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化学理论性知识是指反映物质及其变化的本质、属性、内在规律的化学基本概念和基本原理。高中化学理论性知识包括化学概念和化学原理两大类:概念部分有物质组成、结构、性质和变化、化学量等;原理部分有氧化还原反应理论、物质结构理论、元素周期律、电离与水解理论、化学反应速率与化学平衡、有机反应理论等。其中概念是原理的前提和基础,而原理是对概念的进一步发展,二者相辅相成,共同构成化学理论性知识。
1.化学理论性知识对学生学习重要作用
理论性知识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。在运用化学基本概念的原理解释化学现象,解决化学问题的过程中,学生对物质的结构、性质和变化的认识深入事物的本质,学生的抽象思维能力得到提高。
2.化学理论性知识的特点
化学理论性知识是中学化学知识的精髓,它体现了化学学科的基本观念,在化学教材中起到统领和制约全局的作用。
首先,化学理论性知识是对物质及其变化的本质和规律的反映,具有高度的概括性,直接影响学生对化学事实、现象的观察和理解。其次,化学理论性知识的学习有助于培养学生的思维。理论是大量的丰富具体的事实性材料和抽象出来的,具有高度概括性,对理论的学习不能靠简单的记忆,更多的需要学生积极思维活动后认真地思考和理解其实质,该过程就是促进学生思维能力的发展。最后,化学理论性知识的形成过程体现着丰富的科学观念、科学方法和科学态度,是对学生进行科学新方法训练和情感教育的良好教材。
3.化学理论性知识的学习策略
(1)概念形成策略
概念形成策略是学生从大量具体例证中,通过比较、辨别、抽象等形式自己概括得出事物关键特征的一种学习策略。这种策略需要学生积极主动地参与知识的获得过程。一般要经历三个阶段:
首先,收集足够多的与要形成的化学概念有关的具体例证,这是获得感性认识的阶段。例证的获得可以是多种方式,可以直接从教科书或者教师处获得,也可以通过动手实验或查阅资料获得。其次,对获得的具体例证进行分析、比较、归纳和概括,最后形成自己的结论。这是一个由感性认识上升到理性认识的过程,需要学生在认真思考的基础上去伪存真,这一阶段最关键。最后,将获得的结论与教师和同学等开展交流,进而形成正确结论,并将该正确结论通过练习,加深对化学概念的理解。
例如:在人教版必修1第一章中出现的物质的量,对于这一新的物理量,很多学生不能理解,在设置这节课的时候就必须巧妙地引导学生形成知识。先让一个学生回答本班有多少学生,紧接着回答一杯水中有多少个水分子。对于前一个问题很简单,而后面的问题就难以回答,那怎么解决?在学生讨论的过程中,再提醒生活中的一个实际问题,一捆电线如何测量其长度?学生很快说出称量1米电线的质量,再称一捆电线质量。通过这个问题,学生立即联想到上个问题,知道一个水分子质量,再知道一杯水的质量,就可算出。然后慢慢展开内容,其实,物质的量是一个集合体概念,就像一刀纸等于100张一样,1mol等于NA,约等于6.02×1023个。
(2)概念同化策略
新概念的学习过程实际上是新概念与学生认知结构中原有的概念通过相互作用,产生内在的逻辑联系,并产生有意义的同化,结果是新概念被纳入原有认知结构中,并将原有认知结构丰富并扩大,这就是有意义的概念同化。一般要经历三个环节。
首先,寻找并激活认知结构中与新概念学习相关的已有概念,这是概念同化的前提,通过将新概念学习与原有概念建立联系,初步理解新概念的含义。
其次,将新概念与原有概念进行精确类比,这个过程包含对新旧概念的各个方面之间的比较,既要找出二者的相同之处,又要认识其差异,毕竟它们不完全相同,这是新旧概念之间建立联系的过程,是概念同化策略的关键。
例如:学生在学习电离平衡之前,已经学习了化学平衡的相关知识。因此,对电离平衡的学习就可以采用概念同化策略。
首先,教师组织学生复习有关化学平衡的知识,巧妙引入电离平衡,并使二者建立联系,初步理解电离平衡的含义。
其次,将电离平衡和化学平衡精确类比,找出二者之间的关联点。相同点在于二者都具有平衡的一般特征,平衡移动原理对二者都适用,区别在于二者建立平衡的本质不同,电离平衡其实是化学平衡的一种形式。通过这样的比较能够促进学生对新旧知识关键特征的把握,有利于准确应用新概念。
最后,在明确二者异同点之后,通过对化学平衡和电离平衡的再分析,将相关概念从不同侧面联系起来,形成概念的整体结构。
(3)概念图策略
概念图技术的理论基础是著名的教育心理学家奥苏贝尔的认知同化理论,他认为学生的认知结构对已有知识的组成是有层次的,学生的学习过程,就是将新的知识与自己原有的认知结构建立起联系,并且根据知识层次将新知识放在知识结构中相应的位置上。概念图在教学中的作用在于使学生的认知结构外化,一方面加深新旧知识的相互构建,另一方面帮助学生学会反思自己的学习过程,从而学会自我导向学习,帮助学生将零散的知识系统化、结构化、层次化,达到掌握知识的目的。
例如:关于条件改变化学平衡移动的知识概念图
