構(gòu)建化學(xué)基本觀念的課堂教學(xué)探究

丁佐俊

（江蘇省如皋市搬經(jīng)中學(xué) 江蘇 如皋 226561）

一、背景

我經(jīng)常與已經(jīng)參加工作的學(xué)生交流，他們當(dāng)中大多數(shù)人工作與化學(xué)無關(guān)， 所以都會傳遞這樣一個信息：隨著時間的推移高中化學(xué)學(xué)到的知識逐漸忘得一干二凈。不言而喻，既然高中化學(xué)課上學(xué)到的知識都忘記了、工作中又用不上化學(xué)，那么高中化學(xué)還有學(xué)習(xí)的必要嗎？ 高中三年的化學(xué)學(xué)習(xí)收獲是什么？ 每次我跟學(xué)生交流這個問題的時候我就會反問他（她）：你在工作生活中處理問題時睿智的大腦、明智的決斷、科學(xué)的方法是那兒來的？

二、什么是建構(gòu)化學(xué)基本觀念的課堂教學(xué)

德國著名物理學(xué)家、諾貝爾獎獲得者馮·勞厄（M．Von．Laue）很好地回答了這個問題。他認(rèn)為教育所給予人們的無非是當(dāng)一切已學(xué)過的東西都忘記后所剩下的東西。遺忘規(guī)律認(rèn)為隨著時間的流逝，我們在學(xué)校所學(xué)習(xí)的大量學(xué)科知識都將逐漸淡化甚至遺忘，這一事實是不可避免的，而知識升華后留存在我們思想意識層面的東西卻真正伴隨我們一生的發(fā)展并持續(xù)發(fā)揮作用。什么才是知識升華后留存在我們思想意識層面的東西？ 這些思想意識層面的東西是怎樣生成的呢？ 清華大學(xué)宋心琦教授曾明確的指出：“背誦或記憶某些具體的化學(xué)事實性知識， 當(dāng)然是有價值的，但是重要的價值是在于它們是化學(xué)觀念及某些基本觀念的載體。學(xué)生能牢固地、準(zhǔn)確地、哪怕只是定性的建立起基本的化學(xué)觀念，應(yīng)當(dāng)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的第一目標(biāo)?！蔽覀儜?yīng)更多地關(guān)注學(xué)生知識遺忘后頭腦中“最后剩下的東西”。所以課堂教學(xué)的第一目標(biāo)是化學(xué)基本觀念的建構(gòu)。所謂基本觀念的建構(gòu)是指學(xué)生通過對化學(xué)知識的學(xué)習(xí)，在此學(xué)習(xí)過程中形成的從化學(xué)的視角認(rèn)識事物、解決問題的方法、解釋世界的各種觀念和思想方法、化學(xué)中包含的各種人文內(nèi)涵。在構(gòu)建基本觀念的過程中化學(xué)知識僅僅是載體，通過學(xué)習(xí)化學(xué)知識過程中的深刻思維形成基本觀念，同時形成的基本觀念又能夠指導(dǎo)和促進(jìn)化學(xué)知識的學(xué)習(xí)。

2003年普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)提出三維目標(biāo)的培養(yǎng)，即“知識與技能”“過程與方法”“情感、態(tài)度與價值觀”。在學(xué)習(xí)“知識與技能”的過程中體驗知識與技能形成的過程和反思形成知識與技能的方法。同時“過程與方法”又反過來促進(jìn)和指導(dǎo)“知識與技能”的學(xué)習(xí)。在“知識與技能”“過程與方法”的相互作用的過程中深刻思維產(chǎn)生“情感、態(tài)度與價值觀”。但是傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)只注重知識與技能的培養(yǎng)而忽略了“過程與方法”“情感、態(tài)度與價值觀”的建構(gòu)。

