解答]:A、B、C、D
[分析]:判断元素的性质强弱,不仅可以应用周期律知识,还可以应用氧化还原知识。
[练习5]:按半径从小到大排列下列微粒
A组:S、Cl、K、Ca
[解答]: Cl
[分析]:影响元素原子半径的因素
①电子层数。例:O < S
②核电荷数。例:S > Cl
应用以上得出的规律解答B组:
S-2、Cl-、K+、Ca2+
[解答]:Ca2+
[分析]:先比较电子层数,电子层数相同再比较核电荷数。
[补充]:③(同一元素不同离子)电荷高半径小。例:Fe2+>Fe3+
通过对教师精选练习的解答与分析,再加上同伴和教师的补充,在不知不觉中,学生对相应知识点的掌握达到了预期的程度。
4联系STSE:原来概念与理论是实用的
科学(Science)、 技术(Technology)与社会(Society) 教育, 即“STS教育”是当代科学教育实践的重要理念, 环境(Environment)教育则是公民科学素养教育的一个重要组成方面。由科学、技术、社会、环境构成的STSE教育强调科学、技术与社会、环境的相互关系,重视科学技术在社会生产、生活环境和社会发展中的应用,是指导和实施学科教育的新理念。STSE教育的显著特征是把当今与科技相关的重大社会问题及具有地方影响的问题纳入教育特别是科学课程之中,包括科技的应用问题、科技发展动向问题和科技的社会伦理问题等。当学生看见所学知识在许多方面都有应用时,就会涌现出一股强烈的求知欲望,在化学学习中表现出前所未有的自觉性和主动性。
如在讲解氧化还原反应的应用时,我们选取了“石油化工科技网”上的一条信息作为素材:
用于汽车尾气处理的催化剂
专利申请号:03120993.9
授权公告日:2005.02.16
该催化剂是消除汽车尾气中 NOx(如NO)的催化剂,在不加任何其他物质的情况下,将污染物质氮氧化合物和一氧化碳转化为无毒气体,达到对氮氧化合物、一氧化碳综合处理的目的。该催化剂对NOx的转化率最高可达55.6%,而且稳定性好,寿命长,有良好的抗中毒特性。
思考:汽车尾气中含有CO和NO,它们在转化成无毒气体时,从氧化还原反应角度看分别表现了什么性质。
学生在顺利解答完之后,得出结论:可以利用物质中元素所处的价态,推测它可能具有的氧化还原性。同时,学生感慨:原来概念与理论真的是实用的!我一定要学它!
5联系对比:原来概念与理论是相联相通的
通过小结,学生“发现”了金属与非金属的对应规律:同周期从左向右,元素的金属性越来越弱,而非金属性则越来越强;同主族元素的性质也有一定的递变规律。不仅如此,元素对应的单质、化合物的物理化学性质也有各种各样的对应关系。受此启发,学生对下表的空格做出合理的解释。
学生解释为:Na是金属单质,能与非金属单质反应,Cl2是非金属单质,能与金属单质(与非金属单质相反)反应;Na能与酸反应,Cl2能与碱(与酸相反)反应;水、盐无相反概念,故Na、Cl2都与二者反应。唯一不对应的是非金属单质能与非金属单质反应,而金属单质与金属单质不反应,对应得似乎不够工整。实际上,两种非金属单质反应时,必有一种较弱的非金属单质显金属性,而两种金属单质不能反应的原因是因为金属单质不能显非金属性。
在此基础上,学生对金属的知识主线:
单质氧化物对应水化物对应盐
对应盐氢化物单质氧化物对应水化物对应盐
如:NaClHClCl2 Cl2OHClO NaClO
也就有了更深刻的理解和更深入的把握:由于Cl的正价较多,还可以把Cl2右边的知识主线写出更多的来。如:Cl2??KClO3或Cl2ClO2??等。从知识主线看,由于金属没有负价,金属知识主线比非金属知识主线少了左半边,对应得并不工整。虽然也有的题目中会出现金属氢化物如NaH,但Na仍为+1价,H为-1价,并不是通常意义上的氢化物(二元素组成,氢为+1价)。
6尝试创造:原来概念与理论是可以由我发展的
对于元素周期律的理解,教师不应满足于学生只掌握书本和教师提供的知识。在做题的实践与反思中,教师还应引导学生学习推导出“自己的规律”。如通过Mg、Ca、Ba对应的碱和硫酸盐的溶解性的比较,可以得出同一主族元素对应的碱在水中的溶解性从上往下越来越大,而硫酸盐的溶解性从
上往下越来越小;通过课本提供的“同主族元素非金属性从上往下越来越弱”,不仅可以推出课本上提供的“最高价含氧酸的酸性越来越弱”,还可以导出其对应的“无氧酸的酸性越来越强”,如HBr的酸性比HCl强;凡此等等,不一一赘述。通过这些尝试与创造的体验,学生感慨:原来概念与理论也可以由我提出由我发展!
化学实验新奇有趣,学生接触化学的初始阶段,教师要较多地用实验激发学生的学习兴趣,但随着学习的深入,教师更应及时揭示化学概念与理论的迷人魅力,帮助学生感受化学概念与理论的优美与实在。唯有如此,学生学习化学的兴趣才会持久,才能从化学学习中获得更多的乐趣!学习化学也就成了学生一种持久的乐趣、一种幸福的享受、一种自觉的追求。
参考文献
[1]钟启泉,崔允漷,张华. 《基础教育课程改革纲要(试行)》解读.上海:华东师范大学出版社,2001.
美国著名心理学家加涅把智力技能由简单到复杂分为五个层次,它们分别为:辨别、具体概念、定义概念、规则、高级规则。[1]结合新课程标准,智力技能实际上就是学习、掌握及运用概念、规则的能力。
在对本校高三学生化学学科压力的随机抽样中发现:学科压力主要来自学习方法,表现在学科知识整合、应用能力、提取信息能力等方面的薄弱,以及综合考试时间分配、学科交叉思维转换方面的困扰。
怎样在高三化学教学过程中,有效地进行知识整合与能力提升?根据教学一线的研究实践,笔者探索出以下几点提高学习效率的教学策略。
二、有效策略探究
1. 迷思概念转变策略
在对现行浙江省高中理科教材的研究中发现:不同课程教材中存在着概念不一致与出现次序问题(见表1)。
教材选用的地区性、版本不同,概念侧重、陈述不同,造成学生的概念混乱,高三阶段需要教师通过各种途径帮助学生走出概念迷思,把握化学核心概念。
(1)凸现关键词,可视化导图构建知识网络[2]
概念中“关键词”的理解与掌握对迷思概念转变起到重要作用,在解决实际问题时,对信息的提取、审题中“关键词”的把握也起到决定意义。
思维导图是用画图的方式,将主题与众多关键词构成一张知识网络图,“正是这些特点使得思维导图成为知识之间建立联系的有效工具”。关键词的使用将某个观点简化为所要表现的核心,在概念复习中采用思维导图的方式,可将内隐的知识转化为外显的知识,有效地帮助学生加速对科学概念的把握、对概念迷思的转变。
如对电解质及相关概念作出的思维导图,如图1。
(2)设陷尝误,典型例题的应用
例1 沉淀溶解平衡复习案例
范例I 已知氢氧化铁的溶度积常数为2.6×10-39,假设有一瓶溶液,其Fe3+浓度为0.01mol・L-1,现要使Fe3+开始沉淀,溶液的OH-浓度至少要多少?
学生活动:利用溶度积常数,计算使Fe3+沉淀的OH-浓度。通过计算获得使Fe3+产生沉淀的OH-最低浓度为2.9×10-12 mol・L-1。(从学生已有知识出发,利用Ksp进行计算)
[提问]那么此时溶液pH为多少?
学生计算回答:pH=2.46。(把学生引入教师精心设计的知识冲突中)
[提问]一般情况下,当溶液中一个离子物质的量浓度小于1×10-5 mol・L-1时,我们认为这个离子已沉淀完全,那么本题中,要使Fe3+沉淀完全,溶液pH至少为多少?