化学理论知识的形成,是学生基于自己的认知基础对化学知识的深刻理解。宋心琦教授曾精辟地指出:“学生能牢固地、准确地、哪怕只是定性地建立起的理论知识,应当是中学化学教学的第一目标。”所以,我们在教学中要从整体出发,把握本质,引领学生通过深入思考和积极反思,从本质上认识和理解化学理论知识。
1.化学理论性知识对学生学习重要作用
理论性知识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。在运用化学基本概念的原理解释化学现象,解决化学问题的过程中,学生对物质的结构、性质和变化的认识深入事物的本质,学生的抽象思维能力得到提高。
2.化学理论性知识的特点
化学理论性知识是中学化学知识的精髓,它体现了化学学科的基本观念,在化学教材中起到统领和制约全局的作用。
首先,化学理论性知识是对物质及其变化的本质和规律的反映,具有高度的概括性,直接影响学生对化学事实、现象的观察和理解。其次,化学理论性知识的学习有助于培养学生的思维。理论是大量的丰富具体的事实性材料和抽象出来的,具有高度概括性,对理论的学习不能靠简单的记忆,更多的需要学生积极思维活动后认真地思考和理解其实质,该过程就是促进学生思维能力的发展。最后,化学理论性知识的形成过程体现着丰富的科学观念、科学方法和科学态度,是对学生进行科学新方法训练和情感教育的良好教材。
3.化学理论性知识的学习策略
(1)概念形成策略
概念形成策略是学生从大量具体例证中,通过比较、辨别、抽象等形式自己概括得出事物关键特征的一种学习策略。这种策略需要学生积极主动地参与知识的获得过程。一般要经历三个阶段:
首先,收集足够多的与要形成的化学概念有关的具体例证,这是获得感性认识的阶段。例证的获得可以是多种方式,可以直接从教科书或者教师处获得,也可以通过动手实验或查阅资料获得。其次,对获得的具体例证进行分析、比较、归纳和概括,最后形成自己的结论。这是一个由感性认识上升到理性认识的过程,需要学生在认真思考的基础上去伪存真,这一阶段最关键。最后,将获得的结论与教师和同学等开展交流,进而形成正确结论,并将该正确结论通过练习,加深对化学概念的理解。
例如:在人教版必修1第一章中出现的物质的量,对于这一新的物理量,很多学生不能理解,在设置这节课的时候就必须巧妙地引导学生形成知识。先让一个学生回答本班有多少学生,紧接着回答一杯水中有多少个水分子。对于前一个问题很简单,而后面的问题就难以回答,那怎么解决?在学生讨论的过程中,再提醒生活中的一个实际问题,一捆电线如何测量其长度?学生很快说出称量1米电线的质量,再称一捆电线质量。通过这个问题,学生立即联想到上个问题,知道一个水分子质量,再知道一杯水的质量,就可算出。然后慢慢展开内容,其实,物质的量是一个集合体概念,就像一刀纸等于100张一样,1mol等于NA,约等于6.02×1023个。
(2)概念同化策略
新概念的学习过程实际上是新概念与学生认知结构中原有的概念通过相互作用,产生内在的逻辑联系,并产生有意义的同化,结果是新概念被纳入原有认知结构中,并将原有认知结构丰富并扩大,这就是有意义的概念同化。一般要经历三个环节。
首先,寻找并激活认知结构中与新概念学习相关的已有概念,这是概念同化的前提,通过将新概念学习与原有概念建立联系,初步理解新概念的含义。
其次,将新概念与原有概念进行精确类比,这个过程包含对新旧概念的各个方面之间的比较,既要找出二者的相同之处,又要认识其差异,毕竟它们不完全相同,这是新旧概念之间建立联系的过程,是概念同化策略的关键。
例如:学生在学习电离平衡之前,已经学习了化学平衡的相关知识。因此,对电离平衡的学习就可以采用概念同化策略。
首先,教师组织学生复习有关化学平衡的知识,巧妙引入电离平衡,并使二者建立联系,初步理解电离平衡的含义。
其次,将电离平衡和化学平衡精确类比,找出二者之间的关联点。相同点在于二者都具有平衡的一般特征,平衡移动原理对二者都适用,区别在于二者建立平衡的本质不同,电离平衡其实是化学平衡的一种形式。通过这样的比较能够促进学生对新旧知识关键特征的把握,有利于准确应用新概念。
最后,在明确二者异同点之后,通过对化学平衡和电离平衡的再分析,将相关概念从不同侧面联系起来,形成概念的整体结构。
(3)概念图策略
概念图技术的理论基础是著名的教育心理学家奥苏贝尔的认知同化理论,他认为学生的认知结构对已有知识的组成是有层次的,学生的学习过程,就是将新的知识与自己原有的认知结构建立起联系,并且根据知识层次将新知识放在知识结构中相应的位置上。概念图在教学中的作用在于使学生的认知结构外化,一方面加深新旧知识的相互构建,另一方面帮助学生学会反思自己的学习过程,从而学会自我导向学习,帮助学生将零散的知识系统化、结构化、层次化,达到掌握知识的目的。
例如:关于条件改变化学平衡移动的知识概念图
化学理论知识的形成,是学生基于自己的认知基础对化学知识的深刻理解。宋心琦教授曾精辟地指出:“学生能牢固地、准确地、哪怕只是定性地建立起的理论知识,应当是中学化学教学的第一目标。”所以,我们在教学中要从整体出发,把握本质,引领学生通过深入思考和积极反思,从本质上认识和理解化学理论知识。