基于系統(tǒng)思維的化學(xué)觀念形成的初步研究

基于系統(tǒng)思維的化學(xué)觀念形成的初步研究三亞市第二中學(xué)(572021)鄧艷梅摘要：概括提煉具體化學(xué)知識，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)觀念的建構(gòu)，是化學(xué)教學(xué)價(jià)值的更高追求。化學(xué)學(xué)科是由概念、規(guī)律、方法和元素知識等組成的統(tǒng)一系統(tǒng)，化學(xué)學(xué)習(xí)就是要從整體上把握這種系統(tǒng)并建構(gòu)有序的知識結(jié)構(gòu)——從化學(xué)根本理論知識的學(xué)習(xí)，到元素化合物知識的實(shí)際應(yīng)用，都是系統(tǒng)思維的表達(dá)。本文從系統(tǒng)思維方法入手，結(jié)合具體教學(xué)案例，探討如何構(gòu)建化學(xué)觀念。關(guān)鍵詞：化學(xué)觀念;系統(tǒng)思維;案例一、化學(xué)觀念的相關(guān)概念化學(xué)觀念是學(xué)習(xí)者對不同層次具體化學(xué)知識的概括提升，是學(xué)習(xí)者對化學(xué)學(xué)科特征和化學(xué)知識的深刻理解，它具有超越具體知識的持久價(jià)值和廣泛的遷移作用，影響著學(xué)生解決實(shí)際問題的價(jià)值取向和行為方式。具體表現(xiàn)為個(gè)體主動運(yùn)用化學(xué)思想方法認(rèn)識身邊事物和處理問題的自覺意識或思維習(xí)慣[1]?；瘜W(xué)觀念不是具體的化學(xué)知識，也不是知識的簡單積累，它是對具體知識的概括提升，具有超越事實(shí)的持久價(jià)值和遷移價(jià)值?；瘜W(xué)觀念體系構(gòu)成如圖1所示。圖1.化學(xué)觀念體系構(gòu)成二、基于系統(tǒng)思維的化學(xué)觀念形成1.系統(tǒng)思維根本概念通常認(rèn)為，系統(tǒng)思維就是把認(rèn)識對象作為系統(tǒng)，從系統(tǒng)和要素、要素和要素、系統(tǒng)和環(huán)境的相互聯(lián)系、相互作用中綜合地考察認(rèn)識對象的一種思維方法。系統(tǒng)思維以系統(tǒng)論為思維根本模式的思維形態(tài)，它不同于創(chuàng)造思維或形象思維等本能思維形態(tài)。系統(tǒng)思維能極大地簡化人們對事物的認(rèn)知，給我們帶來對事物的整體認(rèn)知過程。這要求把想要到達(dá)的結(jié)果、實(shí)現(xiàn)該結(jié)果的過程、過程優(yōu)化以及對未來的影響等一系列問題作為一個(gè)整體系統(tǒng)進(jìn)行研究。系統(tǒng)思維方法的根本原那么是整體性，所以系統(tǒng)思維也稱整體思維，其核心思想反映在整體性原理中，即任何系統(tǒng)只有通過相互聯(lián)系形成整體結(jié)構(gòu)才能發(fā)揮整體功能。整體性原理也是化學(xué)觀念性成過程中所包涵的根本原理之一。2.系統(tǒng)思維在高中教育中的意義高中階段的教育是介于根底教育和高等教育間一段非常關(guān)鍵的時(shí)期，它的地位應(yīng)該是及其特殊的，學(xué)生在該階段思維觀念的轉(zhuǎn)換也是多樣的?！耙环矫?，高中要承當(dāng)繼續(xù)培養(yǎng)和提高國民根本素養(yǎng)的重任；另一方面，也要從各方面為青年學(xué)生將來接受高等教育作好充分準(zhǔn)備；再次，高中生正處在抽象思維開展成熟和道德倫理觀念形成的關(guān)鍵時(shí)期，因而高中教育恰好處在人的認(rèn)知開展和道德開展的重要環(huán)節(jié)〞[2]。但是現(xiàn)實(shí)身邊的高中教育，卻割裂了知識間的系統(tǒng)性，人為的將三年的新課時(shí)間縮短成兩年，一年用來復(fù)習(xí)，追求高考升學(xué)率，這樣不利于學(xué)生化學(xué)觀念的養(yǎng)成，所以高中教育需要系統(tǒng)思維。3.高中化學(xué)教學(xué)中系統(tǒng)思維的缺失“隨著改革開放以來中學(xué)階段尤其是高中階段應(yīng)試教育的愈演愈烈，逐漸脫離了其賴以產(chǎn)生與開展的生活世界，同時(shí)失卻了充滿活力的科學(xué)方法及科學(xué)情感的向度，僅剩下干癟而無靈魂的科學(xué)知識的堆積，日益淪落為理科中的文科〞[3]。化學(xué)是一門基于實(shí)驗(yàn)和思考的學(xué)科，新課程改革的實(shí)施雖然讓群眾看到了一幅新的景象，但是以往多年的實(shí)踐下來遺留的觀念已經(jīng)根深蒂固了，大多數(shù)高中化學(xué)教師不僅無視了學(xué)科知識本身的系統(tǒng)性，無視了化學(xué)與科學(xué)尤其與生活實(shí)踐的聯(lián)系，而且也無視了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、自主構(gòu)建的過程，只是單方面?zhèn)魇谝恍┲щx破碎的所謂重點(diǎn)知識和重要題型，學(xué)生的學(xué)習(xí)也僅僅限于知識的掌握和分?jǐn)?shù)的獲取。