化学学科的基本观念
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中学化学基本观念的内涵及其学习价值随着学科教育改革的不断深化,中学化学教育越来越关注这样一个问题:一种较为理想的中学化学教育, 最重要的应该教给学生什么?我们的答案是:观念,中学化学的基本观念!那么,什么是中学化学的基本观念?它的学习价值何在?一、中学化学基本观念的内涵1.中学化学基本观念的界定所谓中学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。
化学基本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。
考查中学化学基本观念的形成过程,可以发现基本观念、核心概念和相关知识之间存在如下关系:从上图可以看出,中学化学基本观念是化学学习反思的产物,但是化学基本观念一旦形成, 过来对化学学习又产生强大的反作用。
需要指出的是,学生在学习化学的过程中形成的观念是多种多样的,有的是正确的观念,有的是错误的观念,所谓化学基本观念指的是在学生观念头脑中形成的正确的观念,它和一般想法或认识是不同的,更不是错误的观念。
2.中学化学基本观念的特点中学化学基本观念属于观念的范畴,它具有观念的一般特点,但就其形成和发展过程来看,又带有中学化学的特色。
中学化学基本观念具有概括性、稳定性、层次性和生成性等特点。
(1)概括性所谓概括性是从中学化学基本观念的形成过程来说的,因为一种化学基本观念的形成,需要对大量的化学基础知识进行概括、整合、总结反思,首先形成较上位的核心概念,然后通过对同类核心概念的进一步概括、整合、反思才形成更上位的基本观念。
比如, 微粒观的形成就是学生在学习了大量的有关物质微粒类的基础知识后,通过比较、归纳、整合等的反思性学习活动,形成相应的核心概念,然后对这些核心概念进行进一步的概括性反思,从而在学习者头脑中形成一种有关微粒间作用的总观性认识: “(1)物质是由肉眼看不见的微粒构成的;(2)微粒总是在不断地运动的;(3)微粒间有一定的间隔;(4)微粒间存在着相互作用。
初中化学十大基本观念根据我国义务教育化学课程标准(2011年版)界定了初中化学教学中应建构的“物质观(微粒观和元素观)、结构观、转化观、能量观、分类观、实验观、守恒观、定量观、辩证观和STSE观”等十大初中化学基本观念。
1.物质观物质观包括微粒观和元素观。
其基本思想——世界是由物质组成的,物质是由不同层次的微粒构成的;世间万物都是由元素组成的。
微粒观的主要观点:①构成物质的微粒种类(分子、原子、离子等)、基本特征(很小、运动的.有间隙)及联系。
②物质变化的微观本质。
③构成物质的微粒数及其变化的计量。
其主要方法:物质构成描述法、物质变化的微粒解释法、微粒图示法。
元素观的主要观点:①物质与元素的关系:元素在自然界中以游离态或化合态存在,因此物质有单质与化合物之分。
②元素与原子的关系:元素是同一类原子的总称。
③根据元素的性质,可分为金属元素和非金属元素,元素具有一定的化合价。
④建立以某元素为核心的物质家族。
看到某一种元素,能够想到含有该元素的一系列物质。
该元素在各物质中存在时的形态,包括它的化合价、所处的微观环境等。
其主要方法:物质组成描述法、化合价及化学式推断法、元素系列物质推断法。
2.结构观结构观的基本思想——物质的组成结构与性质、用途、存在之间存在相关性。
其有以下主要观点:①物质的组成和结构决定物质的性质,物质的性质反映物质的结构。
②物质的性质决定它在自然界的存在和用途。
③物质结构的变化必然引起化学性质的变化。
④通过物质所反映出的化学反应和性质,可认识和确定物质的结构。
其主要方法:结构性质推断法、性质用途推断法。
3.转化观转化观的基本思想——物质转化遵循强制弱的规律。
其有以下主要观点:①化学变化就是原子的重新组合,遵循质量守恒定律。
②化学变化是在一定条件下发生的。
③化学变化都伴随着能量变化。
④化学变化普遍存在“强制弱”的规律,例如:复分解反应发生的条件是生成沉淀(溶度积大的制溶度积小的)、气体(沸点高的制沸点低的)或水(电离程度大的制电离程度小的);置换反应中金属活动性强的制活动性弱的。
