高中化学概念教学方法论文(精选8篇)
高中生物学概念教学
概念是生物学理论的基础和精髓,也是思维过程的核心。在人教版《全日制普通高级中学教科书·生物》(2003年6月第一版)后附录上就有211个生物概念,其中必修本有154个,选修本有57个。但近年来,人们对生物概念教学的研究却很少,基本上是关于概念教学的体会,如如何识记、辨别、掌握概念等,很少涉及有关理论指导下的概念教学研究,如前概念的剖析与矫正,概念的有效建构等。对生物学概念的本身研究更少,几乎没有涉及概念发展的过程、负载的方法和蕴涵的价值等等。[1] 鉴于此,对生物概念教学进行深入地、系统地探讨、研究,对把握和落实新课程标准精神、推动和促进当前的生物学教学改革,不无裨益。
一、生物学前概念的迁移与矫正
学生在学习任何概念性知识之前,实际上都已经有了前概念。前概念是存在于人们头脑中相对于新知识的已有的认知,可能是正确的,也可能是片面的或错误的。前概念的成因,主要是日常生活中的经验及正确或错误认识的积累。我们认识事物的过程,就是这样一个从前概念逐步发展到新概念的过程。无论对哪一门学科知识的学习,也无论是哪一个年龄段的认知,都有这样的特点,尤其生物学科与人类生活实际联系非常紧密,所以前概念非常丰富。奥苏贝尔(D.P.Ausubel)的同化论观点对概念的习得作了精辟论述,认为学习者头脑中已有的知识结构在新概念的习得中起着至关重要的作用,当新概念与头脑中前概念间存在某种类属关系时,若指导者能给予有效引导,使学习者能将新概念与头脑中已有概念间的这种类属关系进行正确链接,将有利于学习者将新概念同化到自己头脑的已有概念体系中,从而习得概念。因此,如何利用前概念进行有效的生物学概念教学,值得探讨研究。
正确的前概念是学习生物学科学概念的良好基础和铺垫,它的正迁移作用可成为生物学概念学习的资源和概念学习的新的增长点,可使学生尽快地掌握新知识和知识结构。如学生在学习生物学概念前自己对生活中的一些生命现象和规律已有所了解,如:“向日葵随太阳转”“根的向地性与茎的背地性”,能促进对“生长素”概念的理解;“人感到寒冷时会打哆嗦”“一个球向你飞来时,你会接住或躲开它”,这些都能促进对“激素调节和神经调节”概念的理解;“种瓜得瓜,种豆得豆”“一猫生九崽,连母十个样”,可促进对“遗传与变异”概念的理解。这些已知正确的前概念,一方面有助于迁移到新概念的习得和有意义的建构,另一方面,有助于激发学生进一步学习生物科学的兴趣和动机。
片面或错误的前概念会成为生物学概念学习的障碍,这些错误的前概念如果得不到及时矫正,将影响对生物学概念的同化和顺应,使学生形成错误的思维,阻碍生物学科学概念的建构。如学习“植物个体发育”概念前,学生头脑中就有农作物的“春天播种,秋天丰收”的前概念,片面地认为植物的个体发育从种子开始,这就阻碍了学生建构“植物个体发育从受精卵开始”的科学概念;由于绿色植物能吸收二氧化碳、产生氧气,学生自然形成植物呼吸作用吸入二氧化碳、放出氧气的前概念,这个错误的前概念阻碍了“呼吸作用”概念的建构。又如,前些时间媒体上猛然间刮起了“吃基因补基因”的风潮,在社会上形成“吃核酸长核酸”的错误前概念。对于这些片面、错误的前概念,必须给予矫正,否则不能建构科学的概念。例如,针对“吃基因补基因”的前概念,可以通过对核酸的消化、代谢、合成的分析,使新知识与学生的前概念产生冲突,让学生暴露出错误观念,正确看待自己原有的生活经验,把对事物表面现象观察所得到的经验与生物学知识不一致的地方提出来进行反思,找出矛盾所在,经历思想上的冲突和震撼,造成认知结构的不平衡,促成原有知识结构的顺应,用科学的概念代替原有的错误观念,实现错误前概念向科学概念的转变。
二、生物学概念的有效建构
瑞士著名心理学家皮亚杰(J.Piaget)在其《发生认识论原理》中指出:“认知的结构既不是在客体中预先形成了的,因为这些客体总是被同化到那些超越于客体之上的逻辑框架中去,也不是在必须不断地进行重新组织的主体中预先形成了的。因此,认识的获得必须用一个将结构主义和建构主义紧密地连接起来的理论来说明,也就是说,每一个心理结构都是心理发生的结果,而心理发生就是从一个较初级的结构过渡到一个不那么初级的(或较复杂的)结构。”概念图的运用能较好地促进生物学概念的有意义的建构,如学习“光合作用”的概念时,指导学生利用概念图(如下图)建构光合作用的概念,不仅能拓展科学概念,还能培养学生的思维能力。它为学习者提供了一种学习科学语言的形式和建构科学知识的有效手段,有利于对概念知识的整合,有利于把握生物学概念的内涵与外延,能较好地提高学生生物学概念的结构化程度,有助于学生建立良好的认知结构。大量的研究表明:概念图可以帮助教师提高教学效率,概念图策略更适合于科学课程,且生物学上的显著性要大于化学和物理;它可以促进学习者进行有意义的学习;可以改变学习者的认知方式;有利于培养学生创造性思维。
三、生物学概念发展过程的展示
学习生物学的概念,不仅要学习概念的内涵与外延等理论知识,也要学习概念的产生、发展的演变过程。科学是一个发展的过程,任何生物学概念都要经历产生、发展的过程。其实学习生物学概念的产生发展的过程,就是学习概念的发展史。
(一)学习概念的发展过程是生物学科教学的需求
