基于系统思维的化学观念形成的初步研究

基于系统思维的化学观念形成的初步研究三亚市第二中学(572021)邓艳梅摘要：概括提炼具体化学知识，促进学生化学观念的建构，是化学教学价值的更高追求。化学学科是由概念、规律、方法和元素知识等组成的统一系统，化学学习就是要从整体上把握这种系统并建构有序的知识结构——从化学根本理论知识的学习，到元素化合物知识的实际应用，都是系统思维的表达。本文从系统思维方法入手，结合具体教学案例，探讨如何构建化学观念。关键词：化学观念;系统思维;案例一、化学观念的相关概念化学观念是学习者对不同层次具体化学知识的概括提升，是学习者对化学学科特征和化学知识的深刻理解，它具有超越具体知识的持久价值和广泛的迁移作用，影响着学生解决实际问题的价值取向和行为方式。具体表现为个体主动运用化学思想方法认识身边事物和处理问题的自觉意识或思维习惯[1]。化学观念不是具体的化学知识，也不是知识的简单积累，它是对具体知识的概括提升，具有超越事实的持久价值和迁移价值。化学观念体系构成如图1所示。图1.化学观念体系构成二、基于系统思维的化学观念形成1.系统思维根本概念通常认为，系统思维就是把认识对象作为系统，从系统和要素、要素和要素、系统和环境的相互联系、相互作用中综合地考察认识对象的一种思维方法。系统思维以系统论为思维根本模式的思维形态，它不同于创造思维或形象思维等本能思维形态。系统思维能极大地简化人们对事物的认知，给我们带来对事物的整体认知过程。这要求把想要到达的结果、实现该结果的过程、过程优化以及对未来的影响等一系列问题作为一个整体系统进行研究。系统思维方法的根本原那么是整体性，所以系统思维也称整体思维，其核心思想反映在整体性原理中，即任何系统只有通过相互联系形成整体结构才能发挥整体功能。整体性原理也是化学观念性成过程中所包涵的根本原理之一。2.系统思维在高中教育中的意义高中阶段的教育是介于根底教育和高等教育间一段非常关键的时期，它的地位应该是及其特殊的，学生在该阶段思维观念的转换也是多样的。“一方面，高中要承当继续培养和提高国民根本素养的重任；另一方面，也要从各方面为青年学生将来接受高等教育作好充分准备；再次，高中生正处在抽象思维开展成熟和道德伦理观念形成的关键时期，因而高中教育恰好处在人的认知开展和道德开展的重要环节〞[2]。但是现实身边的高中教育，却割裂了知识间的系统性，人为的将三年的新课时间缩短成两年，一年用来复习，追求高考升学率，这样不利于学生化学观念的养成，所以高中教育需要系统思维。3.高中化学教学中系统思维的缺失“随着改革开放以来中学阶段尤其是高中阶段应试教育的愈演愈烈，逐渐脱离了其赖以产生与开展的生活世界，同时失却了充满活力的科学方法及科学情感的向度，仅剩下干瘪而无灵魂的科学知识的堆积，日益沦落为理科中的文科〞[3]。化学是一门基于实验和思考的学科，新课程改革的实施虽然让群众看到了一幅新的景象，但是以往多年的实践下来遗留的观念已经根深蒂固了，大多数高中化学教师不仅无视了学科知识本身的系统性，无视了化学与科学尤其与生活实践的联系，而且也无视了学生的自主学习、自主构建的过程，只是单方面传授一些支离破碎的所谓重点知识和重要题型，学生的学习也仅仅限于知识的掌握和分数的获取。真正的高中教育应当以学生为主体，教师在学生自主学习的前体下，引导学生对不同的知识运用不同的方法和思维观点，系统地认识化学观念，形成完整的知识和情感体系。综上所述，系统思维对于化学观念的形成是非常必要的。4.系统思维与化学观念形成的联系系统思维强调的是知识形成的总体性以及思维的综合性，化学观念侧重学生头脑中表征化学知识的方式，合理地表征化学知识利于思维方式的选择和综合，也即系统思维的建立需要以扎实明确的化学观念为根底，而化学观念的形成又需要对知识进行概括整合并迁移，也就是说，对高中知识体系的全面思考和表征助于化学观念的稳固与稳定。利用系统思维有利于知识结构的建构，在知识的总结中从整体上把握教材，对知识进行高度的总结，促成学生知识结构的优化，在知识的迁移应用中逐步形成稳固的化学观念。在整体性思维的框架下，不断进行知识的概括提炼和迁移应用，形成良性的反响作用。三、系统思维帮助化学观念的建立案例化学学科是一门知识概念根底上结合逻辑系统思维的学科，要掌握并自如运用知识除了通过记忆、实验、探究、应用之外，更重要是化学观念的构建。教师如何通过课堂教学基于系统思维方式切实落实学生化学观念的形成，下面以CaO与HCl、CO2反响，电解质溶液性质以及氧化复原反响为例进行探讨。高一上学期元素化合物的学习中，要构建学生的分类观。有些物质的反响教材上没有表达，明确物质的分类有益与方程式的书写，如CaO的学习可以让学生先判断它是碱性氧化物，再预测它能与HCl、CO2反响和产物，这样，学生能较为系统地来学习这些物质及其反响。电解质局部的学习，要构建学生的微粒观。要让学生清楚有些物质溶于水，会产生自由移动的离子，这份溶液就会有离子行为，如导电性、PH值，还可能相互碰撞发生反响，让学生预测什么样的离子之间碰撞才可以反响，这些反响如何用微粒符号来表达呢？有些物质溶于水，主要是以分子或以沉淀的形式存在，离子方程式中，这些物质就写化学式，如碳酸钙和盐酸反响就可以写成：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O氧化复原反响这局部的学习，要构建学生的氧化复原观。先学生清楚常见元素的一些常见价态，如元素处于最高价态只有氧化性，处于最低价态只有复原性，KMnO4中Mn为+7价，已经到达了最高价态，所以化合价只能降低，做氧化剂具有氧化性，发生氧化反响，又如HCl中的Cl-只有复原性，能被高锰酸钾、二氧化锰氧化生成氯气；H+有氧化性，能被Zn、Fe复原为氢气，可见，HCl也是既有复原性，又有氧化性，只是这些性质是由不同的元素表达而已。；SO2中S为+4，H2S中S为-2,且S还有0，+6等价态，SO2中S的化合价既可以升高，也可以降低，因此可以预测SO2既有复原性，又有氧化性。除了认识物质的性质，氧化复原观还可以用来了解物质的转化,比方:铁的知识主线：钠的知识主线：硫的知识主线：氮的知识主线：但是有些化学反响没有元素化合价的变化，如铝的化合物之间的转化，这时，应当考虑用上述的微粒观来分析