三、建構(gòu)化學(xué)基本觀念的課堂教學(xué)的優(yōu)點

1．符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求

建構(gòu)化學(xué)基本觀念的課堂教學(xué)是以使學(xué)生形成化學(xué)基本觀念為目標(biāo)，以化學(xué)學(xué)科知識為載體，設(shè)計一系列的有思考價值的探究性活動為主線，引導(dǎo)學(xué)生反思、概括、提升、深刻思維形成化學(xué)基本觀念。不可否認(rèn)，任何的化學(xué)知識在內(nèi)涵上都是化學(xué)事實、科學(xué)思想、基本觀念、科研方法、思維方式等的融合，都具有豐富而深刻的教育價值。但僅僅停留在知識的層面上是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。新課程標(biāo)準(zhǔn)旨在糾正只注重知識和技能的傳授而不注重方法和能力的培養(yǎng)，不注重情感態(tài)度與價值觀的養(yǎng)成。

2．符合人才培養(yǎng)的需要

中國科技的零諾貝爾獎現(xiàn)象讓我們反思我國的教育。中學(xué)化學(xué)教學(xué)長期以來以升學(xué)為目標(biāo)而不注重學(xué)生的長期發(fā)展、后期發(fā)展，以題海戰(zhàn)術(shù)為教學(xué)方法使學(xué)生失去了學(xué)習(xí)的興趣，探究的沖動，使化學(xué)失去了應(yīng)有的魅力。社會對人才的要求不是要有解題能力、考試能力。需要的是有創(chuàng)新精神，需要的是勇于探究的精神?；瘜W(xué)是一門中心的、實用的、創(chuàng)造性的學(xué)科。它的創(chuàng)造性就體現(xiàn)在過程與方法、情感態(tài)度和價值觀上。注重構(gòu)建化學(xué)基本觀念的課堂是探究的課堂，是鼓勵學(xué)生創(chuàng)新的課堂。

3．有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性

為了讓學(xué)生形成基本觀念，老師需要創(chuàng)設(shè)一個真實而又能引發(fā)問題的情境。這個情境與學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的情境具有高度的一致性。這個情境能讓學(xué)生參與討論、親手實驗、親身參與、親自經(jīng)歷活動，在活動中積極思維、深刻思維，用活動把學(xué)生的思維引向深入。學(xué)生主動參與的學(xué)習(xí)會激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，興趣是最好的老師，有了興趣學(xué)生會更加主動地學(xué)習(xí)。

四、如何實施構(gòu)建化學(xué)基本觀念的課堂教學(xué)

高中化學(xué)需要建構(gòu)的基本觀念包括哪些呢？ 山東師范大學(xué)畢華林教授將化學(xué)觀念系統(tǒng)分為三大類：知識類、方法類、情意類。知識類包括了學(xué)生對化學(xué)學(xué)科知識的反思概括形成的基本觀念，如元素觀、微粒觀、變化觀；方法類包括了學(xué)生對學(xué)習(xí)化學(xué)過程中的探究體驗和學(xué)習(xí)方法的反思形成的基本觀念， 如實驗觀、分類觀； 情意類包括了學(xué)生對化學(xué)學(xué)科在社會生活、環(huán)境、科技中的作用的反思形成的基本觀念，如化學(xué)價值觀。

化學(xué)基本觀念從本質(zhì)上來看就是學(xué)生在學(xué)習(xí)中需要形成的科學(xué)素養(yǎng)。以必修課本第一章《從實驗學(xué)化學(xué)》為例分析需要形成的哪些化學(xué)基本觀念。本章包括《化學(xué)實驗基本方法》和《化學(xué)計量在實驗中的應(yīng)用》兩節(jié)。

第一節(jié)《化學(xué)實驗基本方法》主要包括兩部分內(nèi)容，分別是化學(xué)實驗安全問題和混合物的分離提純。

化學(xué)實驗安全問題有以下幾個方面：

1．化學(xué)物質(zhì)分為爆炸品、易燃品、腐蝕品、有毒品等等。將各類化學(xué)物品分類擺放、分類處理。讓學(xué)生學(xué)會處理社會生活中遇到的錯綜復(fù)雜的問題，學(xué)會按照性質(zhì)和特點分類、同一類型的事情用相似的方法處理。當(dāng)然分類的標(biāo)準(zhǔn)不同分類的結(jié)果也不一樣。分類觀在各個學(xué)科中均有體現(xiàn)，它是一種基本的思維方式和研究方法。

2．各種安全措施的制定。如遇著火、燙傷、中毒、腐蝕時的應(yīng)急處理。學(xué)會制定應(yīng)急預(yù)案應(yīng)對各種突發(fā)事件。遇事不慌冷靜處理。