真正的高中教育應(yīng)當(dāng)以學(xué)生為主體，教師在學(xué)生自主學(xué)習(xí)的前體下，引導(dǎo)學(xué)生對不同的知識運(yùn)用不同的方法和思維觀點(diǎn)，系統(tǒng)地認(rèn)識化學(xué)觀念，形成完整的知識和情感體系。綜上所述，系統(tǒng)思維對于化學(xué)觀念的形成是非常必要的。4.系統(tǒng)思維與化學(xué)觀念形成的聯(lián)系系統(tǒng)思維強(qiáng)調(diào)的是知識形成的總體性以及思維的綜合性，化學(xué)觀念側(cè)重學(xué)生頭腦中表征化學(xué)知識的方式，合理地表征化學(xué)知識利于思維方式的選擇和綜合，也即系統(tǒng)思維的建立需要以扎實(shí)明確的化學(xué)觀念為根底，而化學(xué)觀念的形成又需要對知識進(jìn)行概括整合并遷移，也就是說，對高中知識體系的全面思考和表征助于化學(xué)觀念的穩(wěn)固與穩(wěn)定。利用系統(tǒng)思維有利于知識結(jié)構(gòu)的建構(gòu)，在知識的總結(jié)中從整體上把握教材，對知識進(jìn)行高度的總結(jié)，促成學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，在知識的遷移應(yīng)用中逐步形成穩(wěn)固的化學(xué)觀念。在整體性思維的框架下，不斷進(jìn)行知識的概括提煉和遷移應(yīng)用，形成良性的反響作用。三、系統(tǒng)思維幫助化學(xué)觀念的建立案例化學(xué)學(xué)科是一門知識概念根底上結(jié)合邏輯系統(tǒng)思維的學(xué)科，要掌握并自如運(yùn)用知識除了通過記憶、實(shí)驗(yàn)、探究、應(yīng)用之外，更重要是化學(xué)觀念的構(gòu)建。教師如何通過課堂教學(xué)基于系統(tǒng)思維方式切實(shí)落實(shí)學(xué)生化學(xué)觀念的形成，下面以CaO與HCl、CO2反響，電解質(zhì)溶液性質(zhì)以及氧化復(fù)原反響為例進(jìn)行探討。高一上學(xué)期元素化合物的學(xué)習(xí)中，要構(gòu)建學(xué)生的分類觀。有些物質(zhì)的反響教材上沒有表達(dá)，明確物質(zhì)的分類有益與方程式的書寫，如CaO的學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生先判斷它是堿性氧化物，再預(yù)測它能與HCl、CO2反響和產(chǎn)物，這樣，學(xué)生能較為系統(tǒng)地來學(xué)習(xí)這些物質(zhì)及其反響。電解質(zhì)局部的學(xué)習(xí)，要構(gòu)建學(xué)生的微粒觀。要讓學(xué)生清楚有些物質(zhì)溶于水，會產(chǎn)生自由移動的離子，這份溶液就會有離子行為，如導(dǎo)電性、PH值，還可能相互碰撞發(fā)生反響，讓學(xué)生預(yù)測什么樣的離子之間碰撞才可以反響，這些反響如何用微粒符號來表達(dá)呢？有些物質(zhì)溶于水，主要是以分子或以沉淀的形式存在，離子方程式中，這些物質(zhì)就寫化學(xué)式，如碳酸鈣和鹽酸反響就可以寫成：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O氧化復(fù)原反響這局部的學(xué)習(xí)，要構(gòu)建學(xué)生的氧化復(fù)原觀。先學(xué)生清楚常見元素的一些常見價(jià)態(tài)，如元素處于最高價(jià)態(tài)只有氧化性，處于最低價(jià)態(tài)只有復(fù)原性，KMnO4中Mn為+7價(jià)，已經(jīng)到達(dá)了最高價(jià)態(tài)，所以化合價(jià)只能降低，做氧化劑具有氧化性，發(fā)生氧化反響，又如HCl中的Cl-只有復(fù)原性，能被高錳酸鉀、二氧化錳氧化生成氯氣；H+有氧化性，能被Zn、Fe復(fù)原為氫氣，可見，HCl也是既有復(fù)原性，又有氧化性，只是這些性質(zhì)是由不同的元素表達(dá)而已。；SO2中S為+4，H2S中S為-2,且S還有0，+6等價(jià)態(tài)，SO2中S的化合價(jià)既可以升高，也可以降低，因此可以預(yù)測SO2既有復(fù)原性，又有氧化性。除了認(rèn)識物質(zhì)的性質(zhì)，氧化復(fù)原觀還可以用來了解物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,比方:鐵的知識主線：鈉的知識主線：硫的知識主線：氮的知識主線：但是有些化學(xué)反響沒有元素化合價(jià)的變化，如鋁的化合物之間的轉(zhuǎn)化，這時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮用上述的微粒觀來分析