对分子生物学的认识十篇

时间:2024-01-19 17:49:35

对分子生物学的认识

对分子生物学的认识篇1

关键词:初中化学;元素化合物教学;微粒观;化学微观思维

文章编号:1005–6629(2013)9–0021–04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

2011年版的《义务教育化学课程标准》指出“化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学,其基本特征是研究分子和创造分子”[1]。这充分体现了在分子等微粒的基础上研究物质既是化学学科研究和学习的基本方法,也是与其他学科的根本区别。运用这种研究方法学习元素化合物知识,学生真正从化学的角度认识物质世界,才可能正确地认识物质的性质和变化规律,厘清化学知识与其他学科知识的区别与联系,进而建构严谨、科学的化学知识系统,发展完善的化学思维能力和科学素养。为此,教师在“元素化合物”的教学过程中,要注意挖掘具体知识的深刻内涵,确定有关教学内容中蕴含着哪些可以帮助学生更加透彻地认识物质及其变化规律的微粒观,从而确定学生从宏观与微观两个方面来认识物质及其变化的思维方式,增进学生对化学学科特征和本质规律的认识。

1 初中课程标准中化学微观知识与元素化合物教学内容的分析

2011年版的《义务教育化学课程标准》把初中化学微观知识安排为一个主题“物质构成的奥秘”,包括“化学物质的多样性”、“微粒构成物质”、“认识化学元素”和“物质组成的表示”,共4个二级主题。这些内容是学生学会在分子等微粒的水平上研究元素化合物的基础,有助于学生用微粒观念和观察、想象、类比、模型化的方法去理解化学现象的本质。初中的元素化合物知识主要被安排在“身边的化学物质”这个主题中,包括“我们周围的空气”、“水与常见的溶液”、“金属与金属矿物”和“生活中的常见化合物”共4个二级主题。这些物质的性质和变化规律与物质的微粒性密切相关,引导学生在分子等微粒的基础上运用比较、归纳和推理等思维方法进行学习和研究,能更加深刻地认识不同化学物质之间的区别和联系,以及促进学生深刻理解化学微观知识。

2 立足微粒认识的初中元素化合物教学实践

初中阶段,学生对微粒的认识要求包括:物质是由微粒构成的;物质的结构决定物质的性质,构成物质的微粒不同,物质的性质就不同;化学变化的实质只是原子之间的重新组合,在这过程中原子是不变的。这些认识是对具体知识的概括提升,具有超越事实的迁移价值,能促进学生从分子水平上认识物质的性质与变化,增进学生对知识的理解、促进知识向能力的转化。

但是,初中生的抽象思维能力尚未成熟,化学微观知识水平处于启蒙阶段。教学要从学生已有的知识经验开始,先建构起微粒观和对微粒产生一定的认识,然后再应用这些观念去分析和解决问题[2],使学生逐步增强抽象思维,形成微观思维,以及在微粒认识上研究物质的思维习惯。

2.1 引导学生认识微观粒子与宏观物质的联系,初步建立化学微粒观

首先,以典型的生活现象(如“花香四溢”)、化学史实(如卢瑟福α粒子散射实验)、科学技术成就(如“原子操纵”技术)和探究实验等等,让学生认识到物质确实是由看不见的微粒构成的,初步建立起原子和分子的概念;然后,在一些具体的实例上,引导学生认识物质的性质与变化跟其构成微粒的联系。如通过对水蒸发和过氧化氢分解这两个过程的物质变化类型、有关物质的化学性质改变情况,以及构成物质的分子进行直观的对比分析(如表1),引导学生把物质化学性质的改变归因于其构成分子的改变,从而建立起分子的概念,并形成“物质的性质主要是由物质的结构决定”的观念。最后,借助一些简单的微粒模型,例如让学生以氧原子和氢原子的模型组合成水分子的模型。并以此为基础,模拟水分子分裂成氧原子和氢原子,氧原子和氢原子重新组合成氧分子和氢分子的过程,让学生感悟、体验化学变化中分子可分而原子不能再分的过程,初步认识化学变化的本质。使学生在微粒的水平上认识物质结构、性质和变化规律,初步建立化学微粒观。

2.2 引导学生了解利用微粒观研究物质的方法,形成化学微观思维

初中生建立了必备的化学微观知识后,还需要经过在微粒观的指导下,通过理论的演绎分析和事实的实验验证去分析问题,才能逐渐形成化学微观思维和在微粒水平上研究物质的学习方法。教学的过程如图1所示:

例如有关碳单质的教学。我们要引导学生明确不同碳单质物理性质的差异性。可以先提出这样的问题:金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质,它们的性质是否会存在差异呢?接着,启发学生根据“结构决定性质”的思想收集这些碳单质结构的有关信息,驱动学生比较这些碳单质的结构,得出“它们的结构不同,性质就可能存在差异”的预测;最后,从结构出发去探究各种碳单质的性质,获得“金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质,但是由于它们的原子排列方式不同,因此它们的性质存在着明显差异”的结论。另一方面,还要引导学生认识不同碳单质化学性质的相似性。学生已经知道了碳原子排列方式不同而导致不同碳单质的物理性质存在差异,往往就容易产生不同碳单质的化学性质也不相同的错误认识。因此,教师就有必要引导学生分析:不同的碳单质在结构上都是由碳原子构成的,它们的化学性质主要由碳元素决定,因此不同碳单质的化学性质是相似的。进一步,我们还可以引导学生从碳原子最外层电子数来推测碳单质的化学性质。最后,就让学生通过实验认识碳单质的各种化学性质。这样,学生就开始从物质的结构上去分析物质的性质,了解从微观角度认识化学物质的切入点。

又如CO2和CO的教学。教材明确指出:“1个二氧化碳(CO2)分子比1个一氧化碳(CO)分子多1个氧原子,这就使得它们的性质有很大不同”[3]。为了让学生体验这种差异,笔者先展示二氧化碳灭火器和煤气标签,让学生体验CO2的不可燃和不助燃的性质,以及认识CO的可燃性。进一步,引导学生在比较碳单质、 CO2和CO的结构异同的基础上思考:如何使CO转化为CO2?学生根据CO分子比CO2分子少了一个氧原子,想到它再与一个氧原子结合就能形成CO2分子。那么什么物质可以提供氧原子给CO分子呢?学生通过回忆碳的化学性质就想到O2和CuO,从而推测出CO能分别与O2和CuO反应,体现出可燃性和还原性;同样,将CO2转化为CO,就需要夺取CO2中的一个氧原子。学生能想到用碳单质去夺取。基于以上的引导和分析,学生再通过实验对物质性质进行验证。通过对碳和碳的氧化物的性质与转化的预测,就可以学会从得失氧原子的角度研究物质的还原性和氧化性的方法,理解碳和碳的氧化物之间的区别与联系,体验从微粒变化基础上研究物质性质的微观思维方法。

2.3 引导学生运用微粒观理解物质的性质,形成化学知识系统

物质的结构决定物质的性质,化学微粒应该成为解释和预测宏观物质变化的工具。学生通过比较不同物质的构成,找出各类物质在结构上的共同点,借助化学微观思维进行认知迁移,可以快速弄清各类物质的联系与区别,提高学习的效率。这个过程如图2所示:

3 立足微粒认识的元素化合物教学策略

立足微粒认识的元素化合物教学要解决的一个关键问题是如何把微粒观念转化成分析和解释宏观物质的思维方法。所采取的教学策略要有利于学生把微粒观与元素化合物知识联系起来,激发学生的深度思考,增强学生的理解力。

3.1 深入挖掘元素化合物知识的微观内涵

教材上呈现的往往是具体的知识,而有关的包含基本观念的过程和方法常常是内隐的。只有先对元素化合物知识内容(特别是新旧知识的联系)进行深入分析,充分挖掘其中隐含的微观内涵,才能在教学中有的放矢,引领学生立足微粒认识学习元素化合物知识。

在思想方法层面要挖掘从微观角度认识物质性质与变化的微观思维方式,使之转变为学生分析问题和解决问题的思想方法。例如,在学习物质的性质时,教师就要引导学生去挖掘物质结构与其性质的联系,认识“结构决定性质”的研究方法。在事实认识层面要挖掘对具体微粒的认识,引导学生从个别物质的性质出发总结出该类物质的性质[4],再提炼为构成这类物质的特征微粒或结构的性质,从而提高学生对有关元素化合物的性质和变化现象的认识和有关科学探究的预测能力。比如,从CuSO4、CuCl2等溶液的颜色提炼出含有Cu2+的水溶液一般是蓝色的,以及从FeSO4、FeCl2等溶液的颜色提炼出含有Fe2+的水溶液一般是浅绿色的等等,使学生在进行金属的置换反应时能推测铁钉与硫酸铜溶液反应时液体由蓝色变浅绿色。

3.2 突出运用化学微粒观念学习和研究物质的方法

微粒观的构建意义在于当学生面对一个具体物质时,能对构成该物质的微粒进行分析,并根据这些微粒的特点及其与其他微粒的相互作用预测该物质的性质和变化,进行生成性学习。教学中,教师要突出化学学科的思维方式,引导学生从微观的视角分析和解释物质的宏观变化,把对物质宏观变化的观察与微观结构的想象紧密结合起来,深刻理解和认识物质及其变化的本质规律[5]。要注重引导学生从物质构成的异同进行物质的分类,从构成物质的微粒特点去推测物质的性质和相关变化现象,形成运用化学微粒观念以及对相关化学微粒的认识去学习和研究物质的思路。

例如,人教版初中化学教材以Na2CO3、CaCO3和NaHCO3为例来介绍碳酸盐的化学性质。教师可以引导学生从物质构成的角度去分析,Na2CO3、NaHCO3和CaCO3一样都是含有碳酸根离子的碳酸盐,因此,都能像CaCO3那样与稀盐酸反应。进而引导学生写出相关的化学方程式,分析这些物质的反应实质是碳酸根离子与氢离子的结合生成H2O和CO2。

进一步学习复分解反应规律的时候,可以引导学生通过书写化学方程式理解初中阶段学习的复分解反应的实质就是几种常见离子之间的组合。这样,当学生再学习其他元素化合物,如铵盐等离子化合物时,就能自觉运用对有关微粒的认识进行学习:既然铵盐含有铵根离子,就可能会与碱类物质发生反应而生成H2O和NH3。

学生一旦形成了运用化学微粒观念去学习和研究物质的方法和思路,就能促进对元素化合物知识的理解。即使以后把有关的具体知识遗忘了,运用这种方法和思路,也能使知识很快就重现出来。

3.3 注重运用实验进行验证

立足微粒认识的化学教学应该要引导学生自觉地从微粒的角度对物质进行分类,探讨该类物质的结构特点,进而通过对比、迁移去认识其他同类物质的性质。但是形成的新认识是否正确,需要通过实验探究来验证。

例如,学习碱的化学性质时,学生根据NaOH和Ca(OH)2在分类上都属于碱、在构成上都含有OH-离子的特点,推测NaOH也能像Ca(OH)2那样与CO2反应[6]。在此基础上,让学生设计实验探究NaOH与CO2的反应。通过对NaOH能与CO2反应的预测和验证,学生不仅学会运用微粒观研究物质的性质,还强化了对运用微粒观研究物质的有效性的体验,使学生获得并相信从微粒角度研究和学习物质是科学可靠的方法,从而在往后的学习中自觉运用起来。此外,结合化学实验,运用科学探究模式组织立足微粒认识的教学,能让学生的理论分析和实践认识有机结合起来,使学生的思维过程更加严密。

3.4 善用问题驱动微粒层次的思考

初中生的微观知识还在形成当中,应该要以问题引领和驱动学生从微粒的角度出发研究物质。可以设计聚焦于微粒层面的问题,启发学生在微粒认识的水平上进行深层次的思考,让学生在运用微粒观解决问题的过程中实现对具体元素化合物知识的理解。

例如,在关于酸和碱的中和反应的教学中,教师要抓住教学内容的核心,即酸中的H+和碱中的OH-结合生成H2O。教师可以设计以下问题:

(1)酸(如HCl)在水溶液中能解离出什么离子呢?

