化学观念的建构及其教学功能和价值*

黄清辉　张贤金　吴新建

化学观念的建构及其教学功能和价值*

黄清辉1张贤金2吴新建2

（1福建省泰宁第一中学福建泰宁354400；2福建教育学院化学教育研究所福建福州350025）

知识是容易被人遗忘的，而素养却可以使人受益终身。学生科学素养的提升离不开教师在课堂教学中对学生化学观念的培养。文章选择微粒观、分类观和化学价值观等三种化学观念，探讨这三种化学观念的建构及其教学功能和价值。

化学观念；微粒观；分类观；化学价值观

《普通高中化学课程标准（实验）》把培养和提升学生的“科学素养”作为化学课程改革的重要目标。科学素养的核心是让学生头脑中形成科学观念，而化学学科素养的核心是化学观念，是学生在学习化学学科后对所学知识形成的深刻性、整体性认知。目前还有很多教师认为化学课堂教学的目的就是传授化学知识，尤其是高考中的热点、难点知识，化学知识的学习固然重要，它是化学观念和其他观念建构的载体，但它不是教育的最终目的。爱因斯坦曾经说过：“教育就是忘记了在学校所学的一切之后剩下的东西。”学生或许会很快忘记化学学科知识，但是学生不会忘记学科的基本观念、学科的思维方式、学科的解决问题的方法。化学观念不是具体的学科知识，而是在学习化学学科知识的基础上通过反复概括、提炼而形成的，是学生充分理解学科特点的基础上所形成的基本看法和思维品质，它对学生科学素养的养成发挥着极其重要的作用。由此可见，注重培养学生正确的化学观念，增进对化学科学本质的理解是培养科学素养的重要途径。

化学观念按照知识类可分为元素观、微粒观、平衡观、守恒观等；按照方法类可分为分类观、实验观等；按照情感类可分为化学价值观等［1］。这些观念基本上囊括了化学学科发现并认知物质世界常用的思想方法和思维方式。对这些观念深层次的认识必须要贯穿到具体的化学课堂教学中去，这样建构起来的学科观念就能更好地提升学生对物质世界的认知水平，为其将来实现更好更快的发展奠定坚实的基础。本文选择微粒观、分类观和化学价值观等三种化学观念，探讨这三种化学观念的建构及其教学功能和价值。

一、建构和利用微粒观，促进学生对化学概念及原理的深层理解

微粒观是化学基本观念的重要组成部分，是化学基本观念的最基础的构成元素［2］。微粒观是利用微观的视角，从微粒的存在形式、微粒间的反应、微粒的种类和数量的变化等角度，形成对物质性质、变化、规律、用途的深刻认识。建构微粒观，有利于学生去认识和考察物质间反应的基本原理。在平时教学过程中，我们发现很多学生学不好化学的一个重要原因，就是由于在头脑中未能很好地建构微粒观，因为微粒观能够很好地揭示物质的本质、物质深层次的特征以及相互间的联系。学生一旦建立微粒观之后，就很容易把宏观的物质性质与微观知识紧密联系起来，学生就能清晰地认识化学现象的本质、深刻理解化学基础知识的精髓，有利于帮助学生形成化学观念。教师在微粒观的建构中一定要将微粒观的内在含义体现在对知识分析、学情分析、目标制订、过程设计、结论提炼等方面上，同时结合“四重表征”（宏观表征、微观表征、符号表征、曲线表征）教学模式［3］以达到在教学过程中的每一个环节都能帮助学生对事物的认知由宏观到微观、由现象到本质、由一般到特殊，通过对概念原理的不断学习，逐步形成自身的化学观念。

如在盐类水解的概念教学中，学生在分组测定CH3COONa溶液、NH4Cl溶液、NaCl溶液的pH后，如果直接引出盐类水解的概念、实质、规律的话，这样的教学环节不符合学生的认知规律，学生只是在知识层面上短暂性地记住了相关内容，而并未在头脑中形成观念。

教师可以从微粒观的角度设计几个递进式的问题来探究NH4Cl溶液呈酸性的缘由：

①NH4Cl溶液中存在哪些电离，电离后会产生哪些离子？

②溶液中存在哪些微粒，微粒数量之间有何关系？哪些微粒之间会反应？

③这些微粒反应后，会导致水的电离如何变化，造成溶液中H+与OH-如何变化，溶液酸碱性如何变化？

④若将镁粉投入到浓NH4Cl溶液中，可能观察到什么现象？写出相应的离子方程式。

⑤工业上为什么常用NH4Cl溶液处理铁锈？

请结合以上问题，尝试着从微粒的角度归纳出盐类水解的概念原理。

在以上课堂教学设计中，教师从微粒观的角度不断地对课堂教学进行层层设计与尝试，促进教师对概念原理教学进行新的反思，教师的教学理念逐渐从学科知识的教学转变为学科观念的教学。学生不仅能够从微粒的种类、微粒数量关系、微粒间的相互作用及微粒数量的改变等多角度认识并得出盐类水解的概念原理，更重要的是在学习过程中养成了自主解决问题的习惯，培养了学生学会学习的科学素养。

二、建构和利用分类观，促进学生对事物性质、规律的深刻把握

分类观是重要的化学观念之一，是人们用来学习和研究物质的一种重要工具。分类观的建立有助于学生在学习中深刻认识物质，掌握物质的性质、变化规律及其用途。分类观作为一种重要的思维方法，在培养学生发现问题、分析问题、解决问题等多种能力上起着至关重要的作用。

