对应用化学的认识和理解十篇

对应用化学的认识和理解篇1

关键词：学科理解；化学核心素养；学科育人价值；教师专业发展

文章编号：1008-0546（2017）03-0013-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.03.004

高中化学课程的实施，强调在教师帮助与同伴互助下，使学生认识化学科学、理解化学科学，培育“宏观辨识和微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“实验探究与创新意识”“科学态度与社会责任”等化学核心素养。要达成此目标，离不开教师对化学科学的认识、对化学核心素养内涵的理解、对化学科学育人价值与化学核心素养关系的把握。因此，实施基于核心素养培育的高中化学教学，强调增进化学教师对化学学科的理解，建构起对化学知识、化学认识方式等的结构化认识，进而认识到化学学科育人价值并在教学活动中自觉落实。

一、为何强调增进学科理解

学科核心素养是在相应课程学习过程中发展起来的、具有学科特质的关键能力与品质。这些关键能力与品质，包含相应学科学习与研究过程中发展起来的认识客观事物与分析解决问题的思维方式与关键能力、培育起来的情感态度和价值取向等。

各门学科因具有独特的认识对象与研究任务，体现着自身独特的学科本质特质（即学科特质），从而成为相对独立的学科。而对学科研究对象的认识与核心任务的解决，需要相应的认识方式、思维方法与能力要求。因此，不同学科将承载着发展不同关键能力与品质的功能，承载着不同的育人价值，从而发展不同的核心素养。换句话说，学科的本质特征、学科的核心任务以及学科的实施（学习）方式将制约着学科核心素养[1]。

因此，为了理解与把握学科核心素养，并在学科教学中培育学科核心素B，教师必须增进学科理解。所谓学科理解，是指教师对学科知识、认识方式和思维方法的系统化、结构化理解，其本质是建立起富有学科特点的审视认识对象与现象、分析与解决问题的思维，以及在学科思维指导下建构起来的对学科的本原性、整体性的认识。只有教师认识、理解所教的学科，把握学科本质特征、研究对象与任务、认知思路与方式方法，明确学科的功能价值等，才能把握住学科应该发展哪些关键能力、培育哪些品质，以及采用怎样的教学方式来开展课堂教学以利于学科关键能力和品质的培育，从而将核心素养的培育落到实处。

二、化学教师对化学科学应有的基本理解

化学教师理解化学科学的标志，是对学科内容知识、认识论知识和学科核心观念等方面建构起整体性认识，从而形成良好的化学知识结构[2]。从目前化学教师的学科理解情况看，强化对化学认识论知识的理解显得尤其重要，即对化学科学的基本问题、研究的水平层次、解决的基本任务及其方法论等方面形成基本的理解。

理解化学科学，首先要认识化学学科的本质特征。要认识学科的本质特征，前提是明确学科本质特征究竟是由什么决定的。实际上，一门学科的本质特征，是由这门学科的研究对象所决定[3]。因为学科研究对象不同，将导致学科研究的基本问题、研究的基本方法、研究的水平层次等有差异。这些差异共同决定着学科的本质特征。

1. 化学研究对象与基本问题

化学研究的对象是什么？《普通高中化学课程标准（实验）》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，其特征是研究分子和创造分子。”因此，化学科学研究的对象是物质，并在研究物质的基础上实现对物质组成与结构、性质与应用的认识，并最终达成创造物质、服务人类、推进现代社会文明和科学技术的发展。

研究物质性质及其应用、创造新物质，离不开对化学变化这一实现物质转化途径的研究。所以，物质及其转化是化学科学的核心。对于物质及其转化的研究，首先要回答物质及其转化“有什么”或“是什么”，即探寻物质及其转化规律。在此基础上，还要回答为何会存在这样的规律。于是，化学科学在认同分子、原子等粒子客观存在前提下，立足于原子、分子水平开展物质及其转化的研究，建构科学理论，回答“为什么”的问题。因而，探寻物质及其转化的基本规律、建构物质及其转化的科学理论成为化学科学认识的两大基本问题。[4]

2. 化学研究方法与学科思维

物质及其转化的基本规律是人们认识和解决问题实践活动的结果。由于化学物质的多样性和物质运动的复杂性，因而对于物质及其运动变化的基本规律的认识需要开展科学探究，需要借助实验、观察等多种手段，在获取事实和证据基础上进行加工与整理，通过比较、分类、归纳、概括等思维活动建立起实质性联系，进而得出合理的结论。因此，以实验为主的科学探究成为化学科学认识基本活动，实验成为化学研究的重要方法与手段，并在化学科学发展过程始终处于核心地位。

由于物质是由原子、分子等微粒构成的， 因此物质及其转化的特点与规律总是与构成它们的微粒的种类以及连接方式有关，即物质及其转化的规律是物质微观结构的反映。因此，化学科学在所观察到的物质及其转化的事实并形成物质及其转化规律的基础上，为解释物质及其转化的事实和规律性，必须立足于分子、原子的微观水平视角，借助分析推理与合理想象，运用多种模型和化学符号来描述和解释化学现象，最终建立起物质及其转化的科学理论[5]。

因此，研究物质及其转化问题，建构物质及其转化的基本规律和科学理论，需要借助观察与实验等手段，从物质及其变化的宏观现象入手，在分子、原子等微观水平上分析研究，并运用化学符号、模型加以表征。同时，在表征物质及其变化的宏观现象、微观本质、符号模型间建立起联系与转化。所以，“宏观-微观-符号”三重表征成为化学学科特有的思维方式，化学用语、化学模型成为表征物质及其变化的独特方式。

3. 基于W科理解的化学核心素养分析

化学学科的育人价值主要体现为帮助学生正确认识化学、学会研究化学和科学运用化学三个关键方面[6]。结合前述化学学科基本理解可知：正确认识化学，强调学生理解化学学科的本质特征，学会从多角度、多层面理解物质世界，建立起对物质世界本质的、整体的认识，形成科学物质观；学会研究化学，就是要建立起看待物质及其变化的世界观和方法论，形成化学基本观念，掌握科学的思维方式与方法，发展科学探究能力，形成研究的科学态度、务实的科学精神和坚毅的科学品质；科学运用化学，要求帮助学生深刻理解化学与技术、社会和环境的关系，学会运用化学知识认识和改造物质世界，学会合理利用自然资源、创造新物质，形成正确的化学价值观与科学伦理观，增进社会责任感、促进社会的可持续发展。化学核心素养作为学科育人价值的独特体现，很好地反映了化学学科的育人价值。

（1）化学核心素养反映了正确认识化学的要求

化学核心素养强调学生理解化学学科的本质特征，建立起对物质世界的本质性和整体性认识，形成科学物质观，体现了化学学科在促进学生正确认识化学的育人价值。如，“宏观辨识”“微观探析”“模型认知”强调从宏观、微观、符号“三重表征”来认识物质及其变化，使用化学符号与模型描述、解释化学现象，正确对物质及其变化进行分类并建立起物质及其转化关系的认识，从微观层面建立起物质的组成、结构和性质的联系；“变化观念”“平衡思想”强调认识物质的运动特性及其变化的条件性，认识到物质运动变化的对立统一、联系发展及动态平衡，建立起物质及其变化的特征和规律；“证据推理”“实验探究”强调理解科学探究的意义，认识到化学研究需要以实验为手段获取事实与证据，并开展基于证据的分析推理等；“科学精神”“社会责任”强调化学研究需要严谨务实、实事求是，认识到环境保护和资源开发的重要性，深刻理解化学、技术、社会和环境间的相互关系，认识到化学对社会发展、科技进步的重大共享等等。

（2）化学核心素养反映了学会研究化学的要求

化学核心素养作为学科发展起来的核心能力与品质，对如何开展化学学习研究起到很好的指导作用。其中，“宏观辨识与微观探析”强调建立“宏观-微观-符号”的化学学科思维，应用分类的方法对物质及其变化进行研究从而揭示物质及其变化的规律，建立起“结构决定性质、性质决定应用”的观念；“变化观念与平衡思想”强调从内因和外因、量变和质变等多个方面分析物质变化及其伴随的能量变化，应用对立统一、联系变化的观点考察化学反应；“证据推理与模型认识”“实验探究和创新意识”“科学精神和社会责任”强调化学研究需要务实的科学态度和敏锐的创新意识，需要缜密地假设、科学地探究，开展基于证据的分析推理、得出科学结论，运用模型描述和解释化学现象、建构解决问题的思维框架等。因此，这些素养从对化学学习研究的认识方式、认知思维、科学态度等方面提出了具体要求，体现了化学学科在促进学生学习研究化学方面的育人价值。