《普通高中生物课程标准(实验)》(以下简称《标准》)中建议安排的学习概念发展史有两类。一类是必修或选修课本中以课文形式呈现的史料,如学习“细胞”概念时,要求分析细胞学说建立的过程;学习“光合作用”概念时,要求说明光合作用及其对它的认识过程;学习“遗传物质”概念时,要求总结人类对遗传物质的探索过程;学习“生长素”概念时,要求概述植物生长素的发现和作用;学习“基因工程”概念时,要求简述基因工程的诞生过程;等等。另一类是建议学生自行搜集的相关资料,如学习“DNA”概念时,建议学生搜集DNA分子结构模型建立过程的资料;学习“进化”概念时,要求学生搜集生物进化理论发展的资料;学习“免疫”概念时,要求学生搜集有关干细胞研究进展的资料。除此之外,教材有些专题内容还涉及科学家进行探索的经典实验及资料,如孟德尔定律的发现、核酸是遗传物质的实验分析等。
(二)学习生物学概念发展过程有助于理解概念的科学知识
科学是一个发展的过程,任何生物学概念都要经历产生、发展的过程。学习概念发展过程不仅有助于了解概念的演变过程,而且有助于学生深刻地理解和牢固地掌握生物学概念的内涵与外延,从而理解生物学概念的科学本质。如在学习“光合作用”的概念时,让学生学习“光合作用”的发展史:古希腊学者亚里士多德提出,土壤是构成植物体的原料;1642年赫尔蒙特(J.van Helmont)栽培的柳苗试验,证明柳树营养生长物质不是来源于土壤,而与空气和雨水相关;1771年普利斯特利“绿色植物—烛—小鼠”实验,证明植物光合作用可以更新空气;1864年萨克斯“叶片半遮光—碘蒸气”实验,证明光合作用可能产生淀粉,并需要光;1880年恩吉尔曼“水绵—好氧性细菌”实验,证明光合作用产生O2,叶绿体是绿色植物光合作用场所;上世纪30年代鲁宾和卡门同位素标记实验,证明光合作用产生的O2全部来自H2O。通过概念发展史的学习,学生自然得出光合作用概念的实质,把无机物(CO2和H2O)转变成有机物,把光能转变成化学能,同时也清晰地掌握光合作用的物质变换的过程及场所。
(三)学习生物学概念发展过程有助于学生形成科学的观念
英国的“国家科学课程”中对于引入科学概念的解释为:学生应该理解科学概念随着时间而改变、发展的方式,理解这些概念及其应用是如何受社会、精神和文化背景影响的。由此不难看出,生物学概念的发展史中,不仅记载着生命科学知识的形成过程,而且蕴涵着科学家的创造思维方式和灵活多样的科学方法,体现科学家尊重事实、服从真理和实事求是的科学态度,以及勇于创新、善于合作和无私奉献的科学精神。所以学习生物学概念的发展史,不仅有利于更好地理解、掌握生物学概念,而且有利于学生形成科学的观念,提高生物学科学素养。
四、生物学概念负载研究方法的渗透
生物学是一门自然科学,也是一门实验科学。在生物学的发展过程中,尤其是实验生物学出现以后,研究手段和方法一直起着非常重要的促进作用。有些研究技术和方法的出现,甚至使生物学产生了飞跃性的发展,如显微镜技术和基因工程技术等分别导致了近代和现代生物学的产生。没有研究技术和方法的不断进步,也就没有生物学今天的巨大发展。所以学习生物科学,不仅要学习生物学的概念,还要了解生物学概念所蕴涵的科学技术和研究方法。
(一)渗透传统的生物学研究方法
生物学传统的方法较多,如观察法、调查法、显微镜法、放射性同位素示踪法、解剖法、实验法等,它们不仅是生物学积累事实材料的基本手段,而且是检验假说和理论的重要途径。如学习“生物体的化学元素”的概念时,渗透“放射性同位素示踪法”;学习“矿质元素”概念时,渗透“土培法”“沙培法”“水培法”;学习“叶绿素”概念时,渗透“层析法”和“光谱法”;学习“动物激素调节”的概念时,渗透临床观察法和动物实验法(如腺体摘除法、腺体移植法、结扎法、注射法、口服法等);学习“种群”概念时,渗透“标志重捕法”。
(二)渗透模型方法
美国《国家科学教育标准》把模型和科学事实、概念、原理、理论并列为科学主题的重点,并将构建、修改、分析、评价模型作为高中学生的基本科学探究能力。《标准》依据国际科学教育的发展,将模型和模型方法列入了课程目标。所谓“模型”,是指模拟原型(所要研究的系统的结构形态或运动形态)的形式。它不再包括原型的全部特征,但能描述原型的本质特征。模型方法是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法,是逻辑方法的一种特有形式。如在高中生物课程中经常使用的物质模型有实物模型如生物体结构的模式标本,模拟模型如细胞结构模型、各种组织器官的立体结构模型等;思想模型是物质模型在思维中的引申,根据构建模型的思想方法的不同,又可以分为两类。一类是以形象化方法(或称为意象思维方法)构建的具象模型,它是人们在思维中通过对生物原型的简化和纯化而构思出来的。具象模型具有一定的形态结构特征,如DNA分子双螺旋结构、生物膜液态镶嵌模型等。它能使研究对象直观化,既可以促进研究,又可以简略描述研究成果,使之便于理解和传播。另一类是以理想化方法(或称抽象思维方法)构建的模型,是人们抽象出生物原型某方面的本质属性而构思出来的,例如,呼吸作用过程图解、光合作用过程图解等过程理想模型,食物链和食物网等系统理想模型。[2]《标准》很重视模型和模型方法。例如,“稳态与环境”模块中有两个活动建议:“探究水族箱(或鱼缸)中群落的演替”和“设计并制作生态瓶”,都是运用模型的探究。所以,生物学教学中,要结合生物学概念的教学,不断地渗透模型的方法,这不仅能完善学生对生物学概念的认知结构,而且能提升思维能力。
(三)渗透数学方法
