應對化學教學中非線性現象的策略

□ 福建省廈門市海滄實驗中學 謝文珍

所謂線性，是指變量與變量成比例關系，而非線性是指變量之間沒有必然的因果關系?；瘜W學科引入非線性教學策略，教師需要對影響非線性因素做深度分析，關注知識結構、教學條件和學生主體，對眾多不確定性、生成性、無序性因素做整合處理，引導學生在非線性學習中成長思維。學生大多對非線性現象缺少研究，教師需要有意識展開知識整合、設計優化、學中兼容、巧用生成研究，讓學生進入非線性學習環節，對多種知識因素、非智力因素展開深度探究，以培養其健康學習理念。

一、知識整合，創建非線性教學機制

1.研讀教材

非線性教學機制的執行，教師是關鍵因素，對學科知識做整合處理，對知識構成進行科學梳理，能夠理清知識之間的關系?；瘜W學科知識帶有割裂性、不穩定性，這是典型的非線性特征。教師研讀教材內容時，要注意引導學生利用多種手段積累知識，根據知識屬性特點進行具體學習，讓學生建立知識構建意識，通過分類記憶、互動交流、實踐應用、生活驗證等方式，打開非線性學習思維。

學生對非線性學習比較熟悉，靈活運用知識，自行展開探索和思考，都屬于非線性學習范疇，教師設定明確的學習任務，提出具體的學習目標和要求，對促進學生非線性思維成長有積極幫助。如教學山東版高一化學《化學中常用的物理量》，教師先解讀一些概念，如物質的量、摩爾質量、質量以及它們之間的關系。學生對這些概念有了一些認識，教師繼續設計思考問題，列舉具體事例。如：如何才能知曉一杯水中含有多少水分子？學生有一定生活認知，能夠運用知識積累展開思考和歸結。教師設計帶有生活化的問題，其目的是比較清晰的，就是要讓學生建立自主學習的意識，這是比較典型的非線性學習行為?；瘜W概念和知識點眾多，這些知識之間沒有直接的關聯，學生不能從知識梳理中找到學習入口，教師及時做出指導，能夠給學生帶來一些學習啟示。實踐性學習需要知識支持，學生知識儲備有限，如何達成有機結合，這是教師需要直面的問題。

2.創新理念

學科知識聯系性和系統性特點不明確，為學習思考帶來一些不便，教師需要有創新設計的意識，引導學生展開個性化學習，根據自身知識儲備情況，以及記憶運用知識的需要，設定非線性學習方案。學生大多沒有知識梳理歸結的習慣，教師布設相關任務，要求利用表格、圖示等方式，將學科知識做整合處理，了解知識之間的關系，這樣可以促使學生建立非線性學習思維。

教師執行教學方案時，要廣泛吸納學生意見，這樣才能提升組織效率。在教學《探秘膨松劑》時，教師先讓學生解讀膨松劑的概念，學生在生活中對酵母有一些了解，對其物理性質和化學性質，都能夠主動發言。教師推出實驗方案，要求學生在生活條件下進入實驗：蒸制饅頭時，碳酸氫鈉受熱分解，會發生什么樣的反應呢？寫出化學方程式。如果在碳酸氫鈉中加入食醋，會發生什么樣的反應？寫出化學方程式。學生對實驗方案做分析和思考，自然進入到深度學習環節。教師讓學生展開研究性學習，需要借助更多學科知識進行對應設計，這是典型的非線性學習，學生根據學習需要做指導，成功激發學生學習思維。

二、設計優化，優化非線性教學措施

1.把握預設

雖然化學學習帶有非線性特點，但是教師不能忽視預設，要對教學環節、實驗操作、互動交流形式展開深入思考，對學生知識結構有更多了解，以便做出準確預設，讓教學生成隨時發生，為后續學習奠定基礎。非線性教學設計要突出其專業性，教師要做好教學調研，對教與學的對接和聯系展開科學研究，以做出適合的設計和應對。

