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化学基本观念的特点及应用案例

时间:2023-10-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:从化学基本观念的形成过程来看,化学基本观念是学习者实践应用和积极思维的共同结果。化学基本观念作为抽象思维的结果,因而具有高度的抽象性和概括性。作为范式的化学基本观念,其内涵是经过实践和时间检验并为大家所广泛接受的,成为人们认识自然界物质及其变化和解释各种化学问题与现象的基本依据与法则。

化学基本观念的特点及应用案例

(一)科学

化学基本观念形成所需要的素材来看,是化学学科大厦中最能体现学科思想和学科特色的基本概念、基本原理和经典事实。它们不仅是实践发展的产物,同时也是科学抽象的结果,是人类实践活动和方法智慧的结晶。这些经过实践检验的化学理论和事实,总在一定范围内反映着物质化学运动的客观真理性,成为指导人们深入认识物质组成、结构、性质和变化规律的方法和工具。而化学基本观念是以这些被人们普遍接受了的化学理论和事实为基础发展起来的,即化学基本观念的形成素材是化学领域内经得起检验的科学事实和科学理论,这是保证化学基本观念科学性的基本前提。

从化学基本观念的形成过程来看,化学基本观念是学习者实践应用和积极思维的共同结果。学习者通过对前人总结的经验、事实和理论的学习与应用,对那些曾经对人类的认识产生重大影响的化学知识进行心理重演,在积极的思维活动和深刻的内心体验中把人类千百年来在认识物质、改造物质、利用物质的过程中积累起来的知识经验、方法观念转化为自己的知识素养和情感素养。作为深层思维活动结果的化学基本观念,是和学生已有的经验、情感态度、价值观念融合在一起的,带有个人主观性,但在其内容上却是具体的、客观的,是化学研究对象的本质和规律在学生头脑中的客观反映。

(二)概括性

化学基本观念是学生所形成的对化学的总体认识和概括性看法。这表明化学基本观念作为一种学习结果,不是教材中的概念、原理的简单组合,是学生在已有知识经验的基础上对化学学科中的基本概念、基本原理以及典型事实进行的“二次创作”,是化学概念的“概念”。学生透过纷纷扰扰的元素化合物知识和形形色色的化学变化以及多层次的物质结构,经过反复的科学抽象,牢牢把握住化学科学的基本思想方法和核心内容形成化学基本观念。化学基本观念作为抽象思维的结果,因而具有高度的抽象性和概括性。

从人的认识发展历程来看,在感性具体到抽象规定、抽象规定到思维具体的认识发展过程中,人们通过理性思维和实践活动不断获得对客观事物本质特征和内在规律的认识,增强认识自然、改造自然的能力。我们知道,化学学习过程就是使化学认识不断加深的过程,学生是认识的主体,化学科学是认识的客体,化学教学的目的就是要通过日益加深的知识教学使学生逐步掌握化学学科认识世界、解释世界的思想方法并形成具有化学特征的思维方式,以及对与化学有关的现象和问题做出科学的解释和判断。化学基本观念是学生以化学科学领域中最具有世界观和方法论意义的理论、事实为认识对象,在反复的思维加工和实践应用的基础上,对自然界物质及其变化的本质与规律做出的正确的哲学概括。化学基本观念在形式上是抽象的、概括的,但在内容上是具体的,阐发了物质化学运动本身具有的辩证内容,对人们认识物质化学运动的本质与规律具有现实指导作用。

(三)层次性

化学基本观念作为一种认识成果,其完善程度、层次等级是和学生的认知水平和知识经验相适应的。

化学基本观念的层次性包括以下两个方面的含义。

第一方面是指不同学习阶段的学生所要形成的化学基本观念是不同的。初中阶段的学生由于是初次接触化学,需要对化学的研究对象、化学的基本思想方法、化学的特征思维方式等内容做出深入的理解,形成从化学视角考察周围物质的性质和变化规律的思维习惯。因此,元素观、微粒观、变化观、物质分类观是在初中阶段的化学课程学习中要形成的基本观念。这些观念在整个化学观念系统中处于基础地位,是深入认识物质的性质和变化规律以及形成更高层次的化学观念的前提和基础。高中生则需要在这些观念的基础上进一步形成有关物质内部微粒的相互作用、物质结构与性质、化学反应的方向与限度的观念性认识。

第二个方面是指同一化学基本观念在不同的学习阶段,由于学生所拥有的知识经验的不同,其内涵的丰富程度也是不同的。也就是说,同一化学观念可以按照与学生年龄发展相适应的形式分为不同的层次,是与学生的发展、成长并行前进的,处于不断的发展完善之中。

(四)渐进性

渐进性是指更高层次的基本观念是以低层次的基本观念为基础发展起来的,没有低一级的基本观念作基础,高一级的基本观念就无法形成。例如,学生要想理解物质的结构与性质,就必须先理解元素观、微粒观等。所以,高中阶段的形成的化学基本观念是初中化学基本观念的深化、提升、拓展。

(五)稳定性(www.xing528.com)