数学方法指运用数学语言表述事物的状态、关系和过程,并加以推导、演算和分析,以形成对问题的解释、判断和预测的方法。目前,数学在生物学、医学等领域正起着越来越重要的作用,数学方法在科学教育中的价值更是不言而喻。高中生物课程对数学方法的使用主要有三个方面。第一,用数学式来定义抽象的生物学概念。《标准》没有明确要求用数学式定义概念,但“稳态与环境”模块中,列举“种群的特征”这个知识点,如果涉及种群密度,年龄结构和性别结构,出生率和死亡率等,就是用数学式定义的概念。这类定量的概念以数学方法揭示事物的本质及其发展变化规律,为研究工作提供一种简明精确的形式语言,具有重要的科学认识论价值和方法论价值。第二,用数学方法对生命现象的空间关系和数量关系进行描述、分析和计算。如以条形图、曲线图、统计图等来表现某一生命现象的统计数字大小及其变化。第三,用统计方法来研究随机现象的规律性变化。统计方法在生物界广泛存在,学习“遗传定律”时,渗透孟德尔是如何使用描述统计方法对豌豆杂交实验结果进行定量观察和数据分析,依据统计方法从样本到总体的推理,才发现了遗传性状的分离现象和自由组合现象。
(四)渗透系统分析方法
现代生物学的分析性研究已深入到分子、量子水平,但为了揭示生命运动的奥秘,还必须从生命系统的各个组成部分的联系和相互作用中,从它们和外界环境的相互联系和相互作用中了解整体。这就需要进行系统分析。现代系统分析包括定性分析和定量分析,高中生物学教育一般只能做定性分析,如同美国《国家科学教育标准》所要求的“学会从系统的角度思考和分析问题”。例如,学习“细胞器”的概念时,要让学生明白每个细胞器都具有一定功能,而且它们的结构与功能一般相互联系,但要完成某个具体功能时,细胞必须是一个完整的结构,否则就不行。又如,生物膜也是一个系统,它包括细胞膜、核膜、液泡膜、线粒体模、叶绿体膜、内质网膜、高尔基膜等,它们的组成成分是一样的,但具体的功能不同,它们是相互联系、相互制约、不可分割的统一的整体。又如“生态系统”的概念,是一个宏观的系统,它们的组成及营养结构组成一个典型的系统。
五、生物学概念蕴涵价值的体现
生物课程中的价值观具有丰富的内涵,价值观不仅强调对个人价值的判断,更强调对社会价值、科学价值、人文价值的判断。在生物学概念的教学中,要充分挖掘概念所蕴涵的价值因素,并有意识地贯穿于教学过程之中,这样才能使情感态度与价值观有机地渗透到课程教学内容中去。
(一)实用价值
生物学与人们的衣食住行、卫生保健以及环保密切相关。生物学对人类生活的实用价值是人类发展史上一个古老的话题,但在今天却被赋予新的意义。例如,在学习“细胞的分裂、分化、癌变、衰老”“生殖、发育”等概念时,可以让学生了解目前生物学在植物组织培养技术、克隆技术、生殖技术、器官移植、恶性肿瘤治疗等方面的应用价值;在学习“植物新陈代谢”概念时,可以让学生了解生物学在解决我国目前社会经济发展的一大热点——“三农”问题中的重大作用;学习“发酵”概念时,让学生了解利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精,利用乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶,利用真菌大规模生产青霉素,利用微生物发酵生产药品,如人的干扰素、胰岛素和生长激素等方面的应用价值。
(二)科学人文价值
人们常说,21世纪生命科学将成为带头科学,这一方面指生物科学技术的发展正在极大地影响着人们的生活和经济、技术的发展,另一方面指生物科学的发展正在深刻地改变着人类的思想和思维方式。生物学不仅具有科学价值,还具有巨大的人文价值。在生物学概念教学中,渗透人文性和科学性的统一,能拓宽学生的学科视野,使学生的抽象思维和形象思维协调发展,既有利于学生全面发展,又有利于培养学生创新的思维品质。例如,在学习“酶”的概念时,让学生了解有关酶的诺贝尔奖获得者及成就,同时,还可以讲解其中一些科学家不畏艰难、不畏权威,勇于攀登的科学精神。这样不仅能激发学生以后从事科学研究的动机,而且能激发学生形成勇往直前的精神。
(三)美育价值
从提高生物学教育的价值这个角度思考,美育是一个几乎未曾开发的处女地。生物学概念教学体现的美育价值,重点在于提高学生的审美能力。中国传统的审美方式重在感悟式的直觉思维,而生物学教育作为科学教育的一部分,应以严谨的理性分析为主。生物学中美的存在主要有两种,一种是生命美,生命世界给人类提供了无限广阔的审美领域,我们可以把它们统称为生命美。在学习“细胞”的概念时,可以让学生感悟各种细胞形态所蕴涵的形态美;在学习“生态系统”的概念时,可以讲生命本身的形式美,如生物体的色彩、线条、形状、声音美及生物界的和谐美。另一种是生物科学美。生物科学中的科学美包括理论美和实验美等,是生命世界本身的美学特征在生命科学中的体现。例如,学习“化学元素”和“细胞”概念时,可以让学生感悟生物界与非生物界的统一美和生物界细胞结构生物的统一美;在学习“细胞分裂”概念时,可以让学生感悟细胞分裂的规律美;在学习“DNA”概念时,让学生感悟DNA双螺旋结构模型的对称性体现了结构美。还可以让学生感悟噬菌体侵染细菌实验的新奇美,因为这个实验以奇妙的构思,确证了DNA是遗传物质,而蛋白质不是遗传物质。
一、目前高中数学概念教学中存在的问题分析
概念是组成数学的基石, 虽然不少数学教师也认为概念在数学中的重要地位, 但由于概念本身比较抽象, 不像计算过程或推理过程能够左右学生的思维, 于是, 概念教学经常被教师所忽视, 成为边缘化的内容。主要表现如下:
1.忽视概念产生的过程。概念既然作为数学的组成, 就存在于数学知识中。如空间几何体就要让学生体会一些相关的空间图形的概念;函数就要学习函数的相关概念, 这些概念的理解对学生掌握好相关的知识有着重要作用, 它所起到的是知识储备的作用。然而, 不少数学教师在教学概念时, 并没有用系统的方法去渗透, 而只是简单地分析。如在学习函数概念时, 有些老师认为学生在初中已学过函数, 就没有必要对高中函数进行新的学习。其实, 初中函数和高中函数所研究的内容不一样, 教师必须用发展的观点去和学生研究函数概念, 从而让学生知道知识的来龙去脉。
2.忽视概念之间的联系。在学习概念时, 表面上每个概念之间以独立的形式总结出来的, 但如果深入去研究数学知识之间的联系, 概念其实是相关联的, 它的界定同以前学过的概念有着联系。但不少数学老师在教学概念时, 用孤立的方法呈现概念。如集合, 蕴含于集合知识关系里的概念比较多, 每个概念看似独立, 而实则联系得很深, 有些教师在教学时, 只是简单地将各个集合概念如并集、交集等说透彻, 但却没有将他们之间所存在的关系探究清楚, 导致学生在学习集合的基本运算时出现思维相对模糊的状态。其实, 如果集合概念的学习能同学生的知识结构联系起来, 学生对集合的基本运算就能有比较清晰的思路。
二、紧扣概念本质, 联系实际, 体验数学概念的形成过程
数学之所以有许多概念是同数学知识本身特点有着很大关系, 纵观数学概念, 每个概念的产生都是源自一定背景, 而教师在讲解概念时, 如果只是简单地将概念的定义抛给学生, 让学生死记硬背, 那学生对概念的理解就只是停留在肤浅的记忆阶段, 而思维的发展则需要结合向纵度和深度拓展才能实现。
如人教版必修一《函数的概念》, 本课直接出示了概念两字, 是高中必修教材中为数不多的直接出现概念字眼的。函数是高中数学重要的内容, 它是描述客观世界变化规律的重要数学模型, 高中阶段不仅把数看成变量之间的依赖关系, 同时还用集合与对应的语言刻画函数, 高中阶段更注重函数模型化的思想, 可以说, 高中函数是链接高等数学的重要基础。学生在初中阶段已学过函数, 但高中函数所描述变量之间的依赖关系更为复杂, 同时要求学生用集合与对应的语言来刻画函数, 最终理解对应关系在刻画函数概念中的作用。教师如何引领函数概念?为了让学生有个铺垫, 我先和学生一起复习了初中所学的函数概念, 并强调函数的模型化思想, 然后引入生活例子: (1) 炮弹的射高与时间的变化关系问题; (2) 南极臭氧空洞面积与时间的变化关系问题等能反应函数概念的数学例子, 从而让学生体会到函数在生活的运用, 当学生对函数有了一定理解之后, 函数概念里的自变量、定义域、函数值、值域等相关的概念的理解, 我就结合集合和对应的知识, 并同生活情景联系起来, 使学生对函数概念有一个感知的理解过程, 进而再上升到理性认识。
三、运用数学概念, 构建数学模型, 在解决问题中内化概念
由于概念蕴含在学生的数学知识结构中, 并不是以某个填空题或问答题形式出现, 而是蕴含在学生的理解某个知识点或解题过程中的数学模型。因此, 当学生形成某个数学概念后, 教师如何让学生的概念内化到知识体系中, 从而让概念的内涵和外延在学生的脑中生根发芽, 进而帮助学生利用概念解决问题?
如人教版必修三《算法初步》, 算法是数学及其应用的重要组成, 是计算科学的重要基础, 在高中安排算法学习的目的在于利用已用的数学知识分析问题和解决问题, 优化解题方法, 完善数学思想。算法的概念是什么?其实, 教材上并没有给出算法一个精确化的概念定义, 而是将它描述为:在数学中, 算法通常是指按照一定规则解决某一类问题的明确有限的步骤。但学生通过学习了解到算法所蕴含的概念含义之后, 学生的知识结构里如何内化算法概念?其实, 如果教师自己理解算法的概念, 就知道了只有将将算法融入到各种问题的解决中, 学生基于算法的数学思想才能形成, 进而理解概念在解决问题中的重要作用。如喝一杯茶所需要的算法步骤, 这是生活中的常识问题, 学生可能呈现的算法是将步骤展示出来, 然后计算时间, 找到最优化的策略, 但是, 如果高中生还是以这样的思维去解决问题, 那么, 算法概停留在初步的阶段, 教师要结合高中生的知识水平, 引入统筹方法, 通过数学计算策略将这类算法上升到科学总结层面, 这样才能不断丰富学生的算法概念结构。
总之, 概念是数学思维的基本形式, 教师要意识到概念对培养高中生的数学思维, 构建数学模型有着举足轻重的作用。要让高中生真正掌握概念的属性, 需要教师全面把握概念属性, 挖掘教材中蕴含的概念, 有效抓住概念同生活实际的联系、同解决问题的联系, 从而真正将概念内化到学生的知识结构中, 促进学生数学思维能力的发展。
参考文献
[1]田曼曼.高中数学概念及其教学模式研究[D].河南大学.2012年
一、讲清概念中关键的字和词
为了深刻领会概念的含义,教师不仅要注意对概念论述时用词的严密性和准确性,同时还要及时纠正某些用词不当及概念认识上的错误,这样做有利于培养学生严密的逻辑思维习惯。例如,在讲“单质”与“化合物”这两个概念时,一定要强调概念中的“纯净物”三个字。因为单质或化合物首先应是一种纯净物,即是由一种物质组成的,然后再根据它们组成元素种类的多少来判断其是单质或者是化合物,否则学生就容易错将一些物质如金刚石、石墨的混合物看成是单质(因它们就是由同种元素组成的物质),同时又可误将食盐水等混合物看成是化合物(因它们就是由不同种元素组成的物质)。