3．尾氣處理、廢渣廢液的處理。形成綠色化學(xué)理念，有環(huán)保意識。社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步離不開化學(xué)。用長遠(yuǎn)的目光看待社會的發(fā)展、用“以人為本”思想指導(dǎo)促進(jìn)社會的發(fā)展。摒棄“先污染后處理”的思路讓化學(xué)真正造福人類。

4．規(guī)范的操作是安全的保障。新聞中常常報道一些驚心動魄的安全事故，最后的調(diào)查結(jié)果往往是工人的操作失誤或不規(guī)范造成。規(guī)范的操作、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度既是對自己也是對他人和社會負(fù)責(zé)任的表現(xiàn)。

自然界中大多數(shù)物質(zhì)都是以混合物的形式存在，將自然界的物質(zhì)為人類所用就必須進(jìn)行分離提純。如空氣、水的凈化；海水中提取食鹽；稀土金屬的分離。過濾、蒸發(fā)、萃取、分餾均利用物理或化學(xué)性質(zhì)的不同將它們分離開來。物質(zhì)只有進(jìn)行分離后才能成為有用的資源。資源是有限的，是人類寶貴的財富。合理的利用資源減少資源浪費、減少污染物排放。

第二節(jié)《化學(xué)計量在實驗中的應(yīng)用》主要包括物質(zhì)的量的單位、氣體摩爾體積和物質(zhì)的量濃度溶液的配制。物質(zhì)的量的單位——mol 是宏觀物質(zhì)世界與微觀物質(zhì)世界之間聯(lián)系的橋梁。通過大量的事實分析找到規(guī)律（相同狀況下，1mol 任何氣體的體積相等），再通過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治龅贸龊侠淼慕忉專囟群蛪簭娛怯绊懳⒘Ｖg距離的因素）。通過粗略配制和精確配制溶液的對比培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在配制過程中稱量、冷卻、洗滌、定容等操作規(guī)范精確是最后所得溶液濃度精確的保障。并學(xué)會分析產(chǎn)生誤差的因素。

綜上所述在這一章的教學(xué)中要求學(xué)生形成實驗觀、微粒觀、分類觀、價值觀。當(dāng)然這些觀念的形成不是一蹴而就的，在后面的學(xué)習(xí)中這些觀念還需要不斷深化。

化學(xué)基本觀念的形成是認(rèn)知性的、是體驗性的。教學(xué)過程中切不可直接強加給學(xué)生灌輸給學(xué)生，需要創(chuàng)設(shè)真實的情境、以活動為主線、以問題為引導(dǎo)，在深刻思維中形成化學(xué)基本觀念。下面是以《引入“物質(zhì)的量”概念》為例的課堂設(shè)計。

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1．認(rèn)識物質(zhì)的量（n）是描述微觀粒子集體的一個物理量，摩爾是物質(zhì)的量的基本單位。

2．能找到N、NA、n 之間的關(guān)系， 體會物質(zhì)的量在聯(lián)系微觀粒子與可稱量物質(zhì)所發(fā)揮的橋梁作用。

【活動方案】

1．請你對下列三種數(shù)硬幣的方法的優(yōu)缺點分別進(jìn)行評價。

方法1 直接數(shù)出硬幣的數(shù)量

方法2 以10 個為一組數(shù)硬幣

方法3 用稱量的方法數(shù)硬幣

2．體會如何給微觀粒子“計數(shù)”。

正如銀行出納員清點硬幣一樣，化學(xué)工作者常需要計算分子、原子、離子或其他粒子的數(shù)量，但這些粒子實在太小，即使以“一百萬”為單元也不具操作性。通過大量研究，化學(xué)家選擇用“阿伏加德羅常數(shù)（NA）的值”為單元，解決了微觀粒子（包括分子、原子、離子、質(zhì)子、電子等）的“計數(shù)”問題，阿伏加德羅常數(shù)的近似值為6．02×1023。用來表示這種微觀粒子計數(shù)方法的物理量稱為“物質(zhì)的量（n）”，物質(zhì)的量的單位是摩爾（mol），1mol 物 質(zhì)約含NA（6．02×1023）個 粒 子，1mol的幾種物質(zhì)的質(zhì)量如下圖所示。