(2)碱(如NaOH)在水溶液中能解离出什么离子呢?

(3)如果把酸(如HCl)和碱(如NaOH)加入同一试管中,它们解离出来的离子能结合成什么微粒呢?

这三个问题体现了从微粒的变化过程来研究物质的变化,引导学生学习从微粒层面分析问题的方法。学生在回忆HCl和NaOH的构成的基础上,通过对微粒(离子)的重新组合,得出中和反应的本质是:H++OH-=H2O,这样,学生就能比较容易理解其他的酸与碱也能发生类似的反应了。通过对这样的问题的思考,学生会意识到物质的性质与其构成的微粒密切相关,久而久之就会形成从微观角度分析问题和解决问题的习惯,掌握从微粒研究物质性质的方法。

立足微粒认识的化学教学是以“观念建构”来促进“知识建构”。把微粒观用作指导教与学的方法,一定程度上为学生另辟蹊径,使学生避开纷繁芜杂的表象,从本质上更加清晰地认识各种物质的区别和联系,以及各种化学规律,从而构建更加科学、深刻的化学知识系统。更为重要的是让学生了解从微观角度去研究化学知识的学习方法。这种方法正是学习高中化学知识(如离子反应、有机物的性质等等)的重要方法,有利于学生的可持续学习,是做好初中与高中的衔接的有效方法。总的来说,立足微粒认识的化学教学,能使学生把观念转化为行动,在物质构成的奥秘中体验化学知识的妙趣。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部制定.义务教育化学课程标准(2011年版)[M]. 北京:北京师范大学出版社,2011:47.

[2][4]陈彦玲.基于化学基本观念建构的元素化合物教学策略[J].中学化学教学参考,2012,(11):15~18.

[3]课程教材研究所化学课程教材研究开发中心.义务教育课程标准实验教科书·化学(九年级上册)[M].北京:人民教育出版社,2012.

对分子生物学的认识篇2

关键词:基础;延伸;拓展

文章编号:1008-0546(2012)04-0057-02 中图分类号:G632.41 文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2012.04.027

《普通高中化学课程标准》在必修2模块中设定了“主题1:物质结构基础”,在选修3《物质结构与性质》模块中设定了四个主题:“主题1 原子结构与元素的性质主题,主题2 化学键与物质的性质主题,主题3 分子间作用力与物质的性质主题,主题4 研究物质结构的价值。”选修3中的结构知识与必修中的结构知识是既有联系,又有区别,那么两者之间有哪些知识点存在对应关系?在必修和选修中的深广度分别是怎样的?弄清楚这些对把握必修中物质结构知识教学的深度和广度,对选修《物质结构与性质》的教学应该在怎样的起点上设计教学都有重要意义。笔者以《普通高中化学课程标准》和鲁科版高中化学教材为依据,整理和探讨如下。

一、选修3和必修关于结构知识的目标定位

《普通高中化学课程标准》关于必修化学1、化学2模块的目标描述中有这些语句“学习重要的化学概念,形成基本的化学观念”,“进一步提高学生的科学素养”,把这些体现在“物质结构”内容上,那就是学习有关物质结构的重要概念,形成基本的物质微粒观、结构决定性质观等等。而课标关于《物质结构与性质》模块的目标描述是:“了解人类探索物质结构的重要意义和基本方法,研究物质构成的奥秘,认识物质结构与性质之间的关系,提高分析问题和解决问题的能力。”由此可以看出必修是为了提高学生的科学素养,把物质结构最基本、最核心的概念、观念教给学生;而《物质结构与性质》是为了“适应学生个性发展的需要”,把更为系统的物质结构知识、物质结构决定物质性质的观念教给学生,把探索物质结构的方法教给学生,提高学生运用物质结构知识分析问题和解决问题的能力。两者相比,《物质结构与性质》中的物质结构知识更深刻、更全面、更系统。

二、选修3和必修模块知识之间的关系

1.必修知识是选修知识学习的基础

如学生学习《物质结构与性质》中的“电子云”,是以学生在初中和必修2教材中已经对原子的结构有了一定的认识:知道原子的结构,包括:原子的构成(原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子构成)、各微粒的电性及其关系(质子带正电、电子带负电、中子不带电,核电荷数=质子数=核外电子数)、各微粒的质量及其关系(原子的质量主要集中在原子核上,电子的质量很小,质子数+中子数=质量数)、各微粒的体积及其关系(原子核很小,与原子相比,原子核相当于体育场中的一只蚂蚁)、电子在原子核外狭小的空间(绝对)而又很大的空间(相对)作高速运动等。由于电子绝对质量极小,绝对体积也极小,但运动速度却极高且带负电等原因,所以不能用描述宏观物体的方法(指出运动物体某时的位移和速度)来描述电子的运动状态(认知出现困难),由此引出用“模型”的方法描述电子的运动状态:电子云(形象地描述电子在空间单位体积内出现的概率大小的图形)(认知得到提高)。所以可以看到,初中和必修中原子结构知识,为学生理解电子的运动及其描述奠定了必要的基础。

2.选修知识是必修知识的延伸和拓展

(1)选修知识是必修知识的延伸

如核外电子的分层排布,必修内容仅仅是排布规律的事实性表述(能量低的电子在离核较近的区域内运动,能量高的电子在离核较远的区域内运动;简要的分层排布规律;),至于原因未作探讨;而选修部分则依据能量最低原理(先排布在较低的能层、能级、原子轨道上)、泡利不相容原理、洪特规则等说明了核外电子是按照怎样的规则进行排布的,排布规律是在遵循这三个规则下排布的必然结果,电子排布的具体情况可以用“电子排布式”和“轨道表示式”)表示。也就是说,必修中的核外电子排布是外观现象表述,选修的核外电子排布是从内在本质上进行解释。再如元素周期律,在必修中仅仅是依据元素原子的最外层电子排布、原子半径、元素的化合价呈周期性变化的事实,归纳出元素周期律,从得失电子能力的角度学习了元素性质的周期性变化,是定性分析;而选修3模块解释清楚了原子半径周期性变化的本质原因:原子核对最外层电子吸引作用大小的周期性变化;从电离能、电负性周期性变化的角度说明了元素原子吸引电子能力的周期性变化,是定量分析;学生学习了选修内容后,对元素周期律的实质理解得会更深刻。从上述两例可以看出:选修3中的某些知识点是在相关必修知识点基础上向深层次的延伸。

(2)选修知识是必修知识的拓展

选修部分是对必修部分的拓展,体现在选修内容与必修内容的知识点的差别:如必修主要在原子结构层次探究物质构成的奥秘,原子之间的作用(化学键)讲的很少;而选修部分则详细地从“原子结构”“化学键与分子间作用力”“物质的聚集状态(整体结构状况)与物质性质”三个层次探究物质构成的奥秘,“原子结构”是原子内部微粒作用情况,“化学键”是原子之间的作用情况,“分子间作用力”是分子之间的作用情况,“物质的聚集状态”是宏观物体的整体结构状况;所以说选修内容是在必修内容基础上的进一步拓展,使学生对物质结构有更全面的认识。

3.知识点之间的对应关系

三、选修3和必修模块知识之间的关系对教学的影响

选修3和必修模块知识之间的关系是既有联系,又有所不同。

如元素周期表的教学,高中课标必修部分的要求是“能描述元素周期表的结构,知道金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律”,在鲁科版必修2中,先是学习元素周期律,使学生认识到周期表是周期律的具体体现;接着详细介绍了周期表的结构、同周期和同族元素的基本性质,使学生对周期表的认识更为丰富;最后介绍了周期表的应用,使学生认识到同周期元素性质的递变规律,认识到同主族元素性质的相似性和递变规律,认识元素的性质、结构和在周期表中的位置三者之间的对应关系及其在生产和科研上的应用。该阶段是从电子排布的角度,定性地学习周期表。

对分子生物学的认识篇3

关键词:化学教育;物质构成;元素;分子;原子

中图分类号:G633.8 文献标志码:A 文章编号:1673-4289(2012)08-0046-03

《物质构成的奥秘》是初中化学新课程标准中的五大核心主题之一,元素、分子和原子是本主题教学中的核心概念。要使学生掌握这些概念,实现在宏观与微观两个世界间自如地认知穿越,需要我们化学教师在整个初三学年都有整体规划。

一、了解学生基本学情

(一)了解学生基本学情的途径

1.联合进行问卷调查

联合本学校的化学教师举行一次备课组活动。根据小学科学和初二物理教材的内容以及以往的教学经验,联合制定问卷。通过选择、判断和简单的填空,共20道小题,对学生进行问卷调查。以了解学生对元素、原子、分子知识的知晓程度。

2.适时组织主题班会

在开展教学前,利用化学课召开一次化学主题班会。主题为“你知道元素、分子和原子吗”?通过漫画、游戏、竞赛等形式对学生知晓这些知识的程度进行摸底调查。利用特殊的化学主题班会,既了解了学生对学前概念和知识的掌握程度,又激发了学生学习化学的兴趣。

3.恰当利用QQ沙龙

信息和网络高速发展的时代,很多同学都有自己的QQ,很多班级也有自己的QQ群。在开展教学前可以利用周末举行一次QQ群内的主题探讨活动,围绕“你知道元素、分子、原子的哪些知识”进行探讨。同学们可以在QQ群内畅所欲言,教师也能及时了解学生掌握知识的程度。这样的方式能极大地提供一个让学生有“胆量”发言的平台,活跃气氛的同时又能有效了解学生的真实信息。同时,QQ群内的探讨也给了学生一种积极的引导,网络是工具不是玩具,我们应该合理、正确的使用网络。