（3）化学核心素养反映了科学运用化学的要求

在科学运用化学方面，不仅要运用化学，还强调要科学运用。这意味着，一方面要能够自觉应用化学知识去指导工农业生产、解决与化学相关的问题，应用化学技术创造性开展工作、创造新物质，从而有效地促进人类与社会发展；另一方面，还需要深刻理解化学与技术、社会与环境的相互关系，建立起科学的伦理观、科技观和价值观，增强社会责任感，确保化学及其技术应用要能很好地促进人与自然、社会和生态的和谐发展。即在解决与化学相关的社会问题、参与社会决策时，应密切关注化学过程可能带来的各种影响，以保护环境和资源为前提，权衡利弊、秉持可持续发展和绿色化学这一解决相关问题、开发利用自然资源等的基本思路与原则。对于这些方面，“创新意识”“科学精神”“社会责任”等三个方面的核心素养得到了很好的体现。

四、结语

综上分析，化学教师只有增进化学学科理解，明确化学学科育人价值，才能把握化学核心素养的内涵，并自觉地在化学教育教学实践活动中培育学生化学核心素养。因此，教师应注重通过多种途径和方法来提高对化学学科的理解。一方面，化学教师应加强对课程标准、教科书、专业杂志的学习与研究，从理论层面提升对化学学科的理解。如高中化学课程标准，对化学课程的性质与理念、目标与价值、内容与实施等作了详细的规定，这些规定对化学学科特质做了较为详细的诠释，是从理论层面增进学科理解的最有价值的文献；而《化学教学》、《化学教育》及《中学化学教学参考》等杂志，也刊载了大量关于化学教师PCK知识、化学基本观念、化学学科思维等方面的文章，对这些文章的学习与研究，也能增进教师对化学学科的理解。另一方面，开展基于课堂教学的实践与反思活动，对增进教师的化学学科理解也具有十分重要的实践价值。具体到教学实践中，教师结合具体的教学内容进行多角度审视，借助WWWH认识论思考模型、化学核心观念的概念图等技术，增进对化学核心知识的理解，建立起各类知识间的基本关系，从而能整体性理解化学学科、理解科学的本质[7]。在此基础上，结合自己的学科理解去设计、实施课堂教学，结合课堂教学去反思自己的教学理解等等。

参考文献

[1] 成尚荣.回到教学的基本问题上去[J]. 课程・教材・教法，2015（1）：25

[2][4]梁永平.论化学教师的课程知识及其发展[J].化学教育，2012（6）：3-4

[3] 王凤军.谈化学学科的本质特征[J].白城师范学院学报，2006（6）：21

[5] 杨梓生.对高中化学学科核心素养的认识[J].中学化学教学参考，2016（9）：2

对应用化学的认识和理解篇2

一、中学化学课堂教学目标设计的现状和不足

1.忽视化学学科教学的根本价值,夸大考试大纲的指挥作用

一些教师备课的主要工作是熟悉与教学内容相关的练习题、考试题,从如何帮助学生懂得答好这些题目的角度选择和设计教学内容。这种教学往往可以让学生在短期内获得比较理想的考试成绩,但并不能让学生感受到化学学科的乐趣和价值从而喜欢上化学这门学科,也不利于培养学生在生活实践中运用化学学科的观点和视角分析问题的能力。另外,由于教学过度关注考试,教师常常忽视重点主干知识的形成过程,学生的思维被一些细枝末节的所谓考点所拖累,最终无法构建完善的学科知识体系。

2.缺乏对中学化学课程内容的整体把握,局限于孤立的章节或课时内容

长期在初中任教的教师不熟悉高中化学的教学内容和要求,同样一直任教高中的教师对初中化学的教学现状也不太关心,这是很常见的现象。而且新课程理念下的教材内容设置注重概念的螺旋式发展,同一主题内容在不同的模块和年级有不同的要求。如果不能把每一个章节、课时的教学放在整个中学化学课程体系和中学化学总体教学目标中进行思考和设计,往往给人感觉教学缺乏灵魂,而且很容易发生难点知识一步到位、重点知识不到位的情况。

新课程理念下的教材内容鲜活、栏目丰富,吸引了很多教师开展对教材栏目教学功能的挖掘和研究。这种教学研究方式总体来说是积极的、有效的,但这种研究如果陷入“只见树木,不见森林”的误区,也会使一些经验缺乏的教师把大量的课堂时间用于一些非重点问题的探究上,造成教学目标出现偏差。单独看一节课也许会认为有新意、有思维深度、有探究力度,但从整个课程目标的达成看也许价值并不大。我们更倡导在找准核心教学目标的情况下发掘教材的功能和价值。教材有几种版本,不同版本内容的设置、活动的设计有很大差异,但都是服务于相同的课程标准,这一事实也告诉我们孤立地深挖教材欠妥。

3.曲解新课程理念在实践中的作用,架空教学目标的导教、导学、导评作用

教育心理学研究指出,教学目标必须有导教、导学、导测评的功能,但在新课程理念的冲击下,很多教师的教学目标设置逐渐与课堂实际脱离,成为教学设计中一顶华丽的“帽子”。其中最主要的几个误区是:(1)认为课堂教学必须有完善的三维目标陈述,把课程目标误用作课堂教学目标,导致目标达成情况无法评价,教师们被迫把一些空泛、大概念的词语放入课堂教学目标中,如“严谨求实”“勇于创新”“科学精神”“探索能力”等。(2)认为三维目标就是在落实知识与技能的基础上还要加入方法、情感的目标,不理解过程与方法、情感态度与价值观都是渗透在具体的知识和技能学习之中以及教学方式的转变之中。所以会在现在的课堂中听到教师把“方法”“能力”“态度”“精神”“观念”等词语常常挂在嘴边,唯恐听者不知,却没有真正让学生在思考具体问题时充分体验和养成的策略,学生也能感受到课堂的怪异和做作。

二、对中学化学课堂教学目标和任务的看法

1.长期的、最终的教学目标不同于具体的课堂教学目标

有人说,新课程理念下中学化学不仅要教会知识还要培养学生的能力。能力是什么?布卢姆、加涅等教育心理学家在对学习结果进行分类时并没有“能力”的提法,而代之以具体的言语信息、智慧技能和认知策略等广义的知识,这些分类使教学更具操作性。能力是客观存在的,但无法在短时间里、在一件事情上就能发展起来,可以说能力是教学的最终目标,就好像课程标准的课程目标一样,它也是最终的目标,但并不适合作为课堂目标使用。而教学是由一个个课堂组成的,课堂教学必须有具体的可以达成的目标,即使要渗透一些思想和方法也要转化为具体的活动和任务。

2.化学核心观念在中学化学教育中的重要价值

学生通过化学课程的学习,根本目的是形成从化学的视角认识事物和解决问题的思想、观点和方法,即植根于学生头脑中的化学基本观念。山东师范大学毕华林教授将化学核心观念作如下分类(见附图)。

该分类体系清晰简洁,将学生学习的中学化学基本内容和学习的方法有机呈现出来。通过学习中学化学,人们可以理解世界万物都是以若干种元素(原子)为基本单元构成的,可以透过宏观物体“看到”其微观构成,能理解宏观物质为什么有相关的性质和用途,能理解一切自然界没有的新材料何以制造出来,也能理解有的物质为什么会逐渐失去它的性质,能理解周围的阳光、空气、水在物质的变化中起着什么作用;学习中学化学,人们能学会更有效地处理生活中大量复杂的信息和数据,具备透过事物外表认识其本质的思维习惯;学习中学化学,人们可以了解化学在创造五彩世界中的作用,可以纠正化学破坏了环境的片面认识,理解科学之于人类的意义。

3.实施化学核心观念教育在中学化学课堂教学中的具体作用

有一个经典的比喻:“没有基本观念统领的知识教学是把‘种子’磨成‘面粉’的教学。”意思是中学化学教学的学科知识是有限的,学生应该借助这些有限的知识形成终身有用的思想、观点和方法,把这些知识当做启发思维、训练思维的“种子”,而不在于要把知识本身嚼碎记牢。所以,具有实施化学核心观念教育理念的教师能转变学生的学习方式,更有利于知识向能力的转化。

实施化学核心观念教育,必然注重知识与核心概念的认知过程,必然强调概念间的联系和知识迁移,必然会引导教师关注整体、把握本质,引导学生不要过分注重细节,超越具体事实,从本质上认识和理解所学知识。

与不可捉摸的“能力”相比,化学核心观念更容易与具体的化学知识相互渗透和融合,教师落实三维课程目标便有了抓手,素质教育的可操作性大大增强。

三、基于化学核心观念教育的教学内容分析和教学目标设计思路框架及其解释

我提出分析教学内容和教学目标设计的思路框架是:1.分析课程标准的相关要求;2.分析教材具体的知识本体及其主线;3.分析学生相关的原有认知和后续认知;4.分析教学内容承载 的化学核心观念、思想和方法。