二、剖析概念,加深理解
对一些含义比较深刻,内容又比较复杂的概念进行剖析、讲解,以帮助学生加深对概念的理解和掌握。如“溶解度”概念也是高中化学的一大难点,不仅定义的句子比较长,而且涉及的知识也较多,学生往往难于理解。因此在讲解过程中,若将组成溶解度的四句话剖析开来,效果就大不一样了。其一,强调要在一定温度的条件下;其二,指明溶剂的量为100g;其三,一定要达到饱和状态;其四,指出在满足上述各条件时,溶质所溶解的克数。这四个限制性句式构成了溶解度的定义,缺一不可。
三、正反两方,讲清概念
有些概念,有时从正面讲完之后,再从反面来讲,可以使学生加深理解,不致混淆。例如在讲了“氧化物”的概念“由两种元素组成的化合物中,如果其中一种是氧元素,这种化合物叫做氧化物”之后,可接着提出一个问题:“氧化物一定是含氧的化合物,那么含氧的化合物是否一定就是氧化物呢?为什么?”这样,可以启发学生积极思维,反复推敲,从而引导学生学会抓住概念中关键的词句“由两种元素组成”来分析,由此加深对氧化物概念的理解,避免概念的模糊不清,也为今后的学习打下良好的基础。
化学概念是用简练的语言高度概括出来的,常包括定义、原理、反应规律等。其中每一个字、词、每一句话、每一个注释都是经过认真推敲并有其特定的意义,以保证概念的完整性和科学性。但是,初中学生学习化学概念往往存在着很大的困难,需要我们认真研究解决。
一、造成学生化学概念学习困难的原因
1、学生个体之间经验的习得方式与认知能力存在着差异,九年级学生的思维能力正处于从具体运算到形式运算的关键发展阶段,个体之间的思维发展并不平衡,不少学生由于缺乏科学学习的具体经验积累,难以直接接受抽象概念并运用概念进行思考和高级的认知建构。
2、化学概念繁多,又相互关联,这样就造成了学生记忆的困难。
3、化学概念抽象,难理解。在初中化学教学中,比如分子、原子、元素这样一些概念非常抽象,往往造成学生学习上的困难。
4、由于化学学科的特点,宏观、微观、符号三重表征造成学生认知的障碍,往往使学生感觉到难以接受。
5、教师的不合理教学,对学生学习的影响是很大的。
二、初中化学概念的教学方法
如何解决学生化学概念学习的困难,高效地进行化学概念教学呢?下面笔者结合初中化学概念的教学实际谈几点看法:
1、讲清概念中关键的字和词
为了深刻领会概念的含义,教师不仅要注意对概念论述时用词的严密性和准确性,同时还要及时纠正某些用词不当及概念认识上的错误,这样做有利于培养学生严密的逻辑思维习惯。
例如,在讲“单质”与“化合物”这两个概念时,一定要强调概念中的“纯净物”三个字。因为单质或化合物首先应是一种纯净物,即是由一种物质组成的,然后再根据它们组成元素种类的多少来判断其是单质或者是化合物,否则学生就容易错将一些物质如金刚石、石墨的混合物看成是单质(因它们就是由同种元素组成的物质),同时又可误将食盐水等混合物看成是化合物(因它们就是由不同种元素组成的物质)。
化学概念不仅用词严密,而且非常精炼,教师在教学过程中要对一些含义比较深刻,内容又比较复杂的概念进行剖析、讲解,以帮助学生加深对概念的理解和掌握。如“溶解度”概念一直是初中化学的一大难点,不仅定义的句子比较长,而且涉及的知识也较多,学生往往难以理解。因此在讲解过程中,若将组成溶解度的四句话剖析开来,效果就大不一样了。其一,强调要在一定温度的条件下;其二,指明溶剂的量为100g;其三,一定要达到饱和状态;其四,指出在满足上述各条件时,溶质所溶解的克数。这四个限制性句式构成了溶解度的定义,缺一不可。
2.分清概念中的层次和要点
概念教学,要指导学生全面地认清概念的本质属性和应用范畴,分清概念中的层次和要点。
如讲解质量守恒定律时,可将概念分为以下层次进行理解:①“质量总和”是指反应物,且指完全反应的那部分物质;②生成物是指反应后生成的所有物质;③“质量守恒”的实质是化学反应前后,原子的种类没有改变,原子的数目没有增
减,原子的质量没有变化。再如,剖析“固体物质的溶解度”这个概念时,可抓住以下几个要点分层理解:①定义的对象是固体物质。②定义的前提条件是:温度一定;溶剂为100克;溶液是饱和状态(注:三个前提条件缺一不可)。③定义中规定的单位是克。④影响溶解度的因素是溶质、溶剂的性质及温度。
3.注重概念的形成发展过程
比如说相对原子质量,1803年道尔顿首先提出,以氢原子质量为1作为原子量的标准,用比较方法测定其他元素原子的相对质量。后来鉴于氢的化合物不如氧的化合物多,为了测定原子量的方便起见,改用氧元素的一个原子的质量为16作标准,来测定其他元素的原子量。后来发现自然界中的氧含有三种同位素,物理界改用氧16等于16作为标准,但化学界仍采用天然氧等于16作标准。物理学和化学学科有着密切的联系,原子量标准不同很容易引起混乱。1959年国际化学联合会、物理联合会一致同意,以碳12质量的1/12作为原子量的标准。
4.抓变式,巧变形
有些概念若死记硬背,是很难理解和应用的,但若结合概念的内容改写成公式或其它形式来表示,可收到事半功倍之效。如,“化学反应基本类型”可用下列形式表示:
1.化合反应:A+B=AB
2.分解反应:AB=A+B
3.置换反应:A+BC=AC+B
4.复分解反应:AB+CD=AD+CB