化学基本观念是与个体的成长、发展并行前进的,处于不断的发展、完善之中,但作为某一阶段的认识成果则具有稳定性,否则就难以体现观念对于个体成长、发展的认识价值和指导作用。美国科学哲学家托马斯·库恩(Thomas Kuhn)把某一历史时期被科学共同体公认的、自身不再被问题化的对世界的理解和解释称为“范式”。我们可以把学生在某一学段所形成的化学基本观念看作化学“范式”。作为范式的化学基本观念,其内涵是经过实践和时间检验并为大家所广泛接受的,成为人们认识自然界物质及其变化和解释各种化学问题与现象的基本依据与法则。学生在一定时期内所表现出的成熟的化学学习行为和思维方式,正是化学基本观念稳定性的表现。

化学基本观念的稳定性是相对于具体化学知识的可变性而言的,这里面包括以下两层含义。

其一,观念是主体对客体认识的最高层次,是高度概括、简明的。因此,化学基本观念一旦形成就可以稳固地存在于学生头脑中,不会像具体知识那样随时间的推移而从记忆中褪色、消失,反而由于学生在学习和工作中不断运用它来解决实际问题、发现新的知识而日趋巩固和完善。

其二,化学基本观念是对具体化学知识的抽象与概括,集中反映了人类认识物质、改造物质、利用物质的思想方法和情感态度,以及物质变化的本质规律与发展趋势。因此,化学基本观念具有对化学现实认识的指导作用和对化学现实发展的预见作用。尽管随着科学技术的进步新的假说、新的理论会层出不穷,但变化的只是一些具体的事实,而且这些变化的事实性知识则进一步丰富和完善了化学基本观念。

(六)能动性

化学基本观念是化学思维活动的产物,为人们深入认识物质及其变化的本质与规律以及者正确处理日常生活中与化学有关的问题奠定了基础

化学基本观念的能动性主要表现在以下两个方面。

第一,表现为化学基本观念能够为新的化学认识指明思维方向。化学研究的进展不断地将人类前所未知的理论和物质形态纳入研究的范围之中。化学研究对象的日益复杂化迫使人们建构起一套观念架构来指导和规范自己对化学的学习和研究,以获得对化学物质世界的图像日益清晰的认识和把握。化学基本观念是学生在思维意识的层面把握和反映化学物质的组成、结构、性质和变化规律,不但能正确反映化学研究对象的本质与规律,还能预见化学研究对象和化学理论的发展、变化的趋势,它一旦确立就可以转而指导人们的化学认识与实践活动并发挥巨大作用。化学科学的许多新问题、新现象都可以在化学基本观念的框架下得到解释。这样,学生在面对新问题、新情景时学生基于化学基本观念的主导,不会被纷繁复杂的化学表象扰乱思维视线,在新的学习活动中依然能保持科学的信念和态度,主动利用化学科学的基本思想方法和化学认识物质及其变化的特征思维方式来对遇到的与化学有关的新问题、新现象做出科学的解释和判断,这是一个人实现可持续发展的基础。

第二,化学基本观念的能动性还表现在它能引导化学科学自身的充实与发展。化学发展史表明,在对物质及其变化的认识不断深入的进程中,最初人们注意的是物质的性质,形成了物质性质多样性的观念;以后,人们又形成了物质组成和性质之间的关系的认识;再往后,人们逐渐认识到物质的组成相同其性质未必相同,于是有了对物质结构的认识。人们在研究物质结构的过程中提出了原子、分子的学说,将原子、分子看作构成化学物质的基本粒子,在原子分子学说的基础上确立了原子—分子—物质三个层次的物质结构图景,形成了现代化学物质结构的观念;随后,又在物质结构观念的引导下,深入探索了原子的奥秘以及原子核和更深的物质结构层次,以致在原子核层次上提出了元素周期律,在更深层次上提出了层子模型、夸克模型等物质结构模型。在物质结构观念的引导下,人们对物质性质和变化规律的认识不断深化,使化学反应在分子设计的水平上朝着人类需要的方向发展成为可能。

(七)社会共有性

社会共有性是一般知识的社会属性,是指知识在一定条件下被社会成员所理解和认可,成为全体社会成员的宝贵财富。科学上的任何重大发现,最初总是掌握在少数人手中,只具有个人属性。当科学家将他的研究成果公开并经过同行们的论证获得认可后,随着科学知识的传播和普及,逐渐为广大社会成员所理解和承认,这样,知识才获得社会的属性即具有社会共有性。知识的社会共有性是科学文化知识日益丰富和发展、人类文明不断进步的基础。知识的社会属性还要转化为个人属性,这种转化就是学生通过学习前人创造的科学文化知识和社会经验而实现的。

从学生的角度来说,化学基本观念是个体未来形成的一种认知世界的模式或经验,是人的思维从认识结果的角度而不是从认识过程的角度对客观物质及其变化的本质与规律的稳定反映。再者,作为化学基本观念来源的自然界的物质及其变化是存在于思维之外的“自在之物”,它们是不以人的意志为转移的、在人们还没有对其做出深入认识之前就已经存在了。这说明化学基本观念作为一种认识成果具有社会共有性,属于社会全体成员的共同财富,只要具备相应知识基础的社会成员都可以去领会它、拥有它。

化学基本观念的社会共有性还表现在它对客观现实的能动反映上。化学基本观念有其适用的范围和对象,即每一种化学观念都在从不同的侧面对物质世界做出概括反映,因而有其自身的具体含义,其含义可以用概括性的书面语言来表达。

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