教師教學設計要考慮多種制約因素，特別是學生知識儲備情況。如果能夠做預設研究，根據學生學習實際需要進行方案組織，能夠創造更多研究機會，讓學生順利進入到非線性探索環節。在教學《元素與物質分類》時，教師要求學生課前展開信息搜集，對相關知識點做梳理和歸結處理，為課堂學習奠定基礎。教師在任務布設時提出一些思考問題，讓學生結合問題展開操作，以提升學習針對性。如：“物質由一種元素組成，屬于單質還是化合物？”“如果由兩種元素組成，這類物質屬于單質還是化合物？”學生進入研學環節，利用網絡等信息渠道，搜集到一些需要的信息，在信息處理時，要運用更多知識支持。學生主動搜集信息，這是典型的非線性學習任務，信息適合性高低，由學生自主分析決定。教師針對學生學習表現實際進行預設，為學生順利進入探究狀態奠定基礎。

2.強化反思

預設是規劃，生成是結果，教師科學預設，關注生成，及時調整，這是反思教學理念的集中表現。教師要做好教學引導，要求學生對學習知識做梳理，對知識間關系做分析，歸結出學習方法，對非線性學習程序和策略有更多的研究，與學生展開多重互動，給學生提供更多學習啟示，這對全面提升學生學習效率有重要幫助。特別是讓學生展開主動反思學習，其實踐價值更為豐富。

教師組織學生操作化學實驗時，要讓學生做一些準備工作，自然包括知識儲備，但化學實驗操作中會遇到許多意想不到的問題，如何處理這些內容，則需要非線性知識的支持。如教學《氧化還原反應》，教師對實驗原理做先期解讀，要求學生參與材料準備活動，對實驗步驟進行確認。教師對可能出現的問題做提醒，鼓勵學生進行主動探索學習，遇到什么樣的問題，要利用多種知識進行應對。在實驗操作結束后，教師組織學生進行學習反思，梳理歸結操作中存在的問題，對實驗操作效果做專業評估，為后面學習奠定基礎。教師與學生展開互動交流，了解學生探索情況，鼓勵學生學會非線性應對，利用非系統知識解決隨機發生問題。非線性教學措施眾多，教師科學設計和組織，能夠為學生帶來更多學習啟示，讓學生利用非線性學習解決隨機發生的問題，其教學實踐意義更為深遠。

三、學中兼容，提升非線性教學效度

1.方法教育

教無定法，貴在得法?；瘜W學科教學有自身規律，教師根據化學知識特點推出教學策略，給予學生更多學法支持，都能夠有效提升非線性教學效度。學生對線性學習大多沒有研究，教師要做出更多提示和指導，要求學生自覺進入到學習核心，在創新體驗中找到線性學習路徑。非線性學習方法眾多，教師要引導學生做梳理和創新，及時更新學法，以提升其學習效果。

教師設計教學活動時，要切準學生學習思維，及時傳遞一些學法，確保非線性學習始始終保持高效性。如教學《鐵的多樣性》，教師利用“白紙顯字”的魔術打開教程，引導學生梳理核心知識，亞鐵鹽、鐵鹽的主要物理性質和化學性質，以及相關化學方程式。教師投放一些圖片，要求學生做觀察分辨，對不同鐵單質做特點分析。學生對這些信息比較陌生，其觀察體驗呈現個性化，在互動交流環節，教師對學生觀點進行梳理，矯正一些不當的觀點，鼓勵學生做主動研究。為調動學生學習主動性，教師要求學生設計“探索亞鐵鹽和鐵鹽的性質”的實驗方案，并給予一些方法提示。學生先研究教材實驗內容，準備實驗材料、規劃實驗步驟。在具體規劃時，學生遇到不少疑惑問題，教師及時出手相助，確保實驗設計任務順利推進。

2.同伴效應

化學學科知識非線性特點顯著，學生學習存在諸多困難，教師不僅要傳授一些學法，還要組織一些互動活動，讓學生借助同伴效應，掌握一些非線性知識，形成學科綜合能力。學生對同伴效應最為敏感，教師抓住學生心理展開設計，組織化學實驗、化學操作、化學交流、化學探索等活動，讓學生自行成立合作團隊，都能夠創造更多學習契機，滿足學生非線性學習需要。