⑴1molCO32－的質(zhì)量是多少？ 乙醇的摩爾質(zhì)量（M）是多少？ （摩爾質(zhì)量的單位：g·mol－1）

⑵推算4gNaOH 固體中所含Na＋、OH－數(shù)各是多少？

⑶1mol 水中，含有的水分子數(shù)是多少？氫、氧原子數(shù)分別是多少？ 電子數(shù)、質(zhì)子數(shù)分別是多少？

⑷已知：MgCl2在水中能完全電離出Mg2＋、Cl－。若將47．5g MgCl2溶于足量水中配成溶液， 則溶液中的Mg2＋和Cl－的離子數(shù)分別是多少？ 寫出簡單的計算過程。

3．以學(xué)習(xí)小組為單位，探討確定物質(zhì)的微觀粒子數(shù)與質(zhì)量之間相互轉(zhuǎn)化關(guān)系， 還需要的物理量是什么？ 如何求算？ 將研究結(jié)果在下圖中表示出來。

這一部分內(nèi)容的化學(xué)知識任務(wù)是引入物質(zhì)的量這一概念， 部分老師認(rèn)為概念的引入無需這樣復(fù)雜，只要將公式n＝N／NA直接拋給學(xué)生， 然后提供幾道題讓學(xué)生訓(xùn)練一下物質(zhì)的量轉(zhuǎn)化成個數(shù)和個數(shù)轉(zhuǎn)化成物質(zhì)的量就大功告成了。其實這種想法大錯而特錯，化學(xué)既從宏觀研究物質(zhì)世界又從微觀研究物質(zhì)世界。怎樣把宏觀世界和微觀世界聯(lián)系起來這一點是其他學(xué)科無法達(dá)到的。在這一部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)中學(xué)生必須形成的基本觀念包括：1．學(xué)會從微觀的視角認(rèn)識物質(zhì)世界； 2．建立起宏觀與微觀世界的聯(lián)系紐帶。在日常生活中常常遇到諸如數(shù)硬幣之類的大量而又重復(fù)的批量計數(shù)問題。我設(shè)計活動用三種不同的方法數(shù)硬幣，第二種和第三種方法都是以一定量硬幣（10 個硬幣或者400 克硬幣）作為一個集體。以這樣一個集體作為橋梁聯(lián)系起一個硬幣與一堆硬幣。以此遷移到宏觀的物質(zhì)與微觀的粒子，用1mol 作為一個集體在宏觀物質(zhì)與微觀粒子之間建立起橋梁。最后通過對這一活動的深刻思維從中總結(jié)出處理類似批量問題的方法。讓學(xué)生知道物質(zhì)是由微粒（原子、分子、離子）構(gòu)成的，從微觀的視角認(rèn)識物質(zhì)世界，在宏觀物質(zhì)與微觀粒子之間建立起橋梁， 在分析紛繁復(fù)雜的物質(zhì)世界時找到抓手。物質(zhì)的量相關(guān)計算在學(xué)生今后的生活中可能沒有用處， 但以物質(zhì)的量化學(xué)知識作為載體所形成的科學(xué)素養(yǎng)是能讓學(xué)生受益終生的。整個活動設(shè)計成以小組合作探究、歸納總結(jié)反思的形式展開。只有學(xué)生全身心地投入到小組的合作探究中去，利用頭腦風(fēng)暴碰撞出智慧的火花。再通過學(xué)生的深刻地總結(jié)反思等深刻思維才能從生成化學(xué)知識的過程中形成化學(xué)的基本觀念。只有搭建反思交流的平臺， 提供反思的方向和線索才能真正形成化學(xué)基本觀念。

［1］中華人民共和國教育部制定．普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）［S］．北京：人民教育出版社，2003

［2］宋心琦，胡美玲．對中學(xué)化學(xué)的主要任務(wù)和教材改革的看法［J］．化學(xué)教育，2011，（9）

［3］畢華林，盧?。瘜W(xué)基本觀念的內(nèi)涵及其教學(xué)價值［J］．中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2011，（6）