浅谈如何帮助学生突破分子概念形成中的难点
三十三中 陈绮媚
在初三的新教材中,对分子概念的讲述放在第三单元的课题2。在此之前已教授了氧气的性质及制取,由此可以作为分子概念行程的宏观想象基础。而在第四单元将会探讨原子、离子等微观粒子的结构,那么分子概念的形成恰好是使学生把物质及其变化的宏观现象和微观结构初步联系起来的纽带。然而微观粒子看不见也摸不着,而且在他们的现实生活中还没有认识过这样的事实先例足以作为推断的依据,因此很难在学生的想象中建立起微观世界。所以我们教师只能通过分析宏观现象去诱发想象,通过计算机辅助去激活想象,利用阶梯式的问题、练习去巩固学生自主建立的认知结构,令学生体会分子与宏观物体运动的不同点。在分子概念的教学中主要有3个难点,分别是:①建立微观粒子运动的想象表象。②体会微观粒子与宏观物体运动的不同点。③分子概念的内涵及其应用。下面就如何突破这几个教学难点谈谈自己的一些见解。
一、创设情景,激活原认知。
建构主义强调以学生以中心,学生是学习的主体。因此设计一个符合学生认知结构的良好教学情况,就能促进学生主动学习。而认知结构理论认为:人的认知结构存在这两极——基础极和问题极。合理的学习能推动基础极知识与问题极。有了知识的矛盾运动,从而驾驭更多的新知识。而学生已有的知识经验对新的知识经验能起同化作用,所能提供的联系越多,越容易同化新知识。由此可见在引入分子概念前应尽量将相关的为学生熟悉的宏观想象呈现,再激活问题极,让学生产生疑问急需解决的心理状态,从而形成学习的动力。
1 利用一些自然现象和生活实际创设真实具体的情景。
初三学生在接触分子概念前对化学的知识仍处于入门者的阶段,因此我们只能依靠化学学科与生活、生产的紧密联系,由具体的情景向抽象情景过渡。如:打开香水瓶或酒瓶的盖子我们能闻到香味或酒味;湿的衣服可以晾干;妈妈抄菜时下的盐能溶于水等日常想象。接下来我们可以提出问题:“同学们有想过这是为什么吗?”、“为什么夏天衣服会比较快晾干?”此时可让学生亲自动手做一个实验:品红在静置的水中扩散。通过观察到的现象再进一步提出为什么。从以上的现象和问题引出物质是由微小的粒子——分子、原子等构成这一知识点,并且指出若要解释上述问题必须通过学习进一步认识“分子”。
2 通过实验现象,创设问题情景。
在学生已初步建立起物质由微小粒子构成这一观点后,必须要让学生体会到它与宏观物体运动的不同点。这是教学中的又一难点。此时学生对分子已有初步的认识,但在学生的认知结构中容易形成错误的观点:静置的宏观物体其分子也是静止的。然而单凭人的眼睛是无法观察到分子运动的,因此我们可以通过设计一个实验,让学生通过探究,自主建构来突破难点。如:新教材中设计了一个实验:把浓氨水滴入酚酞溶液中观察颜色变化,得出酚酞遇浓氨水变红的结论。在两个小烧杯A、B中加入酚酞溶液,在小烧杯C中放入浓氨水。最后用一个大烧杯罩住A、C两个小烧杯,而烧杯B则置于大烧杯外作空白对比。此时学生可以观察到A中酚酞溶液变红了。学生马上会产生疑问:两种溶液没有接触,怎么烧杯A中酚酞溶液也会变色呢?浓氨水是怎样跑到烧杯A中的呢?这样只要教师从旁引导学生用刚学的分子观点去解释,学生就不难得出分子总在不断的运动这一结论。得出结论后再让学生活学活用,解释之前提及的生活现象,则可令学生进一步巩固刚学的知识,把新的知识同化到自己的认知结构中,更令学生感受到学习知识的实用性,从而提高他们的学习兴趣。“分子间有间隔”这一知识点同样可用此法去突破。可见只要适当地设计实验问题情景,则突破难点变得顺理成章了,更能潜而默化地向学生渗透创造技能和思维训练。
3 提供联系,把分子概念置于情景中。
建构主义清楚地让我们认识到每个学生的前知识对进一步学习有重要作用。学生的前概念构成每个新学习过程的起点,因此我们不应孤立地教概念,在准备教学、学习一个新概念之前,要为学生提供把该概念置于其中的情景。而我认为在得出分子概念前应把以往学习的物理变化、化学变化、物理性质、化学性质几个概念联系起来。我们可以先重温这几个概念以及辨析一些变化属于何种变化。如:水变成蒸汽;电解水等。再运用分子运动的观点猜测:在这些过程中水分子本身有没有变化?这些微观的粒子运动可以依靠计算机模拟则效果更佳。在这个情景中学生很自然就可以得出当发生化学变化时分子就会改变,原来物质的性质也不能再保持了。进而得出分子是保持物质化学性质的最小粒子这一概念。
4 深入剖析,创设阶梯式的问题情景。