学生计算获得答案为:pH=3.20。(引发知识冲突)
[提问]这些数据意味着什么?对你有哪些启示。
学生讨论。
[提问]经过讨论后,谁能总结一下。
学生总结:事实一:金属离子在酸性条件下也能沉淀。
事实二:Fe3+的沉淀区间也意味着Fe(OH)3的溶解区间。(引导概念转变)
范例Ⅱ 25℃时,往1L纯水中加入0.1mol氯化铁固体,能否配制成0.1mol・L-1氯化铁溶液?(不考虑体积变化)
学生讨论:不能,氯化铁要水解。
[提问]如果需要0.1mol・L-1氯化铁溶液,应怎样配制? 已知:25℃时Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。
学生计算过程:Ksp=c(Fe3+)・c3(OH-) =0.1×c3(OH-) =2.6×10-39
c(OH-)=2.96×10-13 mol・L-1
pH=-lg(Kw/2.96×10-13 )=1.47
学生回答:加入浓盐酸,调节pH=1.47,或将氯化铁固体溶于浓盐酸中。(巩固概念,具体应用)
2. 化学规则的教学策略
化学规则的教学研究并不多,笔者对于化学规则的理解,是在对化学内在规律的融合下,外显的应用能力。
(1)高中化学规则的分类
表2 高中化学规则的分类[3]
(2)几种化学规则的教学策略
①实验解题规范与书写规则
从近几年高考实验题的阅卷中发现,学生对于实验题中文字描述类填空,往往关键点(得分点)未凸显,得分率不高,特别需要教师帮助学生归纳总结,用简单高效的方式理解和掌握,为此笔者在教学中进行如下设计与强化。
A. 阅读题目,找出中心思想――实验目的。
读懂题目提供的新信息准确提取实质性内容与已有知识整合知识重组解决问题。
B. 按照实验目的进行分类。
一般可分为物质的检验、分离提纯、制备与性质、定量实验、探究实验等。
C. 寻找关键词,关注信息与已知条件;上看下阅,关注题干与各小题的前后联系。
一般的问题设置都会围绕达成实验目的展开,很多关键点都存在于题干和小题信息中,正确地理解题意是答题关键。
D. 熟记“通式”,思维有序。
如物质检验过程按照“操作―现象―结论”的规范描述;滴定终点判断“当最后一滴××溶液滴下,溶液由××变为××,且半分钟内不褪色或不恢复”;检验沉淀是否洗涤干净“取少量最后一次洗涤液于试管中,……”类似的还有气密性检验、喷泉原理、防倒吸原理等。
E. 实验现象描述的完整性。
如海(溶液变化)、陆(固体变化)、空(气体变化)的描述;制备性质实验中观察描述现象的顺序:发生装置―净化除杂―性质或制备收集―尾气处理。
F. 后期实验复习还应注意“语言表达能力”的训练。
对应性――强调表达有要点;完整性――对现象、操作过程描述的完整;顺序性――强调描述的顺序性。
②元素推断思维模式和方法
A. 熟练掌握元素的性质特点、原子结构特点,充分运用“位―构―性”的相互关系。
B. 建立合理的思维模式。
③平衡判断规则
v正=v逆 是判断达到平衡的一种依据,如何让学生熟练运用?笔者用图式说明两点:I. 看是否正确表现正逆方向;II. 看不同物质表达的速率数据是否按照计量数比。
v正=v逆 方向数据
经过几次强化,学生已能运用自如。
④竞争反应的判断规则
竞争反应是指在化学反应中,由于反应能力不同,多个反应按一定的先后顺序进行。竞争反应既存在于同种反应类型之中,也存在于不同种反应类型之中。如因还原性(氧化性)强弱次序的氧化还原反应;因生成更难溶解或更难电离物质的优先次序;复分解反应之间的竞争;沉淀和络合反应竞争;氧化还原反应与非氧化还原反应之间的竞争;因溶剂结合质子能力差异的竞争;动力学与热力学因素的竞争反应等。
例2 已知:H2CO3的Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11, HAlO2的Ka=6.3×10-13,25℃时,向含有相同浓度的OH-、CO32-、AlO2-的溶液中逐滴加入盐酸发生反应,请用各平衡常数Ka来说明离子反应的顺序。
在《溶液中的离子反应》的复习课中设置此题,目的在于引导学生通过竞争反应规则明晰原理,并通过规则计算迅速得出结论。
例3 往含Fe3+、H+、NO3-的混合液中加入少量■,充分反应后,下列表示该过程中氧化还原反应的离子方程式正确的是( )
A.2Fe3++■+H2O=2Fe2++■+2H+
B.2H++■=H2O+SO2
C.2H++2NO3-+3■=3■+2NO+H2O
D.2Fe3++3■+3H2O=2Fe(OH)3+3SO2
此题考查不同氧化剂与一种还原剂竞争的反应次序问题,看上去似乎4个选项都可能发生,但我们知道氧化还原反应一般优先于非氧化还原反应,因此B、D不正确。那么■是先与Fe3+反应还是先与H++NO3-反应呢?可以用“假设法”进行判断:如果先与Fe3+反应,则生成的Fe2+又会与H++NO3-反应,所以应先与H++NO3-反应,故应选C。
⑤ 化学计算
计算类规则有很多,如常用的守恒法。守恒是解计算题时建立等量关系的依据,巧妙地选择化学式中某两数(如正负化合价总数、正负电荷总数)始终保持相等,或几个连续的化学方程式前后某粒子(如原子、电子、离子)的物质的量保持不变,很快建立等量关系,达到速算效果。
例4 14克铜银合金与足量的某浓度硝酸反应,将放出的气体与1.12升(标准状况)氧气混合,通入水中恰好全部被吸收,则合金中铜的质量为( )
A. 9.6克 B. 6.4克 C. 3.2克 D. 1.6克
因为没有具体的硝酸浓度,故不能确定气体是纯的NO还是NO2,还是它们组成的混合物,若是混合气体,NO和NO2的体积比也不知,解题条件似乎不足,但是我们可以换个角度思考问题:合金失去电子给硝酸,硝酸得到电子之后生成NO或NO2或两者的混合物。此后,气体又将电子转移给氧气,全部变回到硝酸。这样一来,可认为电子转移直接发生在合金和氧气之间,而硝酸只是转一下手而已。1mol铜失2mol电子,1mol银失1mol电子,1mol氧气得4mol电子。设合金中铜有xmol,银有ymol,① 64x+108y=14 ② 2x+y=0.05×4 联立方程式,解得铜有3.2克。在解此题时就用到了得失电子守恒。
三、问题思考
1. 对高中教材编写的建议
适当考虑教材选用地区性、版本的兼容性与整体性,避免因概念侧重、陈述不同、出现顺序等造成的信息不对称;科学合理地借鉴现代学习理论(如问题解决理论、图式理论等),对核心概念、规则进行系统的介绍,可以专题探究的形式放在章节末尾或者学生化学学习手册中;在附录中增加化学史话、数学工具、交叉学科等相关内容,为学生自主学习、个性发展提供条件,以契合“以学生发展为本”的新课程理念。
2. 对教师的专业要求
“Al能发生铝热反应,Mg为何不能?”“铜锌原电池内电路硫酸根离子的移动方向”“电池内离子迁移的动力” ……这些问题的解决不仅需要扎实的学科专业基础,还有跨学科的知识借鉴;更多新词汇的出现,科学、心理学、交叉学科等的新研究新发现,促使教师不断探究、交流、学习提高。
3. 以生为本,因材施教
教师教是为了学生更好地学,针对不同群体、个体的调查反馈,能及时帮助教师调整教学策略,以期达到最优化效果。
参考文献:
[1] R. M. 加涅. 学习的条件[M]. 北京:人民教育出版社,1985:39.