(二)学生获得基本认知的途径

1.从日常生活中获知

随着信息时代的来临,学生已从日常食品的包装袋、课外书、网络、报纸、电视广告、科普节目、人们的茶余饭后关于健康的谈资以及各种食品安全热点事件中渐渐熟悉了元素、分子、原子等词语。例如广告语涉及的“不含磷铜”、“食用加碘盐”、“加铁酱油”、“高钙牛奶”和“无磷洗衣粉”、“无汞电池”等,同学们已经非常熟悉。

2.从科学学习中获知

在小学科学课上,有把高锰酸钾放入水中消失的实验。小学科学通过实验告诉学生:这些东西里面有很多的分子,我们肉眼看不见。同时也会简单地介绍物质的化学表达式,如H2O表示水。

3.从物理学习中获知

在初二物理《分子》的学习中,学生已经了解到“物质都是由分子组成,构成物质的分子之间有间隔,分子在永不停息地做无规则的运动,分子间有引力和斥力”。在《从宇宙世界到微观物质》中学生知道了“分子由原子构成,原子可以分成原子核和核外电子等”。通过摩擦起电的实验学生也知道了,“物体摩擦后,由于电子的转移,摩擦物体的双方分别带上了正电和负电”。在初三物理《内能》的学习中,学生知道分子的运动与温度有关,温度越高,分子运动越快。

学生已有的前科学概念是一种宝贵的教学资源。虽然这些前概念有些是不完整的,甚至还有些是错误的,但是在初三化学几乎每节都要面对的概念学习中,不容忽视。充分利用前科学概念,以此为教学起点和新知识的生长点,让学生通过联想、类比、同化,促进前科学概念的正迁移,促使概念的转变与形成。

二、利用学生原有的认知基础进行教学

(一)利用学生对分子的了解认识分子

学生已经知道了分子在永不停息地做无规则运动;分子间存在着空隙;分子的运动与温度有关,温度越高,分子运动越快。所以在教这部分知识时,主要是唤起、巩固、应用、拓展学生已有知识。

教学时可以让学生利用已经知道的知识来解释实验和生活中的现象,在分析和应用中复习已经知道的知识。也可大胆地让学生利用身边和化学实验室的药品自主设计实验来验证分子的相关知识,以培养学生的科学探究能力。比如用酒精和水混合来证明分子间空隙在初二物理中已经做过,我自己在教学中经常采用先加酒精再加水和先加水再加酒精的对比实验加以拓展。同时引导学生采用玻璃杯、糖、筷子等身边的物品设计实验来证明分子间存在着空隙。对于“物质由大量的分子构成”这个从化学角度看并不正确的观点,则在一开始就向学生渗透物质由微粒构成,微粒包括分子、原子、离子,通过系统地学习,无形中慢慢纠正学生已有的错误认识,并从化学角度建立正确的概念和认识。

(二)利用学生对原子的了解认识原子

学生既然在初二物理中已经知道原子的发现史并初步了解了原子的内部结构。那么在进行原子教学时重点可以放在以下方面:哪些物质是由原子构成的?通过水电解实验的微观分析,让学生了解原子是化学变化中的最小微粒。对于原子的内部结构,则通过粒子散射实验进行巩固和分析。重点通过课件和视频资料让学生理解在原子中核电荷数等于核内质子数等于核外电子数,为下面离子的教学做好铺垫。

(三)利用学生对元素的了解认识元素

学生通过生活信息已经对元素这个词语比较熟悉,我们可以巧用“台阶”,拆除“障碍”,对他们原有的认识进行同化,使他们知道加碘食盐、加铁酱油等里面的碘、铁就是指元素。从而在这个基础上再开展元素的系统学习。最后,再用学到的元素知识解释他们在生活和网络等媒体中获知的与元素有关的现象。

三、合理地安排教学流程

对分子生物学的认识篇4

[摘要]庄子站在相对主义立场上,以怀疑主义为方法,从认识主体能力之局限性、认识标准之主观性、认识对象之变易性和言说之困境四个方面,对认识活动之障碍予以揭示并对其作了相对主义的消解,对最高本体“道”的认知则提供了神秘主义的“体道之方”。庄子的认识论是其逍遥人生理想的理论支柱,也是如何实现从安命向逍遥过渡的方法论。

关键词:庄子道怀疑主义相对主义认识主体能力

一个哲人在追寻他的精神家园时总是与他当时的历史境遇有关。庄子生活在一个战争频发,性命朝不保夕的时代。面对世道的昏暗和死生的无常,乱世中的庄子感到了人生的虚妄。此外,当时的诸子百家,在学术上各执一己之见,以己为是、以彼为非,展开了激烈的争辩,而且这些学术争论常常和政治斗争交织在一起,庄子对此深感厌恶。他认为这些认识论上的独断论严重破坏了人们心灵上的宁静,加速了昏暗世界的“沉沦”。“儒墨毕起,于是乎喜怒相疑,愚知相欺,善否相非,诞信相讥,而天下衰矣。”(《在宥》)[1]274如何打破诸子百家的独断论,庄子站在相对主义的立场上,以怀疑主义为手段,发展了其独特的认识论。庄子的认识论包括两个方面,一方面是对人所从事的认识活动之障碍作了怀疑主义和相对主义的揭示,另一方面是对此认识困境作了相对主义和神秘主义的解决。

一、认识活动障碍的揭示

1.认识主体能力之局限

认识是作为主体的人观念地掌握客体的一种对象性活动,人的认识除了要有所依待的对象外,还需凭借主体的认识能力,“闻以有知知者也,未闻以无知知者也。”(《人间世》)[1]117这里所谓“有知”与“无知”的“知”就是“智”,指主体的认识能力。而人作为认识主体,具有自然属性和社会属性,庄子认为人的认识能力在本性上是亏缺不全的,其认识能力受到属于自身内部条件和外部条件的限制而有一定的局限性。“夫精粗者,期于有形者也;无形者,数之所不能分也。”(《秋水》)[1]418这告诉我们,人的认知能力所能达到的极限只能是“物粗”等“有形”的现象领域,而至于不属于“精粗”范围的无形的“物之质”的领域则是人的理智所不能达到的。庄子充分意识到人在存在论意义上的渺小、孤独、无助。在他看来,个人的生命是短暂的,心智的能力是有限的,而认识对象无穷,人生在世之时与宇宙的无限过程相比微不足道:“计人之所知,不若其所不知;其生之时,不若未生之时,以其至小求穷其之大之域,是故迷乱而不能自得也。”(《秋水》)[1]416所以人们不应企望能够认识世界,而应放弃一切认知活动。

2.认识标准的主观性

庄子认为认识的标准是难以确定的,这是因为认识标准是因人而异的,是主观的。由于个人的立场、角度的不同,要想建立一个共同认可的标准,十分困难。人们在进行判断时,往往会只依据个人自我为判断是非的标准,且常常习惯于“同于己者为是之,异于己者为非之。”(《寓言》)[1]728故是非根本无法分辨清楚。扩展来看,人类在与他物之间,又常会持执人类中心主义的观点,庄子以相对主义为基础,打破异类不比的原则,把作为认识主体的人同其他类生物都当作认识的主体同等看待,用其对同一对象的不同好恶和反应来否定人们用以检验是非的感觉经验标准,从而说明是非根本无法得到检验。“民湿寝则腰疾偏死,鳅然乎哉?木处则……四者孰知天下之正色哉?”(《齐物论》)[1]80庄子用人和动物对“正处”、“正味”、“正色”各以自己的感觉嗜好定取舍,来比喻利害、是非没有一个共同的标准和可靠的尺度,彼此间是没有高下之分的。以自己的“成心”为师法,所以儒家有儒家的是非,墨家有墨家的是非,他们又各以对方所非为是,以对方所是为非,究竟谁是谁非,是辩论不清楚的,也是无法判断的,庄子的“辩无胜”就揭示出在一个充满皆是皆非的相对性的世界里,论辩的双方都偏于一曲,它们需要第三者做出仲裁,而第三者的仲裁的结果是否可靠,这又需要另一个人做出判断,而另一个人的结论是否可靠又需要另一个人做出判决,这样就产生无穷的循环,谁是谁非最终仍不能确定。

3.认识对象之变易性

作为认识对象的外在客观事物一直都处于变易流转之中,它们如白驹过隙一样,始终变动着,所以对事物的认识人们是无法区分清楚的。“物之生也,若骤若驰,无动而不变,无时而不移。”(《秋水》)[1]425认识的确定性要有所待的对象才能产生,但所待的对象却是变化无定,那么确定性的认识显然无从判断,这个观点在《齐物论》中得到了更明确地体现:“物无非彼,物无非是……虽然,方生方死,方死方生;方可方不可,方不可方可;因是因非,因非因是。”(《齐物论》)[1]54庄子在此向我们表明事物是随生随灭、没有停止的。由于对象的变化不息,永不停留在一定状态,一切对待的关系也变幻不定。这颇类似于古希腊哲学家赫拉克利特的“一切皆流,无物常住”的观点。万化如长流,所有的认识关系常处在转变中,因此价值判断产生了无穷的相对性,故人的认识是不可能的,不可靠的。

4.言说之困境

庄子认为,由于事物变动不居,人们的言说不能揭示事物的本然的真相,言说的话语是对事物“真”相的遮蔽,也许人的言说就像鸟鸣一样,没有什么意义。“夫言非吹也,言者有言,其所言者特未定也。果有言邪?其未尝有言邪?其以为异于口彀音,亦有辩乎,其无辩乎?”(《齐物论》)[1]49言说和吹风不同,言说必“有所待”,即言有指向某个对象的意图。人们的认识只有与对象符合才是正确的,但是这个所言者本身却是变易不定、瞬息万变的,而表达这个“所言者”的概念却是静止的、僵死的,当我们说“什么”(言)的时候,这个“什么”(所言)已经变了。所以在庄子看来,要用概念语言来表达事物是不可能的,即语言不能揭示其“真”,因为概念语言反映事物总要求有一一对应的相对静止关系,而事物的变化却是绝对的。

人的言说不仅不能反映一般客观事物的真,更不能准确表达“道”。庄子吸收了老子论“道”的观念,且对“道”又作了前所未有的升华与神化,使“道”上升到了类似于西方传统意义上的形而上学本体论的高度。“夫道,有情有信……先天地生而不为久,长于上古而不为老。”(《大宗师》)[1]181“道”生天生地,却不是万物本身,而是天之所以高,地之所以广,日月之所以行,万物之所以昌的那个“所以是”。但庄子的“道”又不完全同于西方哲学意义上的本体论。东郭子问“道”就说明在庄子这里“道”不仅是“物物者”,而且是“每下愈况”、“无所不在”,既先于物又在物之中,这个“物物者”在共时态中主宰物。作为万物本源性的道是大全,是一,具有无形性、超越性,这是人的言语无法把握的。“夫道未始有封,言未始有常”,(《齐物论》)[1]74道是无限的,不可穷尽的,不能分割,而人的语言概念总是进行抽象,总是有一定的外延,需把具体事物分割开来把握,而道一经分割,就有了界限,那就不是整体了。所以,人们用抽象概念、语言是无法把握具体的道。“道不可言,言而非也﹗知形形之不形乎﹗道不当名。”(《知北游》)[1]580