很多学生学不好化学的另一个重要因素是由于化学学科本身的特点，化学学科涉及物质种类、性质、规律、用途非常多且零散，学生在学习过程中如果只是采取机械的记忆和模仿，未能做到灵活应用知识、真正理解知识的内在联系与本质，那么这种学习是表层的、肤浅的。教师在课堂教学中，要注重引导学生运用分类观对零散的化学知识进行整理与重组，发现物质的性质及物质间的内在关联，不断提升学生对知识的概括、整合及分类的水平。这样的学习有助于学生深刻理解、掌握和审视化学知识，学生在反思中不断实现自我突破与创新，逐步提高对本学科知识的系统性、深刻性水平，对化学知识形成结构性的认识。

如在鲁科版高中《化学1》中“氧化剂与还原剂”的教学过程中，教师就可以设计具有思考价值的问题来引起学生进行深入思考，学生在已有的认知基础上分析并解决问题，教师将知识中蕴含的分类观转化成问题呈现给学生，引导学生深刻认识和领会物质分类观的本质，以达到理解氧化还原反应相关概念的目的。

①四种基本反应类型有哪些？它们的分类依据是什么？CO+CuOCu+CO2属于四种基本反应吗？

②Na在反应中怎样变成Na+呢？Na与Na+在结构、价态等方面有何区别？

③从物质中元素化合价是否变化的角度，还可以把化学反应分成哪几类？

④氧化还原反应外在特征是元素化合价变化，那么其内在的本质是什么？从电子转移的角度可把化学反应分成哪几类？

⑤如何从价态高低来判断物质具有的氧化性或还原性？根据分类列出常见的氧化剂和还原剂。

⑥常见的氧化剂与还原剂之间一定会反应吗？

学会学习是每位学生必须具备的素质之一，是学生能够进行终身学习的重要前提。通过设计一系列的问题，让学生学会应用分类的方法进行学习，根据物质的类别及反应规律预测物质性质与反应特点。在化学教学中，培养学生的分类观有助于学生借助分类的手段更好地理解与掌握同类事物、同类反应的本质，增强学生自我获取知识的能力，并对化学知识进行不断深化。

三、建构和利用化学价值观，促进学生对化学实用价值的深度认同

化学是一门研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学，同时也是一门富有实用性、价值性、创造性的科学。课程标准指出：赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注与化学有关的社会热点问题，逐步形成可持续发展的思想［4］。任何事物都具有两面性，人类必须合理利用化学物质，尽量避免化学过程对人类带来的不利因素。化学价值观的建立有利于学生认清及解决当前化学面临的种种信任危机，培养辩证唯物主义世界观，倡导绿色化学，实现自然与社会的和谐统一。或许在很多人的心中，化学就是意味着“有毒、有害、没价值”，教师通过课堂教学让学生深刻体会到化学与人们生活息息相关，对经济发展和社会进步发挥着至关重要的作用，以此来加深学生对物质世界的认识，树立科学的世界观。

在“NaCN的性质”教学中，教师首先设计教学情景：2015年8月12日，天津滨海新区的一处集装箱码头发生爆炸，发生爆炸的是集装箱内的易燃易爆物品氰化钠，并造成附近水域严重污染。然后将NaCN相关资料呈现给学生：氰化钠的化学式为NaCN，白色结晶颗粒或粉末，易潮解，有微弱的苦杏仁气味。剧毒，皮肤伤口接触、吸入、吞食微量可致人中毒死亡。熔点563.7℃，沸点1496℃。易溶于水，易水解生成氰化氢，水溶液呈强碱性，是一种重要的化工原料，用于电镀、冶金和有机合成医药、农药及金属处理方面。那么，我们应该如何处理NaCN废水呢？教师分别从不同角度设置几个问题并组织学生进行分组讨论。

方法一：根据氰化钠溶液的CN-中的氮元素的化合价，可以选择哪种最佳物质与它反应呢？选H2O2还是选NaClO？如果我们选择用H2O2作为氧化剂，那么在碱性条件下，氰化钠溶液的CN-被双氧水氧化为HCO3-，同时产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，写出该反应的离子方程式。

方法二：利用电解池的工作原理，我们能否处理除去含CN-、Cl-废水中的CN-？

如果我们控制溶液pH在9左右，阳极产生的ClO-将CN-氧化为两种无污染的气体，那么阳极和阴极材料有何要求？电极反应式该如何书写？该反应怎样除去CN-？

方法三：引导学生查阅资料，发现用双氧水、NaClO等氧化剂氧化，存在耗药量大、成本高，且难以达到排放要求，若先热分解后氧化效果更佳。

这样的教学设计，一方面有利于引发学生的学习兴趣，另一方面让学生体会到学习化学的意义。教师在教学过程中要引导学生学会用电化学、氧化还原反应、离子反应等已有的化学知识解决生活中存在的实际问题，让学生感受到学化学是一个“从生活走进化学、用实验探究化学、从化学走向社会”的过程，学生就能真正领略到化学知识的实用价值，进而培养学生的科学素养。

［1］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）：3-6

［2］梁永平.中学化学教学论［M］.北京：北京师范大学出版社，2010

［3］刘建祥.“四重表征”化学教学模式与“手持技术”整合的案例研究［J］.化学教育，2013（7）：31-35

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

1008-0546（2016）11-0002-03

G632.41

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2016.11.001

*本文系福建省教育科学“十三五”规划2016年度立项课题“高中化学学科核心素养培育研究”（课题编号：FJJKCG16-453）阶段性研究成果之一。