化学基本观念的内涵及其教学价值*毕华林1 卢 巍2(1山东师范大学化学化工学院 山东 济南 250014;2山东省教学研究室 山东 济南 250013)摘要:面向学生未来的发展,中学化学教学必须超越对具体知识的学习,要以具体知识为载体,引导学生通过高水平的思维活动,形成化学基本观念,即从“知识为本”转向“观念建构”。
化学基本观念是指学生通过化学学习,在深入理解化学学科特征的基础上所获得的对化学的总观性的认识,它主要包括元素观、微粒观、变化观、实验观、分类观和化学价值观等。
在化学教学中实施“观念建构”的教学,有利于转变学生的学习方式,促进对知识的深刻理解和灵活应用,全面提高学生的科学素养。
关键词:化学学科 基本观念 观念建构 教学价值化学作为一门中心的、实用的和创造性的科学,对促进社会发展和提高人们生活质量发挥着日益重要的作用。
在基础教育学段开设化学课程,既是社会发展对未来公民素质的基本要求,更是促进学生科学素养全面发展的必然需求。
为实现这一目标,中学化学课程究竟要教给学生什么?也就是说,中学生通过化学课程的学习是记忆更多的化学知识,还是通过具体知识的学习掌握从化学的视角认识世界、解释世界的思想方法?答案是不言而喻的。
学习不是事实性知识量的积累,而是思维能力的提升。
中学化学教学必须超越对具体知识本身的追求,从记忆事实、掌握知识转变为思考事实、发展观念,即要从“知识为本”的教学转向“观念建构”的教学。
一、化学基本观念的涵义和特征德国著名物理学家、诺贝尔奖获得者冯·劳厄(M.vonlaue)曾经说过,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来的东西。
不可否认的是,随着时间的流逝,我们在学校所学习的大量的学科知识都将逐渐淡化甚至遗忘,真正伴随我们一生发展并持续发挥作用的不是具体的学科知识,而是知识升华后留存在我们思想意识层面的东西。
当学生将具体的化学事实性知识都忘掉的时候,在他的头脑中“剩下的东西”是什么呢?应该是学生通过化学知识的学习,所形成的从化学的视角认识事物、解决问题的思想、方法和观点,即植根于学生头脑中的化学基本观念。
初识化学基本观念所谓观念,简单地讲就是“客观事物在人脑里留下的概括性的认识”。
化学学科核心观念,是指同学们通过化学学习所获得的对化学的总观性的认识。
化学核心观念分为两类,一类是用以认识物质和反应,另一类是研究物质和反应。
下面就介绍一下这些观点。
1、微粒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。
这一观念主要解决物质微观构成问题。
物质都是由不同微观粒子构成的。
构成物质的“三子”为分子、原子、离子,构成原子的“三子”为质子、中子、电子(1H例外)。
水溶液中一定同时有H+、OH—和水,物质在这些微粒作用下其组成发生改变。
认识物质世界时能宏微互通、见微知著,任何宏观的性质与现象都与微观的组成结构、相互作用和运动变化相联系。
2、元素观这一观念主要解决物质宏观组成的问题。
其内涵为:化学物质是由一定种类的元素组成的。
元素在物质中存在时的形态,包括它的价态、所处的微环境、以及和相邻原子或分子间的相互作用都是物质之间存在着千差万别的原因。
元素观科学地阐明了物质世界的多样性与统一性,即千变万化的化学反应中蕴藏着不变的构成物质的基元要素。
3、构性观结构决定性能的观念,不仅化学中处处有这样的思想,生物学中也有这样的思想,建筑设计中也处处有这样的思想,连家庭、单位和社会的运作中也都处处充满这个观念。
与此思想有关的一个化学集大成者是门捷列夫,它的周期律表杰作再次完成了化学的一个大统一,并成为近代无机化学的基础。
4、变化观也称转化观,强调将化学物质是不断变化的,物质可能转化变成其他的物质,而且变化是有条件的。
化学变化是有规律的,从物质类别和元素价态的角度预测、分析物质的性质。
通过酸、碱、盐的加入实现相同价态之间的转化,通过氧化剂或还原剂的加入,实现不同价态之间的氧化还原转化。
5、分类观化学物质和化学变化是多种多样的,物质和及其转化都可以根据某种共性或个性进行分类归纳和研究。
化学的十大基本思想观念不少学生甚至老师抱怨化学没有数学和物理那样严谨有序的体系章法,学科知识显得过于琐碎零乱。
这其实是对化学的误读,真正懂化学的人明白化学知识自有其内在的统一性之美和深刻的思想观念。
下面是自己一些不成熟的体会:一,元素观。