通过如此的变式或变形,则比文字叙述更简明、清晰,给学生一种深刻的印象。
5、学生要充分理解概念之内涵,明确概念之外延
例如,讲解质量守恒定律时,内涵是化学反应前后原子种类没有变,原子个数没有增减,原子质量没有变。即参加反应各物质质量和等于生成各物质质量和。外延是一切化学变化都满足质量守恒定律并能用它解释。讲解燃烧时,内涵是可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。外延是一切发光、放热的剧烈的氧化反应。例如氢气在氯气中燃烧等。
生物相关概念比较
乳糖与乳酸、极体与极核、芽孢与芽体、HIV与HLA、原生质体与原生质层、遗传病与传染病、胚囊和囊胚,内分泌腺和外分泌腺
原生质和原生质层、原生质体
质粒与质体
原生质是细胞内的生命物质,它的主要成分是蛋白质,脂类,核酸。原生质包括细胞膜,细胞质和细胞核,它不包括细胞壁,故一个动物的细胞就是一小团原生质。原生质层包括细胞膜,液泡膜和这两层膜之间的细胞质,它是一层选择透过性膜,与植物细胞的渗透作用有关。原生质体特指去除细胞壁的植物细胞的原生质。
生长素和生长激素
生长素,主要是由植物的顶端分生组织合成的,其化学本质是吲哚乙酸;生长激素是动物脑垂体分泌的,影响动物的生长和三大有机物的代谢,它们都具有微量高效的特点。
极核和极体
极核是植物卵细胞形成时的产生,极核,卵细胞均在胚囊中产生。极体是动物卵细胞形成过程中随之产生的一种细胞,最终退化消失。
胚囊和囊胚
胚囊是植物胚珠内部结构,内有7个细胞其中最重要的是卵细胞一个和极核2个囊胚是动物早期胚胎发育到其一阶段的一种形态。
内分泌腺和外分泌腺
外分泌腺是指分泌物经导管运输到体表或消化腺的腺体。内分泌腺是指其分泌物进入血液并随血液循环送到全身广泛与组织接触,通过改变细胞的代谢而发挥效能的腺体
性激素和性外激素
性激素化学本质为固醇有雄雌两类,功能是促进生殖器官发育和生殖细胞的成熟,激发并维持第二性征。
摘要:在高中生物学习中,生物概念是学生建构生物知识体系的基础,所以高中生在学习生物知识时,首先要认识到生物概念的重要性,只有扎实的掌握了基础知识,后面的学习才能更有序、更高效。
关键词:高中生物;策略;概念教学
在高中生物概念教学中,生物学科的专业概念有很多,学生如果对概念都是模棱两可的,没有彻底的掌握,就无法有效开展教学工作,更无法将学习的知识自如的应用到现实生活中解决实际问题。当前高中生物概念教学,存在一定的问题,学生对生物概念理解不清,这样长期发展下去,学生学习效率会逐渐降低。如何高效开展高中生物概念教学,已成为广大高中生物教师亟需攻破的重要课题。
一、学生难以形成高中生物概念原因分析
1、混淆生物学概念
在高中生物概念教学中,学生极易将生物学概念与日常生活中的概念混淆,但其实两者的概念是不同的,生物学概念更加的科学、严谨、系统,而生活中的概念是为了方便而概括出来的,有些并不科学或存在错误的地方。比如在生活中人们把狗称之为动物,但是在生物学中动物是一个范围很广的概念。
2、学生意识中的生物概念
在学生还没有真正学习生物这门学科之前,在生活中就看到过或经历过一些东西使学生形成了一种固有的概念,这些概念与课上所学习的生物概念是完全不同的,有些甚至是错误的,给学生以误导。在生活中学生所看到的现象往往是不明确的、浅层的、模糊的,没有过多的思考或验证。在学生没有学习生物学之前,学生对醋只知道是酸味的,但是却没有更深层次的理解,这种浅层的概念对学生学习生物学科造成了很大的影响。
3、生物概念抽象难懂
高中生物概念较为抽象难理解,通常是对某种事物本质进行的描述和概括,加之高中生物概念并未十分成熟,对概念性的没有形成清晰明确的概念,所以在理解上有一定的难度。这要求高中生物教师,在讲解生物概念前,必须对概念进行深入的研究,长期发展下去学生不懂的生物概念越来越多,这会对高中生物教学效率产生直接的影响。
二、开展高中生物概念教学有效策略
1、加强生物概念的正确引导
高中生物教学中生物概念较多,概念与概念之间又存在密切的联系,学生在分辨和区分上有一定的难度。在高中生物教学中,很多生物概念是通过概念字面意思来解释的。如在学习生物染色体概念时,对染色体字面意思进行解释,学生便会对概念含义以及物质特点有一定了解。在学习通过字面很难理解的生物概念教学中,教师应做出适当的引导,使学生对学习的内容有更深入的了解。如在学习光合作用内容时,从光合作用字面理解只是一系列化合反应,很难通过字面直接理解光合作用概念内容,这要求教师在教学中要对概念进行进一步的加工,科学的引导学生理解,使学生深入的了解光合作用的条件、原理和意义,进而高效完成高中生物概念教学。
2、深入剖析高中生物概念
高中生物概念教学的方法有很多种,而且生物概念内容种类繁多,在教学中不仅要考虑到学生对概念可以完全理解,同时也要保证学生的记忆效果。在教学中笔者发现,学生们在学习较复杂生物概念时,要采用分解的方式,这样学生们在理解起来更容易,有效降低了学生的学习难度,将复杂的概念精简化,使其可以从部分到整体的学习,大大降低了复杂生物概念的学习难度。在对复杂概念进行分解时,要深入剖析分解后的概念,使分解后的概念更加的简单化、具体化和实用化,有效提升高中生物概念教学效果。
3、生物概念教学实例化
