孫安龍

摘要：核心概念在化學(xué)教學(xué)中占有非常重要的地位。但概念的抽象性又會(huì)給學(xué)生的建構(gòu)、表征、應(yīng)用等帶來(lái)困難。美國(guó)高中教材《化學(xué)：概念與應(yīng)用》用實(shí)驗(yàn)、模型、實(shí)例等幫助學(xué)生建構(gòu)氧化還原反應(yīng)概念，又為學(xué)生提供多種形式表征氧化還原反應(yīng)。貼近生活的書后習(xí)題層次清晰、形式豐富又拉近了學(xué)生與文本的距離。

關(guān)鍵詞：美國(guó)教材；建構(gòu)；表征；氧化還原；習(xí)題

文章編號(hào)：1008—0546（2016）07—0030-02

中圖分類號(hào)：G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/i.issn.1008—0546.2016.07.010

《化學(xué)：概念與應(yīng)用》是美國(guó)高中主流理科教材之一，該教材從多角度的概念建構(gòu)，多種形式的概念表征和貼近生活的習(xí)題等角度編寫化學(xué)核心概念。這種方法或許會(huì)給我們對(duì)核心概念的教學(xué)帶來(lái)一點(diǎn)啟示。

一、多角度的概念建構(gòu)

1.貼近生活的實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也可以幫助學(xué)生有效建構(gòu)抽象的概念。為了幫助學(xué)生建構(gòu)氧化還原反應(yīng)，美國(guó)教材《化學(xué)：概念與應(yīng)用》準(zhǔn)備了三類實(shí)驗(yàn)即起步實(shí)驗(yàn)、迷你實(shí)驗(yàn)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)（見(jiàn)表1）?！捌鸩綄?shí)驗(yàn)”是一章的開(kāi)篇實(shí)驗(yàn)，步驟簡(jiǎn)單、篇幅短小，卻是引人人勝，能讓學(xué)生深刻體會(huì)這一章知識(shí)的魅力。“起步實(shí)驗(yàn)”是讓學(xué)生進(jìn)入化學(xué)王國(guó)的一葉小舟。“迷你實(shí)驗(yàn)”短小精悍，能讓學(xué)生切身體會(huì)化學(xué)的樸素與激情。正如“讀書破萬(wàn)卷，不如行萬(wàn)里路”一樣，每個(gè)“迷你實(shí)驗(yàn)”都將勝過(guò)學(xué)生數(shù)小時(shí)的苦讀。該教材創(chuàng)設(shè)的兩個(gè)迷你實(shí)驗(yàn)的情境以生活經(jīng)驗(yàn)為起點(diǎn)，具有真實(shí)性、針對(duì)性、積極性、情感性，能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的有意義學(xué)習(xí)，為意義建構(gòu)奠定基礎(chǔ)。

2.易于理解的模型

《化學(xué)：概念與應(yīng)用》為學(xué)生提供了兩個(gè)氧化還原反應(yīng)的模型，即氧化鋅的形成（見(jiàn)圖1）和氧化還原反應(yīng)的原理（見(jiàn)圖2）。

化學(xué)是在分子層面進(jìn)行研究的科學(xué)。對(duì)中學(xué)生來(lái)說(shuō)，經(jīng)驗(yàn)型思維占主導(dǎo)，因此，化學(xué)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)也就在于對(duì)微觀層面的抽象思維。模型可以將抽象的東西形象化，便于學(xué)生理解。而上述兩個(gè)模型以其直觀、形象的特點(diǎn)，可以幫助學(xué)生通過(guò)認(rèn)識(shí)氧化鋅的形成，進(jìn)而理解氧化還原的微觀本質(zhì)。靈活多變的模型，如動(dòng)畫、圖片等視覺(jué)形式還可以給學(xué)生提供生動(dòng)直觀的感性形象，提高學(xué)生的興趣。

氧化還原反應(yīng)是一個(gè)抽象的概念，但卻能通過(guò)各種現(xiàn)象表現(xiàn)出來(lái)。為了幫助學(xué)生能從生活的角度認(rèn)識(shí)該概念，能主動(dòng)建構(gòu)該概念?！痘瘜W(xué)：概念與應(yīng)用》選取了與生活、生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)、科技、生物等相關(guān)的10個(gè)實(shí)例。這些實(shí)例又以不同的欄目表現(xiàn)，如“物理學(xué)鏈接”、“工作原理”、“生活中的化學(xué)”、“科技史實(shí)”、“化學(xué)與技術(shù)”等。這些多彩的實(shí)例又豐富了教材的可讀性、有趣性。該教材又為這10個(gè)實(shí)例配了23幅彩圖。大量精美圖片的運(yùn)用又實(shí)現(xiàn)了教材圖文并茂的編排方式，這樣可以增加學(xué)生閱讀興趣，減輕抽象概念學(xué)習(xí)的枯燥感。

二、多形式的概念表征

表征形式就是信息的具體表達(dá)方式，是指信息在頭腦中以何種具體的面貌存在。針對(duì)氧化還原反應(yīng)的抽象性，該教材中提供了多種表征的形式如文字表征、符號(hào)表征、樣例表征、網(wǎng)絡(luò)表征、表象表征等。