教師推出合作學習任務，能夠為學生帶來思考和討論的機會，這屬于非線性學習形式。學生對合作性學習有特殊參與熱情，教師要做好學情調查，針對學生學習心理展開設計，以提升合作學習組織效率。在教學《氮的循環》這部分內容時，教師提出問題：一場雷雨一場肥。為什么會有這樣的說法？學生結合生活常識展開討論。因為雷雨發生時，天空放電，發生了化學反應，空氣中的氮元素經過電解反應，生成了氮肥，這是很好的肥料。為激發學生學習思維，教師利用視頻播放，這是一段模擬雷雨放電的視頻，學生進入觀看環節，紛紛給出自己的觀察見解。教師準備演示實驗，要求學生做預測討論，實驗結果生成一氧化氮還是二氧化氮？學生開始互動交流，課堂學習氣氛活躍起來。合作學習帶有自由探討的性質，教師沒有給出具體的思路和提示，學生可利用的知識也不夠充分。非線性學習特征鮮明，同伴效應是非線性學習追求的目標，教師巧妙設計合作任務，給學生帶來更多主動思考的機會，無疑能夠生發豐富學習動能。

四、巧用生成，實現非線性教學目標

1.對接生活

學生進入非線性學習環節后，很容易遇到一些現實問題，教師指導學生展開深入研究，鼓勵學生展開多種形式的互動，引導學生結合生活認知進行實踐操作，都能夠給學生帶來一些學習助力支持。在對接性學習中，教師要對學生學習情況做觀察，及時發現教學生成，科學利用這些資源，對學習活動設計進行必要調整，以提升教學適合性，為學生提供更多學習幫助。

教師執行教學方案時，要考慮學生接受實際，如果能夠對接學生生活認知，可以獲得一定知識支持，但在具體實踐過程中，不能單純依靠知識儲備，很可能會遇到一些新問題，如何巧妙應對，考驗學生的應變能力，這樣的學習才具有非線性特點。如教學《電解質的電離》，教師先對電離概念做解讀，然后列出社會生活案例，詮釋電解質的應用，要求學生運用化學知識解決實際問題。在電解質的電離實驗操作過程中，教師推出演示實驗，學生通過觀察和討論，對電解質的電離情況做觀察和整合處理，明確電解質和非電解質的概念。學生對實驗展開細致觀察，對實驗現象進行科學分析，逐漸找到實驗操作要領，對實驗原理進行深度分析，促使學生展開個性探索。學生對接生活案例展開實驗觀察學習，有線性特點，也有非線性要求，教師適時做出指導，確保課堂訓練順利展開。

2.延伸實踐

化學學科與學生生活有多點對接，教師在教學訓練設計時，不僅要關注學生生活認知積累，還要對學生實踐操作能力做出客觀評估，為學生提供更多社會性探索任務，促使學生自然進入到學科學習之中?；瘜W知識與實驗操作有諸多關聯，但在實際操作過程中，還是會遇到更多新鮮的問題，甚至借助知識積累也無法解決，這就需要教師鼓勵學生展開非線性思考，在主動探索中找到解決問題的方法，這對培養學生良好學習習慣有重要幫助。

化學實踐性活動有很多，教材中有一些“微項目”內容，帶有實踐探索的意味，學生進入實踐操作環節時，需要一定知識支持，但僅憑知識推動實踐活動進程是遠遠不夠的，需要建立主動探索的意識，在實踐操作過程中面對新問題，展開新探索，形成新認知。如教學《論證重污染天氣“汽車限行”的合理性》，這是典型的社會調查內容，教師對重污染與汽車限行聯系起來，對天氣污染指數與汽車尾氣排放進行關聯性思考，要求學生進入社會層面展開觀察和討論，對重污染與汽車尾氣關系做探究，對汽車限行措施合理性展開進行深入解析。學生在實踐操作過程中，對各種重污染原因做調研，對汽車排放污染情況做具體分析，逐漸形成調查結論。在這個案例中，學生要對諸多污染源做分析，還要對汽車排放情況做研究，最終建立研究成果，其操作過程有線性結構，也有非線性學習體現。

化學學科教學有自身規律，教師適時引入非線性教學機制，其應用價值更為突出。學生對非線性學習存在一些模糊認識，教師有意識推出非線性學習任務，組織學生展開主動探索實踐，都能夠促進非線性思維認知的形成。影響化學教學的因素有很多，教師深入研究教學規律，做出準確的預設和規劃，讓學生有更多的學習信心，這對全面提升學生學科核心素養有重要幫助。