关键词:化学教学;概念教学
文章编号:1005-6629(2010)04-0021-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
化学概念是构成化学教材各章节的基本骨架,是化学知识的基本要素,它是理解、掌握其他化学知识的基础,对培养学生的逻辑思维能力和灵活运用知识,实现迁移能力有重要的作用。在化学课堂中如何有效地实施概念教学,直接影响教学效果的提高,现结合化学概念教学的实践,谈几点自已的思考与想法。
1、鼓励学生探究,实现概念获得的自觉化
以概念为基础,以过程为导向,是概念教学的基本理念。让学生在学习中发现问题,并通过一定的方式解决问题,这是新课程理念的最好体现。在课堂教学过程中。教师应在学生现有的知识背景、能力水平和心理特点的基础上,给学生提供适当的范例,引导学生对实例进行观察、比较,对概念进行假设、验证,从而获得正确的概念。在此基础上,教师应进行适当点拨和总结,使学生自觉生成有效的思维策略,实现概念的自觉生成。
例如,在实施“烷烃”的概念教学时,笔者通过图片展示一系列烷烃的结构式,如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等,通过让学生从大量的实例观察和分析中,由学生发现并概括出烷烃的概念。
2、善于解剖概念,实现概念教学的深刻化
化学概念具有严密的科学性,因此概念教学应让学生准确把握概念的内涵和外延,消除“迷思概念”的顽固性,抓住概念的本质。在教学过程中经常采取三种解剖方式:
一是咬文嚼字理解概念。如“苯的同系物”中“同系物”三字,就隐含苯的同系物结构与苯相似,组成与苯相差一个或若干个“-CH2”。二是解剖词句含义。如“同位素”的概念,讲解时把定义拆分成四个部分,即:其一是质子数相同;其二是质量数不同(即中子数不同);其三是原子量不同;其四是核素。三是强化关键字词,浓缩概念,揭示本质。如催化剂的概念,可向学生强化“一变、二不变”这一关键。
3、注意概念衔接。实现概念教学的持续化
同一化学概念在不同教学阶段定义可能会有差别,这是因为教材在编制时充分考虑了学生的认知水平及接受能力。
4、绘制概念图像。实现概念教学的网络化
化学概念教学同时也包含化学概念间的层次关系。概念图是一种基于意义学习和概念同化理论的教学技术,它把知识高度浓缩,将各种概念及其关系进行加工、概括,并以类似于人脑对知识储存的层级结构形式进行排列。概念图可帮助学习者组织、建构知识,并使之概括化、网络化。
例如,在讲授有关强、弱电解质知识内容时,可以先让学生回顾有关电解质、非电解质的概念,以及包含的常见物质的类别,然后对比介绍强、弱电解质的电离的特点,运用如下的概念图(见图1)进行归纳并整理,这样使学生很快就能掌握有关强、弱电解质相关知识。
5、利用多种手段,实现概念教学的直观化
学生的思维能力的发展正是从形象思维到抽象思维的过渡,形象思维多于抽象思维,对抽象概念的学习一般离不开感性资料的支持。因此。在课堂教学中需要教师对概念中的抽象信息进行解读――也就是化抽象为具体,从感性到理性。在教学过程中经常采取三种手段:一是联系学生已有经验,顺藤摸瓜,引出新的概念。例如,学习氧化还原概念时,可先沿用“得氧”“失氧”“得氢”“失氢”的方法判断氧化还原反应,在此基础上。引导学生用化合价的升降法、电子的得失法分析氧化还原反应,通过搭建新旧知识间的桥梁,同化理解新概念。二是引导学生联系自然社会、生产生活认识概念。例如,讲授“分子”时,可从氨气扩散、糖溶于水、湿衣服可以晾干等日常生活中的亲身感受,说明分子的客观存在。三是利用模型、实验、多媒体、录像等直观教具认识概念。例如,“原子晶体”的概念教学中,利用能实现三维空间的动画展示晶体硅的空间网状结构、二氧化硅的晶体结构等,把这些看不见摸不着的东西通过画面变化,将学生带人一个形象生动直观的认知情境,使学生在轻松的氛围中掌握知识。
6、巧用通俗类比,实现概念教学的形象化
很多化学概念对学生来说是非常陌生、枯燥、难懂的,学生很难发现其与自身事物之间的联系,以致很难对其加以内化。在教学过程中,教师可通过生动形象的类比,帮助学生在陌生的概念与熟知事物之间建立起适当的联系,从而促进新概念的顺利内化。
例如,在学习“高分子和单体”概念时,可把高分子类比成人体的组织,单体类比成人体的细胞。在概念教学中恰当地用好类比策略,不仅能帮助学生加深对陌生概念的理解,而且能使学生感到化学概念非常有趣,从而调动起学生对概念学习的热情。
7、鼓励认知顺应。实现概念教学的科学化
所谓顺应,是指对原有认知结构的调整和改变,以便能更好的理解和接纳新现象。只有通过认知顺应学习,将原有的认知结构调整和改变,才能接纳新知识,解决认知矛盾,实现有偏差的前概念向科学概念的转变。在课堂教学过程中,教师可根据学生认知水平,激活学生思维,制造认知冲突,鼓励学生自觉实现认知顺应,重建科学概念。
例如,学习“电解”概念时,教师问到:“CuSO4+H2O”能否反应?学生脱口而出:“不会!”这时,教师满怀激情地说出一句至理名言,“如果给我一个支点,我能撬起一个地球”,如果给我一个条件,我能使这个反应发生。当学生亲眼目睹电解硫酸铜溶液在通电时一电极上产生气泡,另一电极上生成红色的铜后。这“出乎意料”的现象,造成学生极大的认知冲突,从而使顺利实现认知顺应,重建科学概念。
8、平衡主次概念,实现概念教学的有序化
教材中有些章节,其核心概念中夹杂着纵多的细节性概念。为了防止细节性概念的介绍对核心概念的削弱,较为妥善的处理方法是:先讲核心概念,后讲细节性概念。例如,进行“乙烯结构与性质”的加聚反应的教学,可先分析聚合反应的特点,其次,引出加聚反应的概念,在此基础上,再巧妙引入单体、高分子、聚合度的概念。这样实现了概念教学的有序化,也最大限度地优化了课堂结构。
参考文献:
1、收集了初中学生科学前概念的现状
(1)较多的前概念:学生在生活中经常接触到、看得见、摸得着的事物能形成较多的前概念。如生命科学中的植物部分;物质科学中的力学、热学、电学和光学现象有较多的前科学概念。
(2)很少有相应的前科学概念:对于较少接触,又很形象的事物,则很少有相应的前科学概念。如生命科学中细胞的结构、植物的向性 ;物质科学中的声音的特性;地球与宇宙中的月相等;
(3)几乎没有什么前概念:初中学生对于生活中较少接触的事物,又很抽象的(例如微观的、宇观的)事物。如生命科学中的种群、生物群落、生态系统、生物圈、生命活动的调节、免疫;物质科学中的杠杆的平衡条件、磁场、电磁感应、质量守恒、溶解度、元素、饱和溶液;地球与宇宙中的地球的公转、太阳活动等。
2、初步归纳了初中学生科学前概念形成的原因
通过对调查的结果分析,我们发现学生的前科学概念的形成有多种渠道,总括起来包括以下几种情况:
(1)直接的感受。学生在生活和学习中有许多直接的感受,这些感受在学生的心灵上打下了深深的烙印,成为学生极为重要的生活经验,为他们解释有关现象提供了“可信赖”的依据。如在“力与运动的关系”问题上,学生在学习之前总认为作用力越大物体运动得越快,当推动物体的力停止作用,原来运动的物体就静止下来;对落体运动,认为物体越重,下落得越快;对于钢笔吸墨水现象,认为是钢笔的胶皮管具有“吸力”。
(2)片面的经验。经验是建构概念的基础,但片面的经验容易使学生以偏概全,建立起事物之间非本质的联系从而形成错误的前概念。生活中船载的东西越多,沉下去越深,这种片面经验使学生想当然认为浮力的大小随深度的增加而增大。灯泡不亮是没有电流通过。
(3)旧概念的泛化。任何一个科学概念的正确性都有其条件性,即都有其适用的范围和成立的条件.学生容易把某个科学概念适用的范围不恰当的扩大。
