基于科學(xué)本質(zhì)觀的化學(xué)教學(xué)思路設(shè)計

李連雙

【摘要】培養(yǎng)學(xué)生適當(dāng)理解科學(xué)本質(zhì)是科學(xué)教育的目標(biāo)之一。實現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵是理科教師要設(shè)計出促進(jìn)學(xué)生科學(xué)本質(zhì)理解的教學(xué)活動，科學(xué)本質(zhì)教學(xué)思路設(shè)計應(yīng)以建構(gòu)主義為哲學(xué)基礎(chǔ)以探究性教學(xué)為基本活動方式，以顯性和反思性活動為基本教學(xué)策略。具體思路是：將科學(xué)本質(zhì)理解作為顯性教學(xué)目標(biāo)：設(shè)計具有認(rèn)識論水平的教學(xué)主題；顯性區(qū)別觀察和推論；注重知識的產(chǎn)生方式；進(jìn)行反思性評價活動；在作業(yè)中關(guān)注科學(xué)本質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)本質(zhì) 教學(xué)思路 教學(xué)設(shè)計

【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）01-0158-01

化學(xué)教學(xué)思路，是指化學(xué)教師根據(jù)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容，為達(dá)到教學(xué)目標(biāo)而構(gòu)想的教學(xué)方式、程序和過程，是對課堂教學(xué)如何落實學(xué)習(xí)目標(biāo)的宏觀教學(xué)思考，對于教學(xué)活動設(shè)計具有指導(dǎo)作用。教學(xué)基本思路形成的認(rèn)知方式是：以學(xué)習(xí)目標(biāo)為基本結(jié)構(gòu)，整合教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)知分析和已有知識或經(jīng)驗的分析，形成落實學(xué)習(xí)目標(biāo)的宏觀教學(xué)思路。教學(xué)基本思路的表述結(jié)構(gòu)一般是，前半句表述教學(xué)活動方式，后半句表述所指的學(xué)習(xí)目標(biāo)。正確而清晰的化學(xué)教學(xué)思路，不僅能使教師的授課有條不紊、自然流暢，還可以幫助學(xué)生更好地掌握知識和運用知識解決問題，而且能使學(xué)生學(xué)會科學(xué)的思維方法，提高思維能力。

1.促進(jìn)學(xué)生科學(xué)本質(zhì)理解的教學(xué)設(shè)計理論

當(dāng)代科學(xué)本質(zhì)觀的哲學(xué)范式是建構(gòu)主義。建構(gòu)主義認(rèn)為：科學(xué)知識的獲得是科學(xué)家根據(jù)現(xiàn)有的理論（原有知識）來建構(gòu)科學(xué)知識，建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)科學(xué)知識是暫時性的、主觀的、建構(gòu)性的，它會不斷地被修正和推翻。因此，當(dāng)代科學(xué)本質(zhì)觀的基本內(nèi)涵可以概括為：科學(xué)認(rèn)識的對象是客觀的，科學(xué)認(rèn)識活動的過程不是一個簡單的“拷貝”或“反映”，而是一個認(rèn)識主體對客體的作用過程。在這個作用過程中，認(rèn)識主體的已有經(jīng)驗或背景起著重要的作用?？茖W(xué)認(rèn)識活動是以事實為基礎(chǔ)的，但事實本身并不是科學(xué)，科學(xué)定律的產(chǎn)生范式是歸納式；科學(xué)理論的產(chǎn)生范式是建構(gòu)式，科學(xué)認(rèn)識的結(jié)果并不是純粹客觀的，包含有人的想象性和創(chuàng)造性。正因為在認(rèn)識的成分中，不完全是客觀的，其中含有人的主觀性。所以科學(xué)認(rèn)識是相對合理的，有時甚至是錯誤的，所以科學(xué)知識具有暫定性本質(zhì)。

2.教學(xué)思路設(shè)計案例

“化學(xué)”鍵是化學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容。其中蘊(yùn)涵著豐富的科學(xué)本質(zhì)內(nèi)容?，F(xiàn)以“化學(xué)鍵”為例，說明如何進(jìn)行促進(jìn)學(xué)生科學(xué)本質(zhì)理解的教學(xué)設(shè)計。

