构建化学基本观念的课堂教学探究

丁佐俊

（江苏省如皋市搬经中学 江苏 如皋 226561）

一、背景

我经常与已经参加工作的学生交流，他们当中大多数人工作与化学无关， 所以都会传递这样一个信息：随着时间的推移高中化学学到的知识逐渐忘得一干二净。不言而喻，既然高中化学课上学到的知识都忘记了、工作中又用不上化学，那么高中化学还有学习的必要吗？ 高中三年的化学学习收获是什么？ 每次我跟学生交流这个问题的时候我就会反问他（她）：你在工作生活中处理问题时睿智的大脑、明智的决断、科学的方法是那儿来的？

二、什么是建构化学基本观念的课堂教学

德国著名物理学家、诺贝尔奖获得者冯·劳厄（M．Von．Laue）很好地回答了这个问题。他认为教育所给予人们的无非是当一切已学过的东西都忘记后所剩下的东西。遗忘规律认为随着时间的流逝，我们在学校所学习的大量学科知识都将逐渐淡化甚至遗忘，这一事实是不可避免的，而知识升华后留存在我们思想意识层面的东西却真正伴随我们一生的发展并持续发挥作用。什么才是知识升华后留存在我们思想意识层面的东西？ 这些思想意识层面的东西是怎样生成的呢？ 清华大学宋心琦教授曾明确的指出：“背诵或记忆某些具体的化学事实性知识， 当然是有价值的，但是重要的价值是在于它们是化学观念及某些基本观念的载体。学生能牢固地、准确地、哪怕只是定性的建立起基本的化学观念，应当是中学化学教学的第一目标。”我们应更多地关注学生知识遗忘后头脑中“最后剩下的东西”。所以课堂教学的第一目标是化学基本观念的建构。所谓基本观念的建构是指学生通过对化学知识的学习，在此学习过程中形成的从化学的视角认识事物、解决问题的方法、解释世界的各种观念和思想方法、化学中包含的各种人文内涵。在构建基本观念的过程中化学知识仅仅是载体，通过学习化学知识过程中的深刻思维形成基本观念，同时形成的基本观念又能够指导和促进化学知识的学习。

2003年普通高中化学课程标准提出三维目标的培养，即“知识与技能”“过程与方法”“情感、态度与价值观”。在学习“知识与技能”的过程中体验知识与技能形成的过程和反思形成知识与技能的方法。同时“过程与方法”又反过来促进和指导“知识与技能”的学习。在“知识与技能”“过程与方法”的相互作用的过程中深刻思维产生“情感、态度与价值观”。但是传统的化学教学只注重知识与技能的培养而忽略了“过程与方法”“情感、态度与价值观”的建构。

三、建构化学基本观念的课堂教学的优点

1．符合新课程标准的要求

建构化学基本观念的课堂教学是以使学生形成化学基本观念为目标，以化学学科知识为载体，设计一系列的有思考价值的探究性活动为主线，引导学生反思、概括、提升、深刻思维形成化学基本观念。不可否认，任何的化学知识在内涵上都是化学事实、科学思想、基本观念、科研方法、思维方式等的融合，都具有丰富而深刻的教育价值。但仅仅停留在知识的层面上是远远不够的。新课程标准旨在纠正只注重知识和技能的传授而不注重方法和能力的培养，不注重情感态度与价值观的养成。

2．符合人才培养的需要

中国科技的零诺贝尔奖现象让我们反思我国的教育。中学化学教学长期以来以升学为目标而不注重学生的长期发展、后期发展，以题海战术为教学方法使学生失去了学习的兴趣，探究的冲动，使化学失去了应有的魅力。社会对人才的要求不是要有解题能力、考试能力。需要的是有创新精神，需要的是勇于探究的精神。化学是一门中心的、实用的、创造性的学科。它的创造性就体现在过程与方法、情感态度和价值观上。注重构建化学基本观念的课堂是探究的课堂，是鼓励学生创新的课堂。