生物概念学习与其他类型知识相比较,具有一定的难度,学生学习起来十分的枯燥,概念内容严谨性较高,学生学习的压力随之提升。高中生物教师在开展生物概念教学活动时,要擅于将教学内容与现实生活联系起来,帮助学生更好的理解生物概念,避免学生在学习中出现只知其表不知内涵的情况。在高中生物教学中,教师可以通过列举生活中的实例进行教学,吸引学生主动学习,提高学生认知水平,进而更好的理解相关生物概念。如在学习抗体内容时,教师可以将抗体概念与医学现象联系起来,使学生了解生物概念特点和作用原理。
4、建立完善的生物教学体系
高中生物概念十分严谨、抽象,教师在开展教学活动时,要将抽象概念具体化,建立完善的生物教学体系,这样有助于生物概念在学生脑海中形成系统的结构。在实际教学中,有很多生物概念间是存在联系的,同时不同章节间的知识也要保证有序性。这样在学生的学习中才能形成完整的知识体系,进而更好的理解和学习生物概念,在生物教学中运用概念图谱的方式,可以将生物概念的思考过程更具体化,抽象概念变得更加的实物化,更利于学生学习,使学生的学习效率得到提升。
5、提高学生的自学能力
在保证课堂有效教学的.基础上,才能确保生物概念教学工作的有序开展,进而提高学生的自学能力,使学生能够积极主动的学习课外知识,这同时也是保证生物概念学习效果的有效途径。在现代社会迅速发展中,课堂教学也要紧跟时代发展的步伐,课堂有限的教学内容是无法满足学生学习需求的。现代社会人们在不断的开发和研究自然环境,并达到了一定的水平,在现实生活中发生的很多现象都与生物专业知识密切相关。如我国海洋环境不断恶化,在新闻中经常出现赤潮现象,教师便可以结合新闻素材,使学生自主的去研究为什么会产生这种现象,以及产生这种现象的原因,学生在自主学习中了解了相关生物知识,同时也掌握了生物概念,自身的自学能力也得到了锻炼。
综上所述,概念教学作为高中生物教学的重要组成部分,生物概念对生活现象进行了抽象的概括和总结,是学生完成学习任务必不可少的因素。有效开展高中生物概念教学,是提高学生科学素养和学习水平的有效途径,教师在教学工作的开展中要切实提高教学的实效性和针对性,使学生更清晰的完成生物概念学习,并养成良好的思考习惯和学习习惯,构建完整的生物知识体系。
参考文献:
[1] 邓延敏.高中生物核心概念的教学研究[D].华中师范大学,.
一、培养学生概括知识要注意严谨、精炼、科学
如在氧化还原反应这节教学中, 由于要采用“比较-分类-归纳-概括”的教学方法, 很多结论都是由学生得出, 所以在概括时可以利用学生的评价对概念进行系统化、严谨化、科学化。例如在讲授氧化还原反应跟四种基本反应类型的关系中, 通过Ca CO3==Ca O+CO2;2KClO3==2KCl+3O2这两个反应的对比可以让学生概括出化合反应与氧化还原反应的关系。评价时可以引导学生判断“有单质参与的化合反应是氧化还原反应”、“属于氧化还原反应的化合反应一定是有单质参与”等等的语句, 引导学生能科学、严谨的概括出氧化还原反应跟四种基本反应类型的关系。这是教师进行知识整合, 学生的科学认识进一步深化的阶段。教师把学生学习的最终结果和教学目标进行比较, 进行必要的知识整合, 使学生获得的科学认识融入他们已有的认知结构中。通常采用的方法是让学生解决相关的其他问题或者让学生解释与科学认识相关的自然现象。
二、挖掘概念内涵, 开阔学生知识面
教学理论认为, 能力与知识在学习过程中应该是一个双向促进的互动过程。教学中对基本知识的内涵要从多个角度、多个方面进行深层分析、比较分析。除了把握教材的显性知识外 (大多数学生只能停留在这个层次) , 对教材知识延伸的隐性知识, 即所谓教材文字背后的东西, 也就是通常所理解的知识之间的内在联系要重点把握, 还有源于教材又高于教材的知识需要重视。
例如在总结四种基本反应类型与氧化还原反应的关系时, 当学生得出“有单质参与的化合反应、有单质生成的分解反应是氧化还原反应”、“置换反应一定是氧化还原反应, 复分解反应一定不是氧化还原反应”等结论以后, 可以尝试让学生从化合价的角度分析为什么会有这样的结论, 让学生进一步理解四种基本反应类型中物质的化合价变化。紧接着可以利用数学上集合的概念, 让学生自己用集合的概念表示氧化还原反应与四种基本反应类型的关系, 进一步加深理解, 并锻炼学科迁移能力。
三、准确理解概念, 强化科学探究意识
化学概念有着严密的科学定义, 教学中抓住概念的要领, 不仅能帮助学生准确理解概念, 而且能强化学生的科学探究意识。如可逆反应的概念要领就是定义中的前提“在同一条件下”。因此, 确定两个互为反应物和生成物的化学反应是否为可逆反应, 它们发生反应的条件就成为了“度量尺”。抓住概念的要领, 学生必须对定义的严密性有清楚的认识。这种认识的获得, 必须建立在学生对概念的定义作深入思考辩析的基础之上, 对强化学生的科学探究意识大有帮助。
四、全面把握概念, 培养科学探究能力
化学概念有简单有复杂, 学习者初学时往往知其一点不及其余。有道是“横看成岭侧成峰, 远近高低各不同”。对一个完整概念的认识, 需要从多侧面多角度甚至分阶段加以把握。
