浅谈新课程背景下的知识构建.docx

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浅谈新课程背景下的知识构建

浅谈新课程背景下的知识构建

摘要：

中学化学教学不仅要促使化学知识、技能的有效迁移，更重要的是让使学生即使面对陌生的情景模式、环境也能起到一定的促进作用。

本文试以高中化学新课程选修3《物质结构与性质》谈谈如何构建学生的认知结构框架。

关键字：

新课程认知结构认知水平情景思维导图构建

中学化学教学是基础性教育，知识的传授，不仅要促使化学知识、技能的有效迁移，更重要的是让使学生即使面对陌生的情景模式、环境也能起到一定的促进作用。

因此中学化学教学中应该要注重如何构建学生的认知结构框架，而学生的认知结构框架必须建立在有密切联系的知识结构之上。

本文试以高中化学新课程选修3《物质结构与性质》谈谈自己的一些看法。

一、从概念上把握知识的内在区别

中学化学基础知识结构中不同部分之间存在着一定程度的相互影响的内在联系。

如果只是零散地罗列各种知识，势必造成学生对所学的知识不能系统的理解，只能机械记忆，即使通过反复的训练，会解答一些问题，也难以得到认知层次上的提高，当面对陌生的情景又显得手足无措。

教学过程中，通过对知识点的求同存异，将不同学段的知识间的客观存在的相同点与不同点，以类比的形式进行归纳、辨析，达到“知其然”也“知其所以然”的境界，这就有助于学生进一步组织和加工，形成认知结构，获得有效的学习，提高其学习水平。

例如，对于选修3《物质结构与性质》的微粒间作用力这一知识点的学习，学生在处理具体问题时总是碰壁。

我把相关问题分析如下：

熔点是固体将其物态由固态转变（熔化）为液态的温度；液体沸腾时候的温度被称为沸点（沸腾是在一定温度下液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象）。

一般来说，当晶体从外界吸收热量达到一定的温度（熔点）时，其微粒运动的剧烈程度可以破坏其有规则的排列，于是晶体开始变成液体；在晶体从固体向液体的转化过程中，吸收的热量用来破坏晶体微粒的有规则的排列，即微粒间作用力。

接着把各种类型的晶体的构成微粒及微粒间作用力列表如下：

晶体类型

金属晶体

离子晶体

原子晶体

分子晶体

构成微粒

金属阳离子、自由电子

阴、阳离子

原子

分子

微粒间作用力

金属键

离子键

共价键

分子间作用力

这样一来，学生就很容易弄明白金属晶体、离子晶体、原子晶体、分子晶体在这过程中要破坏的作用力分别为金属键、离子键、共价键、分子间作用力。

一般来说，不同作用力的强度从高到低为：

共价键>离子键>分子间作用力，因此，不同晶体熔点从高到低为：

原子晶体>离子晶体>分子晶体；同种晶体类型的物质，其熔沸点由相应的微粒间作用力决定，再根据相应的影响因素加以判断。

弄清这些关系，就可以较为顺利地判断物质间熔沸点的高低。

还比如，稳定性指物质不易被酸、碱、强氧化剂等腐蚀或不易受光和热的作用而改变其性能。

对于分子晶体而言，有如下关系：

弄清这些区别就可以较为顺利地解决诸如“水分子比较稳定，是因为水中存在氢键的原因”等伪命题。

二、从学生的认知水平出发，积极主动参与知识的建构

新课程改革注重认识者的探索行动或者创造的过程，强调学生学习的主动性，认为学生的学习就是对知识的有意义的建构。

它重视学生已有知识经验的作用，主张以知识的探究过程为基础，通过不断地发现问题和解决问题，从而达到对化学知识的意义建构和知识技能的提高。

在杂化轨道的教学中，学生已经学完共价键的知识，知道共价键的形成条件——有自旋方向相反的未成对电子，也知道共价键具有饱和性（由未成对电子的数目决定能形成的共价键的数目）。