课程标准将课程划分成若干模块,每个模块提出若干个主题,需要注意的是这些主题与教材的章题并不是一致的,主题注重体现学科价值,章题注重体现知识逻辑,但主题下的具体内容都能在教材的某个章节找到。所以课程标准最突出的功能是首先指出了具体内容的价值取向,即课程标准中的内容标准告诉教师为什么要教这个内容;其次课程标准对某一主题知识在中学各阶段要达到什么目标层次作了规定。因此,看课程标准看什么?一看这个内容为什么会出现在教材中,二看同一主题的内容在中学教材中出现了几次,要求有什么不同。

美国着名教育心理学家奥苏贝尔说:“如果我不得不将所有的教育心理学原理还原为一句话的话,我将会说,影响学习的最重要因素是学生已经知道了什么,根据学生原有的知识状况进行教学。”学生要理解新知识必须将新知识纳入到原有认知结构中去(或上位学习,或下位学习,或并列结合学习)。我认为,现在的新知识也必将成为今后学习的“原有认知结构”,所以教学也要着眼于学生的后续学习和发展。

在毕华林教授对化学核心基本观念的解释中,我从影响学生学习的角度提出这些基本观念中最应该落实的重点(见下页附表),这些重点应长期支持教师的指导和学生的学习。

四、应用实例

1.案例一:人教版必修1“氧化还原反应”

(1)分析课程标准。

九年级:“二、身边的化学物质——(一)地球周围的空气——2.知道氧气、二氧化碳的主要性质和用途,认识氧气能跟许多物质发生氧化反应。”

必修1:“主题3 常见无机物及其应用——5.根据实验事实了解氧化还原反应的本质是电子的转移,举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应。”

选修4:“主题1化学反应与能量——4.体验化学能与电能相互转化的探究过程,了解原电池和电解池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。5.通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理,认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。6.能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害,通过实验探究防止金属腐蚀的措施。”

分析课程标准内容,得到以下认识:初中学习氧化反应是为了让学生更好地了解氧气的性质,只需要形成一种观念:一定条件下氧气能与大多数金属单质和非金属单质反应生成氧化物。必修教材放在常见无机物及其应用这个主题下,显然是告诉我们学习氧化还原反应是为了更好地学习元素化合物的性质,是在准备一种学习工具。选修4是氧化还原反应这一工具更深入的应用且与生活生产紧密联系,因此对生活中常见的电化学现象要理解并会用化学语言解释。对氧化还原反应的认识在整个中学课程体系中是螺旋上升的:表面现象概念的本质概念的应用。

(2)分析本节教材具体的知识本体及其主线。

通过思考与交流活动,让学生回忆初中从得氧和失氧角度建立的氧化反应、还原反应概念,在此基础上,从化合价有无变化角度分析具体的化学反应,建立从化合价角度界定的氧化还原反应;然后从原子结构出发,以钠与氯气、氢气与氯气的反应为例,分析氧化还原反应的实质是电子的转移;通过“学与问”栏目,探讨氧化还原反应与其他化学反应类型的关系;然后从电子转移的方向角度给出氧化剂和还原剂的概念,同时提出氧化性、还原性,列举了常见的氧化剂和还原剂;举例说明氧化还原反应在生产和生活中有着广泛的应用。

教材的主体内容逻辑清楚,但是理论性很强,学生接受是有障碍的。这些学习障碍是:氧化还原反应和化学反应是什么关系?为什么要学习氧化还原反应?为什么把得失氧作为氧化还原反应的分类标准不再适宜?新的分类标准与得失氧的分类标准有什么联系?为什么有的反应化合价不会变化而有的会变化呢?

教材对氧化剂和还原剂、氧化性和还原性的介绍方式是先给出严谨的定义再让学生分析具体的反应,这种呈现逻辑并不符合学生认识一个新概念的心理规律,概念的形成应建立在诸多生动的事实的概括之上。因此,这些概念的学习应与氧化还原反应概念的形成融为一体,在具体化学反应的认识和分析中建构概念。可以尝试直接拿一些熟悉的反应问学生:谁把谁氧化了?你认为谁该称作氧化剂?反过来,谁把谁还原了?你认为谁该称作还原剂。

(3)分析相关的原有认知和后续认知。

原有认知:化学变化的本质是原子之间的重新组合;氧化反应和还原反应是独立界定的,学生还没有将两者统一在一个化学反应中;有若干个比较熟悉的氧化还原反应实例,但数量很有限;已经学习了两种对化学反应进行分类的标准(物质组成和种类;溶液中进行的离子反应。)

后续认知:能从元素化合价特点分析某物质的氧化性和还原性,能预测其发生的化学反应;能合理判断一个陌生氧化还原反应的可能产物;会配平一个氧化还原反应方程式。

从新知识与原有认知的关系看,兼有上位学习和并列结合学习。氧化还原反应概念的形成是从具体到一般的过程,但在认识这一类反应的时候又要运用与认识离子反应类似的思维,即用不同的分类标准对同一事物范畴进行分类。从新知识和后续认知的关系看,后续认知是下位学习,将氧化还原反应的一般概念具体化为众多的元素化合物知识和应用。故本节常见的氧化剂和还原剂这个环节的学习,重点不在于记住这些物质,而在于理解为什么它们是常见的氧化剂(还原剂),随着元素化合物学习的深入再逐渐去熟悉。本节教学形成“低价元素反应中有失去电子化合价升高的趋势,高价元素反应中有得到电子化合价降低的趋势”的观念对后续学习是最必要的。

透过分析我们能抓住教学的重点,从而轻易地排除一些“考点”对教学的干扰。如升降价元素处于同一物质中;氧化还原反应配平问题;一些没有实用价值的讨论(有单质参加的反应一定是氧化还原反应?有单质参加的化合反应一定是氧化还原反应?有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应?四种反应类型与氧化还原反应交叉分类关系如何?)等。

(4)分析承载的化学核心观念、思想和方法。

化学核心观念对“氧化还原反应”学习的支持,具体内容如下。

变化观:化学变化是有条件的,这里主要是原子结构对元素性质的影响。

元素观:化学变化中元素保持不变的深化认识(原子的结构发生了变化但原子的种类、个数都不会变化,还原剂失去的电子与氧化剂得到的电子总数一定相等)。

微粒观:氧化还原反应的微观本质是原子外层电子的转移。

分类方法:可以用不同的分类标准对化学反应进行分类,便于从不同的角度研究运用。

化学价值观:氧化还原反应与生活、生产密切相关。

(5)“氧化还原反应”教学目标设计参考。

①知识与技能。

a.了解氧化还原反应的本质,并能区分化学反应的各种分类标准。

b.能通过分析化合价变化判断氧化还原反应,能指出氧化剂、还原剂、“得电子”、“失电子”、“被氧化”、“被还原”、“表现氧化性”、“表现还原性”。

c.初步学会计算化学方程式的电子转移总数。

d.能根据物质所含元素的化合价初步分析其氧化性或还原性。

e.能举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应。

②过程与方法。

a.在氧化还原反应本质的探究过程中体会分类、比较、归纳、概括的学习方法。

b.能结合实例从微观上分析一个简单的氧化还原反应的本质。

2.案例二:人教版必修1“碳酸钠和碳酸氢钠”

(1)分析课程标准。

九年级:“二、身边的化学物质——(四)生活中常见的化合物——5.了解食盐、纯碱、小苏打、碳酸钙等盐在日常生活中的用途。6.知道一些常用化肥的名称和作用;常用化肥的鉴别。”

必修1:“主题3 常见无机物及其应用——1.能根据物质的组成和性质对物质进行分类。3.根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究,了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质。4.知道酸、碱、盐在溶液中能发生电离,通过实验事实认识离子反应及其发生的条件,了解常见离子的检验方法。”

选修4:“主题3溶液中的离子平衡——4.认识盐类水解的原理,归纳影响盐类水解程度的主要因素,能举例说明盐类水解 在生产、生活中的应用。”

从三个模块对碳酸钠和碳酸氢钠的教学要求看,初中对盐的性质的要求是个别了解,高一对盐的性质要求是纳入类别并对本质有初步了解,高二则对电解质的性质达到微观分析的层次。

(2)分析本节教材具体的知识本体及其主线。

教材内容的主体就是一个科学探究,探究的顺序是碳酸钠和碳酸氢钠溶于水的情况、水溶液的碱性、两者的热稳定性、与酸的反应,其中与酸的反应教材没有要求做实验而是直接书写反应方程式。最后简要介绍其作为食用碱和工业用碱的用途。