分子概念的内涵中“物质化学性质”、“最小”这些词语是正确把握分子概念的关键,也是学生最容易混淆的地方。如果不深入剖析,学生对概念难免理解片面和肤浅。将概念层层分析,能避免产生歧义。我们可以对症下药提出一系列的问题:物质的性质包括物理性质和化学性质,分子能否保持物质性质?分子能再分吗?分子再分后能保持原有的化学性质吗?试谈“最小”怎样理解?能否举例说明?让学生在思考和讨论后理解到:分子保持物质的化学性质,并不包括物理性质,分子再分就发生化学变化,产生了新的物质,而不同的物质具有不同的化学性质,所以说最小。通过这一个由浅入深的阶梯式的问题系列,使较难的问题分散于多个简单的设问之中,然后在教师的启发引导下,让学生层层推进,逐步深入,从而起到化解难点的作用,令学生的一些模糊认识得到澄清,加深了对概念的理解。
二、模拟微观世界,计算机辅助教学。
分子概念形成的教学难点主要在于学生的抽象思维障碍。而计算机技术对图形处理能力高超,因此利用这一特有功能可变抽象为具体,变静态为动态,将微观过程进行宏观模拟,从而有效降低了学习难度,使教学难点得以顺利突破。我认为在分子概念的形成过程中有几处可用计算机辅助以达到更佳的教学效果。
1 当引出物质是由不连续的微小粒子构成时,可用计算机模拟一些事物是由大量的分子构成,让学生在头脑中形成感性认识。
2 书本上直接叙述带出分子的质量和体积都很小,那有多小呢?学生是难以想象的。教师可以通过计算机的一些画面来类比:若一个分子象乒乓球一样大的话,则一个乒乓球则象地球一样大。由此可让学生具体地比较乒乓球和地球的大小区别,来类比想象分子的大小。
3 在引出分子概念时,需要令学生理解到在化学变化过程中分子也发生改变。在此利用计算机作微观过程的模拟,效果时再好不过了。学生在此之前已学过水电解能产生氧气和氢气。利用这个原认知把水分子分解变成原子,再重新组合的过程用计算机模拟出来。这样学生则可具体地认识到分子分解则原有的性质也不能保持,更可以令学生深刻认识到化学变化的实质。如此一来则可起到承前启后的作用。
三、通过练习和归纳,达到融会贯通。
单纯地记忆概念只会令学生出现“上课听得懂,题目答不准。”的情况。其主要原因在于概念的内涵并没有被学生原有的认知结构所完全接纳,仍属于孤立的、僵化的知识。所以在新的情景中就很难被提取出来,题目自然答不对。解决的关键在于理解,而引导学生在学习、生活中应用学过的知识,对学生深刻理解概念大有帮助。因此有必要在分子概念初步形成后加以练习达到进一步巩固的效果,使学生逐步对概念达到融会贯通的境界。设计练习时可由浅入深,例如先做一些辨析题活解释一些自然现象的题目。如:
(1)判断正确与否:①同种物质的分子性质相同,不同物质的分子性质不同。②空气是由空气分子组成的。
(2)从分子角度解释:香水、汽油为什么要密闭保存?
当学生已基本掌握概念则可进一步做一些发散思维的题目,如:
下列物质中,存在氧分子的是( )
A 氯酸钾 B 二氧化硫 C 液氧 D 氧化汞
此题属于分解发散的题型,把纯净物、单质、化合物的定义也融合一起考查,有利于学生对以前知识加以巩固,也有利于同化新知识。
课上、课后的及时练习和反馈非常重要,而我认为有一点也是非常重要的,也是常被人忽略的一点。这就是在学生再进一步学习新的知识后,应引导学生及时归纳比较,找出新知识与原认知的联系,对旧知识的难点也是一种突破方法。及时归纳比较实质上是一种建构的过程,教师可以教授学生自主建立概念图,即表示概念间相互关系的图示法。通过概念图,学生可以了解概念学习的过程和结果。实际上学生建立的概念图很大程度反映了它头脑中的认知结构,教师也可以从中找出学生认知结构中的缺陷处,加以有针对性的补救。在学习分子概念后将学习原子的概念,此时可建立出如下概念图:
单质 同种分子
纯净物
物质 化合物 构成 分解
不同种分子 分子 原子
混合物 构成
当学到新的知识时此图还可以不断扩充。当然概念图没有固定的形式,不同的学生可以建构出不同的图形,但其本质是一致的。如此一来当概念图越来越完整就表示学生的认知结构越来越系统化。
在分子概念教学中的3个难点,可用不同的方法有机组合起来进行突破,但要注意的是突破不同的难点之间必须为学生提供足够时间来同化给予他们的信息,必须留出一定的“空白“让学生思考和重温,以带来新的有序的认知结构。最后在教学过程中教师还要注意不能将概念讲得绝对化,要从发展的观点出发。例如分子概念就曾将“保持物质化学性质的一种粒子”中的“一种”改为“最小”。可见不同阶段对概念的认识存在知识面的限制,若把概念讲死了,就不利于学生今后的学习。
总之,在教学中如何突破难点,是每一位教师站上教坛前都必须解决的一个很重要的问题。以上只是我的一些粗浅见解,作为一名年轻教师还有待在今后的教学实践中进一步探索和完善。
参考文献:
1. 陈英、认知发展心理学、浙江人民出版社,1997
2. 吴玉琴、化学教学应重视学生的认知结构、中学化学教学参考、2000、总第204-205期、1-5页
3. 陈晓平、陈清明、浅谈化学概念教学中的学法指导、中学化学教学参考、2003、总第235期、9-10页