基于演化觀念建構的教學

趙旭初

摘要：高中“化學演化”觀念可以從以下三個方面來建構：一是化學與生命的共同進化;二是化學與認識的協(xié)同進步;三是化學與社會的可持續(xù)發(fā)展，體現化學中人文精神的韻味。

本文將從化學與認識的協(xié)同進步這一個方面，以“人類對原子結構的認識”為例，基于化學演化觀念，以學生為中心，從化學家研究的視角，讓學生理解知識、內化知識的同時感受到化學的大智大美，也最終建構起自己的學科觀念體系。

關鍵詞：化學演化觀念;觀念建構教學;原子結構的認識

1 化學演化觀念及教學意義

本文將從化學與認識的協(xié)同進步這一個方面，以“人類對原子結構的認識”為例，基于化學演化觀念，以學生為中心，從化學家研究的視角，讓學生理解知識、內化知識的同時感受到化學的大智大美，也最終建構起自己的學科觀念體系。

2 專題1意義與教學價值分析

專題1的知識框架，如圖1。

專題1第一單元“化學家眼中的物質世界”豐富多彩的化學物質。本單元教材是以“物質的分類及轉

2.1 微粒層次的認識對學習化學的意義

化學是一門在原子、分子層次上研究物質的組成、結構、性質及其變化規(guī)律的科學。以蘇教版《化學1》、《化學2》為例，高中化學從兩個方面認識和建構物質的微粒性，一是物質是由原子、分子或離子等層次的微粒構成的，強調微粒的大小、間距、數量和重組，以及微粒的結合方式、順序、空間排列和作用力;二是化學反應是原子、分子、離子等層次的微粒之間的相互作用，如離子反應中的離子重組，氧化還原反應中的電子轉移等。

通過對微粒層次（如圖2）的認識，使學生逐步建構起“微粒性”觀念，如認識物質微粒性、化學反應是某一層次微粒相互作用等的基本觀念。

微粒作用觀對學生的結構觀的認識發(fā)展的影響不是一個課時、一個單元所能解決的，它是一項持久的、長期的系統(tǒng)工程。課程對學生認識物質微觀結構的方式是分階段、螺旋式推進的。從初中科學到高中化學選修模塊，學生對物質結構的認識遵循著逐漸從宏觀到微觀、從定性到定量、從靜止到運動這樣一個規(guī)律。引導學生研究微粒之間存在哪些相互作用，如何通過這些相互作用，形成各種聚集狀態(tài)的。使學生能夠從微粒作用觀的視角更深入地認識物質的結構，理解物質的性質和變化的本質因素。

2.2 微粒結構的認識對學習化學的作用

化學學科中涉及分子、離子、原子、核內質子和中子、核外電子等多種微觀粒子，但最重要的是研究原子。因為，只要了解了原子的結構，就可了解分子和離子的結構;了解了原子的結構，就可更深入地認識物質的組成和結構，了解化學變化的規(guī)律。

3 演化觀指導下促進學生對原子結構的認識

3.1 學情分析

（1）學生已有的認識

在學習本部分內容之前，學生在物質結構方面已經具備以下知識。對于原子，已經初步了解了原子的結構，知道原子是由原子核和核外電子組成的，原子核是由質子和中子組成的。關于核外電子，學生已經初步知道原子的核外電子是分層排布的，少部分學生能用原子結構示意圖表示出1～18號元素的原子結構。

3.2 原子結構認識發(fā)展線索

在高中化學階段，對原子結構的認識按照以下線索發(fā)展：原子模型（化學1）→原子的結構（化學1）→核外電子排布（化學2）→電子云（物質結構基礎）。

3.3 單元教學設計

摩爾質量在數值上等于原子的近似相對原子質量，可得m（C-12）/12=1/NA。（含義：1個C-12原子質量為m（C-12），NA個C-12原子質量為12 g。）

【思考】用A ZX表示教材31頁圖1-30中三種微粒的組成。它們是同種原子嗎？為什么？屬于同種元素嗎？為什么？

小結：質子數決定元素種類，質子數和中子數共同決定核素（原子）種類。

4 本單元教學對學生認識方式的影響

4.1 認識方式的層次結構

高中化學課程關注提高學生的化學學科素養(yǎng)，在重視事實性知識及核心概念學習的同時，更強調學生認識方式的發(fā)展。所謂認識方式，是指在具體概念之上的，學生在思考和處理化學問題時，所表現出來的傾向于使用某種思維模式來認識或解決問題的信息處理對策或模式。認識事物的角度和方式有多種，結合已有的研究，我們將化學學科常用的認識方式分為“宏觀到微觀”、“靜態(tài)到運動”、“孤立到系統(tǒng)”、“確定到不確定”、“定性到定量”和“平面到立體”等6種類型。

4.2 教學反思

“如果有一天我們生活的地球發(fā)生了大災難，所有的科學知識都將被毀滅，只能有一句話傳給下一代生命，那么，一句什么樣的話能夠用最少的詞語表達最多的信息以支持人類的地球重建呢？我以為是原子結構假說?！薄Z貝爾獎獲得者理查德·費得曼。

參考文獻

魏樟慶，新課程必修教材中“化學進化”觀念的建構，2008（7）

魏樟慶，包朝龍.觀念建構與學生認識發(fā)展，化學教育，2007（7）