(4)知识的负迁移
当学生运用旧知识经验无法解释一些现象与事实时,往往会加入一些自己的推理和臆测,即想当然地运用自己的“理论”进行解释,轻易形成片面的理解。
二、前概念转化的教学策略
1、类比教学法
类比推理的教学表征及学习方法是利用逻辑推理的思考形式,把寻常的、熟悉的事物(类比对象)类比到异常的、未知的事物,然后依据两个对象之间存在着某种相类似的关系,从已知对象的某种性质推出未知对象具有相应的性质,通过学生以有的旧经验来通化、调整新知识。适用于两个对象之间有潜在的属性、结构或功能等相似性。采用类比教学法时要进行关系的对应。
比如学习七年级上册第二章第4节《细胞》中,把动物细胞结构与鸡蛋结构作类比,认识细胞的基本结构及功能。一方面让学生知道细胞不是平面的而是立体的;另一方面借助于鸡蛋结构及各部分作用,引导学生由自外向内、由平面到立体、由结构到功能,不断深入地认识细胞,将细胞的结构与功能联系起来。
例如:教师采用腌咸蛋引导学生分析:腌咸蛋的时候,盐进去了,而水或黄泥进不去,同样,鸡蛋里面的物质也可以有选择性的出去。细胞膜也有类似的作用,即除了保护细胞,还有控制细胞与外界之间物质交换的作用。
2、实验教学法
实验的演示,使前概念转化更直观。在教学中,教师可将一些片面的前概念涉及到的内容设计成实验,引导学生认真观察实验现象。当实验现象与学生的前概念不相符时,学生就会产生认知冲突,教师因势利导,引导学生认识到自己前概念的不合理,促进学生的认知顺应。研究串联电路各处电流的关系,学生把电流流动比喻成爬坡,越爬力气越小,所以,电流越来越小。此时,教师只要演示用电流表测出串联电路各处电流强度的,学生自然就能得出串联电路各处电流的关系。
新课程改革为物理教学带来了生机与活力.过去枯燥、刻板的物理课堂变得情境化、生活化、活动化.“满堂灌”、“一言堂”正在被师生互动的生成教学取代,“为学生的发展而教”已经成为当今课堂教学的基本理念.但不可否认,目前高中物理教学尚未完全摆脱“应试教育的羁绊”,使得高中物理概念教学中存在诸多的问题.除了有教材的问题外,主要是教师和学生的问题.教师为了立竿见影地提高教学成绩,在概念的教学中重知识的灌输而轻功能的培养、重教学结果而轻探究过程、重概念内容教学而轻学生参与等现象.由于教师的不正确的教学观,使得学生对概念的学习变成记结论,不重视理解,张冠李戴.只背公式,不通过分析、综合、抽象、概括、类比等思维过程上升到理解的物理概念,不理解概念的真正物理意义和适应条件,不注意物理概念的发展性和阶段性,以数学关系代替物理概念的定义等不良习惯.如何提高高中物理概念教学的有效性是我们每一位教师值得研究的课题.
物理概念是整个高中物理学习的基础!就像一座高深殿堂的一砖一瓦、一个生命机体的细胞.研究表明,概念在学生头脑中的生成仅仅依靠老师的讲授是不够的,因为讲授一般只能让学生对概念形成一些肤浅的认识和理解,而“属于学生自己的理解”只有在以学生为主体的情境中才能发生,即只有在恰当的情境中学生才能深刻认识和理解概念的内涵和外延,因此,对于高中物理概念学习而言,情境化就是一个重要的策略.
2高中物理概念教学中的情境化策略实施
由于高中物理概念的抽象性,因此建立一个真正的概念并不是那么容易的.心理学研究表明,一个概念的形成一般需要经历一个亲身体验和心理加工的过程,才能做到融会贯通.而这个亲身体验和心理加工的过程一般都必须是情境化的.具体到实施过程中,我们会发现情境化策略要想取得成功,更多地在于根据不同类型的概念选择不同的策略,并且在实施过程中要注意针对学生的实际,进行细节的处理.
2.1创设良好的质疑情境,引导学生参与质疑
科学的教学设计是有效地引导学生参与质疑的必须环节.我们面对的是富有个性、具有兴趣、爱好、特长的学生.以往的概念教学设计中,教师较多考虑的往往是概念教学目标,很少顾及学生大脑中已有的认知结构、情感发展和引导参与.对物理概念教学的设计时,应该充分考虑学生的“最近发展区”,应更多地思考学生如何学习,如何促进学生的质疑.教师和学生应如何共同探究、平等对话,即学生在课堂上如何通过质疑、讨论、交流获得结论;教师如何组织并促进质疑、讨论,如何评价和激励学生的学习热情和探究的兴趣等,我们要坚持“为学生发展而设计”的原则,只有科学的设计才有可能使课堂变得生机勃勃、充满智慧,通过质疑、探究,实现创新.
如“位移”是高一学生首次接触到的一个“矢量”,学生对其理解有一定的困难.笔者在进行位移概念教学时有这样一个片段:
教师:力学研究的机械运动,即物置的改变,所以我们可以引入量化位置改变的物理量.例:一辆汽车从南京开到上海,位置发生了改变.请大家讨论用什么物理量来表示这个位置变化.
A同学:用位移这一物理量来表示.(A成绩较好,可能预习过,但没有真正理解)
B同学:用南京到上海的直线距离表示.
C同学:用汽车通过的路程来表示.
D同学马上质疑C:如果各次沿不同的公路从南京到上海,汽车走的路程不同,但汽车位置变化还是相同的,所以C的观点不对.
E同学质疑B:汽车从南京向东到上海有一定的距离,如果汽车向西也行驶相等的距离,但汽车的位置变化不同,所以B的说法也不对.
教师:同学们回答得都很好.E同学的回答说明了什么?
有同学抢答:方向.
教师:那我们如何来表示方向呢?
接着引导学生总结归纳位移的概念.
这种通过学生自己的积极思考、质疑和探究活动达到目标的学习方式(探究式学习),不仅使学生很好掌握了位移的概念,还调动了学生学习物理的积极性,能提高学生的质疑等各方面的能力.
2.2创设有趣的实验情境,引导学生参与推理
学习的过程是一个思维不断趋向成熟的过程.引导学生会科学地思维,是物理教学的重要目的之一.物理概念教学不应该是“结果”的教学,而应该是“过程”的教学.物理教学就要把知识的形成、发展过程展现给学生.具体说就是要把问题的提出过程、知识的获取过程、结论的探究过程和探索方法、问题的深化过程等分析、解决问题的艰难曲折过程展现出来.在物理概念教学中,教师可创设有趣的实验情境,利用解惑式的疏导,把学生的思维引向深入,以使学生的思维逐步走向成熟.
如“自由落体运动”是一个重要的运动模型,是匀变速直线运动规律应用的具体的事例,学生受物理前概念的影响,容易犯下“亚里士多德式错误”.在教学过程中,笔者先后设计了如下实验引导学生探究.首先提出了:羽毛和小金属片同时从同一高度开始下落,谁下落快呢?接着用漏气的牛顿管做了演示实验,学生发现金属片下落快,羽毛下落慢,所以就有学生得出“质量大的物体下落快”的结论.接着让每位同学用大小不同的橡皮,从同一高度由静止开始下落,发现同时到达地面,又得出物体下落的快慢与重力无关.这中与想象相矛盾的结论,刺激学生的大脑神经.再让每位同学把一张纸对折分成两半,使其中一张揉成纸团,让两者从同一高度由静止开始下落,发现纸团下落快.重力相同,怎么下落快慢又不同呢?这种一波三折的过程,把学生的思维推向深入.再让同学把另一张纸也揉成纸团,再重复实验,发现又同时落地,得出影响物体下落的因素.最后再用“牛顿管实验”,完成“自由落体运动”的定义.
2.3创设有效的比较情境,引导学生参与探究
比较是物理教学的必要手段,是学生理解和掌握知识的重要方法.在教学中适当地运用比较,有利于引导学生辨别事物的本质特征和非本质特征.比较是一切理解和思维的基础,我们正是通过比较来了解世界上的一切的.让学生站在问题开始的地方,通过原始问题的比较,不仅能帮助学生的认识比较容易地进入概念,而且能充分地调动学生对物理概念学习的积极性,使学生由好奇转变为兴趣,由兴趣转变为对物理概念学习的渴求.
