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化学基本概念及其学习

   化学概念是对一类化学事物的概括,是反应物质在化学运动中特有属性的一种思维形式。它反映者一类事物的共同特性。如“分子”,属于化学学科的一个基本概念,此概念反映了所有分子的共同特性——一种保持物质化学性质的微粒。
   和其他学科的概念一样,完整的化学概念通常由概念的名称、概念的例证、概念的内涵和外延等三个部分组成。(1)概念的名称——用以表达概念的一种符号。如“分子”这一“符号”就是概念的名称;(2)概念的例证——指的是概念所指的同类事物。如水分子(H2O)、氧分子(O2)等都是分子的一个例证,被称之为“正例”(属于“分子”这一类);而氢原子(H)、氧原子(O)等不属于分子,则被称为“反例”。(3)概念的内涵和外延。内涵——指同类事物的共同本质属性;外延——指该类事物所涉及的范围。它们之间的关系是:概念内涵的属性越多越具体,则概念的外延就越小。以“分子”的概念为例三者之间的关系为:
   分子是保持物质的化学性质的一种微粒,如水分子(H2O)、氧分子(O2)。
   加粗、下划线部分为概念的名称;加粗部分为概念的内涵,下划线部分为外延,倾斜部分就是分子概念的例证。
   化学概念很多。在中学化学基本概念体系中,化学概念是以物质结构知识为主线,吧物质的组成、结构、性质、变化以及与此相关的一系列概念,由个别到一般、简单到复杂。化学基本概念分为化学知识方面概念和化学技能方面的概念。知识方面的概念包括物质组成(如化合物烷、羧酸等)、结构(如分子、原子、化学键、同分异构体等)、性质(物理性质和化学性质等)、变化(物理变化、化学变化、离子反应、氧化还原反应等)以及“化学计量”(摩尔、式量、PH、物质的量等)、化学用语(电子式、化学式、化学方程式等)6个方面;而化学技能方面包含化学实验(常见的仪器和操作等)和化学计算(根据化学方程式计算、有机化学计算等)两个部分。
   在这众多的概念中,它们之间的关系是复杂的。从它们之间的内涵和外延来看,它们之间的关系有以下几种:
   (1)从属关系:一个概念的外延包含另一概念的关系,两概念之间的关系就被称为从属关系。如酸性氧化物、氧化物、化合物、纯净物、物质等概念,后者包含前者,它们之间的关系就属于从属关系;
   (2)交叉关系:两个概念之间的外延有部分重复、但两者相互之间又不能彼此包含,这就构成了交叉关系。如化合反应和氧化还原反应之间的关系;金属氧化物和碱性氧化物之间的关系。
   (3)对立关系:两个概念之间相互对立、互不包含,它们之间就构成对立关系。如氧化还原反应和非氧化还原反应、化合反应和分解反应等概念;
   从心理学的角度看,化学概念习得的方式主要有两种:一是概念的形成;另一是概念的同化。
   1、以自下而上习得概念的方式——概念的形成。这种习得方式是指通过接触概念的例证的过程中获得概念的内容。它又可以分成两种形式:(1)通过接触正、反例证但不对概念的定义性特征进行分析——非分析性的习得方式。如初中化学中“有机化合物”的概念,就是通过这种方式习得。课本通过举例蔗糖、淀粉、纤维素、油脂、蛋白质、一氧化碳、二氧化碳、碳酸钙等正、反例证,指出前五者、后三者分别是人类生存所必须、非必须的物品,指出前者是“有机化合物”;(2)通过接触正反例证并抽取例证的共同特征的方式——分析性习得。如初中“分子”概念的学习,就是通过具体的事例,指出分子在物理变化和化学变化过程中的变化,然后进行揭示,得出分子的具体概念。还有像高一新教材中气体摩尔体积的学习,教材安排也是采用这种模式。
   2、以自上而下习得概念的方式——概念的同化。所谓同化,就是指学生头脑中贮存了某种知识结构,而新的信息被吸收后,被纳入原有的知识结构,同时使得原有的认知结构更精确、更细化、更完备的变化。根据新概念和原有知识结构中用来同化新概念的概念之间的关系,又可以分为下位学习和并列学习。
   (1)下位学习:当要学习的新概念与头脑中要同化的概念之间存在一种类属关系时,这是所进行的概念学习就是下位学习。例如学习了元素周期律知识后,再进行氧族元素的学习。由于氧族元素许多性质(下位知识)的递变规律知识都已经包含再元素周期律(上位知识)之中,而氧族元素知识的学习只是验证、细化元素周期律的知识;同样的,学习了化学平衡知识,在学习电离平衡,同样采用的也是下位学习,因为,电离平衡可以看作是一种特殊的化学平衡。
   (2)并列结合学习:新概念的习得有时不能通过同化到原有的上位概念中习得,但它与知识结构中的整个内容具有一般的关系,此类概念学习时,一般就采用并列结合学习模式,即通过分析原有知识的基础上,通过对比、分析,来进行新知识的学习。例如,初中化学中的化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应,四者之间的关系就不能相互包含,但它们之间有共同之处(都是从物质组成和数目角度对化学反应进行研究)。学习了前者,再学习后者时,就属于并列结合学习。
   进行概念同化学习时,关键是要把握好新概念和原有概念之间的关系。在教学时,这就要求教师先要分析出学生头脑中具有的原有概念是什么,它们与新概念之间是什么关系。在教学时,就要将新概念的定义或特征描述呈现给学生,并要求他们在两者概念之间建立联系,以促使同化。以同化的方式习得概念,也需要用概念的例证来演示概念的重要特征,这样做可以增加概念运用于新情境的机会。为此要给出来自不同情境的概念例证。

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