3．有利于提高学生学习主动性

为了让学生形成基本观念，老师需要创设一个真实而又能引发问题的情境。这个情境与学生产生学习的情境具有高度的一致性。这个情境能让学生参与讨论、亲手实验、亲身参与、亲自经历活动，在活动中积极思维、深刻思维，用活动把学生的思维引向深入。学生主动参与的学习会激发学习的兴趣，兴趣是最好的老师，有了兴趣学生会更加主动地学习。

四、如何实施构建化学基本观念的课堂教学

高中化学需要建构的基本观念包括哪些呢？ 山东师范大学毕华林教授将化学观念系统分为三大类：知识类、方法类、情意类。知识类包括了学生对化学学科知识的反思概括形成的基本观念，如元素观、微粒观、变化观；方法类包括了学生对学习化学过程中的探究体验和学习方法的反思形成的基本观念， 如实验观、分类观； 情意类包括了学生对化学学科在社会生活、环境、科技中的作用的反思形成的基本观念，如化学价值观。

化学基本观念从本质上来看就是学生在学习中需要形成的科学素养。以必修课本第一章《从实验学化学》为例分析需要形成的哪些化学基本观念。本章包括《化学实验基本方法》和《化学计量在实验中的应用》两节。

第一节《化学实验基本方法》主要包括两部分内容，分别是化学实验安全问题和混合物的分离提纯。

化学实验安全问题有以下几个方面：

1．化学物质分为爆炸品、易燃品、腐蚀品、有毒品等等。将各类化学物品分类摆放、分类处理。让学生学会处理社会生活中遇到的错综复杂的问题，学会按照性质和特点分类、同一类型的事情用相似的方法处理。当然分类的标准不同分类的结果也不一样。分类观在各个学科中均有体现，它是一种基本的思维方式和研究方法。

2．各种安全措施的制定。如遇着火、烫伤、中毒、腐蚀时的应急处理。学会制定应急预案应对各种突发事件。遇事不慌冷静处理。

3．尾气处理、废渣废液的处理。形成绿色化学理念，有环保意识。社会的发展和科技的进步离不开化学。用长远的目光看待社会的发展、用“以人为本”思想指导促进社会的发展。摒弃“先污染后处理”的思路让化学真正造福人类。

4．规范的操作是安全的保障。新闻中常常报道一些惊心动魄的安全事故，最后的调查结果往往是工人的操作失误或不规范造成。规范的操作、严谨认真的态度既是对自己也是对他人和社会负责任的表现。

自然界中大多数物质都是以混合物的形式存在，将自然界的物质为人类所用就必须进行分离提纯。如空气、水的净化；海水中提取食盐；稀土金属的分离。过滤、蒸发、萃取、分馏均利用物理或化学性质的不同将它们分离开来。物质只有进行分离后才能成为有用的资源。资源是有限的，是人类宝贵的财富。合理的利用资源减少资源浪费、减少污染物排放。

第二节《化学计量在实验中的应用》主要包括物质的量的单位、气体摩尔体积和物质的量浓度溶液的配制。物质的量的单位——mol 是宏观物质世界与微观物质世界之间联系的桥梁。通过大量的事实分析找到规律（相同状况下，1mol 任何气体的体积相等），再通过科学严谨的分析得出合理的解释（温度和压强是影响微粒之间距离的因素）。通过粗略配制和精确配制溶液的对比培养学生的科学素养。在配制过程中称量、冷却、洗涤、定容等操作规范精确是最后所得溶液浓度精确的保障。并学会分析产生误差的因素。

综上所述在这一章的教学中要求学生形成实验观、微粒观、分类观、价值观。当然这些观念的形成不是一蹴而就的，在后面的学习中这些观念还需要不断深化。

化学基本观念的形成是认知性的、是体验性的。教学过程中切不可直接强加给学生灌输给学生，需要创设真实的情境、以活动为主线、以问题为引导，在深刻思维中形成化学基本观念。下面是以《引入“物质的量”概念》为例的课堂设计。