教材突出了实验手段在元素化合物学习中的作用,用实验提升兴趣、启发思维。教材对物质性质的探究基本遵循了外观观察物理性质化学性质的基本过程。但如何落实概念和理论对碳酸钠和碳酸氢钠学习的指导,教材没有具体的设计,没有安排讨论、思考与交流等活动。用途的介绍需适当补充。

(3)分析相关的原有认知和后续认知。

原有认知:碳酸钠和碳酸氢钠能与盐酸反应,程度好的学生可以写出反应方程式;了解化肥的鉴别的一般思路方法;物质的分类和离子反应及其条件已经学习,基本具备从类别和组成上认识物质性质的思维。

后续认知:铝盐和偏铝酸盐较为特殊,铁盐的学习重点在氧化还原反应;选修模块学习碳酸钠和碳酸氢钠溶液呈碱性的本质原因、溶液中离子浓度的关系。

可见,碳酸钠和碳酸氢钠的学习承载着大多数价态稳定的盐的性质学习方法,也承载着多元酸形成的盐的性质的学习方法,用怎样的方法和思维认识这些盐的性质是本节教学的重点。如果不这样认识,有可能降低本节教学的要求。

元素化合物的学了借助实验观察和分析,还要有有效的理论工具为指导,指导本节课内容学习的工具主要是离子反应理论、物质的类别(组成相似性质相似,同类物质性质相似),用以帮助学生理解具体的性质并形成长期有效的思维方式。首先从类别看,如果是熟悉的物质类别,那么它应具备此类物质的一般通性,比如金属、酸、碱等,但对盐的学习是无法借助同类物质通性的,盐的通性在高中阶段应该概括为在溶液中发生复分解反应,再从复分解反应的条件入手探究它们的性质和反应,在遇到具体问题和疑难时应抓住组成和结构决定物质性质的根本思维。

如,对于碳酸钠,一种合理的思维方式:溶于水会有和,猜测能否与某些离子生成沉淀、气体、水;猜测能否与某些离子生成沉淀、气体、水;然后再进行必要的实验探究。初中学过的大理石在组成上与碳酸钠有共性,大理石高温分解的性质碳酸钠有没有?碳酸氢钠可以使用非常类似的思维方式。也可能会有不同的思维方式,比如碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸的组成在学生看来都有一定的相似,能不能抓住这种组成特点突破对碳酸氢钠的认识呢?与碳酸钠相似故也能与酸反应,与碳酸相似故也能与碱反应,还可能受热易分解。最后将碳酸钠和碳酸氢钠的性质用分类工具扩展到其他碳酸盐和碳酸氢盐。

(4)分析承载的化学核心观念、思想和方法。

化学核心观念对“碳酸钠和碳酸氢钠”学习的支持,具体内容如下。

微粒观:碳酸钠和碳酸氢钠的组成的认识、电离特点。

变化观:离子反应是有条件的。

分类方法:电解质在溶液中的反应实质是离子的反应;同类物质性质相似。

实验研究方法:控制实验条件的方法。

化学价值观:碳酸钠、碳酸氢钠用途广泛。

(5)“碳酸钠和碳酸氢钠”教学目标设计参考。

①知识与技能。

②过程与方法。

a.进一步体会研究物质性质的一般过程:外观观察某些物理性质化学性质特殊性质。

b.进一步体会对比实验中实验条件控制的方法。

c.初步学会以物质分类、离子反应等理论工具探究常见的盐的性质。

五、反思与建议

对应用化学的认识和理解篇3

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.07.001

一、前言

电解池知识在新课程人教版的“化学反应原理”中列为学生学习重点知识，也是高考必考的知识点。通过对这部分知识的学习使学生了解电解池反应所遵循的规律，知道电解池知识在生产、生活和科学研究中的作用。电解池的相关概念和原理较为抽象，需要学生从宏观、微观和符号三个层次进行理解，具有较强的系统性和抽象性，是中学化学教学的难点。目前国内对电解池的研究集中于研究电解池与原电池的对比、有关电化学的教学设计、电解池的教学策略等[1-9]。大多数关于电解池的研究均与原电池相结合，单独涉及到电解池的研究较少，且关于专门针对电解池的学习困难的研究也较少。本研究通过认知结构测查与纸笔测验相结合的方式，试图探查学生在“电解池”领域的知识结构特征及可能存在的学习困难，打破以往仅通过教师经验分析或纸笔测验结果认识学生在具体知识点掌握方面所存在的模式[10]，解释学生建构该领域知识过程中的规律及其问题，并提出针对性的教学建议。

二、研究设计

1. 研究对象

被试群体为陕西省西安市东元路学校高三年级的21名学生，这21名学生代表着不同的学习成绩水平，其中7名优等生、7名中等生、7名学困生。

2. 研究方法

本研究采用流程图法[11-12]表征学生的认知结构。流程图法是在自然状态下，用一种非直接的方式获得人的思维顺序和结构组织特征，并用特定图形来展示受访者回忆内容的?序和内容之间的网络联系。即通过转录绘制流程图展现学生对于电解池内容的认知结构，采用线性箭头将学生的知识表达顺序连接，采用回归箭头表示重复知识点或相关知识点之间的逻辑关联。还需统计学生回答访谈问题所消耗的时间，需排除研究者提问所花费时间。有关认知结构变量及信息处理策略变量的内涵及计算如表1、表2所示。

三、研究结果与分析

1. 认知结构的定性分析

转录文本绘制21名学生的认知结构流程图，因篇幅有限，只选择列出学优生1、中等生2、学困生3的认知结构流程图，见图1。

通过展示3名学生关于电解池的流程图，可看出认知结构是具有整体性、层次性和差异性的组织系统。3名学生对电解池认知结构的广度和丰富度具有差异性。学生1认知结构的知识点较丰富，知识间的网络联系比较丰富，知识间系统性强。叙述框架有6个层次，依次为电解池的构成条件、电解池本质、阴阳极的判断、两极反应规律、阴阳极放电顺序及电解原理的应用，思路清晰，层次分明。学生2的叙述依次为电解池构成条件、两极反应规律及电解原理的应用，层次较鲜明，但条理性较差，说出两条电解池构成条件且未掌握阴阳极放电顺序。学生3认知结构的层次性和条理性都较差，只谈到电解池的本质、阴阳极判断及阴阳离子在溶液中的移动方向，未提及电解池的构成条件，未领会阴阳极知识的重要方面即阴阳极反应规律与阴阳极放电顺序。学生3与学生2和学生1相比，认知结构的整体性较差，需要后续进一步的提高和完善。

2. 数据处理与分析

（1）认知结构的定量分析

对学生认知结构整体结果进行分析，3名学生认知结构变量和信息处理策略数据的结果见表3。

由表中数据可以看出，学生1对于电解池可说出的知识点数目和知识之间的联系较多，且认知结构变量的整合度高于中等生与学困生，不存在错误描述，信息检索率相对较高。

电解池知识的信息处理策略中，学生1与学生2都倾向于用描述的信息处理策略表达电解池的构成条件。学生1能熟练地使用比较与对比的信息处理策略处理电解池阴阳极相关的知识，且倾向于使用情景推理与解释的信息处理策略处理电解池应用的相关知识。学生2倾向于使用描述的信息处理策略处理电解池应用的相关知识。学生2与学生3也能够使用比较与对比的信息处理策略处理电解池阴阳极的相关知识，但存在知识缺陷。

3. 相关性分析

（1）认知结构变量与成绩的相关性分析

从表4可得，关于“电解池”知识内容，学生的纸笔测试成绩与认知结构的丰富度和整合度密切相关（？鄢？鄢P < 0.01），纸笔测试成绩越高的学生其头脑中知识之间的联系越丰富、知识结构的整合度越高。

此外，认知结构的广度和丰富度、整合度、信息检索率密切相关（？鄢？鄢P < 0.01，？鄢P < 0.05）；丰富度与整合度、信息检索率密切相关（？鄢？鄢P < 0.01，？鄢P < 0.05）；有趣的是认知结构的错误概念与丰富度、整合度成负相关性（？鄢？鄢P < 0.01），而与信息检索率成正相关性（？鄢P < 0.05），这说明学生头脑中知识之间的关系越密切、知识结构的整合性越强，头脑中出现的错误概念就越少，但是学生若追求快速而准确的提取信息还是有一定困难的，容易出现错误概念。

（2）信息处理策略与成绩的相关性分析

由表5可得，关于“电解池”知识内容，学生的纸笔测试成绩与比较和对比、情景推理信息处理策略密切相关（？鄢P < 0.05），即学习成绩好的学生在呈现电解池相关知识时善于用较高级的信息处理策略。