如高一物理加速度概念的教学是一个难点.在教学实践中笔者创设这样的比较情境:磁悬浮列车以100 m/s高速匀速运动8s时间,蜗牛在8s内速度从零增加到0.1 cm/s,让学生体验速度与速度变化是两个不同的概念.接着给出下列比较案例:普通小轿车速度从零增加到100 km/h用时间20 s,火车速度从零增加到100 km/h用时间500 s,让学生分析速度变化相等时,如何比较速度变化的快慢?再给出兰博基尼跑车速度从零增加到100 km/h用时间4.0 s,宝马跑车速度从零增加到80 km/h用时间4.0 s,让学生分析速度变化时间相等时,如何比较速度变化的快慢?最后再出某人在百米跑中在0.5 s内速度从零增加到10 m/s,骑自行车时在0.8s内速度从零增加到12 m/s,让学生体验分析速度变化不同,变化的时间也不同,如何比较速度变化的快慢?通过这样的比较,学生在探究中逐渐形成速度变化快慢的基本概念,并掌握了如何比较的方法(控制变量法).这种通过比较把学生一步一步地“带入加速度”的物理情境,把学生的思维引向深入,进一步的反复、强化,使学生对加速度的概念有了较清晰的认识.这时,教师鼓励学生对感性材料进行分析、综合、抽象、概括,尝试给加速度下一个恰当的定义.再请同学分析“2 m/s2”和“-3 m/s2”的物理意义,不仅使学生认识到加速度是反映物体运动速度变化快慢的物理量,而且还认识到加速度只有大小还不能说明具体问题,要说明具体问题一定需要另一个因素即加速度的方向,使学生琢磨概念的内涵和外延.这样的比较情境,不仅使学生逐步领悟物理学中概念产生的特点,同时提高了学生的分析推理能力和培养了学生的物理思想.
2.4创设纠错的练习情境,引导学生加深理解
概念教学的情境,不一定是物理实验的情境,也可以是某些现象的推理情境,也可以是习题的情境;不一定是形象的,也可以是抽象的.有些抽象的概念,很多学生在初次学习时,根本不知道是何物,就算到了高三复习时,很多学生对此知识也是敬而远之.就是因为对概念的初始学习过程中,没有真正理解这一概念.学生在形成概念的初期,对概念的掌握往往是不完全、不深刻、不牢固的,并且常和已学过的旧概念发生混淆.这就需要利用习题情境,利用概念解决问题来巩固和加深概念.
例如,学生学过电场强度的概念后,学生对电场强度的定义式E=F/q容易记忆,而对电场强度的内涵和外延的理解较肤浅.教学中要求学生完成下列练习:
在电场中某点放入电荷量为4.0×10-9 C的带正电的检验电荷时,检验电荷受到的电场力为8.0×10-10 N,求:该点的电场强度大小.
变式练习(1)[JP2]若在上题中的点放入电荷量为2.0×10-9 C的带正电的检验电荷时,该点的电场强度多大?方向变化吗?(2)若在上题中的点放入电荷量为-2.0×10-9 C的带负电的检验电荷时,该点的电场强度多大?方向变化吗?(3)若在上题中的点不放检验电荷时,该点有电场吗?若没有,说明理由.若有,求出电场强度大小.方向变化吗?
通过上述的练习,使学生逐步体会到电场强度是用来描述电场中各点电场强弱的物理量.通过E=F/q可以定量计算某点的场强大小,但与检验电荷的电荷量大小与正负无关.从而达到对电场强度加深理解的目的.
3高中物理概念教学中的情境化策略的反思
李政道在回答怎样才能学好物理这一问题时就曾强调:学习物理的首要问题是弄清物理学中的基本概念.高中物理概念的教学策略不是唯一的,情境化作为其中的一种选择.首先我们看到今天的高中生学习物理有着鲜明的时代特点,他们思维活跃,由于网络的发展,他们头脑中的可用素材比较丰富.但同时我们必须注意到,他们在物理学习尤其是物理概念的构建上也存在着一定的不足,主要体现在实际体验太少.而通过一定情境下的身体体验和心理加工的过程,有助于学生形成比较好的概念基础.因此,情境化的策略是当今比较好的概念教学策略.
论文摘要:本文阐述了新课程背景下的初中化学教学,只有运用新课程理念,加强化学教学策略的研究,才能全面推进新课程改革,才能全面提高化学教学质量。只有从学生和社会发展的需要出发,才能充分发挥化学学科的自身优势,将探究作为新课程改革的突破口,激发学生的主动性和创新意识,促使学生积极主动地学习,从而获得化学学科的知识和技能,使学生形成科学的价值观。
新课程背景下的初中化学教学倡导从学生和社会发展的实际需要出发,充分发挥化学学科的自身优势,将科学探究作为新课程改革的突破口,激发学生的主动性和创新意识,促使学生积极主动地学习,从而使学生获得化学知识和技能的过程成为理解化学、进行科学探究、联系社会生活实际和形成科学价值观的过程。
一、教学策略的内涵意义
教学策略的科学内涵,目前主要有两类看法:一是将教学策略视为教和学的策略,认为二者是一致的,在概念使用上也不加区别;二是将教学策略视为教的策略,认为学的策略虽然与教的策略有目标上的一致性,但二者的侧重点不一样,使用时应加以区分。
教学策略的含义,目前主要有四类看法。一是把教学策略看作是为实现某种教学目标而制定的教学实施的综合性方案;二是把教学策略作为一种教学思想的体现,认为教学策略可以看作是一种教学观念或原则,通过教学方法、教学模式和教学手段得以实现;三是认为教学策略与教学方法含义相同;四是把教学策略看作是为达到一定的教学目标而采取的一系列教学方式和行为。
二、影响教学策略的因素
教学策略包括对教学过程、内容的安排,教学方法、步骤、组织形式的选择。由于这些因素的组合方式多种多样,这就决定了教学策略的复杂多样性。一般认为影响教学策略制定或选择的因素主要包括教学观念、教学目标、教学内容、教学对象教师自身和教学环境等几个方面。
其中最重要的是教学观念,因为教学策略是观念与实践间的桥梁和中介,制定与选择教学策略的任何环节都要受教学观念的制约,这需要广大教育工作者认真研读课程方案和课程标准,在正确理解和把握新课程理念的基础上,把新课程理念更好的贯彻到实际的教学中去。
教学目标是教学中教学策略的构成要素之一,是制约教学策略选择的决定性因素。教学策略运用得恰当与否也要看目标的达成情况。新颁布的初中化学课程标准将化学教学目标划分分为三个领域,即知识与技能领域、过程与方法领域和情感态度与价值观领域。同一教学内容可能同时涉及这三个领域。在正确的目标的指导下,就可以制定和运用教学策略来实现教学过程的最优化。
三、教学策略的分类
1、从教学经验的角度分类
美国教育家史密斯提出了以经验为基础的两种教学策略,即内容限制性策略和非内容限制性策略。内容限制性策略注重人与教学内容的关系。重点分析师生的语言行为,认为教学本质上是口头、笔头和符号表达等语言活动。非内容限制性策略包括课堂教学策略、课堂管理策略以及师生间和学生间的合作策略。
2、从教学策略构成要素的角度分类
根据教学策略的构成要素分为内容型策略、形式型策略、方法型策略和综合型策略。内容型策略又分强调知识结构和追求知识发生过程两个类别,即结构化策略、问题化策略。形式型策略又有集体教学、小组教学和个别教学之分。方法型策略是以教学方法和技术为中心的策略。综合型策略是内容、形式、方法三种类型策略的综合。
3、从教学环节的角度分类
