化学教材中渗透学科思想的三个维度

化学教材中渗透学科思想的三个维度

21世纪初的最重要的学术目标之一是培养学生良好的人与科学素质。这三本书由全国中小学教材审定委员会通过，由三个维度的语言和技能、过程和方法、情感态度和价值观指导。sts（科学、技术）、社会（社会）和其他科学技术的广泛联系、相互作用和影响。“科学家的思想和科学方法”是化学和人类科学科的源泉。科学的美是科学的美。1化学学科思想的渗透,有利于培养学生的化学思维“化学”是一门在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化的科学.化学学科思想是人们在学习、研究和解决化学问题时所运用的思维方法,它具有其自身的特殊性.在教学中渗透化学学科思想,对培养学生的化学思维,以至于今后的学习和研究,都具有十分重要的意义.1.1化学的基本概念1.1.1地下主客地区我们周围的世界,是一个物质的世界.这些物质,无时无刻不在变化:巨大的岩石逐渐风化变成泥土和沙砾;由于地壳变动而埋没在地下深处的古代树木变成了煤;铁器在潮湿的空气里逐渐生锈;等等.人类为了生活和生产,在长期跟自然作斗争的过程里,积累了许多有关物质变化的知识,从而逐渐认识到,自然界里一切物质变化的发生都有一定的原因和条件.掌握了物质变化的原因和条件,就能进一步控制物质变化的发生,以达到利用自然和改造自然的目的.1.1.2组成、结构与科学推理我们研究各类元素、化合物的性质时,应当首先分析其组成、结构;继而赋予科学推测;经历无数次实验验证,最后得出结论.这其中就体现出了结构决定性质的基本思想.1.1.3动态平衡思想在化学学科的学习和研究中,我们可以从溶解平衡、氧化还原平衡、化学平衡、电离平衡、水解平衡等多种平衡状态,归纳出动态平衡思想.它是化学学科思想的重要组成部分,是科学思想的集中体现,勒沙特列原理是自然辨证法在自然科学领域的具体化.1.1.4电子对偏移的守守理想化学反应过程中,原子个数守恒、得失电子(或电子对偏移)守恒、电荷守恒、能量守恒等,可以归纳为守恒思想.透彻理解守恒思想的内涵,为指导我们认识客观世界提供了科学的理论依据.1.2化学概念的哲学内涵1.2.1还原的本质是对立统一电解质溶液中H+浓度与OH-浓度之间的关系、氧化还原的实质是“电子得失或电子对偏移”、化学键的形成、电解质溶液中的正负电荷守恒、可逆过程的动态平衡等,无一不渗透着“对立统一”的辨证唯物主义观点.1.2.2alcl3溶液的沉淀随原子序数递增,元素的原子结构和元素化学性质呈现周期性变化的规律——元素周期律;同一反应物,当其溶液浓度不同时,可能发生不同的化学反应:向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液时,沉淀量先是逐渐增多,后又逐渐减少直至沉淀完成溶解;C1-C1非极性共价键、NaCl晶体中的离子键,可以看做是H—Cl极性共价键发展的两个极端,等等.这些看似物质及其变化思想,归根到底是量变可以引起质变的哲学思想.1.2.3同分异构体的物理性质和结构对于氧化还原反应来说,得氧和失氧是现象、化合价升高与降低是特征、得失电子或电子对偏移才是本质.同素异形体的物理性质不同、同分异构体的物理性质和化学性质均有不同;元素周期表中,同周期、同主族元素化学性质的递变原因是原子结构的不同.这些“结构决定性质”的化学思想,折射出的是哲学中“内因在事物变化中发挥决定作用”的观点.2生良好的化学素养的养成使学生头脑中形成牢固的化学学科思想,从而培养学生良好的化学素养,是化学教育教学的终极目标之一.但这一目标的达成,绝非一朝一夕之功,而是日积月累的结果,靠的是“润物细无声”般的潜移默化.2.1知识网络的专四课产生了概念知识的单一性,这是最重要教师备课的重要内容之一是备教材.“备教材”,一般的理解无外乎备知识点、备知识的前后联系、备知识体系,从而帮助学生形成知识网络.但我们觉得,“备教材”还有一项重要工作不容忽视,那就是备学科思想—元素化合物知识、基本概念、基本原理乃至习题中所蕴含的学科思想的丰富内涵.而这些学科思想内涵,绝不会像哲学教材那样凸显于字面之上,而是以隐性材料的形式“深藏”于各知识点之中,在备课过程中,不下一番苦工夫,非字斟句酌、“慢嚼细品”,是断不可能轻易挖掘出来的.2.2培养“实践”意识,引导学生从生活中发现物质变化教师备学科思想的目的,是为了充分利用课堂教学,向学生灌输学科思想.这里所说的灌输,不是“填鸭式”的“灌”,也并非传教士诵经般的“输”,而应该是利用恰当的知识载体,选择适宜的教学时机,以生动的实例对学生加以点拨,进行点滴渗透,让他们自己去悟出其中的道理,现举几例说明.