（3）认知结构变量与信息处理策略的相关性分析

由表6可得，关于“电解池”知识内容，学生认知结构的广度和丰富度与比较和对比、情景推理信息处理策略显著相关（？鄢？鄢P < 0.01，？鄢P < 0.05）；此外，认知结构的广度还与描述密切相关（？鄢？鄢P < 0.01）；认知结构的整合度与比较和对比显著性相关（？鄢P < 0.05）；信息检索率也与情景推理密切相关（？鄢？鄢P < 0.01）。说明学生所掌握的知识越多，对知识间的联系理解得越透彻，则更倾向于使用比较对比、情景推理与解释的较高级信息处理策略。

4. 学生的学习困难

对学生关于电解池知识的掌握情况及学习困难进行分析：

（1）电解池定义与原理：学生掌握的情况欠佳，提到电解池能量转化，电解池工作原理与电解池对应手机充放电的人数较少，所占比例分别为20%、33.3%、13.3%。说明学生对电解池的定义与本质不够重视。

（2）电解池的构成条件：学生对电解池构成条件掌握不全面。大部分学生都可以正确回答出电解池构成条件有阴阳极，所占人数为66.7%，这与电解池与阴阳极紧密相关不可分割，且学生可以回忆出来的知识点之间的联系也大多与阴阳极有关，如：阴阳极的判断、阴阳极的反应规律及阴阳极的放电顺序。学生回答出电解池构成条件电解质、外接电源与闭合回路，所占比例分别为20%、23.3%、10%。

学生对电解池构成条件存在的迷思概念是学生认为电解池构成条件含盐桥，但人数很少，仅6.7%。出现这种情况的原因可能是学生未将电解池构成条件与原电池构成条件区分，对原电池与电解池的区别与联系掌握的不够透彻。

（3）两极反应规律：56.7%的学生能正确判断阴阳极且理解阴阳极得失电子发生的氧化反应与还原反应。然而，仅13.3%的学生可正确将原电池正负极与电解池阴阳极类比进行叙述。10%的学生在该知识上存在迷思概念，认为电解池阳极对应原电池正极，电解池阴极对应原电池负极。说明学生对电解池与原电池的区别与联系辨别不清。

对于电解池两极的材料，10%的学生提到电解池发生的电极反应与阴阳极的材料相关。13.4%的学生存在迷思概念，其中6.7%的学生认为电解池两极的材料均为惰性金属，6.7%的学生认为若用活泼金属做电极材料，则电解两极的金属。学生未真正认识到电解池阴阳极材料与电解池发生的具体反应之间的关系。

（4）离子移动方向：46.7%的学生能正确说出电解质溶液中离子移动方向，6.7%的学生存在迷思概念。?W生对电解池溶液中离子移动方向较不重视，且部分学生没有真正理解阴阳离子在溶液中移动的方向与电路中电子移动的关系。

（5） 阴阳极离子放电顺序：20%的学生能正确回答出电解池中阴极阳离子放电顺序和阳极阴离子放电顺序。6.7%的学生提到“阴极放电顺序：氯离子、溴离子在氢之前反应”，学生未理解溶液中离子移动方向且混淆离子放电顺序。6.7%的学生认为阴极放电顺序为强的金属离子先于弱的金属离子放电，忽略阴极阳离子放电以氢离子为界限。说明仅少数同学理解了阴阳极离子放电顺序。

（6）电解池的应用：学生可以举出部分电解池的应用实例。如：精炼铜、电镀、电解氯化钠、贵金属提炼等。但存在较多的迷思概念。如：轮船的保护、析氢腐蚀与吸氧腐蚀、燃料电池等，所占比例均为6.7%，原因可能是学生未区分清楚原电池与电解池的应用。有6.7%的学生提到电解池的应用是将其他形式的能量储存起来转换为电能，学生未理解电解池的原理是将电能转换为化学能。

四、讨论与教学建议

通过运用流程图法与纸笔测验法对高中学生关于电解池知识学习困难的测查与分析得出以下结论：首先，有关电解池的认知结构完整性、层次性与条理性较差，不能对电解池的原理与本质、构成条件、阴阳极反应规律、溶液中离子移动方向、阴阳极离子放电顺序及电解池的应用有系统且全面的认识；其次，学生对于电解池知识存在的迷思概念较多且分布较广；最后，学生对电解池与原电池的区别与联系理解不够透彻，如：原电池与电解池的工作原理；原电池正负极与电解池阴阳极的对应关系；原电池的应用与电解池的应用等。但是，在分析流程图中发现学生倾向于将电解池的阴极与阳极知识进行对比描述，条理清楚，表述明确。

针对以上学生关于电解池认知结构的情况，提出以下教学建议：（1）在电解池知识的教授过程中，使用对比教学策略，将电解池与原电池的工作原理与本质及装置构成条件进行比较，再辅以动画模拟或实践操作设计电解池与原电池，使学生直观形象、清楚明了地理解电解池与原电池的区别与联系。

（2）教师可在电解池阴阳极教学时强化学生的学习。即将阴阳极判断、溶液中离子的移动方向、阴阳极反应规律、阴阳极离子放电顺序的知识系统化、层次化、条理化，使学生整体上把握与理解电解池中关于阴阳极的知识。

（3）与物理学电路知识相联系，引导学生认识、理解电解池中电流与电子的移动方向，从而去推理判断电解质溶液中离子的移动方向与阴阳极离子的放电顺序。

对应用化学的认识和理解篇4

/

关键词 化学学科观念 概念教学 离子反应 教学设计 教学策略

1 问题的提出

法国著名的政治学家和社会学家马太·杜甘说过，概念向来被认为是知识的基础。康德则认为，所有的知识都来自与概念之间不可分解的微妙的自觉的连接。化学概念是化学学科知识体系的基础。高中化学概念教学组织得好，对于学生建构化学学科观念，甚至对于其一生的概括、提炼和总结能力的提高，对学生的终生发展都有重要影响。因此，化学概念学习与教学的理论研究很受重视。那么，总结一线教师关于化学概念教学的实践研究成果，不仅对教学实践具有重要的指导意义，也是建立科学的化学学习与教学理论的依据和基础。

江苏省中小学教学研究室利用“教学新时空”这一新组织平台，2012年4月起推出了高中化学“名师课堂”专题研讨活动，首次活动邀请到南京师范大学附属中学化学教研组长保志明老师为全省教师执教“离子反应”一节课，展开的现场研讨主题是“基于学科观念的化学概念教学”。活动届时在线人数上万，老师们积极参与在线提问和发表观点。归纳起来，感兴趣的问题有以下方面：老师们质疑这样设计教学能使学生掌握离子方程式的书写吗？对学生来讲，离子反应这节课的认知难点究竟应放在哪儿？如何关注学生思维和学科本质进行教学设计？学生对相关概念有哪些思维障碍？是否所有的概念教学都可以采用实验探究的方式进行呢？在实际教学中如何了解学生对概念的认识？有哪些因素会影响学生对概念的认识？怎样的教学处理方式有利于学生建构化学核心概念，进而运用概念来分析、解决实际问题，将具体概念知识的学习转化为学生认知水平及能力的发展？在学生概念认识的获取途径方面，是以听讲思考为主，还是以学生的探究活动为主，或是以学生的交流讨论活动为主？在概念性知识的呈现顺序方面，是以学生的认知顺序为主，还是以学科知识的逻辑顺序为主，或是将学生的认知顺序与知识的逻辑顺序相结合；在概念知识的教学处理方面，遵循的是“定性一定量”“宏观微观”还是“表面一实质”的处理方式？对于以上问题，下面以这节课为案例，就化学概念教学的惯有误区和常用方法，研讨化学概念教学如何基于化学学科观念关注于学生已有生活观念来设计教学目标、确立重难点和展开实验探究教学过程。 2 化学概念教学的惯有误区与常用方法

2.1 化学概念教学的惯有误区

部分中学化学教师因在学科思维、学科结构和学科理解等方面缺乏整体把握能力，使得概念教学行为很难到位；课堂很难达到预期的教学效果。总结起来，有以下几种不良状况：（1）一字不差，死板教条型；（2）把握不住，模棱两可型；（3）缩手缩脚，不敢越雷池半步型；（4）贪新求全，无所适从型；（5）自以为是，主观随意型；（6）过度操作，弱化思维型。对于这些不合适的教学处理方式，可以打个比方，如果把概念比作一把锁的话，教师的教学方式可以是一把钥匙，契合的钥匙就能把这个锁给打开，如果钥匙错了，又断在锁里，即便有了契合的钥匙也打不开这把锁了。因此，对于概念教学的不良状况必须得到重视和矫正。