不仅告诉我们庞大的物质世界不过由周期表中的百十号元素组成,在化学反应中元素保持不变,从而理解物质的多样性与统一性,另一方面要认识到这百十号元素并非孤立,它们呈现出内在联系与统一性,即元素周期表和周期律,包括各种族和区的划分,这是一种整体的大元素观。
二,微粒观。
宏观物质由不同层次不同形态的微观粒子构成,如原子分子离子高分子,同种元素可以形成不同形态的微粒,如钠单质与食盐中的钠离子,亚铁离子与铁离子,氧分子与臭氧分子,它们性质截然不同。
化学就是在泛分子(从亚原子到超分子)层次上研究物质的一门科学,并用简洁统一的化学符号来表示不同的微粒及其变化。
从宏观变化到微观机理再到符号表示,“宏--微--符”是化学的最大特色。
三,构性观。
即结构决定性质,性质反映结构。
物质丰富多彩的性能背后是其内在丰富多彩的结构,这一点在有机化学中表现得更是淋漓尽致(如同分异构体,如官能团)。
再如蛋白质,正因为它具有从氨基酸不同连接顺序的一级结构到肽链空间折叠的复杂而精致的四级结构,才使其具有各种各样的功能并扮演起生命物质基础的角色。
四,相互作用观。
构成物质的微粒是运动的和相互作用的,不同层次的微粒间以不同的作用力相结合(如化学键,范德华力),并通过有效碰撞实现元素的化合与化分,从而导致化学反应的发生,同时微粒间作用力的破坏或形成伴随能量变化。
五,转化观。
化学最大的魅力就是合成制备物质,通过原子重组发生化学反应,其“无中生有,变废为宝”的神功常常让人惊叹不已。
合成化学是当今文明的顶梁柱,化学在物质转化方面的功能使其在各种自然资源的开发利用中充当主角。
化学的魅力在于:改变分子,就可以改变生活改变世界。
再论化学基本观念及思想、方法的内涵及其教学意义摘要:本文希望从化学学科教学中的基本观念,化学独特视角下的化学思想、方法中寻求化学学科的本质,以提高教师理解化学科学的水平。
关键词:化学;观念;思想;方法【中图分类号】g633.8一、问题的提出德国著名物理学家、诺贝尔奖获得者冯·劳厄曾经说过,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。
不可否认的是,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,真正伴随我们一生发展并持续发挥作用的是不是具体的学科知识,而是知识升华后留存在我们思想意识层面的东西。
那么当学生将具体的化学事实性知识都忘掉的时候,在他的头脑中“剩下的东西”是什么呢?宋心崎教授曾精辟的指出:“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。
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。
”也就是说,在学生头脑中“最后剩下的东西”应该是学生通过化学知识的学习,所形成的从化学视角认识事物和解决问题、解释世界的基本观念、思想、方法及化学的人文内涵。
中学化学包含或渗透哪些基本的化学基本观念?化学的思想和方法有有哪些?本文结合文献及笔者的一些思考提出了自己的观点。
二、探寻化学学科中的基本观念及内涵所谓观念,简单的讲就是“客观事物在人脑里留下的概括性知识”。
化学基本观念是指学生通过化学学习,在深入理解化学学科特征的基础上所获得的对化学的总观性的认识,具体表现为个体主要运用化学思想方法认识身边和处理问题的自觉意识或思维习惯。
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。
分析相关文献,虽然不同的作者从不同角度阐述了化学基本观念,但结合化学学科的特点,我认为中学化学教学中的基本观念主要可概括“微粒观”、“元素观”、“变化观”、“分类观”、“结构观”和“价值观”等六个方面。
化学核心观念许振摘要化学的观念以物质观为基础,向外延伸出其它五点重要观念,分别是元素、微粒、实验、变化和能量观,这些观念并非孤立而是互相影响解释的。
化学基本观念是化学知识的分类,指出了一个完善知识体系必不可少的5个方面引言化学核心观念的根本在于化学的物质观,指的是世界是物质的,物质是变化的。
由此衍生出来的是元素观、微粒观、变化观、实验观和能量观;在此基础上可以进一步的对基本观念进行细化。
如元素观的核心是所有的物质都是由化学元素组成的,物质的千变万化只是化学元素的重新组合,在化学反应中元素不变,换言之也就是对于周期表内各种化学元素的分类、构成的物质、相互间的反应、本身的物理化学性质的认识;微粒观的内涵是一切物质都是由原子、离子和其他微观粒子构成,这里强调的就是对于原子、分子、离子的认识。