庄子通过以上四个方面对人类认识困境作了相对主义的揭示,告诉人们:是非不可区分,“道”不可言,我们所获得的只能是一些相对性的意见,而非终极性的真相。在庄子的认识论中,“认知的相对性是在起点就被充分揭示了的,相对主义成了庄子观察、对待自然、社会、人生各个领域内具体事物的立场和态度的认识论的基础。”[2]275

二、认识困境的消解

庄子在揭示人认识活动障碍时,把人的认识活动区分为两个完全不同的层次:一是对事物现象认识,即“小知”;一是对“道”的把握,即“真知”。与此对应,在如何消解障碍时,他提供了不同的方法。用相对主义消解获得“小知”之障碍,保持心之宁静,其最终目的是用神秘主义去达到“道”的真知境界。

1.“小知”障碍之消解

在庄子看来,万物殊性,不同的人作为不同的判断主体对这些本性殊异的万物会厚此薄彼,从而滋生是非问题。如何消除这些矛盾?庄子提出了“齐一万物”,物之所以可齐,是因为它们的存在是不真实的,都没有质的规定性,不要将它们看作不同的东西,相反倒可以把它们完全等同起来。“天地一指也,万物一马也。可乎可,不可乎不可……道通为一,其分也,成也;其成也,毁也。凡物无成与毁,复通为一。”(《齐物论》)[1]59任何事物从表面上说,都有然与不然,可与不可两方面,这些形形的事物的区别,都是人们给它们贴标签,起名字的结果,若以道的眼光来看都是一样的,万物是“一指”、“一马”。从事物的发展变化来看也有同样的情况。一个事物的分,对它自己来说是毁,而对新事物来说是成,而总体的物无成与毁。庄子用相对主义的方法泯除和兼容事物之间观念上的界限和实际的对立,他认为:“天下莫大于秋毫之末,而泰山为小……天地与我并生,而万物为一。”(《齐物论》)[1]59万物都和我们同生于无,都与我们同为一体。事物的贵贱、大小、功用之有无,全都取决于观察认识的角度与立场,若从道的角度看,这些区别是不存在的。于是圣人便游心于虚无的道,天人合一,可见,齐万物乃是精神自由的开始。

庄子由齐万物进而齐是非。由于每个人会对各种事物进行区分取舍,从而导致是非纷扰、争辩无度乃至人心不宁,所以他还须齐是非,也即须齐“物论”。人们曾经讨论《齐物论》这一标题究竟是“齐物”之论,还是齐“物论”?其实,这两者并无矛盾,它既齐“物论”,也“齐物”论。著名学者钟泰说:“‘齐物论’者,齐物之不齐,齐论之不齐也。言论先及物者,论之有是非、然否……”[3]

2.体道之方

庄子以相对主义为基础去怀疑人类正常的认知活动,导致了不可知论。但庄子又不同于一般的怀疑论者和不可知论者,在求“真知”的活动中,他却并不怀疑绝对“道”的存在,也不怀疑直觉体验的作用,他甚至通过很多寓言故事告诉我们直觉体验是认识“道”的途径。庄子虽然说“道不可言”,却没有说“道不可知”。冯友兰说:“庄周认为道不是用知识所能知道的,这并不是说,道不可能知。这是说,道不可能用一般的知识知。必须否定一切的知识,才能‘知道’。”[4]414冯先生的看法无疑精湛。庄子虽说过:“道不可言”,可他的“道”又离不开言,他具体通过“卮言”、“重言”、“寓言”这三种言说方式去言“道”,庄子陷入了“道”的言说悖论。如何超越这个不能言却又不能不言的困境从而实现对“道”的认识,获得大知、真知?庄子认为只有“忘言”,只有通过“心斋”、“坐忘”、“见独”等方法。何谓“心斋”?“若一志,无听之以耳而听之以心,无听之以心而听之以气,……虚而待物者也。唯道集虚,虚者,心斋也。”(《人间世》)[1]117要达到虚静,必须抛弃耳目心思,纯凭神秘之直觉体验。“斋”就是内省的工夫,主要是对贪欲和智巧做洗净的工夫。要“体道”,除了“心斋”之方,庄子还讲了“坐忘”。坐忘就是“堕肢体,黜聪明,离形去知,同于大通。”(《大宗师》)[1]205同于大通即与道为一,要与道为一就必须抛弃感官和思虑,这种境界,实也即一种直觉的认识,是一种个人与最高存在合为一体的神秘体验。徐复观指出:“在坐忘的境界中,以‘忘知’最为枢要。忘知是忘掉分解性的、概念性的知识活动。”[5]“坐忘”境界,也可称之为“见独”,庄子通过“见独”对体道的过程和感受描绘的最为清晰。“南伯子葵问乎女偊曰:‘子之年长矣,而色若孺子,何也?’曰:‘吾闻道矣。’南伯子葵曰:‘道可得学邪?’曰:‘恶!恶可﹗……吾犹守而告之参日……无古今,而后能入于不死不生。”(《大宗师》)[1]183“见独”即是忘怀一切以后对道的直接体认,这种体验也就是身心俱忘,物我不分,在想象中与道或宇宙融为绝对和谐的一体。“上与造物者游,而下与外死生,无终始者为友。”(《天下》)[1]884所以,见独既是直觉主义的真知,也是神秘主义的体验。

在此我们看到庄子把“我之外”的客观性的、本体论的道转换为“我之内”的主观性的经验范围内的道,他在“与道为一,与天地为一”的精神境界中的到了莫大的精神自由。可庄子在他自己构筑的道的世界里停滞不前,并以此作为自己人生的最高境界,庄子之“道”观念“抑制了庄子认识论沿着相对主义所固有的经验论性质的、不可知论方向的发展,阻止了庄子相对主义所包含的怀疑论因素向近代怀疑论所显示的那个方向跳跃。”[2]283

通过庄子对认识活动障碍的揭示及提供的消除之方,我们认为,庄子超越一切逻辑差别的逻辑观念,在一定意义上是正确的,因为是非、善恶都不是绝对的。他提出的观点对当时独断论者起了矫正作用,启发人们对既有的理论体系乃至意识形态大胆怀疑,并不断进行新的探索。可我们也看到,庄子的这种怀疑与批判却又走到了另一个极端,他把相对主义发展到了绝对主义,即根本否定了一切“万物”之别、“是非”之异有客观的标准和依据。庄子虽区分了小知和大知,但他拒绝用语言、逻辑对事物进行切割划分、反对破坏天

然的“混沌”,否定具有普遍意义的“公是”的存在。这便潜藏着一种消解人类逻辑本身的危险,而实践告诉我们,逻辑的作用主要在于辩伪和区别事物。这与中国古代哲学中人生论与认识论相一致的传统是合而为一的。庄子的相对主义认识论是从怀疑主义开始亦以怀疑主义终结,但其怀疑不是为了纯粹的否定,不是去揭示关于世界最后的根源本质,而是把人放在自然之中,使人如何在自然的万化中运用直觉主义安顿自己的生命,从而开辟高度的人生境界,这在中外哲学史上都是独具特色的。庄子的这种独特的认识论对中国以后哲学的发展—“重人生而轻自然,长于伦理而轻视逻辑”的传统产生了重大影响。直至现在,在形式逻辑基础上发展起来的科学和理性仍然是我们中国人需要补上的一课。

[参考文献]

[1]钟泰.庄子发微[M].上海:上海古籍出版社,1988:26.

[2]崔大华.庄学研究[M].北京:人民出版社,1992.

[3]陈鼓应.庄子今注今译[M].北京:中华书局,2001.

对分子生物学的认识篇5

迁移是指一种学习对另一种学习的影响,是将所学的知识和技能用于新情境中同化新知识或解决新问题的过程。迁移能力不仅与理性思维、批判质疑、问题解决等核心素养密切相关,而且因其具有可测量性而备受高考命题者青睐。

一、优化认知策略

例:某油料作物种子中脂肪含量为种子干重的70%。为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪的含量变化,某研究小组将种子置于温度、水分(蒸馏水)、通气等条件适宜的黑暗环境中培养,定期检查萌发种子(含幼苗)的脂肪含量和干重,结果表明:脂肪含量逐渐减少,到第11d时减少了90%,干重变化如图1所示。

回答下列问题:

实验过程中,导致种子干重增加的主要元素是 (填“C”、“N”或“O”)。

该题因“疑似超纲”而受争议。学生根据以往的知识和经验默认“种子萌发时只进行呼吸作用消耗有机物”,题中实验结果又证实“脂肪含量逐渐减少”,但图示中种子干重偏偏有一个显著增加的过程,这种突如其来的矛盾使学生无所适从,用仅有的知识解释这种“矛盾”现象,需要将回忆、联想、想象、推理、论证等思维活动优化组合,形成良好的认知策略。迁移起始于对细胞呼吸知识的回忆如图:

细胞呼吸以小分子有机物作为底物,种子萌发时应该先有一个大分子有机物降解成小分子有机物的过程,可见“脂肪含量逐渐减少”并不是直接分解成无机物,而是分解成了小分子有机物。这个过程是如何进行的?这个过程中有机物的总量会发生怎样的变化?依靠现有的知识无法找到答案,需要联想蛋白质的相关知识。

知识原型:n氨基酸多肽+(n-1)水

逆向推理:蛋白质(多肽)+水氨基酸

知识迁移:脂肪+水甘油+脂肪酸(与题目的信息关联)

在这一反应中,水中的H和O变成了甘油和脂肪酸的成分,从而导致有机物总重量的增加。H的相对原子质量小,其影响可以忽略,导致种子干重增加的主要是O元素。

二、优化认知结构,促进迁移

认知结构主要由两部分组成,一是通过学习所获得的知识和经验(观念),二是对这些知识经验的组织。学生已有的观念概括程度越高、包容性越强,在新情境中迁移就越好。就本题而言,学生在学习相关知识时,没有把其中葡萄糖、氨基酸概括成“小分子有机物”,也没有把“小分子有机物、大分子有机物”与“有机物、干重”等名词概念建立关联,这种碎片化的知识难以引起迁移的发生。所以教学中要及时引导学生进行知识的总结与归纳,完善概念体系,优化认知结构。

三、丰富认知情境,促进迁移

对分子生物学的认识篇6

关键词:物质结构知识;模糊观念

中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2014)08-203-01

一、模糊观念概念的界定

《辞海》对“模糊”有两种解释:1、不清楚;不分明 。2、事物所具有的归属不完全的属性。它表示事物属性量的不确定性,可以借用精密的数学形式来表达事物模糊性的属性。《辞海》对“观念”也有两种解释:1、看法、思想。思维活动的结果。2、译自希腊语idea。通常指思想。有时亦指表象或客观事物在人脑中留下的概括的形象。在本文中笔者认为,模糊观念是指学生在学习过程中产生的与科学解释不一致的错误的认识结果、不恰当的思维方式以及模糊的价值观等。并且模糊观念是学生学习过程中“偏离科学的认识”,则相异构想、迷思概念和错误概念也应该归属于模糊观念,因为他们都是产生于学生学习过程且与科学解释不一致的认识。已有的学者们通常更为强调模糊观念是一种结果(即学生学习过程中形成的模糊认识结果),强调这一认识“结果”具有很大的差异性。但笔者认为,学生不仅会产生模糊的认识结果,且思维方式也会存在偏离科学思维方式的状况,这也应该在模糊观念之列。