根据教学环节来分,可将教学策略分为教学准备策略、教学实施策略、教学评价监控策略。教学准备策略是教师根据教学目的要求,钻研教材,组织教法,分析自我和学生,制订教学计划的策略。教学实施策略是教师在教学过程中使用的策略,它是综合考虑影响因素而制订出切合实际的教学策略。教学监控评价策略是指教师为保证达到预期的教学目标,而对教学过程实行主动的计划、反馈、控制、评价和调节等采取的策略。
4、从教学内容的角度分类
根据教学内容来分,就化学这门学科而言,主要分为:化学事实性知识,即反映物质的性质、存在、制法和用途等多方面的元素化合物知识以及化学与社会、生产和生活实际联系的知识;化学理论性知识,即反映物质及其变化的本质属性和内在规律的化学基本概念和原理;化学技能性知识,即与化学概念、原理以及元素化合物知识相关的化学用语、化学实验、化学计算等技能形成和发展的知识内容。化学知识的类型不同,其相应的教学策略也有所不同。
四、初中化学新课程教学策略
教材作为实现课程标准所规定的目标要求的内容载体,必须全面体现课程标准的特点和内容要求,将课程标准所体现的新理念、新思路、新方法,转化为促进学生全面发展的教科书内容。在新课程教学策略方面,可以大概有教学的情境化策略、教学的人文化策略、教学的先行组织者策略以及教学的探究化策略等。然而化学知识的类型不同,其相应的教学策略也有所差异。
根据初中化学知识的特点,可以分别以新课程理念下元素化合物知识、基本概念、化学计算等制定不同的教学策略。在教学活动中,充分利用化学实验,增加教学过程的直观性,强调学生的动手操作和主动参与,通过丰富多彩的小组探究、讨论等活动,促进学生自主探究。同时结合具体内容贯彻和实施教学情境化策略、人文化策略、“先行组织者”策略和探究化策略。
综上所述,化学教学策略研究是一个范围很广、内容很多、融合了化学教学论、教育心理学、教学心理学等多学科的专业性的研究领域。选择合适的教学策略与方法是提高课堂教学效率,促进学生有效学习的有效途径;教师对教材的合理使用,认真细致地组织课堂教学,不但能使学生由被动学习变为主动学习,同时也能提高教师自身的教育教学水平。更重要的是,教师要意识到每位学生都有自己的闪光点,只要真正地关心爱护他们,并给予切实有效地帮助和指导,他们是可以取得令人满意的成绩的。
参考文献
[1]全日制义务教育《化学课程标准》(实验稿)
[2]《化学课程标准解读与教学改革研究》
关键词:化学学习;知识模块;能力因素;教学策略
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2012)30-0130-03
化学在推进科技发展、促进社会进步上作出了巨大的贡献。化学新课程倡导从学生和社会发展的需要出发,发挥化学学科自身的优势,激发学生的主动性和创新意识,促使学生积极学习。本文结合我校“激趣、导学、互动、评价”的课堂教学模式,对新课标下的中学化学教学策略进行如下探讨。
一、中学生的化学学习现状
近年来通过课程改革,化学教材降低了一定的难度,但也在某种程度上提高了学生理解、体会和建构知识的跨度,于是有部分中学生对化学爱恨交加。通过与不同层次的学生交谈以及问卷调查,笔者得到了一些数据,这些数据真实的反应出中学生学习化学的现状。
1.数据分析。通过问卷调查(附后),可以清晰的看到,学生对化学实验比化学本身更加感兴趣,极少数学生在初中就开始觉得化学的学习有困难,大多数学生在高一、高二的时候遇到了学习的障碍。在如何学化学的问题上,大多数学生满足于过得去就行,课堂上有三分之一的同学,因为没有兴趣或者听得吃力而注意力不够集中,上课时多数学生一边听一边想,记下重要的内容,有多数学生经过一定时间的尝试,已把握了适合自己的化学学习方法,作业和复习有多数同学能够兼顾,考试后大家还是比较关注自己成绩的,考试中的错题能够认真思考并订正。
2.问题小结。通过与学生的交谈,了解到初三学生刚接触化学,觉得五彩缤纷的物质世界很美妙,化学实验很神奇,所以多数学生学习兴趣浓厚。但是,在接触分子、原子等微观粒子之后,开始感到物质有些抽象,转化关系有些混乱,兴趣逐渐减退,有8.7%的同学的学习开始出现障碍。进入高中后,知识内容的深度、广度、难度均有所加大。出现了诸如物质的量、氧化还原反应、离子反应等概念,化学由宏观的描述向微观的分析转化,注重推理发展以及化学用语的表述,有31.1%的同学在高一出现学习的困难。高二的化学平衡、盐类的水解、电化学等原理更复杂,让学生积极的情感体验更少,于是更多学生开始失去自信心,有43.7%的同学在这个时期陷入困境。高三阶段,很多基础的化学知识,尤其是元素化合物,很多同学都已遗忘,所以老师又不得不花大量的时间来进行整理,大量题目训练,只是停留在记忆的表面,没有真正形成自己快速分析问题、规范解决问题的能力,许多学生感到上课时不难,但一到考试和做练习时,还是有相当一部分题不会做,越到后期,两极分化现象越是严重。
总之,化学不像物理形象分明,也不像数学脉络清晰,多数学生觉得化学很繁琐,难以记忆,在学习化学的过程中,没有一条统领化学的思路和方法,对概念、原理的理解不透彻,对知识的迁移能力不强,知识网络不完整,应用能力跟上不。现从提高学生的学习能力及对不同模块的教学策略两个方面进行探讨。
二、不同化学知识模块的教学策略
基本概念、基本理论、化学用语、元素化合物等是高中化学的几大模块,知识内容各有特色,每个知识点讲到什么程度,如何让学生学得轻轻松松、明明白白。笔者调查了高三学生对各个知识点的掌握程度,并根据实际情况进行一些教学策略上的探究。
1.基本概念的教学策略。大家普遍认为,新课程中最难实施的是探究教学,而最难把握的则是概念教学。一方面,新课标中减少了一些具体的定义性概念;另一方面,强调“化学概念教学不要过分强调定义的严密性”。调查显示:物质的量、氧化还原反应、离子反应等概念的掌握情况如下:A.很好(4.2%),B.较好(49.5%),C.一般(34.7%),D.较差(11.6%)。有关物质的量的计算一直是得分较低的知识点,学生也很实际的看到自己的不足,笔者以为应该从以下两个方面进行突破。
(1)从学生的生活经验中寻求切入点,注重基本概念的引入方式。化学新课程突出化学与生活实际的密切联系,学生熟悉的生活情景和身边的现象,以及已有的生活经验,都是概念教学的重要切入点。在组织化学概念教学时,应充分考虑学生的认知发展规律,敢于打破学科体系的束缚和原有概念教学的定势。例如,教师在进行“物质的量”概念的教学时,可先从火柴、粉笔等具有“一定数目的集体”的宏观物质入手,类比讲到微观粒子很小,也需要用一定数目的集合体来进行量化,这样就让学生容易理解与接受。
(2)力求讲解通俗又不失科学性,在应用中深化概念的理解。重点放在分析定义的关键字词,揭示概念的内涵,引导学生列举概念的外延,从而把握概念的本质特征。例如,化学平衡状态,强调①可逆反应,②一定条件,③正、逆反应速率相等,④各物质的浓度、含量不再改变。根据概念,化学平衡的特征、平衡的移动、化学平衡常数等,都能够从中引申出来。化学概念的学习是一个循序渐进的过程,只有在不断地应用中,才能逐步加深对概念的理解。初中化学课程标准指出:“引出概念不仅为了知识表述的简约性,重要的是运用已学概念去理解新的事物,对化学现象作出合理的解释。”应用概念解决一些具体的化学问题,是学习化学概念的主要目的所在,