2.2 概念教学的常用方法

概念教学的理论研究主要有概念形成、同化理论，与图式理论等，后期又有建构主义理论。鉴于中学化学教师通常对事实、实践描述得多，但概括得少；叙述得多，但提炼得少；分析得多，但综合得少。也就是说没有将观察到的事实通过思维活动给以概念化的处理习惯。这样的一种日常生活状态也影响了老师对于概念教学的正确设计。对于学生来讲，建构概念的过程不仅是知识生产过程，它还是知识再生产的基础。其建构途径通常有4个：一是抽象事实建构概念；二是借用移植建构；三是比较研究建构；四是发展建构。相应的教学方法有以下几种：（1）运用直观教学方法，帮助学生形成概念；（2）善于解剖概念，把握概念内涵外延，对概念下定义要准确严格；（3）弄清概念异同，防止模糊概念；

（4）分阶段教学概念，逐步深化概念；（5）调动学生已有知识，同化理解新概念；（6）弄清概念问的关系，逐步编织概念网络，概念系统化；（7）练习巩固，强化理解。在以上方法中，要注意不同的概念应该选择不同的教学方法。

3 基于学科观念的化学概念教学

3.1 学科观念

“学科观念”是对学科研究对象及研究过程的本原和本体的见解或意识，具有超越课堂时空的持久价值和迁移价值。它能让学生洞悉自然学科的本质属性和内在规律，从自然科学的视角去观察、分析和处理事件，对学科有客观、正面和积极的认识，让学生在学习化学知识、技能之后能应用到日常生活中与科学有关的问题上，真正成为他们科学素养的一部分，这才是自然学科具有强大生命力的意义所在及价值所在。

3.2 基于学科观念的化学概念教学

基于学科观念的化学概念教学，是一种超越事实、以领会蕴含在具体事实和原理当中的科学思想和科学方法为目的的教学。事实性知识的作用更多地是观念建构的工具和载体，最终目的是要在这些事实性知识基础上通过不断概括提炼而形成深层的、可迁移的观念或观念性知识。由于观念的整合作用，学生的自然学科观念一旦形成，能很好地把原来孤立和零散的知识联系起来，形成一个有意义的整体。这就会使学生高屋建瓴地统摄与整合化学学科基础知识，提高学生的认识水平与思维能力，增进学生对科学知识的学习与理解，提高学生发现问题和解决问题的能力，从而实现真正意义上的增效减负。

当然，化学基本观念的形成既不可能是空中楼阁，也不可能通过大量记忆化学知识自发形成，它需要学生在积极主动的探究活动中，深刻理解有关的化学知识和核心概念，并通过在新情景中的应用，不断提高头脑中知识的系统性和概括性水平，逐步形成对化学的总括性的认识。依据课程标准要求，采用学科观念教材分析模型及教材分析思路，从教材的具体内容中抽象出基本观念并抽象为核心观念；学生分析主要从2方面，一方面分析学生原有观念的水平和原有观念与将要建构的新观念的关系，从而确定新观念建构的起点和相应的教学方式。另一方面分析学生在与基本观念相关的概念原理、过程方法和事实性知识方面达到了什么水平，从而确定教学中选择什么样的素材来支持基本观念的建构，采取什么样的活动方式进行观念建构。对学生特征分析可以采用测验法，也可以采用预估法。测验法是指通过编制一定的试题来测查学生的水平；预估法是指教师根据学生在课堂上的表现和课后作业中的情况估计学生的水平。

通过对课程标准、教学内容及学生特征的分析，确定在学科观念建构方面的具体教学目标。学科观念是在学生对核心概念和典型事实深刻理解的基础上，通过不断地抽象概括而形成的。因此，学科观念的形成过程就是一个学习者主动参与、积极思维的过程，没有学习者的深层次的思维活动，是不可能形成学科观念的。问题是思维的源泉，更是思维的动力，保证学生深层次认知参与的核心是问题。因此，促进学生基本观念构建的教学必须将对具体事实和核心概念的理解转化为高水平问题，以问题为主线来创设真实、生动的学习情景和多种形式的探究活动，引领学生主动地去思考，形成知识的理解、具体观念的建构及核心观念的建构问的有效转化。

以“离子反应”为例，学生在初中阶段学习过复分解反应的概念，“离子反应”概念可以帮助学生从一个新视角和方法即从微观离子角度来认识水溶液中物质之间的反应。保志明老师在“离子反应”这节课中，通过基于实验事实的过程分析帮助学生建立和理解概念。以常见的酸碱盐之间发生的化学反应事实为支撑，将水溶液中存在哪些微粒、哪些微粒能发生作用、微粒相互作用引起什么变化以及变化的结果等问题的分析作为培养学生认识思路的主要线索，围绕离子反应的含义、发生条件等关键内容展示教学活动。学生通过分析酸碱盐在水溶液中所起反应的特点和规律，并以此来建构概念，初步学习如何分析和认识酸碱盐在水溶液中的反应实质；其次，基于学生的思维习惯——从宏观感性的角度看问题，对此，保老师利用实验，制造认知冲突，拓展学生微观角度的认识，注重引导学生建立宏观——微观——符号三重表征的有机联系，通过理解概念建构相应的知识结构。对于离子方程式的书写，为了避免学生死记硬背，教学提示分析溶液中物质反应的思路和方法，即首先分析物质在水溶液中的主要微粒存在形式，然后考虑这些微粒之间是否发生反应，最后写出相对应的离子方程式。这样的教学处理更能揭示离子方程式的内在本质和规律。有关离子反应概念学习过程中，学生通常会遇到以下主要问题：从微观角度分析溶液中物质反应的认识思路这个重点对学生的认识来讲就是一个难点。难点还体现在对离子方程式的认识，包括书写方面存在的困难。离子方程式的含义是“用实际参加反应的物质的主要存在形式来表示化学反应的式子”，书写的困难之一：物质在水溶液中主要以什么微粒形式存在认识不清。通常需要适当补充相关知识——比如物质的溶解性、物质在溶液中是否完全电离、哪些常见物质不易电离等知识，由此让学生明确一些具体物质在水溶液中存在的微粒形式。另外，在书写时作为重要的化学用语，离子方程式的书写由于在宏观——微观——’符号三重表征方面的认知跨度，即便学生认识了参加反应的离子种类，还是容易忽略参加反应的离子间的数量关系。学生的认识和思维存在障碍，因此，在初学书写时往往问题较多。另外，学生对“离子方程式可以表示一类反应”认识不清，难以结合实例说明。比如，氢离子和氢氧根离子生成水的离子方程式究竟表示哪一类反应呢？教材只是由几个例子说明中和反应的离子方程式相同，但并未指出这个离子方程式究竟表示哪一类反应？（可溶性强酸和强碱溶液反应生成水和可溶性盐的反应），这种情况下，对概念的深入分析应用可以采取提供变式反应来解决。对于更多的书写应用，需要在后续学习中逐渐渗透和强化，在书写的同时加深对微观离子角度分析反应实质的认识能力。

4 结语

对应用化学的认识和理解篇5

一、加涅信息加工学习理论简述

加涅将人类学习与计算机对信息的处理进行比拟，将学习行为分为若干加工阶段，假定人脑中的某些内部结构并有与这些结构相应的信息处理过程。下图是其模型的一种形式。在这个模型中，表示了信息从一个结构到另一个结构的完整流程：来自环境的刺激信息从感受器到感觉登记器，经过瞬时登记之后进入短时记忆。短时记忆的容量极其有限，进入短时记忆的信息，如果不复述，会很快遗忘。

当信息由短时记忆进入长时记忆时，信息便要进入编码过程。编码是指用各种方法将进入长时记忆的信息进行组织。经过编码的信息可以长时间保持。保留在长时记忆系统中的信息可能通过提取再回到短时记忆，由短时记忆直接通向反应器，也可以直接从长时记忆进入反应发生器，引起反应器的活动，最终引起反应。

加涅的信息加工过程除了有关信息处理的过程外，还有一个控制过程，这就是“执行控制”和“预期”。控制过程影响着注意和选择性知觉，决定哪些信息从感觉登记器进入短时记忆，如何进行编码和采用何种提取策略。“预期”是指学习动机，表现在学习过程中对达到学习目标的期望。“执行控制”和“预期”可以激化和改变信息流的加工，可以影响到信息加工的所有阶段，所以，加涅将它们单独进行排列。