二、高中生物质结构知识学习中易产生模糊观念

化学模糊观念是指学生学习化学过程中产生的与科学解释不一致的认识,其产生与学生已有的知识经验、认知结构、思维方式、认知能力、情感因素等密切相关。笔者认为,相较于其他知识类型,学生在学习物质结构知识的过程中更易产生模糊观念。

首先,物质结构知识中涉及的概念都是定义性概念。所谓的定义性概念是由定义联系起来的一类客体或事件,其中的定义表示的是概念的特征及其功能之间的关系(加涅,1985)。化学定义性概念可分成两类。一类是原理性定义概念。这类概念是对一类事物内部实质性属性的表述,这类概念所用的概念名称往往是化学学科独有的。例如,“分子间作用力”概念是对物质组成中各微粒之间相互作用的抽象描述,“原子轨道”是对原子核外电子运动状态的抽象描述。化学定义概念的另一类叫做规则性定义概念,它是人们对物质或物质变化共同具有的规律或规则的反映,如“原子守恒”、“电子守恒”等。定义性概念注重是对众多事物内部某种本质属性的描述,不指向某一具体的物质或对象。如只要构成物质的微粒是阴阳离子,且存在着强烈的相互静电作用就是离子键,并不是只有某一种物质具有这种属性,而是对众多存在这种作用类型的物质结构属性的概括。因此,定义性概念的学习,需要学习者在大量的对象中找出相同的属性或关系,并通过分析、比较、推理、抽象、概括、迁移等多种学习过程,以揭示概念的本质属性。这是一个由表到里,去粗求精的过程,往往要求学生具备丰富的知识经验和敏锐的观察能力、判断能力以及归纳能力。如果在此过程中概念的本质属性归纳错误,就很容易出现模糊观念。

其次,物质结构知识体系中存在许多相近的概念,这些概念往往描述的对象或揭示的物质属性有相近的地方,而学生往往难以分别这些细微的差异。如离子键和共价键、离子晶体和离子化合物、σ键和π键、晶格能和电离能等,学生在学习的过程中,常将这些概念的内涵和外延加以混淆,如“带相反电荷的离子与原子团之间不存在离子键”、“离子化合物中不存在共价键”、“离子晶体就是离子化合物”、“σ键就是单键,π键就是双键”等都是学生常见的模糊认识。

第三,物质结构知识揭示的是物质的微观结构和微观运动规律,需要学习者具有一定的空间想象能力。空间想象能力是人们对客观事物的空间形式(如大小、形状、结构、位置等)进行观察、分析、抽象思维,对头脑中由对客观事物的经验所形成的空间表象进行加工、创造,从而形成新思想、新形象的能力。其中“表象是指当事物不在眼前时,人们在头脑中出现的事物的形象”。在物质结构知识的学习中,需要学生具有的空间想象能力,不仅包括能够在头脑中正确建构出一些物质的空间构型的能力,还包括能够将化学符号和化学用语在头脑中再造和形象化的能力。我们可以看出良好的空间想象能力需要同时具备良好的联想能力、观察能力和想象能力,而这些能力将进一步影响到学生对信息的提取、加工和迁移,学生如果缺乏空间想象力或者在联想、观察、想象时出现了偏离,模糊观念也就由此产生。如在学习晶体的堆积方式时,学生如果想象不出晶体的真实空间结构或者将简单立方堆积与体心立方堆积、六方堆积与面心立方堆积混淆,都容易导致模糊观念的产生。

第四,由于物质结构知识比较抽象,相关的学习资料或者教师在讲述时,通常会通过具体的、宏观的事例加以呈现来帮助学生理解,但宏观事实与微观运动之间是类比关系,如果学生将两者等同起来,也容易产生模糊观念。如在学习电子的绕核高速运动时,老师以行星绕太阳旋转为例来说明,但是学生在物理课上学过行星是按照固定轨道绕太阳运转的,因此就产生了电子绕核的高速运动是有固定轨道的认识。再如在学习电子云时,老师以蜜蜂绕花的飞行来形象说明电子云,但忽略了蜜蜂是真实具体的,而电子云也并不表示电子的实际运动轨迹,而是电子在核外空间单位体积内出现机会多少的形象化表示法,是电子行为的统计结果。

参考文献:

[1] 夏征农主编.辞海[M].上海上海辞书出版社.1999版.

[2] 周海花.初中生化学模糊观念的探查和成因分析[D].扬州大学硕士论文.2005.

对分子生物学的认识篇7

学生缺乏对物质在溶液中的存在状态的认识意识。针对“离子方程式的书写步骤是‘写、拆、删、查’,什么物质不拆、为什么不拆”的问题,学生的回答绝大多数是“沉淀、气体和水”、“除易溶于水的强电解质”,至于为什么不拆,大多数学生认为这些物质“难溶于水,或是弱电解质”。这说明学生只是机械地记忆离子方程式的书写步骤和规则,而并非了解电解质在溶液存在的实际状态。离子反应概念学习中,认识的对象是离子反应,因此离子反应实验是学习的基础,也是思维产生的基础。并且,从分子、离子等微粒层面了解溶液中物质的存在及反应的实质具有抽象性,不能简单地通过语言描述和学生讨论的方式来建立,因此必须以化学事实和反应现象为依据。考虑到高一学生对化学思维方式还比较生疏,对离子反应的认识还只能从实验的表观现象“产生水、气体和沉淀”等现象的层次开始,要进一步建立微粒观则需要通过教师引导学生透过现象分析本质,帮助学生真实地了解电解质在溶液中进行反应的微观过程,从而形成水溶液中微粒及微粒间的相互作用的微观认识。

二、离子反应教学中化学实验及教学设计

1.离子反应概念构建的化学实验

实验材料:Ba(OH)2溶液、稀H2SO4溶液、酚酞溶液、烧杯、胶头滴管、铂电极2根、电池、导线、G型电流计实验步骤:(1)如图1所示连接实验装置。(2)在烧杯中加入Ba(OH)2溶液没过电极,滴加1-2滴酚酞,读出电流计示数。(注:实验时用玻璃棒或磁力搅拌器不断搅拌溶液,防止溶液发生微弱电解产生的气体附着在电极表面影响电流计读数。)(3)用胶头滴管往烧杯中缓慢滴加稀H2SO4溶液,观察溶液中的现象和电流计示数的变化。(注:当电流计示数在0-2之间时,要慢慢逐滴滴加稀H2SO4溶液,以免电流计示数变化太快,学生观察不到电流计示数为0的时刻。)(4)当电流计示数为0,再继续滴加稀H2SO4溶液,读出电流计示数。

2.离子反应教学过程设计

要使学生观察到真实的离子反应过程是学生自主建构离子反应概念基本条件。教学过程第一步是观察Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液的导电性以及Ba(OH)2与H2SO4反应过程中溶液导电性的变化,引导学生对电流计示数的变化原因进行分析,帮助学生认识到Ba(OH)2和H2SO4在水溶液中的存在形式以及反应过程中离子浓度的变化,使学生认识反应中离子的变化及离子之间的相互作用,初步认识离子反应过程。在实验认识的基础上,通过用化学方程式和离子形式表示的化学方程式认识离子反应的具体过程,认识离子反应,写出离子方程式。然后,通过提供三个离子反应的实例(盐酸与碳酸钠、盐酸与氢氧化钠、铁与硫酸铜),引导学生模拟Ba(OH)2和H2SO4反应实质的思维过程,从微粒角度认识这些化学反应,写出这些反应的化学方程式、离子形式的方程式和表示离子反应实质的方程式———离子方程式。从这些反应的式子总结共性,达到对离子反应本质上的认识,构建离子反应的概念并认识离子方程式。最后,让学生概括出离子反应定义和离子方程式以及离子方程式书写规则,达成离子反应概念的全面意义建构。

三、教学实践研究

1.被试选择与研究方法

本研究选取湖南师大附中(示范高中)和长沙市第十九中(普通中学)高一年级中化学学习水平相近的学生共20名,将各校学生平均分成实验组和对照组(每组10人)。实验组进行离子反应实验教学,对照组采用常规的教师讲授的方式教学。

2.教学结果及分析

(1)学生课堂学习情况分析

按照实验教学设计进行教学,其教学情况列于表1。通过对学生的课堂表现的对比可以看出,在有化学实验的教学中,学生通过完成实验使思维得以有真实的对象,学生的概念构建可以在教师的引导下主动完成,课堂中学生表现出学习的积极性。这是因为学生通过实验观察到实验现象,产生了真实的问题,也就产生了解反应进行的实际过程的愿望。在教师引导下,真正地了解了溶液中离子的反应行为,离子反应的概念不是“听说”的,而是“看到”的,这样在后来的对离子反应的描述(将化学方程式表达成离子形式)及反应实质(离子反应方程式)的表述中顺利形成,因而很自然地构建了概念。而在教师讲授的教学中,学生概念的形成是建立在语言描述上的,并且学生几乎是以接受的方式进行学习,所以学习的积极性不高。其次是因为讲授教学是以语言的形式学习的,学生学习的是一些规则,其思维并没有与真实的离子反应联系起来,因此他们学习的内容是一些语言表达,包括离子方程式的写法,学生对这些写法所表示的真正意义并不了解。

