化学基本观念

为何要将促进学生形成化学基本观念作为中学化学教学的第一目标和任务？这就必须明确化学基本观念的内涵。所谓化学基本观念，就是中学生在化学学习过程中,通过对化学基础知识或化学学习过程进行反思所形成的能够反映化学本质特征的总观性认识。中学化学包含或渗透哪些基本的化学基本观念呢？不同的学者从不同的角度，阐述了这一内容。如高剑南教授在《试论化学核心的基础知识与化学学科意识》一文中，从基础教育阶段应该学习的化学核心知识与形成的学科意识的角度，提出如下8条内容：（1）世界是物质的，化学研究物质的两个层次：原子和分子，重点是分子；（2）物质是由化学元素组成的，元素有序地排在周期表中，物质是多样的，元素组成又是统一的；（3）结构决定性质；结构的层次性与复杂性决定两万千世界物质的丰富性和多样性。（4）化学运动是七大基本远动之一；化学反应是化学研究的中心问题；（5）物质反应速率是实现化学反应关键因素之一；（6）任何物质对于人类来说都有两面性；（7）正视化学品与传统化学过程对人类的负面影响；（8）化学原理反映客观规律。而《高中化学课程标准（实验）》则提出高中化学新课程主要包含以下几个方面：（1）物质是不断远动变化的；（2）物质的性质是由其组成和结构决定的；（3）物质不可能无缘无故的消失，只可能有规律性的转变；（4）环境问题较多是由人类不正确使用科技成果或使用不成熟的科技成果造成的，各门科学可以继续为解决环境问题贡献力量；（5）人是自然的一个部分，人的生存、成长和发展需要借助科学知识、遵循科学规律；（6）自然是人类可以利用的资源，也是人类的朋友；（7）科学研究有方法可循。而李晶、何彩霞在《化学新课程与学科素质培养——化学教育新视野》一书中，从化学科学的六个主题——化学研究的物质层次、化学中的相互作用、化学反应的方向和限度、化学变化的形式、化学反应中的能量变化、化学进化（化学与可持续发展）出发，详细阐述了各个主题教育中蕴涵的基本观念。如在“化学研究的物质层次”中，应逐步引导学生形成下述属观念：物质是由不同层次的微粒（原子、分子、离子）构成的，不同的微粒具有不同的结构；物质的组成、结构决定物质的性质，物质的性质反映物质的结构；物质的性质与它在自然界中的存在状态及用途是直接联系着的。分析上述有关文献，虽然不同的作者从不同角度阐述了化学基本观念，但其本质的内涵基本是相同的。为便于记忆，这里将中学化学教学中应培养或渗透的基本观念概括“物质观”、“微粒观”、“元素观”、“运动观”、“分类观”、“结构观”和“科学价值观”等七个方面。这些观念的主要内涵如下：1.物质观。该观念强调世界是由化学物质组成的，物质是由不同层次的微粒(原子、分子,离子)构成的。化学科学从分子、原子的层面上研究化学物质。2.微粒观。这一观念主要解决物质微观构成问题。该观念包含的内容主要有：物质是由肉眼看不见的微粒构成的；微粒总是在不断地运动的；微粒间有一定的间隔；微粒间存在着相互作用。3.元素观。这一观念主要解决物质宏观组成的问题。其内涵为：化学物质是由元素组成的。物质是多样的，其元素组成又是统一的。在已知的100多种元素，它们被排列在元素周期表中，而且这些元素是按照它们核内质子数目的递增而排列的，表现出周期性。4.运动观。也被成为变化观或转化观，强调将化学运动（变化）作为七大基本运动来之一看待，并强调化学运动是有规律的。其主要内容有：化学反应就是原子的重新组合，它的本质是旧化学健的断裂与新化学键的形成；化学变化是有方向和限度的，许多化学反应都能够自发进行；化学变化是有规律的，质能守恒是化学变化中的一个普遍规律。5.分类观。化学物质和化学变化是多种多样的，不论是化学物质还是化学变化，可以按照一定的标准进行划分。对物质及其变化进行分类研究，不仅有利于物质及其变化的研究，而且有利于抓住物质及其变化的本质。