高中化学新课程中的科学观念教育

王 秋,姚志强,张潇文＊

（1.辽宁师范大学化学化工学院,辽宁 大连 116029;2.大连经济技术开发区一中,辽宁 大连 116000）

高中化学新课程中的科学观念教育

王 秋1,姚志强2,张潇文1＊

（1.辽宁师范大学化学化工学院,辽宁 大连 116029;2.大连经济技术开发区一中,辽宁 大连 116000）

重视化学基本观念的形成是高中化学新课程的突出特点之一。高中化学新课程中科学观念教育的内容,可以从知识维度、方法维度、情意维度加以分析与认识。化学教学中,探究活动的设计与实施是实现学生科学观念建构的有效途径。

高中化学课程;科学观念;探究活动

科学观念是科学素养的核心要素,科学观念教育已成为世界各国基础科学教育的主题之一。化学教育是科学教育的重要组成部分,在高中化学新课程与教学中加强科学观念的教育,促进学生对科学本质的认识,培养学生科学素养和终身学习的意识与能力,具有重要意义。

一、高中化学课程中科学观念教育内容分析

科学观念是人们对某一科学对象或科学过程的本原和本体的见解和意识,对人类为什么想、怎样想和想出了什么这样一些基本问题的领悟就反映科学观念。科学观念具有广泛和高效的特征,既成为人的科学素养的一部分,又广泛支配知识的应用。[1]

重视化学基本观念的形成,并力求通过核心概念及相关知识的选择和探究活动的设计来实现学生科学观念的建构,是高中化学新课程的突出特点之一。高中化学新课程中科学观念的教育内容,从知识维度看,包括物质组成与结构观、物质性质观、物质变化观、元素观等;从方法维度看,包括认识科学的一般过程和特点,了解化学科学研究的特点以及过程和方法,如认识化学方法在实现物质间转化中的作用,体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用等;从情意维度看,包括可持续发展观、人与自然和谐发展观、科学价值观等内容。

1.科学本质

科学本质是对化学科学的主要研究对象、研究方法、化学发展的基本特征和发展趋势、化学变化的本质等问题的认识。高中化学课程的必修模块内容标准特别确定“认识化学科学”主题,引导学生获得对化学科学本质的基本认识。

2.元素观

物质是由元素组成的。元素按原子核内质子数的递增有规律地排列在元素周期表中,它们的性质呈周期性变化。元素观是学习化学的重要基础。

3.物质微粒观

物质变化是微粒间相互作用的结果。微粒观对于学生理解和解释宏观的事实和现象,理解化学反应及其能量变化的实质,了解化学符号的意义等,具有重要意义。

4.物质运动观

世界是由物质组成的,物质是不断运动的。高中学生学习电解质的电离、化学平衡等知识,加强学生对物质运动观的认识。

5.物质结构观

结构决定性质,性质反映结构,人类对物质结构的探索是无止境的。物质构成的奥秘以及物质结构与性质的关系,有助于人们理解物质变化的本质,预测物质的性质。

6.物质转化观

物质不可能无缘无故地消失或转化,而是按照一定的规律在一定的条件下转化为其他物质。从最简单的质量守恒定律到离子反应、物质的量的计算、氧化还原反应、化学键的断裂和形成,到化学反应发生的条件、影响化学反应速率的条件等,都渗透了物质间质量和能量转化的观念。[2]

7.方法观

科学的发展为人类的进步作出了重大贡献,而科学研究是有方法可循的,能够被学习并运用。高中化学课程标准中明确要求,认识科学的一般过程和特点,学习科学探究的基本方法,如实验、假说、比较、分类、归纳、建模等。这些都充分体现了对科学及化学思想方法教育的重视。

8.可持续发展观

“可持续发展”是既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展理念。“化学与可持续发展”是贯穿化学课程的核心思想。在高中化学课程里通过合成氨、药物合成、合成材料、环境保护等对提高人类生活质量的作用,碳、氮循环对维持生态平衡的作用,酸雨的危害与防治,人类面临的能源危机,太阳能的利用等内容,引导学生欣赏化学对人类的文明进步作出的重要贡献,同时正视传统化学与化工过程对人类社会造成的负面影响,树立绿色化学理念,认识化学在合理开发和利用自然资源、积极治理环境污染,促进社会可持续发展的积极作用。