例1在化学活动课中,我们向学生提出了这样的问题:“取一只洁净的烧杯,向其中加入适量蒸馏水并不断搅拌,写出有关方程式.”乍一看这个问题,学生会一脸的盲然:“烧杯中除了水还有什么?让我们写什么方程式?”我们设计了以下问题逐一设问和启发:“水是物质吗?它属于电解质还是非电解质?”,“空气是物质吗?它属于混合物还是纯净物?”,“二氧化碳能跟水反应吗?生成物是什么?”,“碳酸属于电解质还是非电解质?”,“电解质在水溶液中会发生变化吗?”经过启发,学生就能顺理成章地写出:在“氨和铵盐”教学中,我们采用“空瓶生烟”的方法导入新课:将内壁分别涂有浓盐酸和浓氨水的两只集气瓶瓶口相对,两瓶紧扣,上下颠倒几次,两瓶内很快充满浓烈的白烟·随后带领学生分析:“空瓶”不空,而是充有可以相互作用的气体物质;气体物质分别来源于瓶壁上的浓盐酸、浓氨水,必然存在着溶液挥发、气体扩散等变化过程;只有氯化氢气体与氨气发生反应生成物固态物质,才会出现白烟.经过类似的长期训练,就可以帮助学生逐渐克服“只见容器,不见物质”、“只见物质,不见变化”、“只看现象,不想本质”的毛病,自觉养成“物质及其变化,”的化学意识,有利于指导他们主动地从生活中发现物质的变化,留意“身边的化学”.例2在实验教学中,可以做如下设计和引导:分别取3mL0.2mol/LFeBr2溶液、0.5mL0.05mol/LKSCN溶液、2mLCCI4,加入一支洁净试管中,逐滴加入饱和氯水至过量,边加边振荡.现象:1)氯水滴入前,溶液分层,上层为浅绿色(近无色),下层为无色;2)氯水滴入后,上层溶液变为血红色,下层仍为无色;随氯水滴入量增多,上层溶液血红色加深;3)当氯水滴入到一定量时,下层出现橙红色且颜色随氯水滴入而逐渐加深.结论:氧化性Cl2>Br2>Fe3+;还原性Fe2+>Br->C1-.引伸:1)原子及离子结构特点,决定了微粒氧化性、还原性的强弱,从而影响着氧化还原反应发生的先后顺序,这说明内因才是事物变化的根本原因.2)随氯水的滴加,Fe3+浓度增大,发生的是一般氧化还原反应,这是量变过程;当氯水滴加到一定量时,Fe2+被完全氧化,Br-开始反应,发生的是置换反应,这时发生了质变.氯水用量不同,所发生化学反应的类型也有所不同,这是“外因可能会影响事物发展变化的方向”的一个有力佐证.3)无论氯水用量多少、不管反应的形式怎样,溶液总是呈电中性、微粒得失电子总数一定相等,这是守恒原则的具体体现.可见,对于同一化学问题,如果深入挖掘,变换角度思考,能够帮助学生理解学科思想的不同内涵.3从“造成物质的分离和提纯,主要体现在化学的领域中,所具有的特点就是物质的运输、回收和分离,从物理、化学的方法、物理等作用到化学的作用,从物理、化学、化学的作用到对象的物质和化学首先,化学学科思想有其特殊性,但也有一定的局限性.正是基于这一认识,我们在教学管理过程中,向任课老师自己提出了要对化学及学科相关、相邻的学科“略知一二”的要求.这样做的目的,是为了能在教学中适时地帮助学生,将各学科均适用的学科思想,提升到科学思想水平上去加以认识.物理学、化学和生物学不仅在研究方法上有很多相同之处,还有不少概念、规律也是相同或相通的.比如化学中研究物质的性质时,其色、态、嗅、密度、导电性能等物理性质是研究的重要内容,而这些物理性质和物理中的力学、热学、电学和光学等知识是紧密结合的,并且直接影响着这些物质的收集和保存.在化学里对混合物进行分离和提纯的问题中,经常要用到过滤、蒸发、结晶、蒸馏等物理方法.温度、浓度、压强等物理条件对化学反应的影响,溶液中的电学问题等,都是物理、化学知识结合在一起才能解决的内容.生物学中的糖类、油脂、蛋白质的结构和性质、生物膜内外的离子扩散和渗透、无机盐的作用和代谢,都是与化学知识密不可分的.作为学科思想的物质守恒定律、电荷守恒定律、能的转化和守恒定律等,必然更会贯穿于物理学、化学和生物学的整个学科之中.又如,物理学上有多种平衡,生物上也有多种平衡,因此平衡思想可以认为是理科共有的科学思想,这样就为学生用一门学科的思想、方法去认识、解决其他学科问题打下了基础.我们完全可以认为,高考“理科综合能力测试”中的“综合”,不仅仅是各学科知识的综合及应用、学科能力的综合及应用、实验技能的综合及应用,同时也是学科思想的综合及应用,在高考“理综卷”中多处都渗透着对科学思想、方法的考查.因此,从“近期利益”上说,进行学科思想教育,是提高学生“应试能力”(并非“应试教育”)的需要.其次,世界是物质的,而化学知识的特点恰好是以认识物质为前提的,形形色色的物质也显示了化学中的物质美和自然美.质量守恒定律使纷繁复杂的化学世界显示出有序而和谐的本质,体现出和谐美以及由此产生的化学现象美、化学工具美、化学方程式的简洁美.化工