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认知图式理论对化学键教学的启示

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认知图式理论对化学键教学的启示

作者:魏艳玲

来源:《新课程·教师》2014年第06期

摘要:化学键为高中化学重要的概念之一,化学键概念的学习需要利用学生的空间数学

知识、化学微观认识和类比、抽象等科学方法,已有的认知图式会影响学生化学键概念的正确建立,因而认知图式理论在化学键教学中具有重要的实际指导意义。

关键词:化学键;图式;启示

在分子内直接相邻两个或多个原子(或离子)之间存在着强烈的相互作用,这种作用被定义为化学键。这种作用不能被我们看到,而是通过化学变化需要能量驱动做出的间接推论。物质的微观结构能够阐释物质变化的本质,决定物质的性能和转化规律。因其可以较好地解释化学变化的本质以及化学变化伴随能量的事实,化学键为中学化学重要的概念之一。化学键包括金属键、离子键和共价键三种,在学习中蕴含着类比、抽象等理论模型的建构,包含着空间数学知识和化学微观认识。化学键相关概念的建立过程是学生获得化学科学方法的重要途径,对提高学生的科学思维能力、科学探究能力、创造能力和分析问题能力等有重要的意义。

一、化学键教学中的问题分析

学生在生活和学习中,对各种化学现象和过程已经有了自己的经验和认识,并形成了一些比较固定的看法,这就是前科学概念,即原有图式。由于学生在系统学习化学前已经有十几年的生活和学习经验,这些经验在头脑中逐渐深化和发展,且不断得到强化,因而头脑中自发形成了范围广泛的图式。这些潜移默化形成的图式常常以潜在形式存在,往往在运用概念解决实际问题时才表现出来,具有一定的隐蔽性。学生化学概念的认知过程是以原有图式为基础,通过同化和顺应,达到丰富、扩充自身所拥有图式的主动建构过程。由于化学键涉及微观世界具有一定的抽象性和复杂性,教师若忽视学生已有图式不能帮助学生进行同化和顺应,化学键便成为中学化学学习的难点。另外,部分教师在化学概念的教学过程中总是有意或无意地过于强调化学概念的知识本位,使学生只能死记概念的内涵和外延而无法透彻地理解概念的实质。不仅会影响学生阐释物质性能和物质转化规律的本质,也会影响后续对电子对、电离能、电负性、化合键、分子结构和稳定性等概念的学习。

在化学键教学中,通常以门的合页及相关球棍模型来帮助学生理解化学键、以NaCl的形成过程来学习离子键、以HCl的形成过程来学习共价键。由于微观的“化学键”和宏观的“合页”在本质及特征上均不相同,便产生了如“共用电子对的是…键‟,离子之间没有…键‟”等错误认

识;由于之前学过的NaCl在水溶液中以离子形式存在,便产生了“离子键比共价键弱”等错误认识;由于之前的学习中HCl多以盐酸形式出现,便产生了“共价键中存在阴离子和阳离子”等错误认识。在教学中采用NaCl和HCl为例,是学生较为熟悉的物质有一定的优势,但也会产生一些认识误区,如:化学键的形成是为了充满最外层电子层;只有当原子发生电子转移的时

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