全面把握概念, 还应既知其然又知其所以然。例如学习气体摩尔体积, 首先从概念的名称入手可知, 其一, 限定的物质对象是气体, 而非固体或液体;其二, 气体物质的量指定为1摩尔。再分析概念的定义, 它要求“一定的温度和压强”。那么, 为什么是这样的呢?只有明其理, 才能心悦诚服地接受。原来固体或液体物质的分子间距非常小, 同样1摩尔的物质 (粒子数目约6.02×1023个) 体积就主要决定于粒子大小, 而不同的固体或液体物质的粒子大小不同, 1摩尔不同固体或液体的体积当然不相同。“固体 (或液体) 摩尔体积”这个概念也就自然不存在 (或无存在意义) !但是气体的情况大不一样, 气体分子间距比分子本身体积大很多倍, 当分子数目确定, 如6.02×1023个, 即物质的量为1摩尔 (显然不限定物质的量, 就谈不上确定的体积数) 时, 气体体积大小主要决定于气体分子间距。而气体分子间距与温度、压强等外界条件关系密切, 所以气体摩尔体积这个概念作了温度和压强的条件限制。
全面把握概念, 有一个对概念质疑的过程。通过质疑, 学生领会概念的科学性的同时, 也能从中感悟探究的意义, 培养了科学探究的能力。
关键词:思维能力;反映事物本质属性;内涵和外延
中图分类号:G632 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2012)02-117-01
初中化学基本概念是初中化学基础知识的重要组成部分,是化学基础知识的基础,是“双基”教学的重要内容,学生只有充分掌握了化学基本概念,才能从本质上认识物质的性质极其变化的规律,并且化学概念是经过一系列观察、分析、抽象等思维过程才构建起来的,在初中化学学习中,学生所学的基本概念繁而复杂,因此学生学习就会感到吃力,常常出现概念混淆,学习时容易感到枯燥等,因此在概念教学中必须对症下药,找到合适的教学方法,如何使学生清楚、准确、深刻地理解并掌握这些基本概念,对于学生学好化学是十分重要的。如何高效地进行化学概念教学呢?我认为初中化学概念教学,要注意以下问题,现我就谈谈自己的观点。
一、通过生活经验,类比、迁移、总结概念
生活与自然科学是紧密相连的,许多生活中的知识可通过自然科学相关知识去解释,同样,在学习自然科学的过程中,也可有意识的加强与生活的联系,从实际生活中引出并总结概念。如潮解,可从生活中食盐、白糖、衣服等久置会发潮的现象引出潮解并顺理成章的说明了潮解是物理变化;又如合金,可从家用的门窗、炊具、餐具等让学生加深认识和理解。
二、通过各类实验,了解形成概念的过程,加深概念理解
化学是一门基于实验的自然学科,通过演示实验与学生实验,不仅可了解形成概念的原始过程,培养学生的观察、推理、判断、动手、总结等能力,而且会激发学生的学习兴趣与热情。一般实验可分成以下几种形式进行:
1、演示实验:如质量守恒定律,先选取学生比较熟悉的白磷实验,反应前称得白磷等相关仪器的质量,再在密闭锥形瓶中反应后称质量,因其它仪器质量不变,唯一的解释就是参加反应的白磷与氧气的质量等于生成五氧化二磷的质量;同时又做了一个可产生沉淀的硫酸铜与氢氧化钠的反应,再一次以实验事实验证了质量守恒定律。
2、学生实验:改演示实验为学生实验,如微粒运动特征的得出,以50mL量筒各量20mL水和酒精,混合后体积小于40mL,得出微粒间有间隙;又用碘升华实验,说明微粒在作无规则运动。
三、运用口诀、顺口溜、谐音、谐义等方法,巧记概念及相关知识
该方法也是引起学生兴趣的一种方法,如化合价的记忆用口诀这都知道。催化剂的概念,可概括成“一变、二不变”,“一变”是指化学反应速率改变,既是改变就有加快与减慢,“二不变”是指质量和化学性质不改变,这样既便于掌握,又便于记忆。化合反应和分解反应的区别可总结为“由多变一”和“由一变多”,实验室制氧气的步骤用谐音“茶、庄、定、点、收、利、息”等。
四、注重概念理解、比较,帮助学生理解,降低学习难度
1、深入剖析概念内容,帮助学生理解
教师在教学过程中要对一些含义比较深刻,内容又比较复杂的概念进行剖析、讲解,帮助学生加深对概念的理解和掌握。
2、分清概念中的层次和要点
为了深刻领会概念的含义,教师不仅要注意对概念论述时用词的严密性和准确性,同时还要及时纠正某些用词不当及概念认识上的错误,这样做有利于培养学生严密的逻辑思维习惯。教师在化学概念教学中要指导学生全面地认清概念的本质和应用的范围,分清概念中的层次和要点。
3、运用图表进行对比,分清概念
例如:在进行氧化物和含氧化合物;分子、原子和离子;金刚石、石墨、C60;CO2和CO;等的教学时,将它们进行列表比较让学生找出它们的区别,联系,共同点,通过比较加深对概念的理解。
4、用旧知识学习新概念
在化学概念中,有些概念看似它们之间本质不同,但也有相互联系的一面。教师在教学中讲解新概念时,可提出与已学过的有联系的概念作类比,寻求它们的内在联系和本质差异,避免概念混淆。
五、练习巩固,强化理解,运用概念
学生运用概念的主要形式是做习题,布置习题时要有目的,适量精选,由浅显的简单题入手最后到复杂的综合练习。特别是对概念的综合运用,老师要帮助学生总结带规律性的东西,达到对概念深刻理解和融会贯通的目的。有时候也可以举出反例,有意引导学生从反面或侧面去分析。
对于一些重点、难点、弱点的概念,教师要针对性地设计一些练习题布置给学生。
总之,在化学基本概念教学过程中要依据初三学生认知特点和思维能力,尽可能做到通俗易懂,要抓住每个概念中反映事物本质属性的词、句子以及相关特征,把概念讲清楚、讲透彻、搞清概念的内涵和外延。引导学生在学习过程中不断地理解,再把基本概念运用到解题和生活实践中,这样就能不断加深对概念的理解,使学生的思维能力和创新能力都能得到提高。
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