9.科学价值观

认识化学科学与技术进步和社会发展的关系,增强学生的社会责任感。认识科学具有相对性,科学认识是永恒发展的过程,科学进步既体现在“累积式”的量变中,又体现在“革命式”的质变中,[3]科学是一种无止境的探究过程。上述科学价值观教育内容在化学课程标准中都有所体现。

二、化学新课程中科学观念教育的途径

研究表明,观念是在精心组织和真实开展的活动中形成的。核心概念及相关知识的选择和探究活动的设计与实施,是实现学生科学观念建构的有效途径。[4]教师应当结合教学内容本身的特点开展探究活动,丰富学生的体验和经历,引导学生在活动中总结、反思,形成科学观念。

以“苯的结构”教学为例。首先分析课程内容特点,确立科学观念教育内容。苯是芳香烃苯的同系物代表物,学生在学习了甲烷和烷烃的性质后,能初步从组成和结构的角度认识有机物（如甲烷）的性质,但需要进一步深化对“结构与性质的关系”的认识,苯的教学正是起着这样的作用。化学史上苯分子结构的确立经历了曲折的历程并取得了巨大的成功,苯的结构的探索体现了科学研究的一般过程,假说、模型等研究方法的具体运用,理论思维与实验的关系,科学认识的相对性,化学家们探究的精神等化学研究中的重要问题,蕴含丰富的化学观念教育素

材。在此基础上,设计探究性学习活动,让学生经历类似于科学家研究问题的情境和过程,例如呈现苯的发现过程史料、介绍李比希碳氢分析法原理,引导学生认识苯的组成。以化合价理论、碳四价学说等理论为背景,引导学生结合已有知识设想苯分子可能的结构,并设计实验证明假说是否正确。将实验结果与同学进行交流,相互提出修改建议并进一步用实验证明。在学生自由探究的基础上,设计定向探究活动,进一步认识关于苯的结构的现代理论观点。例如呈现化学史对凯库勒的苯结构假说的争论和进一步发展等史料,介绍关于苯的结构的现代理论观点,呈现扫描隧道显微镜下的苯分子图像,使学生对苯分子的平面结构有真切的认识。呈现一些苯结构的数据和历史上的各种具有代表性的苯分子结构假说,引导学生分析它们的优缺点并与自己提出的假说进行比较,设计实验对它们进行证实或探究。[5]在上述探究活动中,引导学生思考物质结构与性质的辩证关系、理论思辨与实验研究的关系、定性研究与定量研究相结合的作用。通过这样的教学活动,学生能够体会科学家在探究物质奥妙时的思路和方法,增进对化学研究特点及研究物质结构价值的认识与体验,从而有效地建立方法观。同时渗透结构决定性质、性质反映结构的结构观,科学是交流与合作的结果、科学认识是无止境等科学观念。

[1]郭思乐.论科学观念教育在学科教育中的地位[J].教育研究,1995（1）：66-69.

[2]化学课程标准研制组.普通高中化学课程标准（实验）解读[M].武汉：湖北教育出版社,2004：167.

[3]徐学福.科学的相对性及其在课程和教学中的渗透[J].比较教育研究,2001（8）：11-15.

[4]毕华林,亓丽英.高中化学新课教学论[M].北京：高等教育出版社,2005：46-47.

[5]孟献华.结合化学史实施探究教学的课程设计与实践[J].化学教学,2006（8）：26-27.

Scientific Notion Education of New Curriculum High School Chem istry

WANG Qiu1;YAO Zhi-qiang2,ZHANG Xiao-wen1
（1.SchoolofChemistryandChemicalEngineering,LiaoningNormalUniversity,Dalian116029,China;2.No.OneMiddleSchoolofDalianEconomicandTechnologicalDevelopmentZone,Dalian116000,China）

Paying attention to fo rmation of basic no tions is characteristic of new curriculum high school chemistry.Content concerning scientific notion education can be analyzed and understood from the angles of recognition,method and affection.Notion is formed in carefully-organized activities.In chemistry teaching,design and imp lementation of exp loring activities are effective app roaches to construct students’scientific notion.

high school chem istry;scientific no tion;exp lo ring activity

G632 < class="emphasis_bold">文献标识码：A文章编号：

1008-388X（2010）03-0055-02

2010-06-23

王秋（1965-）,女,辽宁本溪人,副教授,研究生导师。

阅力]