(2)学习结果及分析

a.学生对离子反应概念延伸认识和离子方程式书写情况及分析

学生对离子反应的认识和离子方程式书写情况分别列于表2和表3。表2数据表明在理解离子反应概念上实验组的学生的正确率都明显高于对照组的学生;表3数据说明学生对于简单离子方程式书写差异不大,但对于难度稍大的题目,实验组的学生的正确率都明显高于对照组的学生。两个题目测试结果表明采用实验教学对学生掌握离子反应概念和离子方程式的书写是大有裨益的。这种学习结果说明:(1)由于常规教学中教师对离子反应的概念只是用语言描述,对照组学生对离子反应的理解基本上是建立在课堂上教师例举的为数不多离子反应实例上,学生对离子反应的认识缺乏完整性;而实验组的学生在动手实验的情境下,思维得以开阔,能够将各种离子反应联系起来,概括出离子反应的共性内涵,形成准确且完整离子反应概念。(2)在书写离子方程式的方面,对于生成物中有难溶、难电离、易挥发的物质的离子反应,实验组和对照组的学生都能正确写出离子方程式,但是当反应物中有难溶的物质时,对照组的正确率就远低于实验组。这是因为对照组的教学中,教师过于强调“写、改、拆、查”的书写规则和离子反应发生的条件,学生对生成物中是否难溶、难电离、易挥发的物质太过关注,而忽略了难溶的反应物。另外常规教学中用硫酸钠与氯化钡的反应作为学习书写离子方程式的例子,给学生造成了离子反应是阴离子和阳离子反应的第一印象的误导。而实验组的教学注重的是物质在溶液中的实际存在的形式,并且通过化学实验,学生对反应过程有完整的认识,对以离子形式存在溶液中的物质还是难溶的物质都有了直观的感受。同时学生对离子方程式的意义能脱离语言层面的理解,写离子方程式时,不再是对规则的单纯记忆,而是理解了规则,对规则有了直觉的认识,所以有很好的知识迁移性。

b.学生微观认识发展结果及分析

学生从微观角度对物质的定性变化和定量变化的认识情况列于表4中。题3主要考查学生思维能力发展中对新问题的判断能力,题4是从量的角度考查学生的思维发展。从上述这两个测试题的结果中可以发现,在具体问题的解决中,对照组的学生是从宏观现象和宏观物质的角度来分析问题,而实验组的学生能够从微观角度对问题进行把握。在针对离子反应中物质变化的题3中,对照组的学生下意识沿用的是初中学习的酸、碱、盐和复分解反应的知识来进行分析,经过提醒后才在书写化学方程式的过程中发现离子方程式的不同。这说明常规方式教学在教师的说明下经过化学方程式的“改、拆、查”后而产生,这样将离子方程式的书写演变成了教师的讲述下的形式学习,将离子方程式演变成了化学方程式的形式转化,导致了学生认为离子方程式是化学方程式的变形结果的错觉,学生的对反应实质认识能力比较薄弱。而实验组教学通过化学实验中电流表的读数反映出物质是以离子形式存在于溶液中,并且通过电流表的读数变化让学生认识到发生的化学变化是离子之间的相互作用,从而将宏观表象和微观粒子反应联系起来,在对物质的变化过程的实质进行探究的同时,实现认识从宏观角度向微观角度转变。另外在解决题4的定量问题中,实验组的学生能从微观角度对化学变化中量的关系进行快速又准确的把握,而对照组的学生仍然要依赖于化学方程式,说明实验教学能促进学生思维能力发展有很好的促进作用。

四、结论

对分子生物学的认识篇8

关键字:中学化学,学科思想

Abstract:Discipline thinking is the core and soul of a subject,along with knowledge and ability. This paper introduces the main contents of the discipline thinking of Middle School Chemistry.

Key Words: middle school, discipline thinking

学科思想是一个学科的核心和灵魂,它与知识,能力一起构成了学科体系的三个方面。不同学科它所包含的学科思想也必然不同。化学作为一门自然学科,它既抽象又具体,其学科思想的内容丰富多彩,其中绝大多数是哲学思想的具体体现。中学化学学科思想主要包括以下内容:

一.对立统一思想

对立统一思想是哲学的重要内容,它在中学化学学科中无处不在。这一思想所体现的相互对立的同一问题的两个方面的相互依从关系。运用这一思想对化学知识的理解掌握及应用很有帮助。中学化学中的氧化还原反应是这一思想的具体体现,氧化和还原是一个氧化还原反应的两个方面,既相互依从又相互对立。换句话说,就是在一个氧化还原反应中既有电子的得失,又有化合价的升降,既有氧化剂又有还原剂,既有氧化产物又有还原产物,有氧化反应发生,必有还原反应发生等等。这一思想的建立,对学生学习氧化还原反应颇有帮助。另外在其他方面,如化学键的断裂与形成,元素的金属性与非金属性,电化学中的正负极和阴阳极,等等都包括对立统一思想。

二.量变与质变的思想

哲学中明确告诉人们,物质量的积累必然会达到质的飞跃。中学化学中涉及到的化学反应物的量的多少,如足量,适量,少量必然会引起生成物的改变。石灰水中通入二氧化碳气体的多少,会引起生成物的改变。另外如碳和氧气,硫化氢和氧气,铁与硝酸,三氯化铝与氢氧化钠,偏铝酸钠和盐酸,浓硫酸和酒精制备乙烯气体时1700C和1400C会生成不同物质。P2O5与冷水和热水反应的产物不同等等。这一思想的培养可以提高学生的智力水平,对学生能力的培养很有帮助,使学生对纷繁复杂的物质世界的认识更进一步。

三.矛盾的普遍性与特殊性的思想

矛盾的特殊性与普遍性思想在化学学科中体现得更为具体和直观。普遍性是事物发展的一般规律,而特殊性使学科内容多姿多彩。中学化学中各主族元素原子结构,性质的相似性是一般规律,而其中所包含的许多特殊性更是不容忽视。卤族元素中氟元素无正化合价,氟单质与水反应产生氧气,与二氧化硅反应等等。碳族元素中大多数元素的正四价化合物是稳定的,但铅元素的正二价化合物是稳定的,正四价化合物很活泼。这一学科思想的渗透,对青年学生科学的人生观和世界观的形成很有益处。

四.实践出真知的思想

化学是一门实验科学,它的许多规律的发现,知识的形成都源于具体的化学实验而非理论推理来推测产生的。化学反应速率的影响因素:温度,浓度,压强,催化剂以及其他条件的改变对反应速率的影响是通过化学实验得出结论。又知Fe3+与SCN-产生红色溶液,为什么会有此现象?只能说是实验结果,只能告诉学生这是客观事实,通过科学实验发现的,这必然会激发学生探究未知世界的兴趣,增强学生的动手能力,培养学生学习的积极性,主动性和创造性。

五.分类思想

俗话说“物以类聚,人以群分”。化学中的物质是多种多样的,为了使知识系统化,便于学生认识掌握,在化学上把多种多样的物质进行了具体分类,对108种元素分为不同周期和不同族,对化学反应进行分类等等,这样会使知识更有条理在中学化学中,分类思想随处可见,它是人类高智力水平的具体体现中学化学分类思想有以下几个方面:

1.由现象到本质的思想

在氧化还原反应的认识和学习中,先从得氧失氧,化合价的升高和降低来初步认识,最终上升到氧化还原反应的本质――电子转移。这样循序渐进的认识过程使氧化还原反应这一概念的理解更清晰,同时也扩大了氧化还原反应的范围。

2.从一般到特殊的思想

一般性是物质的共性,特殊性是物质的个性。在化学中无色物质占大多数,而有色物质则是少数物质的个性,如:F2,Cl2,Br2,I2,NO2,AgCl,AgBr,AgI,Na2O2,Fe2+,Fe3+,Cu2+,MnO4-等有特殊颜色;又知非金属氧化物大多数在固态时为分子晶体,但SiO2为原子晶体。这一分类思想的渗透会使学生对物质的认识产生浓厚兴趣,从而培养学生的科学精神。

3.由简单到复杂的分类思想

中学化学对电解质的教学采用了这一思想。先根据化合物在溶于水或熔化状态下是否导电将化合物分为电解质和非电解质,对电解质的进一步研究发现,在同一条件下,电解质的导电能力不一定相同,这样又将电解质分为强电解质和弱电解质。这样从简单处入手,层层深入,根据电解质的电离程度从本质上做了划分。

六.解决问题具体化程式化的思想

化学问题的解决在绝大多数条件下有 具体固定的模式,在认真审题的基础上,应重视解决问题方法的选择,这样可以做到事半功倍的效果。在有机化学中物质同分异构体的书写和判断就有具体的防止重复,遗漏的科学方法。如判断分子式为C4H10O的属于醇类的同分异构体的种类,在本质上就是考查丁基(――C4H9)所产生异构的种类(4种)。又如结构有苯环和酯基的分子式为C9H10O2的同分异构体的种类(苯环上连有一个支链)实质上就是判断分子式为C3H6O2

的同分异构体中氢原子的种类。具体分析如下:CH3CH2COOH(3类),HCOOCH2CH3(3类),CH3COOCH3(2类),其中丙酸中乙基上的氢原子除外,则属于酯类的同分异构体有6种。

因此,在实际教学中应根据问题的特点,寻找解决此类问题的最理想的,程式化的思路,给学生一个科学的方法。

七.抽象理论形象化的思想

化学是研究微观世界物质的运动规律,许多物质是不能直接观察的,只有通过想象和类比使抽象理论形象化,才可理解所接触的理论知识。在原子结构理论中,原子,质子,中子,电子等微粒;物质结构理论中元素的化合价,化学键,晶体结构等知识就可通过形象具体的实物类比来认识学习。

八.化学平衡和守衡思想

物质世界是复杂多样的,它们的发展变化必然遵循一定规律。化学中的平衡守衡思想就是这许多规律中的一部分,对这些规律的理解掌握能使我们更深层次地认识物质世界的发展变化特点。化学中涉及到的平衡有:(1)化学平衡(2)电离平衡(3)水解平衡(4)溶解平衡(5)结晶平衡。这些平衡变化规律都可用勒沙特列原理来解释。化学中的守衡有:(1)电荷守衡(2)电子守衡(3)原子守衡(4)物料守衡(5)能量守衡(热化学方程式中)。在实际教学中向学生进行守衡思想教育,可以培养学生思维的灵活性,创造性,为学生认识世界改造世界打下良好基础。

对分子生物学的认识篇9

。学生通过接受高中化学课程的学习,在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面形成和发展化学学科核心素养。其中“宏微结合”核心素养在高中化学学习过程中有较为广泛的应用。

一、宏微结合在化学教学中的应用举隅

1.通过模型制作,用实物类比物质的微观组成,理解空间构型

有机物同分异构体概念学习时,对其空间立体结构的认识,是有机物命名的前提,更是同分异构体正确书写的基础。能不能把立体结构压“扁”到纸上,再通过纸上的书写想象出其真实结构,实现被压“扁”的手写和有机物的真实结构的联系,模型组装课就是一种最为有效的方式。

案例1 有机物空间结构的认识与理解

烷烃中每个碳通过四条键形成空间正四面体结构,但其书写只能是平面结构,所以单单凭借想象来感受烷烃中以碳为核心的各原子间的链接方式,对学生来说是困难的。而当学生通过组装甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等最简单的一类碳氢化合物,再对照模型写出其结构简式,学生可以体会出同碳四个键的等同地位,即书写时以一个碳为研究对象,它周围所连的四个基团位置可以互换。通过动手组装,学生总结出烷烃的异构是因为碳链的连接方式不同造成的,这种不同是因为出现了支链,而不是自己凭借想象画出的直线和曲线的区别,真实的碳链也不是直线形的。所以通过宏观模型可以充分“看出”书写体和真实结构的差异并能实现其之间的转换。如甲烷的二氯取代产物,书写时受平面结构限制,出现假性“异构”:

CHClHCl和

CClClHH。

学生往往会认同二者是同分异构体,用代表氯原子的球替代原来的氢,不难理解因碳的空间对称结构,同一个碳上的四个位置上的氢完成相同,取代后两个氯原子均处于邻位,没有同分异构体。通过制作宏观模型,分辨出同分异构体和同一种物质的不同,为高二同分异构体的书写打下基础。又如在《有机化学基础》中氢的核磁共振谱的学习中,判断等效氢时,在必修二对碳立体结构认识的基础上,依据同一个碳上四个位置因为中心对称而完全相同,同碳上的氢为一类氢,类推出同碳上的甲基上的氢为一类氢,同一个碳的乙基上有两类氢,同一个碳上连有正丙基时有三类氢

;把同碳上同时连有四个甲基、乙基、正丙基换为连有二个甲基、乙基、正丙基,形成CH3CH2CH3,CH2CH2CH2CH2CH3,CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3,得出相对轴对称位置上氢为一类氢。烷烃中的等效氢的判据就这样一一呈现。如果没有这样的模型课,所有的学习都建立在对空间结构假象的基础之上,因而不能“看到”而缺乏认识基础以及为此产生的不自信。所以一堂模型课,对于初学的学生就是必不可少的认识基础课。再如命名时,学生常常对CH3CH2CH2CHCH3CH2CH3这样的结构直接就命名为:2-乙基戊烷,但对于“玩”过模型的学生,出错的概率就比较小。

所以认识碳的立体结构,是有机化学等效氢、命名以及同分异构体书写、认识的基础。而通过模型制作,实现了微观粒子立体结构的宏观呈现,这样的动手实践过程,也正是学生化学“宏微结合”核心素养的形成过程,

案例2 元素周期律概念的认识与理解

元素周期律包含了从原子半径、金属性、金属与水或酸反应的快慢比较、金属最高价氧化物的水化物的碱性强弱比较;非金属性、非金属最高价氧化物的水化物的酸性强弱比较以及气态氢化物的稳定性比较。学生会觉得比较多,记不住、学不会,更不知道为什么会是这样。问题出现在哪里?究其原因是对整个体系缺乏了解,半径的学习才是全部规律的基础,理解了半径的递变规律,其它所有规律都将迎刃而解。而对于半径的学习规律,学生对同周期从左向右半径依次减小(零族除外)和质子数依次增多的学习一直是混淆的,因为对原子的内在结构缺乏了解,而以宏观模拟呈现其内部组成,同周期元素,电子层数相同,从左向右每增加一个质子同时增加一个电子,学生往往只看到了电子的增加认为半径也增大,所以宏观模型主要要体现出一个质子和一个电子质量的不同,一个质子的质量是一个电子质量的1836倍,怎么体现呢?将其比喻为一块大磁铁对铁屑的吸引,带几块磁铁和一些小铁钉到课堂,和学生一起感受“大”磁铁对“小”铁屑的吸引,领会质子质量是相对电子质量的1836倍。同时增大质子和电子,因为质子的“大”对半径的影响占主要地位,相比电子的影响可以暂时忽略,得出同周期也是当电子层数相同时,质子数是影响半径的主要因素,因为质子数的强大,从左向右不断增加质子数,对电子的引力增大,从而使半径减小。引申到当比较离子半径时,对于具有相同电子层排布的离子,质子数越多半径越小。通过质子对电子的引力变化,对金属性、非金属性以及其延伸出来的性质的学习也可以达到水到渠成的效果。

案例3 元素周期律概念的认识与理解

在气体摩尔体积一课中,一定条件下,物质在空间所占的体积大小决定于哪些微观因素?笔者在实验室原有球棍模型的部件像小球、铁条的基础上增加了烧杯(作为立体支撑)、粘土等物品,告知学生宏观物质的构成微粒,原子、分子和离子都是一个一个的小球,这些小球通过不同的组合构成了宏观物质,请大家根据自己的想象组合成可以“看得到”的微粒,感觉其对体积的影响。这里笔者选用粘土是考虑利用它的可变形性,结合学生熟悉的球棍模型中的小球、铁条,烧杯或者其他盒子则给出了具体立体空间,一个小组几个学生通过组合,感受物质在空间所占据的体积与微观粒子的关系,对于球的大小、数目以及球间距等对其体积的影响有了充分的直观认识。

设计意图:通过这样的模型探究,用宏观物质展示物质的微观组成,帮助学生实现抽象思维,基本都是对新课第一节的设计,避免了学生只会解题,而不能理解其化学内涵的尴尬局面。并且在后续教学中,能明显感觉到动手操作过的学生,因为“见过”其微观结,得到更深入的认识,而对学习的自信心更强,学习的兴趣也更足。

2.通过实验演示,用宏观现象直观感知、理解微观结构

在胶体一节的课堂教学中,设计多个学生动手实验,通过这些系列的小型实验设计,实现溶液、胶体和浊液的相互转变。在此过程中学生充分体会到胶体这个概念不是一个孤立的“新生态”,他与学生已经熟悉的溶液、浊液一样,是一个混合体系,是一个微粒集体对另一种微粒的“容纳”,但这种微粒特殊的微观粒子(其被“容纳”微粒的直径在1 nm~100 nm之间),使其在生活、生产中有着广泛的应用。

案例4 溶液、胶体和浊液的相互转变的认识与理解

(1)通过向沸腾的蒸馏水中逐滴加入1 mL~2 mL饱和FeCl3溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热,用激光笔照射烧杯中的液体,可以看到一条光亮的“通路”,即丁达尔效应,通过对硫酸铜溶液和氢氧化铁胶体的对比实验,落实丁达尔效应是胶体的特性。

(2)将牛奶、豆浆、淀粉等加水稀释,观察在稀释过程中用激光笔照射这些溶液,有光亮的“通路”出现,产生丁达尔效应,实现了从浊液到胶体的转变。再继续加入过量水,光路会消失,继续转变为溶液。

(3)将制得的氢氧化铁胶体继续加热,观察其由透明澄清的红褐色“溶液”最终转变为红褐色沉淀,实现了胶体向浊液的转化。

(4)向氯化铁溶液中加入1 mol・L-1的氢氧化钠溶液,观察到产生红褐色沉淀。

(5)将上述(4)实验中的氢氧化钠依次稀释1倍、2倍、5倍、10倍后分别加入等浓度的氯化铁溶液中,观察其随浓度降低,沉淀越来越少,最终不能产生沉淀。再将氯化铁溶液,与不同浓度氢氧化钠反应后的产物一一用激光笔照射,观察其均有丁达尔效应产生。

(6)找找身边的胶体。自来水、学校的直饮水以及买来的矿泉水、纯净水、水沸腾出来的水蒸气、氯化铁溶液、氢氧化铁沉淀都被作为实验对象,做了丁达尔实验。并记录实验现象:能产生丁达尔效应的有自来水,三氯化铁溶液,水蒸气,氢氧化铁沉淀;不能产生的有直饮水,买来的矿泉水和纯净水。

氢氧化铁胶体的制备过程,实现了氯化铁溶液中的溶质FeCl3转变为[Fe(OH)3]n的过程,

[Fe(OH)3]n是一种分子或其他微粒的聚集体,其大小随浓度、温度发生改变,其分散质粒子的直径恰好落在1 nm~100 nm之间时得到的分散系被称为胶体。牛奶、淀粉、豆浆是化学中的大分子物质,其微观粒子以淀粉为例可表示为(C6H10O5)n,一个分子中含有几百到几千个C6H10O5链节,在水分子作用下被分离,使n的个数越来越少,其作为分散质微粒的直径可以减少到1 nm~100 nm之间,这时得到了胶体。因此如果说牛奶、淀粉、豆浆溶液是胶体是可以理解的,因其常见浓度下的牛奶、淀粉、豆浆溶液都能观察到明显的丁达尔现象,得到所谓的溶液其浓度已经非常非常小了。

设计意图:通过实验实现浊液、胶体和溶液之间的相互转变,了解胶体同溶液、浊液一样只是分散系的一种存在方式,理解其只要分散质直径落在1 nm~100 nm之间的分散系就可以认为其存在状态是胶体。

3.通过原理演绎,用理性思维分析计算,理解离子行为

案例5 溶液化学反应实质的认识与理解

例1 在NaOH和Ba(OH)2的混合液中,逐滴加入0.1 mol・L-1 H2SO4溶液,加入H2SO4溶液时的体积与生成BaSO4沉淀的质量关系如图1所示。

已知当加入H2SO4溶液50 mL时,溶液呈中性。请回答:

(1)当加入H2SO4溶液20 mL时,沉淀的质量刚好达到最大,生成沉淀的质量是g。

(2)原混合溶液中NaOH的物质的量是mol。

在解答上述计算时,学生因为思维混乱,看不到所给坐标中的信息,造成运算错误,或者看到坐标中的信息能计算出正确答案,但并不能理解其反应原理,更谈不上举一反三,学会解题方法了。而从电解质的电离“进入”其微观世界,认识其在水溶液中以自由移动的Na+、Ba2+、OH-构成,加入H+、SO42-,溶液中的反应其实质就是离子之间的反应,所以发生H++OH-H2O、Ba2++SO42-BaSO4,整个过程中Na+并没有参与反应,两个离子反应同时进行,这样通过分析离子间的相互作用,了解其微观粒子的行为,运用其反应原理,深入到反应内涵,知其所以然,形成解决化学试题的思维能力,从而能达到举一反三的效果。

例2 室温下,将100 mL某硝酸和硫酸的混合液分成两等份:一份加入过量的BaCl2溶液,充分反应后得沉淀2.33 g;另一份加入50 mL 1.0 mol・L-1 NaOH溶液,充分反应后溶液的pH=13(溶液的体积为100 mL)。试计算:

(1)原溶液中所含H2SO4的物质的量mol。

(2)原混合溶液中硝酸的物质的量浓度为mol・L-1。

解决第二问时,因为无论是硝酸还是硫酸,拥有相同的H+,与NaOH溶液反应存在:H++OH-H2O,反应中消耗的n(H+)等于消耗的n(OH-),应用H+的物质的量等于OH-的物质的量列式计算有:2n(H2SO4)+n(HNO3)=n(OH-)=0.05 L×1.0 mol・L-1-0.1 L×0.1 mol・L-1,从而n(HNO3)=0.04 mol-2×2.33÷233mol=0.02 mol,所以原溶液中:c(HNO3)=2×0.02 mol÷0.1L=0.4 mol・L-1。

对分子生物学的认识篇10

老子的认识论老子的认识论受到的批评是最多的,被认为是否认和排斥感性认识的一种神秘主义认识论〔4〕。如北京大学哲学系主编的《中国哲学史》认为:“老子认为,对事物的认识不应到客观世界中去求,认识不是从实践中来的。”〔5〕这是因为“他说:‘不出户,知天下;不窥牖,见天道。其出弥远,其知弥少。’(《四十七章》)这就是说,你越是深入到客观实际中去,你得到的认识就越少,相反,足不出户,眼不看窗外,天下万事万物和其总的规律就都能被我认识得清清楚楚了。所以他认为,‘圣人不行而知,不见而名,不为而成’〔6〕,圣人是不用实践就有知识,不用观察就可作出判断,不用去实干就可以取得成果的。”〔7〕这里被理解为老子认为认识可以不经过实践就可以得到。笔者认为这是一种严重的误解,一种典型的断章取义,仅凭一段话就简单地下了结论。因为实际上老子并不反对观察和经验,例如他在五十四章中说:“以身观身,以家观家,以乡观乡,以国观国,以天下观天下。”可见,老子不但不是否认和排斥感性经验,而且还非常重视观察、重视感性经验,非常注重从事物本身认识事物的,而不是从主观愿望出发。况且,老子所说的圣人“不出户,知天下”,并不等于就是否定和反对感性经验。

