图1 观念性知识、具体性知识与过程方法性知识、概念原理性知识、事实确凿性知识之间的关系
《化学1》中专题1“化学家眼中的物质世界”第一单元丰富多彩的化学物质。本单元教材是以“物质的分类及转化”、“物质的量”、“物质的聚集状态”、“物质的分散系”等化学物质的一般属性为主线,通过学习使学生形成物质微粒性的基本观念。物质的分类和转化实质是分子等微观粒子的存在形态和变化;物质的量是将微观粒子与宏观质量相联系的基本物理量,帮助实现物质转化过程中的定量研究;物质聚集状态的变化实质是分子等微观粒子间相互作用的变化和微粒间距离和运动方式的变化;物质分散系也涉及分子、微粒集合体等微观粒子的大小;电解质电离产生的离子在水溶液中的行为。
(2)微粒的结合方式、顺序、空间排列和作用力
《化学2》中专题1“微观结构与物质的多样性”第三单元从微观结构看物质的多样性。本单元以同素异形现象、同分异构现象、不同类型的晶体微粒,帮助认识和建立物质多样性和微观结构的关系的基本观念。教材以生活中熟悉的2种碳的同素异形体——金刚石和石墨,以及C60和碳纳米管,从微观结构的角度认识碳元素原子间的结合方式、作用力和空间排列方式的不同。教材以正丁烷和异丁烷、乙醇和二甲醚为例介绍同分异构体和同分异构现象,从碳原子的成键特点与成键方式、碳原子的排列顺序和空间不同可以形成不同的物质。教材从构成晶体的微粒、微粒间的作用力的类型不同,使学生认识微观结构与物质多样性的关系。
(3)“原子的构成”教材微观体系结构
《化学1》专题1第三单元原子的构成,体现了以观念建构为本的教材微观体系结构(例从略)。让学生认识原子这个层次的内部结构,以及构成原子的微粒之间的关系(电荷关系和质量关系)。通过本节内容的学习,在学生头脑中建构“物质是由不同层次的微粒构成的,不同的微粒具有不同的结构”这样的基本观念。
3.2 教材中“化学进化”观念的透视
(1)人类对原子结构的认识
原子结构模型的演变。教材列举了前人对原子结构认识的几个阶段:道尔顿原子模型(1803年)——汤姆生糖果布丁模型(1897年)——卢瑟福原子行星结构模型(1911年)——玻尔的原子模型(1913年)——电子云模型(现在)。本单元标题是“人类对原子结构的认识”,标题中的“认识”就是一种观念性的认识。让学生认识历史上科学家对原子结构的认识过程,帮助学生在头脑中建构原子结构模型演变的认识发展图景,初步建构化学进化的观念。
(2)硅酸盐矿物与硅酸盐产品
教材编写突出了矿物到产品的转变过程:从人类历史演变的角度认识硅酸盐矿物——加工成玉——砖瓦——陶瓷——水泥——玻璃——分子筛等,把事实性知识嵌入硅酸盐矿物和硅酸盐产品的历史演变的过程中,一方而有利于学生进一步形成化学进化的观念,另一方面充分体现了化学中的人文思想。
(3)化学与社会可持续发展观念
表2 化学与社会可持续发展观念
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《化学1》 |
《化学2》 |
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氨的合成,药物合,环境保护等对提人类生活质量的影响 |
认识化石燃料综合利用的意义 |
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通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响 |
认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性 |
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查阅资料并讨论:减少向人气中排放氮氧化物、二氧化硫的措施 |
以酸雨的防治和无磷洗涤剂的使用为例,体会化学对环境保护的意义 |
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讨论:自然界氮的循环对维持生态平衡的作用 |
以海水、金属矿物等自然资源的综合利用为例,了解化学方法在实现物质间转化中的作用。认识化学在自然资源的综合利用方面的重要价值 |
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调查当地水污染及治理的情况 |
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能说明合成新物质对人类生活的影响,讨论在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性 |
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查阅资料:符合“绿色化学”思想的化工产品的生产 |
中学化学主要观念的形成具有阶段性、层次性和渐进性的特点,它需要2个方面的有机结合,一方面,从形成基本观念所需要的素材来看,必须有合适的、能有效形成主要观念的核心概念以及能形成这些核心概念的具体知识:另一方面,从主要观念的形成过程来看,必须充分调动学生思维的积极性,使学生在积极主动的探究活动中,深刻理解和掌握有关的化学知识和核心概念,不断提高头脑中知识的系统性和概括性水平,逐步认识对化学的总括性的认识,只有当探究活动与探究的思维过程联系起来时,并重视关注学生的认识发展,才能真正理解化学知识和核心概念,才能领悟并形成化学的主要观念。
参考文献
[1] 武永兴编译. 化学中的主要观念. 化学教育, 1994, (5)
[2] 毕华林. 化学教育, 2006, 27(1) : 21
[3] 李晶, 何彩霞.化学新课程与学利素质培养. 北京: 中国纺织出版社, 2002
[4] 王祖浩. 普通高中课程标准实验教科书, 化学1, 化学2. 南京: 江苏教育出版社, 2006
[5] 王磊, 胡久华. 高中新课程必修课教与学. 北京: 北京人学出版社, 2006