分类方法是化学研究的一种重要方法。6.结构观。该观念主要涉及物质的组成与结构、性质与用途及存在等方面的内容。这一内容主要包含以下内容：物质的组成、结构决定物质的性质，物质的性质反映物质的结构；物质的性质与它在自然界中的存在、用途是直接联系的；物质化学结构的变化必然引起物质的化学性质的变化，通过物质所反映出的化学反应和性质，可以认识和确定它的结构。7.科学价值观。物质对于人类来说都有两面性，必须合理使用物质的基础；正视化学品和传统化学过程对于人类带来的负面影响；在积极治理污染的同时，努力发展绿色化学。上述列出的七个方面，具有高度的统摄性和包容性。如果将其进一步细分，各个观念又可分解为一系列的属于下位关系的观念。如运动观，可进一步细分为守恒观、限度观等内容。考查上述化学基本观念，可以发现：化学观念既不是化学知识,也不是化学知识的简单组合,但化学基本观念又不是凭空产生的,它根植于化学知识和化学知识的学习过程之中,是概括性的、上位的，是对化学学科的本质、特征、价值的基本认识。它具有如下的三个特征：（1）它不是具体的化学知识，但是是从具体化学知识提炼形成的。如运动观，它本身属于哲学层面的内容，不是具体的化学知识。但是，运动观是在研究物质变化的基础上，通过考究物质远动变化过程中的宏观表现和微观本质等总结、提炼出来的。没有这些具体的化学知识，就无法提升对化学变化的认识。（2）它体现了化学科学的本质和价值，而化学科学的许多具体内容都可在化学基本观念的框架下得到解释。例如，结构观反映了物质的组成（结构）、性质与用途之间的关系，这一观念揭示了化学学科的本质问题（化学就是研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学）；而且，明确结构与性质、性质与用途的关系，人类就可以借助、利用化学学科知识来制取、合成对人类有价值的物质，还可以根据物质性质解决人类社会发展过程中面临的有关问题，从而实现提高人类的生活质量、促使人与自然和谐相处等方面发挥重要的作用。（3）化学基本观念引导了化学科学的发展和充实。科学技术的社会化而带来的新观念和新思想，是化学基本观念的重要来源之一。比如，科学价值观中的“绿色化学”，就是基于人和自然的和谐发展、生态平衡等发展而来的。这一观念的形成，将促进化学科学（特别是化学工艺）的发展。化学基本观念是学习者对学习过程进行反思的成果，反思的对象不同，形成的基本观念的种类就不同。认真分析上述七个方面的化学基本观念，根据反思的对象，不难发现它们主要来自如下三个方面：第一、来自学生对化学学科知识的学习与反思，主要形成有关化学学科知识类的基本观念。比如，物质观、元素观、微粒观、结构观等。第二、来自学习化学的过程中，学生对化学学科本身的认识与反思，涉及到化学在社会生产、生活中的价值方面的问题，主要形成有关化学的价值方面的基本观念。比如，涉及物质的两面性、化学与可持续发展等方面的科学价值观等。第三，来自学生对化学学习过程的反思,涉及到一些学习方法方面的问题,主要形成有关化学学习方法类的基本观念。例如，学生通过对物质类属的学习与研究，元素族和周期等的学习与研究，掌握分类的研究方法（即分类观）等。当然，虽然可将化学基本观念分解为上述上个方面，但是这三个方面的基本观念相互影响、共同作用构成中学化学基本观念这一有机整体的。其中，有关化学知识的观念是化学基本观念中的显性观念，是化学学习的最直接的目标，也是最易引起师生关注的观念。而有关化学学习方法类的观念和有关化学价值类的观念则是化学基本观念中的隐性观念，容易被忽视和淡化。而且，三类化学基本观念中，化学学习方法类的观念是化学学习的工具性观念，有关化学价值类的观念是化学学习的驱动性观念，它们的形成对于学生的化学学习具有重要的意义。