二、信息加工学习理论在化学教学中的应用策略

加涅认为最典型的学习模式是信息加工模式。学习与记忆的信息加工过程是密切联系在一起的，学习是学生与环境之间相互作用的结果。他根据信息加工模式，揭示了学习的各个内部加工阶段，并把这些阶段与教学过程的各个阶段对应起来。

可以看到，学生的学习过程环环相扣，是一个连锁反应，因此，教师的教学应按照学生学习所处的不同阶段，给予相应的教学策略。

1.化学信息的“序化”加工策略

信息加工学习理论吸取了系统论的有序性原理，认为任何系统都是由若干相互联系、相互作用的要素构成的。系统的结构，即各个要素排列、组合的顺序、层次，决定着系统的功能，如果各要素排列有序、组合最佳、结构严密，就能获得系统的最优效果。因此，在化学学习过程中，教师要指导学生将化学知识信息按一定的逻辑联系组织起来，使其成为具有一定结构的、井然有序的知识整体。

化学学科具有综合性、实用性的特点，其知识包罗万象，知识点繁多而分散，学生往往感到难学，教师应设法帮助学生按照化学学科知识的内在联系，对它们进行组合建构，形成知识体系。要尽可能地将化学知识按一定的线索进行归类、整理，使零散的、孤立的知识变为彼此间相互联系的整体，形成一个系统化、结构化的知识网络结构。如，在复习“铁”的知识时可出示如下结构图。（上页）

经过结构化组织的材料往往给人一种形象直观、简明扼要的感觉，有利于一目了然地把握知识之间的复杂关系或内在联系。通过对结构图的解读，使杂乱的知识有序化，实现信息的“序化”加工，这样，学生学习时就会感到条理分明，而且记忆持久。

2.化学信息的“编码”加工策略

教育家布鲁纳认为，学生有意义的学习本质就是建立编码系统，可以使知识“增值”，收到举一反三的效果。编码是一个涉及觉察信息、从信息中提取一种或多种分类特征，并对此形成相应的记忆痕迹的过程。在化学学习过程中，信息编码是至关重要的。通过这种信息加工手段，可以使零乱的化学信息组合成有内在联系的有序的认知结构，既有利于学生的理解，也有助于信息的贮存和提取。

化学事实性知识内容相对庞杂，但是它们并非是一些孤立的知识点的简单堆砌，相反，它们之间存在着一定的内在联系。这种联系主要体现在三个方面：一是事实性知识与理论性知识联系密切，是理论性知识的具体体现，如，物质的性质是由其结构决定的，并和它们在周期表中的位置密切相关。二是事实性知识与学生已有的知识经验相联系，这里的已有知识经验既包括学生从书本上获得的已有知识，又包括学生的日常生活经验。三是事实性知识之间存在着相互联系，它体现在物质的性质、存在、制法、用途之间是相互制约的，物质的性质在很大程度上决定其存在、制法、用途等，还体现在同一类型的物质往往具有某些相似的性质，如，酸、碱、盐都具有某些通性等。在学习中要紧紧抓住这些内在联系，帮助学生对繁杂的信息进行编码。

信息编码的方式对以后提取该信息的能力有很大影响。如果我们知觉有误，或分类特征不清，或形成的记忆痕迹与客观事物相差很远，那么，我们在提取信息时就会感到困难。所以，学习者必须具备一些信息加工的方法，以使学习获得的知识容易记住，并将其迁移到学习者今后遇到的各种新的学习情境中去。

3.化学信息的“重组”加工策略

化学学习过程实质上是学生对化学认知结构的建构与重组的过程，这种认知结构主要是由化学教学知识体系的结构转化而来的。为帮助学生建立良好的化学认知结构，一方面，要对化学素材进行改造、加工，革新化学知识呈现的方式和程序，将教材“静态”知识动态化，文字知识图像化，抽象知识具体化，努力使课本知识由“储存”状态转化为“输出”状态；另一方面，重视设法引发学生的认知冲突，所谓认知冲突，就是原有认知结构与新知识间无法包容的矛盾。它是帮助学生对化学知识信息进行重组的一种重要方式。如，氧化还原反应的学习，这个概念从初中到高中经历了从得氧失氧的角度从化合价升降的角度从电子得失的角度从氧化还原反应方程式配平的角度从有机化学得氢、失氢，得氧、失氧的角度从电化学的角度等六个阶段进行学习。初中从得氧失氧的角度介绍氧化还原反应是考虑到初中学生刚刚学习化学，对化学的理解是肤浅的，而且学生的心理发展水平尚不太高，难以从本质上把握事物，所以只是从形式上先让学生对氧化还原反应有个大致的了解。到了高中，学生的心理发展水平已有所提高，他们已经开始理性地认识客观世界，所以教材在编写上先是从氧化还原反应都必须表现出来的特征――化合价升降的角度，使学生认识氧化还原反应，接着让学生联系初中已有知识(化合价及其变化的本质原因)推测出氧化还原的本质(电子的转移)。在有机化学中，从得氢、失氢，得氧、失氧的角度学习氧化还原反应，是对氧化还原反应在有机化学中的拓展，使氧化还原反应的内容更为丰富。从电化学的角度介绍氧化还原反应，实质上是氧化还原反应在电化学领域中的体现和应用，可以使学生对氧化还原反应存在的普遍性和它的重要价值有了更为全新的认识。可以说每一阶段对氧化还原反应的学习都是这个概念更为深入的发展和不断的完善，使得学生对氧化还原反应的认识更为深刻、更为丰富。

4.化学信息的“同化”加工策略

同化加工是指学生用认知结构中原有的适当观念来解释、固定新学习的知识，使新学习的化学知识纳入原有的认知体系中。运用概念同化策略，一般经历三个环节：①寻找并激活认知结构中与新概念学习相关的已有概念。这是概念同化的前提，通过将新概念与已有概念建立联系，初步理解新概念的涵义；②将新概念与原有概念进行精确类比。这个过程包含了对新旧概念的各方面之间的比较，既要找出两者的相同之处，又要认识到其差异，毕竟它们不完全相同。这是在新旧概念之间建立联系的过程，是概念同化策略的关键；③将相关的概念融会贯通，使新概念以适当的方式纳入认知结构之中，形成系统的概念网络体系，便于记忆和运用。

概念同化策略能够较精确地将新旧概念联系起来，使学习者运用已有的概念去掌握新概念。在概念同化过程中，学习者是否具有与新概念学习相关的适当概念，以及这些概念的清晰性和稳定性是影响概念同化的重要因素。如果学生在学习新知识时，他的认知结构中具备了同化所学新知识的观念，我们就说学生具备了知识的准备。在化学教学中，要精心选择能引起学生共鸣、能动学生的生活经验的课程内容，为后面学习建立“桥梁”，使学生的学习过程“平易化”，降低新学内容的难度，促进概念的同化。

如，学生在学习“离子平衡”概念之前，已经学习了“化学平衡”的有关知识。因此，对离子平衡的学习就不必先让学生去观察有关的实验现象或收集有关的事实，而是可以采取“概念同化”的策略进行学习。

首先，回忆以前学习过的“化学平衡”的知识，将离子平衡与化学平衡建立起联系，初步理解离子平衡的涵义。其次，将离子平衡与化学平衡进行精确类比，找出两者之间的关联点（即异同点）。它们的相同点在于都具有“平衡”的一般特征，平衡移动原理对两者都适用等。两者的区别在于建立平衡的本质不同（离子平衡是由弱电解质的部分电离所引起的），影响平衡的外部因素不完全相同等。通过这样一个比较过程，能够对新旧概念关键特征的把握，有利于准确应用概念。最后，在明确了两者的异同点之后，通过对化学平衡和离子平衡的分析，将相关的概念（如，电离平衡、盐类水解平衡、难溶电解质的溶解平衡等）从不同侧面联系下来，形成概念的整体结构，使“平衡”的概念体系进一步扩大。

5.化学信息的“迁移”加工策略

对化学信息进行迁移加工的能力是各种信息加工能力中最为重要的能力。学会对化学信息的迁移加工，不仅能广泛地调动学生思维的积极性和主动性，提高思维的灵活性和变通性，强化对所学知识进行清晰、稳定的工作记忆，而且能提高学生解决实际问题的能力，对学生的终身发展有益。利用好迁移，学生学习起来轻松、愉快，否则学生就感到化学知识抽象、难懂、难记，从而逐渐失去兴趣。

化学知识的迁移有两方面的涵义：一是将概括性的知识具体化，缩减对新知识的认识过程；二是充分调动已有的概念、原理、规则及至方法、态度，通过认识的重组，形成一些适于解决复杂化学问题的新的规则或策略。前者可以看作是“理解性”的应用，后者则是“综合性”的应用。