依据上述理论我设计了基于知识建构的教学模式：

认知层次

教师活动

学生活动

设计意图

为

什

么

要

杂

化

[设问]O元素与H元素结合时能形成几个共价键？

为什么？

思考

O元素的核外电子排布式为1s22s22p4，有2个未成对电子，可结合2个H原子形成共价键

引导学生表达已有认知，探查学生已有知识经验，引起学生的认知冲突，对其原有知识的再思考，使学生弄明白为什么要杂化？

[设问]C元素与H元素结合生成甲烷时，能形成几个共价键？

思考并产生疑问：

O元素的核外电子排布式为1s22s22p2，有2个未成对电子，应该要形成2个共价键，但从CH4的分子式上看，应该是形成4个共价键才对。

怎

么

杂

化

[讲解]为了解释CH4等分子的空间模型，美国化学家鲍林于1931年提出了杂化轨道理论。

学生的注意力转向即将学习的新课。

学生带着问题，积极主动地跟着教师的思维展开思考，弄清CH4是如何杂化的。

[讲解]在形成CH4分子的过程中，碳原子2s轨道中1个电子进入2p轨道。

这样，1个2s轨道和3个2p轨道“混合”起来，重新组合成4个轨道能量相等，成分相同的sp3轨道。

（省略部分教学过程）

学生听讲，思考

杂

化

成

什

么

样

子

[讲解]为了使整个分子的排斥力最小，四个轨道应尽可能远离，实验表明，当她们形成正面体结构时，排斥力最小，分子最稳定。

学生听讲，思考

在教师引导下，提高学生知识应用能力和创新能力。

反馈纠正，个别指导，达到教学目标，培养学生良好的知识拓展应用能力。

[练习]已知N通过sp3杂化形成NH3，请尝试判断NH3的杂化过程？

杂化后的分子形状是什么样的？

学生练习

[讲解]（省略部分教学过程）

（受孤电子对的影响，尽管NH3、H2O都是sp3杂化，但分子的形状不一样）

[练习]已知O通过sp3杂化形成H2O，请尝试判断H2O的杂化过程？

杂化后的分子形状是什么样的？

思考之前存在问题

再次练习

进一步提高学生知识应用能力和创新能力。

三、创设问题情景，逐级递进建立知识体系

化学教学过程应该是以不断发现问题并解决问题的方式来获取新知识的过程。

问题情景的设置要有合理的程序性和阶梯性，根据学生的思维水平，善于把一个复杂的难度较大的问题分解成若干个相互联系的小问题，从而使问题由易到难，由浅入深，逐级递进地形成一个完整的知识体系。

在“原子核外电子排布所遵循的原理”教学中，针对三个基本原理，我设置相应的问题，引导学生思考，这些问题以学生现有知识经验难以理解或者理解上存在偏差，从而使学生内心产生冲突，动摇主体已有的认知结构平衡状态，激发学习积极思维，修复原有的认识结构框框

1．能量最低原理：

H原子同样有s、p、d轨道（没有填充电子，空轨道），H原子核外的这个电子能否填充在s、p、d轨道？

2．泡利不相容原理：

2He能不能这样排布：

？

3Li能不能3个电子全部填充在1s轨道？

3．洪特规则：

6C能不能这样排布：

或

？

7N为什么要这样排布？

四、运用思维导图，建立知识之间的联系

学生借助知识体系中的知识链，发展知识之间的相互关系，分析解决问题时，有利于学生较快地检索到针对问题的知识，提高学生解决问题的能力，起到提高学习效率的作用。

思维导图是一种将发散性思维具体化的方法，发散性思维是将进入人脑的资料，成为一个思维中心，并由此中心向外发散出成千上万的分支，每一个分支代表与中心主题的一个连结，而每一个连结又可以成为另一个中心主题，再向外发散出成千上万的分支。

利用“思维导图”进行主题教学时，可以更好地“调动”存储在学生大脑中相对应的化学知识，激活学生对该主题的思维，让学生的思维过程更加流畅、条理更加清晰。

下图主要是《物质结构与性质》涉及到的知识间的垂直关系。

我们还可以对某个知识链进一步细化，这样知识结构的框架就可以构建得更完美。

重复的机械训练可以使任何操作技能达到自动化水平，但只有构建好认知结构框架，才能将知识恰当地迁移到本学科及相关领域的问题解决情景中；也只有这样，才能对常见物质的性质及其变化规律做出科学的解释和预测。

通过知识建构，学生才能深刻领会那些抽象的概念、原理，拥有超越教科书中知识与技能的某些东西，把学习的知识内化为素质和能力。

参考文献

[1]王磊《理解与实践高中化学新课程——与高中化学教师的对话》高等教育出版社2007年

[2]刘强高中化学教学中引导学生构建知识体系的探索《上海教育科研》2007年第7期

[3]刘英琦《物质结构与性质》复习导引《高中数理化》2006年第4期

[4]辛本春毕华林实施以理解为本的中学化学教学《中学化学教学参考》2007年第9期

[5]陈家新化学新课程有关问题情景的创设《考试周刊》2008年第6期