2.基础理论的教学策略。化学基础理论,比较抽象,难以理解。很多同学在接触到选修四《化学反应原理》的时候开始觉得化学变难了。调查显示,对化学反应速率与化学平衡、电解质溶液等的掌握情况事下:A.很好(15.8%),B.较好(57.9%),C.一般(22.1%),D.较差(4.2%)。电解质溶液的理解与分析还是很多同学的弱项。如何利用一定的教学策略,就能把这些抽象的内容,变成学生容易接受的知识。
(1)注重理论的发展史,逐步形成观点。化学基础理论的提出,是为了说明化学上的一些现象或预见化学变化中的规律。化学基础理论的创立和完善,都有历史的过程。在讲授基础理论的时候,借用学生的历史唯物主义观点,不仅有助于学生对理论的理解和掌握,而且可以学会分析问题、解决问题的方法,学到科学家的优良品德。例如,元素周期律的教学,结合当时的历史背景,让学生领会到元素周期律的发现,是一个漫长的过程,并从门捷列夫所预测的某些元素的性质,和后来发现的元素的对比,让学生体会其精妙所在,从而增强对该理论的理解和继续探索的兴趣。
(2)多种方式讲清原理与实质,在实际应用中提升。化学基础理论的内容,具有严密的逻辑性。教学中抓住学生直接感知到的具体实例进行归纳,力求突出形象性和论证性,通过形象的比喻理解原理,严格的推导掌握原理。因此,在化学教学中,在讲清基本理论原理的基础上,教师要结合各种化学问题,运用化学原理去分析并作出合理的阐释。例如,盐类水解,不仅在理论上有重要意义,在工农业生产和日常生活中也有广泛应用。在教学中,有意识地将化学理论联系化学实际,联系生产和生活实际,使学生不再感到理论是空中楼阁,从而增强学习兴趣,发挥理论的指导作用,就能提高化学基础理论的教学效果。
3.化学用语的教学策略。山东师范大学的毕华林教授,对物质提出特有的三种表征形式:宏观表征、微观表征和符号表征。符号表征即是化学用语,是由拉丁文和英文字母组成的图形和符号。符号表征虽然简洁,但是内涵丰富,能间接地反映事物的本质。调查显示,对化学用语的运用水平如下:A.很好(28.0%),B.较好(41.9%),C.一般(18.3%),D.较差(11.8%)。相对而言,这部分内容的应用能力还是较强的。
通过对宏观和微观表征信息的梳理、整合,用化学符号表示具体的物质、化学反应、或者变化过程,经过多重感知在头脑中的融合、存储和保持,就形成了对事物稳定的多重表征。化学用语属于认识的第二信号系统,学习相对比较困难,教学中要注意架设从宏观到微观的桥梁,突破微粒的分析和化学用语的学习困难,采用适当方法,将三重表征融合为一体,让学生形成化学独特的分析方法和学科思维。例如,弱电解质的电离平衡,用等号表示盐酸的电离过程,而用可逆符号表示醋酸的电离过程,让学生看到可逆的符号,就联想到关于平衡的若干问题,达到理想的教学效果。
4.元素与化合物知识的教学策略。元素与化合物知识的内容十分丰富,涉及面很广,表面上显得零碎、繁杂,使学生学习时易懂难记,往往混淆不清,更难灵活运用。调查显示,对元素及其化合物的性质与应用熟练程度如下:A.很好(6.5%),B.较好(49.5%),C.一般(36.6%),D.较差(7.5%)。有不少学生学习不得法,把各项知识割裂开来,进行并列记忆,形成了死记硬背,其结果大大影响了学习化学的兴趣。
(1)利用实验教学,形成对物质的初步印象。元素与化合物知识的教学,应该通过实验和观察实物,使学生直接接触物质,认识物质及其变化规律,通过多种感官的共同活动来加深印象,思维实验形成联想,以便强化形象思维,帮助理解记忆。教学中,培养学生良好的操作技能和实验品质,课堂演示实验,设置一系列问题,启迪学生思维;学生分组实验,要求教师对学生进行实验前的指导,课前检查提问,课中巡回指导,课后写出实验报告,分析实验现象,揭示实验本质。例如,有些学生总认为,氯化铁与硫氰化钾溶液反应是生成血红色的沉淀,其实是血红色的溶液,如果学生亲眼认真观察过实验,就不会出现这些错误。
(2)抓住典型代表物,触类旁通,掌握变化规律。在讲各族元素和各类有机物质时,均采用将代表物讲透,总结出同类物质的共性,再推导出其他物质的主要性质的方法。要充分发挥理论的指导作用,抓住“构”、“位”、“性”三者的关系进行教学。例如,学习卤素时,以氯元素为代表,从其单质及其化合物进行详细讲授,再按它们在周期表中位于第ⅦA族,推出卤素其它各元素的共性及递变规律。这样既能使学生有规律地进行学习,又能减轻记忆的负担,化“杂乱”为“精练”。
对有机化学知识而言,则按官能团编排,首先认识官能团的结构特征,运用模型引导,然后探究典型物的化学性质,并由此引申出同类有机物的共性。其次,同中求异,解析某些有机物的特性,再研究同类有机物的通式、命名和同分异构现象。例如,乙酸具有酸性,也能发生酯化反应,其断键方式是有差别的。而甲酸分子中既有羧基又有醛基,所以兼具酸和醛的性质。
(3)对比归纳总结,形成知识网络。元素与化合物的性质千差万别,内容庞杂,在教学中,应指导学生抓住知识的内在联系,运用对比和归纳的方法,把知识“穿线”和“连片”,形成“网络”。注意培养学生综合归纳的能力,让他们亲自动手列表小结、绘知识网等。重视物质间的相互转化关系,把零星的知识集中起来,把分散的知识归纳为若干个小专题,使知识系统化。例如,归纳使用温度计的实验有:①溶解度的测定;②蒸馏;③制硝基苯;④乙醇的消去反应。还要注意知识的前后贯穿和联系,运用对比的方法,使相关的知识反复重现,以加深理解,强化记忆。对与日常生活和工农业生产相关的知识,教师应充分挖掘利用,以培养学生解决实际问题的能力。
三、结语
写作本文的目的,是想通过对教学策略的探讨,实施于化学课堂,切实提高学生的知识水平、学习能力和科学素养。这和我校的科研课题“新课程标准下的有效性互动教学模式探究”的目标一致,使学生在平时的生活以及化学的学习中,遇到任何问题都保持一种积极探索的精神,寻求科学的方法分析解决问题,成为一种自觉的习惯。虽然中学化学基础知识相对来说有其固定性,但化学教学是一门艺术,在教学过程中有其灵活性。本文根据对学生的全面调查,了解学生的学习状况和对不同知识内容的学习障碍,提出如何使化学课堂达到优化的策略。在实施教学时,采用相应的教学策略,就可以有针对性的准备材料、设计方案、组织教学活动等。让学生对所学的化学知识印象深刻,通过了解化学现象的本质,形成化学的学科素养,并终身受益。每一种教学策略,都会因为教育对象和环境的变化而不尽相同,对于教师来说,教学经验以及教学新技能、新方法、新策略和新理念等,都需要在实践中不断地总结和学习,教学中的不当或有待改进之处,要通过反思加以完善,从而形成自己独特的教学风格,使化学课堂更加生动而有效。
参考文献:
[1]毕华林,王玲玲.化学学科中物质三重表征的教学策略[J].中学化学教学参考,2006,(3).
[2]曹智华.多元智能与中学化学教学策略[J].中国基础教育改革网,2004,(10).
[3]吴俊明,杨承印.化学教学论[M].西安:陕西师范大学出版社,2001.