这些观念共同构成了化学世界的核心内容。
化学的五点核心观念化学的元素观元素观的核心是所有的物质都是由化学元素组成的,物质的千变万化只是化学元素的重新组合,在化学反应中元素不变,就是从元素的角度认识物质的变化。
其中的第一点认识是物质可以按照元素组成进行分类。
1. 纯净物和混合物根据所含物质的种类物质可以分为纯净物和混合物。
纯净物通常指具有固定组成和独特性质的物质,单质和化合物。
由同种元素构成的物质称单质。
单质是元素存在的一种形式。
某些元素可以形成几种单质,称为同素异形体。
由不同种元素构成的物质称化合物。
化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物,一个化合物分子中至少包含两种或两种以上不同的原子。
两种或以上纯净物组成的是混合物。
2. 无机物和有机物根据是否含碳元素,化合物可以分为无机化合物和有机化合物(碳的氧化物和碳酸盐除外)。
无机化合物按照组成可以分为酸、碱、盐。
组成有机化合物的元素并不多,但是有机化合物的数量却很大,占已发现的纯物质中的绝大部分。
碳是有机化合物的基本元素。
第二点认识是化学元素的反应,这一点是元素观的主要方面,涵盖内如极大。
化学学科核心素养含义化学学科核心素养是学生在化学学习过程中所应具备的基本素质和关键能力,主要包括以下几个方面:一、宏观辨识与微观探析宏观辨识是指能够根据物质的外观和性质,对其进行识别和分类。
微观探析是指能够从原子、分子等微观层面,对物质的组成、结构、性质等进行研究和理解。
在化学学科中,宏观辨识与微观探析核心素养的培养有助于学生深入理解物质的性质和变化规律,提高解决问题的能力。
二、变化观念与平衡思想变化观念是指能够认识到物质是在不断变化和转化的,这种变化是有规律可循的。
平衡思想是指能够理解和应用化学反应中的平衡状态,包括可逆反应、电离平衡、溶解平衡等。
变化观念与平衡思想核心素养的培养有助于学生深入理解化学反应的本质和规律,掌握化学反应的控制方法。
三、证据推理与模型认知证据推理是指能够根据实验数据、现象等证据,对化学现象和规律进行推理和分析。
模型认知是指能够通过建立模型来描述和解释化学现象和过程。
证据推理与模型认知核心素养的培养有助于学生提高科学思维和解决问题的能力,更好地理解和应用化学知识。
四、科学探究与创新意识科学探究是指能够进行实验探究,发现问题、提出假设、设计实验、进行实验、收集数据、得出结论等。
创新意识是指能够在科学探究中独立思考、勇于创新,提出新的观点和思路。
科学探究与创新意识核心素养的培养有助于学生提高科学素养和创新精神,更好地适应未来的社会发展。
五、科学精神与社会责任科学精神是指能够坚持科学态度和方法,追求真理和客观性。
社会责任是指能够关注社会热点问题,积极参与社会公益事业,为社会发展和人类福祉做出贡献。
科学精神与社会责任核心素养的培养有助于学生更好地理解科学的社会价值和意义,树立正确的人生观和价值观,成为有责任感和担当的公民。
总之,化学学科核心素养的培养对于学生的全面发展具有重要意义,有助于提高学生的科学素养和创新能力,更好地适应未来的社会发展。
因此,我们应该注重化学学科核心素养的培养,通过多样化的教学方式和实践经验,帮助学生全面提升这些素养和能力。
化学学科的基本观念
化学学科的基本观念包括原子论、物质的结构与性质、化学反应等:
1. 原子论:化学学科的基本观念之一是原子论。
原子理论认为物质是由不可再分的基本粒子组成的,这些基本粒子称为原子。
原子具有不同的质量、电荷和化学性质。
原子论的提出极大地拓展了化学研究的领域。
2. 物质的结构与性质:化学学科的另一个基本观念是物质的结构与性质之间的关系。
物质的结构决定了其性质。
通过研究物质的分子或晶体结构,可以解释物质的物理和化学性质,从而揭示其背后的原子间相互作用。
3. 化学反应:化学学科关注物质之间的转化过程,即化学反应。
化学反应涉及原子或分子之间的键的形成、断裂和重组。
化学反应可以解释物质的合成、分解、氧化、还原等现象。
此外,化学学科还包括化学平衡、化学动力学、化学键、化学元素、化学键能与化学键长、化学反应速率等概念,这些概念共同构成了化学学科的基本观念体系。