【学习目标】

1．认识物质的量（n）是描述微观粒子集体的一个物理量，摩尔是物质的量的基本单位。

2．能找到N、NA、n 之间的关系， 体会物质的量在联系微观粒子与可称量物质所发挥的桥梁作用。

【活动方案】

1．请你对下列三种数硬币的方法的优缺点分别进行评价。

方法1 直接数出硬币的数量

方法2 以10 个为一组数硬币

方法3 用称量的方法数硬币

2．体会如何给微观粒子“计数”。

正如银行出纳员清点硬币一样，化学工作者常需要计算分子、原子、离子或其他粒子的数量，但这些粒子实在太小，即使以“一百万”为单元也不具操作性。通过大量研究，化学家选择用“阿伏加德罗常数（NA）的值”为单元，解决了微观粒子（包括分子、原子、离子、质子、电子等）的“计数”问题，阿伏加德罗常数的近似值为6．02×1023。用来表示这种微观粒子计数方法的物理量称为“物质的量（n）”，物质的量的单位是摩尔（mol），1mol 物 质约含NA（6．02×1023）个 粒 子，1mol的几种物质的质量如下图所示。

⑴1molCO32－的质量是多少？ 乙醇的摩尔质量（M）是多少？ （摩尔质量的单位：g·mol－1）

⑵推算4gNaOH 固体中所含Na＋、OH－数各是多少？

⑶1mol 水中，含有的水分子数是多少？氢、氧原子数分别是多少？ 电子数、质子数分别是多少？

⑷已知：MgCl2在水中能完全电离出Mg2＋、Cl－。若将47．5g MgCl2溶于足量水中配成溶液， 则溶液中的Mg2＋和Cl－的离子数分别是多少？ 写出简单的计算过程。

3．以学习小组为单位，探讨确定物质的微观粒子数与质量之间相互转化关系， 还需要的物理量是什么？ 如何求算？ 将研究结果在下图中表示出来。

这一部分内容的化学知识任务是引入物质的量这一概念， 部分老师认为概念的引入无需这样复杂，只要将公式n＝N／NA直接抛给学生， 然后提供几道题让学生训练一下物质的量转化成个数和个数转化成物质的量就大功告成了。其实这种想法大错而特错，化学既从宏观研究物质世界又从微观研究物质世界。怎样把宏观世界和微观世界联系起来这一点是其他学科无法达到的。在这一部分内容的学习中学生必须形成的基本观念包括：1．学会从微观的视角认识物质世界； 2．建立起宏观与微观世界的联系纽带。在日常生活中常常遇到诸如数硬币之类的大量而又重复的批量计数问题。我设计活动用三种不同的方法数硬币，第二种和第三种方法都是以一定量硬币（10 个硬币或者400 克硬币）作为一个集体。以这样一个集体作为桥梁联系起一个硬币与一堆硬币。以此迁移到宏观的物质与微观的粒子，用1mol 作为一个集体在宏观物质与微观粒子之间建立起桥梁。最后通过对这一活动的深刻思维从中总结出处理类似批量问题的方法。让学生知道物质是由微粒（原子、分子、离子）构成的，从微观的视角认识物质世界，在宏观物质与微观粒子之间建立起桥梁， 在分析纷繁复杂的物质世界时找到抓手。物质的量相关计算在学生今后的生活中可能没有用处， 但以物质的量化学知识作为载体所形成的科学素养是能让学生受益终生的。整个活动设计成以小组合作探究、归纳总结反思的形式展开。只有学生全身心地投入到小组的合作探究中去，利用头脑风暴碰撞出智慧的火花。再通过学生的深刻地总结反思等深刻思维才能从生成化学知识的过程中形成化学的基本观念。只有搭建反思交流的平台， 提供反思的方向和线索才能真正形成化学基本观念。

［1］中华人民共和国教育部制定．普通高中化学课程标准（实验）［S］．北京：人民教育出版社，2003

［2］宋心琦，胡美玲．对中学化学的主要任务和教材改革的看法［J］．化学教育，2011，（9）

［3］毕华林，卢巍．化学基本观念的内涵及其教学价值［J］．中学化学教学参考，2011，（6）