学习心理学研究表明,学生对知识的学习主要体现在对学科领域内的概念、公式、原理、法则、事实、意义及其相互关系等的理解和运用上[1]。《中药化学》是中药学专业必修课,是一门以中医药基本理论为学科概念框架,运用化学及物理学的科学方法,研究中药化学成分的学科。学生对中药化学的学习主要体现在对相关概念、原理、规则的理解和运用上。
知识学习理论将知识的构成关系分解为概念、原理、问题解决,高层级结构包含低层级结构,也就是说,概念构成原理,利用原理解决问题。概念是学科知识体系的基本构件,原理是概念与概念之间关系的描述,原理把概念和问题连结起来,原理的学习在学科知识中占据着十分重要的位置,它可以使学生免受复杂事物和现象的影响,抓住事物发展变化规律,并指导我们的行为,解决新问题。中药化学课程学习目标在于通过教学,使学生掌握中药化学基本概念,理解中药化学基本原理,解决中药化学面临学科问题。
1原理学习的心理过程分析
原理是对概念之间关系的语言表述。例如这条规则就是对共轭碱、共轭酸与碱、酸之间关系的描述。并不是所有言语表述都是原理,例如,“黄芩遇冷水变绿的原因是由于黄芩中所含酶,能酶解黄芩苷与汉黄芩苷成为黄芩素和汉黄芩素,其中黄芩素是一种邻位三羟基黄酮,本身不稳定,容易氧化而变绿”[2]就不是一条原理,它只是说明对某个特定反应的描述。“不同炮制程度烫浸软化的黄芩片对其主要成分是有影响的,烫浸时间越长,影响越大”[3]则是一条原理,原理说明对某类刺激做出的某类规律性反应,因而原理对科学行为具有规范和控制作用。
原理学习,就是学生对原理的理解过程。这种理解能力使学生不被表面现象迷惑,认清事物之间因果关系,达到分析问题和解决问题的目的。原理学习包括三个环节:首先是对原理所涉及概念的学习,然后是对概念之间关系的描述,最后是将原理内化为控制自己行为反应的内在依据。例如,对“离子交换色谱”原理的学习,“离子交换色谱法是以离子交换树脂作为固定相,用水或水溶剂作为流动相。在流动相中的离子型成分与树脂上的固定离子进行交换而被吸附,再用带有同种电荷的溶剂进行洗脱,来分离离子型化合物的一种色谱方法”。首先要理解基本概念“固定相”和“流动相”,然后理解“固定相”和“流动相”的关系为先“吸附”后“洗脱”得到“离子型化合物”。理解了“离子型化合物”的得到过程,离子交换原理也就内化为学生自身获得的行为依据。
与概念学习—样,课程学习情形中原理学习的基本方式有发现式和接受式之分。接受式的原理学习是从原理正确表述入手,利用典型例证证明原理所反映的概念之间规律性关系;发现式的原理学习是通过对例子分析,找出共同规律,归纳出原理内容,并尝试用准确的语言表述。根据不同学生不同学习要求、学习内容等教学目标,实际教学中,发现式的例证—规则法有利于培养学生学会学习、学会思维、学会创造和解决新问题的能力;而接受式规则—例证法则有利于培养学生熟练、规范、标准化的实验操作能力。
目前中药化学课程教学普遍存在重视接受式原理学习,忽略发现式原理学习的现象。教师教学思路以呈现规则,通过实验例证为主,学生也是机械地接受规则,完成实验,少见热爱中药化学思维,并充分体验到学习乐趣的学生,这种现象并不利于中药化学创造性人才的培养。优秀本科生和研究生肩负着探索新知识的学科使命。所以,应以发现式的原理学习为主,并且善于从典型例证中概括和发现原理,同时利用规则—例证法去检验和证明对原理的理解和掌握。学生只有掌握原理,才能很快发现问题、灵活解决问题。因此,中药化学教学中,要重视学生对原理的学习和掌握。可能由于教学时数与内容之间的冲突,或者习惯教学模式使得我们无暇花更多时间用在发现式的原理学习模式上,但是,即使是接受式的原理学习模式,教学重点也应放在原理的概括、总结和强化理解、接受上,训练学生逻辑思维,提高学生对专业知识理解能力。
2原理学习的教学策略
从原理学习的心理过程分析教学中可能影响原理学习的因素,并在原理学习时根据这些因素采取合适的教学策略。原理学习首先涉及学生对原理所涉及概念的掌握,如果学生对构成原理的概念不清晰,就无法对原理进行理解。因此,原理学习的教学策略首先是概念学习策略的运用。
对于概念的学习,根据具体内容和学生理解水平,可以采取例证—规则法帮助学生的概念形成,采取规则—例证法对学生的概念进行同化学习,有经验的教师会采用例证—规则—例证的教学策略,既训练学生形成抽象概念的逻辑思维,又扩展学生的学科知识,强调学生在概念理解基础上的运用。例如,我们在学习生物碱物理性质的旋光性时,“生物碱结构中如有手性碳原子或本身为手性分子即有旋光性。生物碱的生理活性与旋光性密切相关,通常左旋体的生理活性比右旋体强”。需先理解“旋光性”、“手性碳原子”“、生理活性”、“左旋体”、“右旋体”等概念,然后才能理解这些概念之间的关系分别为:“手性碳原子”与“旋光性”是因果关系,因为生物碱结构中“具有手性碳原子”,“故有旋光性”;“生理活性”与“旋光性”在刺激强度上是整体与部分的关系,通常“左旋体的生理活性比右旋体强”。教学中,在概念学习基础上,原理学习主要是学生对事物概念与概念之间关系的理解和应用。
对概念与概念之间关系的准确理解,需要学生具有一定认知水平,要求学生具有从现象中概括出规律的抽象思维能力,越是抽象的原理,要求概括水平越高。因此,在原理学习教学中,要特别注重对学生抽象思维训练,提高学生从现象中概括事物本质的能力。在中药化学课程教学处理上,由于学时限制,不可能在课堂教学上面面俱到,那么应抓住教学大纲中每一章节教学重点,以对教学重点的原理学习为线索,向上扩展对原理涉及概念的理解,向下扩展对原理应用问题解决的学习,把对知识的理解、巩固与应用贯穿到中药化学学习整个过程中。中药化学中的原理多数通过各类化合物理化性质来表征,每一类化合物的理化性质,向上连结着各种化合物的基本概念、结构特征,向下连结到化合物的提取、分离、检识、结构鉴定等。因此,中药化学教学中,可以把每一类化合物理化性质的理解和应用为原理学习重点,既有意识地训练学生概括化合物理化性质的思维能力,又注重培养学生应用理化性质到化合物提取、分离、结构鉴定的实践能力,从而提高学生学科认知能力。例如,我们在学习“胆酸类化合物”这个内容时,可以这样设计具体的教学策略:先给学生呈现各种胆酸类化合物的实物(图片),让学生概括出胆酸类化合物的性状之一为“白色结晶形或非结晶形粉末”,性状之二为“味苦”;用提问的方式调动出学生已有知识结构中关于“有机溶剂”这个概念的认识,概括推广出胆酸类化合物的性状之三为“可溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、乙醚等有机溶剂,不溶于水,溶于碱水,它们的盐则溶于水”。给学生呈现各胆酸类化合物的分子结构(图式),让学生概括出“胆酸类化合物结构中具有羧基”;用提问的方式调动出学生已有知识结构中“酯化”概念的认识,概括出“浓盐酸或浓硫酸催化”与“胆酸类化合物酯化”的关系为“在浓盐酸或浓硫酸催化下可与醇类进行酯化”;然后,再把“胆酸类化合物结构中具有羧基,在浓盐酸或浓硫酸催化下可与醇类进行酯化”这条原理应用到胆酸类化合物检识的实验设计中。教学中,原理的学习要强调对学生抽象认知能力的训练,才能达成知识学习目的:学以致用,并在知识体系的继承中发展、补充新知识。
教学中,教师还要善于应用言语组织的策略到原理学习中。言语组织的策略首先在于教师“教”的时候,要善于设置言语指令,通过言语指令让学生明确知道在学懂一个原理后,学生能够回忆起已有知识结构系统中相关概念和其他原理,并能以言语为线索将各种相关概念重新按照逻辑关系组织成一个新命题,并把这个新命题纳入到已有知识体系中。其次,言语组织的策略在于学生“学”的时候,能够在教师言语提示方式下,将各种相关概念从自己已有知识体系中回忆、提取出来,将这些概念与新原理学习结合起来,形成一个新原理的认识表述,并将这个新原理的认识表述纳入到自己知识体系中,内化为自己的知识经验。当然,实际教学中,言语组织的策略常通过教师运用言语组织提出合适问题,要求学生必要经过言语组织后才能对某个原理作语言陈述。例如,在学习黄酮类化合物时,教师可以提问“以芦丁的提取、分离及鉴定为例,说明黄酮类化合物的理化性质在化合物的提取、分离与鉴定中的应用”,学生要回答这个问题,需重新组织已有知识结构中相关概念和原理,形成新命题的表述。学生经过思考,清晰、准确地回答出解决方案,那就表明,学生对黄酮类化合物的学习已经内化为自己的知识经验,并能在原理指导下解决未来可能遇到的实际问题。