只有认识把握了事物的规律即道,才叫做明,明就是对事物的道的认识与把握。如果不认识事物的本质和规律——道,而轻举妄动,就必然会遭受灾难、祸害。认识了事物的道,才能包容一切,做到大公无私,做到大公无私,才能处事周全而不致犯错误,而处事周全才符合自然,符合自然就是符合道。只有符合道才能长久立于不败之地。可见,老子不仅重视观察与感性经验,重视从事物本身认识事物,而且还非常重视理性思考。他认为仅仅观察是不够的,而要在反复观察的基础上,去除思想上的各种主观杂念,达到虚心与宁静,通过反复思考,从整体上去全面地认识事物,才能透过复杂的、变化多端的现象认识与把握事物的常,即本质和道。老子的学说就是他长期观察事物和社会发展变化,认真学习和继承前人的思想,通过反思、静思、玄览总结而形成的。关于对知识的态度问题,老子受到的批判也是很多的。如北京大学哲学系主编的《中国哲学史》认为:“老子对知识采取了一种否定的态度”〔8〕,“他主张‘绝圣弃智’,‘绝学无忧’。他是把知识看成人精神上的一种负担,造成社会纷争的原因之一。所以他明确地说,他求的‘道’和一般所谓的求‘学’不一样。‘为学日益,为道日损,损之又损,以至于无为’。(《四十八章》)这是说,一般的学习,总是要不断地增加知识,可是他追求的‘道’却是要日益减少知识。因为在老子看来,知识的增加也就是欲望的增加,知识的减少,欲望才能减少。这样,求‘道’就是要使知识、欲望减之又减,减到最后以至于一无所知,因而也就无所追求,无所作为了,于是就达到了精神上彻底解放的最高境界。”〔9〕笔者认为这种理解是不准确的,这是把老子所反对的当时的“圣人之学”完全等同于一切知识,并把老子的“道”同一切知识完全对立起来。实际上老子的“绝圣弃智”、“绝学无忧”反对的并不是一切知识,而是仅仅指当时的所谓的“圣人”之学。老子对当时的“圣人”所提倡的所谓“仁义”、“智慧”之学进行了极其尖锐的批判,认为所谓“仁义”、“智慧”之学增加了人们的欲望和虚伪、欺诈,是天下大乱和百姓受苦的根本原因,只有彻底抛弃,“绝圣弃智”,才会“民利百倍”(《老子》十九章),天下才会无忧。因此老子强烈反对学习当时的“仁义、智慧”之学,因为“为学日益”,只能增加人们的欲望和不道德的行为,给社会带来灾难。而老子主张“为道日损”,就是要人们通过学习“道”来减少私心杂念和过多的欲望,而且只有认识和把握了事物的“道”,才能把握事物的本质和规律,才能服从道,以道行事,以道治国,做到“顺其自然”,实现“无为而治”,而不是无所作为,而是“无为而无不为”。况且,如果老子否定一切知识,他又何必写出《道德经》一书呢?这在逻辑上是说不通的。可见,老子否定的只是当时的“圣人”所提倡的所谓“仁义”、“智慧”之学,而不是一切知识。他提倡的是他的关于“道”的理论,包括《道德经》中的所有认识。4.老子的社会历史观老子的社会历史观与他的核心思想“道”是一致的,或者说“道”是老子社会历史观的理论基础。他认为“道”是一切事物的本原,一切都是由“道”派生的,人类社会也必然如此。而“道”是一种无形的、混沌的物质形态,这就否认了神创论,属于一种无神论的历史观,这在当时有神论占统治地位的情况下是一种很大的进步。他还认为,人类社会与自然、宇宙一样有“道”,而且必须服从“道”,是按“道”运动、变化、发展的,有自身发展的规律,而不以人的意志为转移,不能人为地改变。在当时生产力还非常落后的历史条件下,老子还看不到人类社会实践、生产力发展对历史的重大作用,看不到人的主观能动性的重要反作用,因此,他主张无为而治,顺应自然,不要人为地过多地干预,把社会发展看成是一种完全自发实现的过程。同时,随着生产工具的改进,生产力的发展,原有的奴隶制生产关系已不适合生产力的发展,奴隶与奴隶主之间的矛盾日益尖锐,奴隶大量逃亡、起义,产生了新的封建生产关系和新兴的封建地主阶级,奴隶制开始崩溃,出现了礼崩乐坏、社会制度变化的动荡局面。面对这种情况,老子由于受到认识上的局限性,开不出新的治国处方,看不到社会历史发展的新的方向和前途,只好提出恢复古代小国寡民的政治理想。他说:“小国寡民,使民有什伯之器而不用,使民重死而不远徙。虽有舟舆,无所乘之;虽有甲兵,无所陈之,使民复结绳而用之。甘其食,美其服,安其居,乐其俗。邻国相望,鸡犬之声相闻,民至老死不相往来。”(《老子》八十章)老子的这一理想,代表了当时中下层普通百姓的愿望,即反对统治阶级的残酷剥削压迫,反对战争和动乱,希望过上和平、富裕、人人平等的美好生活,希望能回到没有剥削、没有战争、没有复杂的阶级矛盾的结绳记事的原始纯朴社会。这种愿望是美好的,但只是一种空想,具有极大的历史局限性。他的社会历史观中也包含有许多合理的内容,如他认为人类社会有它自身发展的道即客观规律(虽然他还未认识清楚),人类应当服从道,而不能随心所欲地违反道的思想,他反对战争,反对统治阶级剥削压迫人民,主张平等和谐的思想,至今具有其重要的历史意义和现实意义。

关于老子哲学在中国哲学史上的地位问题,也是一个历来有严重分歧和争议的问题。自从汉武帝独尊儒术,罢黜百家以后,儒家和孔子的思想就在中国历史上占统治地位,孔子就被视为中国文化和中国哲学的代表和始祖。1919年胡适在《中国古代哲学史》提出老子是中国哲学始祖的观点,又引起了对老子哲学地位的争论,一直延续到今天,孔子被视为中国哲学的代表和始祖的观点仍然占主流。2003年版的北京大学哲学系主编的《中国哲学史》虽然承认老子比孔子年长,仍然把孔子排在老子之前,可见这种影响之深。笔者赞成胡适的观点,认为应该承认和恢复老子是中国哲学的始祖的历史地位。理由如下:综上所述,老子哲学的内容非常丰富。老子创立的以“道”为核心的哲学理论,初步探讨了宇宙、自然、社会和人生的真谛,回答了哲学最根本的问题,即世界、万物的本原,同时又回答了世界是怎样的,宇宙万物运动变化的规律,以及人与宇宙、自然的关系,包含了本体论、辩 证法、认识论、历史观等哲学的重要内容。可以说,只有《道德经》一书才能真正称得上是我国古代最早和最完整的哲学着作。而且老子的以“道”为核心的哲学对我国古代春秋战国时期的儒、墨、法、刑、名、纵横、阴阳、兵家等诸家都有重要的影响。因此,老子应该是当之无愧的中国古代哲学的始祖。老子又是道家文化的创始人。道家文化与儒家文化、佛家文化共同成为公认的影响我国历史发展的三大重要思想源头,而且一直延续到今天。正如台湾学者陈鼓应在《老子与孔子思想比较研究》中指出的:“老子建立了相当完备的形而上学体系,而孔子在宇宙论和本体论方面是空白的;老子倡导‘静观’,‘玄览’的认识方法,而孔子在认识论方面是贫乏的,老子有相当多的辩证法思维,而孔子在这方面是阙如的,在这些主要的哲学领域——无论就形而上学领域、认识论范围或思想方法上——老子哲学思维的丰富性与孔子哲学思维的欠缺性,确实相形悬殊。”〔10〕因此,“老子是中国第一位哲学家,孔子是中国第一位伦理学家。”〔11〕老子哲学与最早的西方哲学——古希腊的自然哲学差不多处于同一历史时期。古希腊的唯物主义自然哲学家们探讨了世界的本原问题。他们把世界的本原归结为某些具体物质形态,用物质来说明世界的物质统一性,从而否定了宗教迷信和神创论,具有一定的历史进步意义。例如:泰勒斯认为水是万物的本原,万物生于水而归于水,水是不变的本体。阿那克西美尼认为气为万物的始基或本原。他说:“我们的灵魂是气,这气使我们结成整体,整个世界也是一样,由气息和气包围着。”〔12〕赫拉克利特认为火是万物的本原。他说:“这个世界,对于一切存在物都是一样的,它不是任何神所创造的,也不是任何人所创造的;它过去、现在、未来永远是一团永恒的活火,在一定的分寸上燃烧,在一定的分寸上熄灭。”〔13〕阿那克萨戈拉的“种子”说认为“种子”是万物的本原。“种子”是一种具有各种不同性质的、数目无限多的物质微粒。恩培多克勒的四根说认为火、水、土、气是生成万物的四个根,即四种元素,万物都是由这四种元素形成的,火、水、土、气就是万物的本原。德谟克里特提出了原子论,认为一切事物的本原是原子和虚空。原子是一种最后不可分割的物质微粒。虚空是空洞的空间,是原子活动的场所。原子和虚空都是不可见的,但都是客观存在的。而老子在这一时期也探讨了世界的本原,他提出了“道”这一最高范畴,认为“道”是一切事物的本原,一切事物都是由“道”产生的,但“道”是一种没有任何固定形状的、看不见、摸不着的而又客观存在的物质形态。老子哲学也是用“道”这种物质形态来说明世界的本原,说明世界的物质统一性,从而否定了宗教迷信和神创论。但是,老子这里的“道”已具有更高的抽象性,同古希腊唯物主义自然哲学家们把世界的本原归结为某几种具体的、有形的物质形态比较,显然在哲学史上具有更加进步的意义。老子的《道德经》一书中包含的辩证法思想也非常丰富,已认识到一切事物都是运动变化的,矛盾具有普遍性,矛盾双方相辅相成、相互联系、相互依存、相互转化,还初步具有了质量互变的思想。这些哲学思想与西方哲学的源头古希腊哲学相比,一点也不逊色。老子把他的这些重要的哲学思想广泛地运用于政治、经济、科学、军事、管理、处事、美学、养生等各个方面,都发挥了非常重要的影响。这也是长期以来老子的哲学能够引起古今中外哲学家、科学家们高度重视的原因之一。