2.1為什么許多物質(zhì)參與化學(xué)反應(yīng)需要一定的能量（如加熱、通電或點燃）驅(qū)動

[事實]水分解生成氫氣和氧氣需要通電。

[推論]通電是為水的分解提供所需的能量，說明水分子內(nèi)的氫氧原子之間存在著強(qiáng)烈的相互作用。

[化學(xué)鍵定義]分子或晶體中兩個或多個原子（離子）之間的強(qiáng)烈的相互吸引作用。

2.2物質(zhì)構(gòu)成的進(jìn)一步研究——原子之間是如何作用構(gòu)成物質(zhì)分子的

從原子結(jié)構(gòu)角度考慮的依據(jù)：化學(xué)鍵是原子之間的相互作用，如果能夠從原子結(jié)構(gòu)的角度對于化學(xué)鍵進(jìn)行進(jìn)一步的解釋，就更能說明原子結(jié)構(gòu)理論的合理性。

（1）對氯化鈉形成過程的考察

[事實推論]氯化鈉晶體由氯離子和鈉離子構(gòu)成。

[解釋]原子之間通過電子得失形成較為穩(wěn)定的離子，陰陽離子之間通過靜電作用形成離子鍵。

（2）對氯化氫分子形成過程的考察。

[事實推論]氯化氫以分子形式存在。

[解釋]原子之間通過共用電子對，即形成共價鍵使原子達(dá)到較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

2.3化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么

[解釋問題]

（1）氫氣在氧氣中點燃生成穩(wěn)定的水。

要點：氫氣和氧氣都能夠單獨較為穩(wěn)定的存在。是因為氫氣中氫原子之間存在著強(qiáng)的相互作用，即有化學(xué)鍵。氧氣中的氧原子之間也存在著強(qiáng)的相互作用，即有化學(xué)鍵。點燃條件用于破壞氫—氫、氧—氧之間的作用。反應(yīng)容易進(jìn)行，說明氫—氧之間的作用強(qiáng)于氫—氫、氧—氧之間的作用。

（2）對氧氣在氯氣中點燃生成較為穩(wěn)定的氯化氫進(jìn)行類似的解釋。

（3）對氮氣和氫氣在高溫高壓下生成較為穩(wěn)定的氨氣進(jìn)行類似性解釋。

[小結(jié)]化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化的實質(zhì)是舊化學(xué)鍵斷裂新化學(xué)鍵的生成。

2.4為什么化學(xué)反應(yīng)伴隨有能量變化

[推論基礎(chǔ)]破壞化學(xué)鍵需要吸收能量。

[推論]形成化學(xué)鍵就會放出能量。

[解釋]化學(xué)反應(yīng)伴隨有能量變化是因為有化學(xué)鍵的斷裂和化學(xué)鍵的形成。如果一個化學(xué)反應(yīng)形成化學(xué)鍵放出的熱量大于破壞化學(xué)鍵吸收的能量，則這個化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)；如果一個化學(xué)反應(yīng)形成化學(xué)鍵放出的能量小于破壞化學(xué)鍵吸收的能量，則這個化學(xué)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。

2.5化學(xué)鍵理論為什么是合理的

[強(qiáng)調(diào)化學(xué)鍵知識的產(chǎn)生方式]

（1）化學(xué)鍵是我們不能觀察到的，只是通過物質(zhì)反應(yīng)需要能量來間接推論出原子之間存在著作用。將這種作用定義為化學(xué)鍵?；瘜W(xué)鍵是我們根據(jù)事實建構(gòu)的知識。

（2）離子鍵和共價鍵是我們在原子結(jié)構(gòu)知識基礎(chǔ)之上。即從原子趨向于形成較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)這一角度提出的解釋離子化合物和共價化合物的建構(gòu)性知識。

[強(qiáng)調(diào)化學(xué)鍵知識的合理性]

（1）化學(xué)鍵概念是以事實為基礎(chǔ)提出來的。

（2）化學(xué)鍵理論是建立在原子結(jié)構(gòu)理論基礎(chǔ)上提出的。

（3）化學(xué)鍵理論能夠解釋和預(yù)測一些物質(zhì)的性質(zhì)。

（4）化學(xué)鍵理論能夠解釋化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。

2.6作業(yè)設(shè)計

按照教學(xué)目標(biāo)，可以設(shè)計以下作業(yè)：

（1）描述CaCl2、Br2中原子之間的作用。

（2）解釋在點燃條件下氫氣在氯氣中燃燒放出熱量。

（3）原子間強(qiáng)烈的相互作用叫做化學(xué)鍵。你能觀察到原子之間的相互作用嗎？你相信原子之間存在作用嗎？請說明理由。

（4）你認(rèn)為化學(xué)鍵知識合理嗎？請給出你的觀點。

參考文獻(xiàn)：

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[3]袁維新.科學(xué)的本質(zhì)與科學(xué)素質(zhì)教育.課程教材教法.2004（7）

[4]孫可平，鄧小麗.理科教育展望[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2002，126