1.文字表征

文字表征能夠簡(jiǎn)潔準(zhǔn)確地揭示概念的本質(zhì)特征。如該教材在氧化還原部分提供了氧化還原反應(yīng)（反應(yīng)的特點(diǎn)是電子從一個(gè)原子或離子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)原子或離子），氧化劑（在氧化還原反應(yīng)中得到電子的物質(zhì)）、還原劑（在氧化還原反應(yīng)中失去電子的物質(zhì)），氧化反應(yīng)（元素的原子失去電子的反應(yīng)）、還原反應(yīng)（元素的原子獲得電子的反應(yīng)）的文字表征。

2.符號(hào)表征

符號(hào)表征使用的是化學(xué)符號(hào)語(yǔ)言描述?；瘜W(xué)符號(hào)語(yǔ)言描述，就是用化學(xué)專業(yè)符號(hào)語(yǔ)言對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)、組成和性質(zhì)變化等進(jìn)行表示和表達(dá)的表征系統(tǒng)?；瘜W(xué)符號(hào)包括元素符號(hào)、化學(xué)式、化學(xué)方程式和離子方程式等。它們是化學(xué)專業(yè)領(lǐng)域用來(lái)代表某一元素或描述具體物質(zhì)在某條件或環(huán)境體系中發(fā)生變化的狀況，具有豐富的指代意義和內(nèi)涵。如該教材中的“Zn→Zn²+2e-”表達(dá)了金屬鋅原子失去電子的反應(yīng)是氧化反應(yīng)?！癘2+4e→2O²”表達(dá)了每個(gè)氧分子獲得4個(gè)電子，發(fā)生了還原反應(yīng)。

3.樣例表征

樣例，是具有典型或者代表性屬性特征的事物或現(xiàn)象的具體實(shí)例。該教材列舉了大量的氧化還原反應(yīng)，如“鋼鐵的腐蝕”、“高爐煉鐵”、“照片的沖洗和印刷”等。

4.命題網(wǎng)絡(luò)表征

命題網(wǎng)絡(luò)表征是對(duì)多種概念以及概念之間相互關(guān)系的多維建構(gòu)。其中某一個(gè)概念處于這張網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)結(jié)點(diǎn)位置，它的內(nèi)涵以及它與其它概念之間的關(guān)系一目了然。如氧化還原反應(yīng)的命題網(wǎng)絡(luò)表征見(jiàn)圖3所示。

5.表象表征

表象是反映客觀事物和現(xiàn)象生動(dòng)、形象的視覺(jué)圖像，也可以表現(xiàn)為一幅圖畫的形式存儲(chǔ)于記憶中。如“鋼鐵的腐蝕”（見(jiàn)圖4）、“測(cè)醉試驗(yàn)”等。

三、豐富的書后習(xí)題

1.層次清晰

“氧化還原反應(yīng)”的本節(jié)復(fù)習(xí)題共計(jì)5題，分為“理解概念”、“理性思維”和“化學(xué)應(yīng)用”三個(gè)層次?！把趸€原反應(yīng)”的本章復(fù)習(xí)題共計(jì)32題，分為“理解概念”、“應(yīng)用概念”、“理性思維”、“復(fù)習(xí)回顧”、“技能訓(xùn)練”、“科技寫作”和“解決問(wèn)題”七個(gè)層次。其中“應(yīng)用概念”部分又分為“生活中的化學(xué)”、“物理學(xué)鏈接”、“工件原理”和“化學(xué)與技術(shù)”四個(gè)層次?！袄韑生思維”分為“運(yùn)用圖表”、“預(yù)測(cè)”、“分析數(shù)據(jù)”和“推斷”四個(gè)層次。

“氧化還原反應(yīng)”的知識(shí)概要部分分為“氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)”、“氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用”和“術(shù)語(yǔ)”三個(gè)層次。

2.形式豐富

“氧化還原反應(yīng)”的書后習(xí)題的形式豐富，有簡(jiǎn)答題（如為什么在沖洗底片的過(guò)程中，需要定影這一步驟？）、計(jì)算題（如根據(jù)哈伯的合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式，需要多少氨氣才能與346g的氫氣完全反應(yīng)？）、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（如你認(rèn)為銀器在哪種環(huán)境中更易失去光澤，潔凈的空氣還是被污染的空氣？設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明你的假設(shè)。）、生素C具有較強(qiáng)的抗氧化性，甚至有研究者稱，大量服用維生素C將有助于預(yù)防癌癥。寫一份簡(jiǎn)要的研究報(bào)告，說(shuō)明你會(huì)采用哪些方法來(lái)證明維生素C是否具有抗腫瘤特性。Ⅲ）、運(yùn)用圖表等。

3.貼近生活

化學(xué)源于生活，又服務(wù)于生活?！把趸€原反應(yīng)”中的很多習(xí)題與我們的生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，如“列舉幾種防止鐵鏈生銹的方法”、“為什么鐵釘?shù)母g大多發(fā)生在鐵釘?shù)募獠亢臀膊俊?。這種與生產(chǎn)、生活相關(guān)習(xí)題的出現(xiàn)，能拉近學(xué)生與教材問(wèn)的距離。

四、啟迪與思考

美國(guó)高中教材《化學(xué)：概念與應(yīng)用》在核心概念的編寫上重視概念的建構(gòu)、表征和應(yīng)用。這有助于學(xué)生建構(gòu)自己的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，又能減輕學(xué)生學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān)。這種核心概念編寫的方式或許對(duì)我國(guó)新的教材編寫和核心概念的教學(xué)都具有一定的啟示。