一般“理解性应用”可以通过图式或概括化来实现。如，学生形成的卤族化合物知识的图式可以应用于氧族元素和氮族元素的学习，碱金属元素化合物知识的图式可以应用于碱土金属元素的学习等。“综合性应用”的例子也很多，学生在学习中解决综合性化学问题的过程、化学实验设计、科学探究活动等，都是通过知识的重组来解决复杂化学问题的。任何一个化学问题解决的过程都离不开知识的“综合性应用”。学习者在解决化学问题时，往往先通过对复杂问题中概念的辨析和条件分析，明确解决问题的途径指向，并“检索”得到有关的原理、公式和其他辅助知识，为快速而准确地求出问题的最终结果做好准备，该“检索”的过程就是知识迁移的过程。

信息迁移是一个信息的获取、加工、转换处理的过程，利用好信息迁移对于培养科学思维方法，培养创新思维和创新能力都是非常重要的。要完成好信息的“迁移”，就要在平时的学习中多注意加强思维训练，特别是求异思维和发散思维，多问几个为什么，寻找不同的途径解答问题等。

三、加涅信息加工学习理论对化学教学的启示

1.激发学习动机，明确教学目标

利用新奇（或有冲突、难以置信的）事件、故事、图片、问题及化学实验引起学生的兴趣；明确当前学习任务的意义；提出教学目标，将教学目标与个人目标联系起来，指出成功达标的要求。但若采用探究学习方法，则可暂时不指明教学目标。

2.聚焦学习内容，提炼关键信息

采用摘要、提纲或图示等方式预览课本的内容与要求，运用提问、前测、先行组织者和类比等回忆原有知识，复习相关的概念或原理。用黑体字、色彩对比和简笔画等手段来突出关键属性；简化较复杂的程序和情境，展示一步一步的操作程序，评估程序应用的正确程度；学生用恰当的方式重组知识；将复杂的问题简单化，将主问题分解为子问题；利用讨论、角色扮演、模拟、讲解结合展示等方式说明道理。

3.进行信息编码，有效储存信息

采用分析说明和叙述的结构、识别范式、归类和分块、框架结构图示、概念匹配图示、精细加工等方法组织信息；运用图像、想像、隐喻等联系信息。

储存信息的方法包括：形成网络、概念图、类比、复诵、记忆术（如，编码、位置法、关键词、押韵、故事等）和其他各种图示；提供引导性问题和提示；运用记住每一个步骤的方法；监督问题解决过程是否成功；用不同方式表现问题；用书面或其他方式来储存信息；在某一任务中恰当运用策略的关键属性；提示成功运用策略的线索；对认知的过程进行出声思考，同时监控运用策略的效果。

4.提供不同情境，进行提取反馈

间隔一定时间布置不同作业以对信息进行回忆、再认；要求学生解释类别，给出实例；识别概念应用的情境，确定规则是否得到了正确应用；明确在哪一种情境或任务下运用什么样的策略才是恰当的，并说明其理由；对未曾遇见的不同难度和不同情境下的实例作出辨识；分散练习和集中练习、整体练习和部分练习等都要统筹考虑。

教师通过练习进行反馈和补救，让学生知道自己的知识和技能掌握程度如何，以及后续应该怎么做；认识到所学知识如何运用，明确澄清学习的需求，考虑所要求的学习结果与教学目标的一致性。

对应用化学的认识和理解篇6

关键词：知识可视化 知识可视化工具 阅读教学 有效性

一、知识可视化

传统英语教学依靠黑板粉笔课本，以文字表达即口头语言表达与书面语言表达，来解决教学的输入和输出的主要问题。随着软件技术和人们的认知发展，知识可视化这一可利用软件绘制图形的教学辅助方式越来越受到重视。

知识可视化是指用图表手段来传达、表示知识的方法，是以图形设计、认知科学为基础的教学理念，促进教师进行反思，辅助教学设计。无论是以语言为主要载体的传统教学还是利用多媒体辅助的多样化表现形式的现代教学，最终目的是要促进学习者的认知和提高其语言能力。各种形式都是为了满足学生发展的终极目标。教师不仅可以使用语言这一单一输入形式来教语言，更可采用各种其他表现手段再现学习者的思维过程，促进教学。知识可视化工具就是一种不同于纯语言的输入和输出的方式。常用的知识可视化工具有概念图，思维导图、认知地图、语义网络、思维地图等形式。[1]图形之间既有差异，也有共性，例如将概念图与思维图进行对比分析[2]。西方也多用网络图或图形组织形式（即graphic organizers）来代指各种知识可视化工具。

二、国内外研究

西方学者研究知识可视化工具对学习者认知影响的颇多，尤其是对学生阅读理解和记忆的影响。Ausubel认为其对读者掌握新知识具有促进作用[3]。早在1995年，Danial H. Robinson和 Kenneth A. Kiewra就将其与提纲法进行对比，提出前者更能促进学习。还有一些学者研究可视化工具与元认知的训练如复述、总结等的关系及使用。[4]Robinson， D. H.等人用实验研究组织图在文本理解和笔记记录方面的积极意义。[5]Dexter 和 Hughes认为Gos能够提升学生的词汇知识、理解和推理知识。[6]Merkley 和Jefferies就图形的有效使用给出建议。[7]在西方，思维导图的作用早在20世纪70年代初就受到重视，广泛应用于教育学习、商业决策等领域。如今英国已经把思维导图作为国民中小学的必修课程， 新加坡、韩国、日本、德国、美国等国家的教育教学机构也已经开始对该课题进行研究和探索。[8]

相对于国外的发展，国内的相关研究应用较晚，工具开发还处于初级阶段。但近几年对于思维导图的应用已引起了诸多学者的注意，清华大学成立了清华大学思维导图国际教育学院。学者齐伟从教育技术学的角度指出思维导图可以用来分析教学内容、展示教学内容、改革笔记形式、分析知识结构、作为头脑风暴的工具。[9]相关研究主要是从教育技术角度进行，教学角度的实证研究较少，且大部分研究思维导图，并主要研究一两种类型的可视化工具，没有进行较为系统的归纳和教学方法的研究，也少有将元认知与知识可视化工具结合的研究，对于知识可视化工具的研究呈分散状态。

三、知识可视化与教学有效性

教学的有效过程既包括教师教的过程，又包括学生学的过程，两者缺一不可、互相影响。但传统教学过程的发生并不意味着学生的学习一定会有效发生，教学有效性如何提高的问题一直以来都受到重视，如何通过各种手段提高教学的有效性是值得研究的一项重要问题。

英语阅读课的有效性又是如何具体体现的呢？在阅读中，学习者不仅仅是看一看、读一读就可以完成学习目标，阅读教学更应该关注深层思考过程。图形工具可以让读者参与到理解活动中去，即以图形的形式体现画图者的理解，以信息点为关键词的语言文字概括。其中，既有文本信息表现出关键概念，又有视觉图形表现出逻辑关系。对文本内容的内在隐性的模糊信息可通过组织图这一外显的手段使教师易于了解学生在阅读理解过程中出现的理解偏差，或是逻辑不清问题，并且可以有针对性地解决相关问题。图形可以从视觉、空间关系、逻辑关系较为立体、生动地展示文本内部隐含的结构信息，在理解文本和获取信息时，减少读者的认知努力。[10]知识可视化工具具备两大优点：隐形知识显性化和语言信息图像化。学生如果能够根据所学语言材料，利用知识可视化工具进行恰当图示，这种图示以输出的方式表明学生对文本信息的了解程度，否则就会呈现出一定的思维差异。即用图形来指导语言学习，以可视化工具为元认知策略对学习过程进行监控和评估。

知识可视化工具能够为阅读提供一定的辅助教学功能，提高学生的元认知能力。元认知能力提高是教学有效性的表现之一。元认知概念最先是在元记忆的研究中提出的，就是对认知的认知。元认知能力就是针对何种目标使用何种策略。使用元认知策略能够提高学习者学习能力，即认知能力，运用思维导图可以使其成为学习者程序知识的一部分，成为一种有效的元认知策略。[11]如下图所示，文本传达一定的信息，不同学生可能有不同的理解，会用不同的组织图将自己的理解体现出来，但当用组织图为起点检查对文本信息的理解，可能就会产生不同的意思，回归到文本层面，能够体现他们对文本的认识偏差和错误。这个过程是双向的动态过程，也是提高元认知能力的过程。

由此可见，知识可视化工具也是英语教学的重要资源之一。再者，在教学活动中，教师和学生都可使用。开始阶段，教师引导学生使用。从教师角度而言，可以给学习者一定的支架，帮助学生进行更清晰的理解，为教学寻求一种超越纯文本的解释和辅助手段。从学生角度而言，在学生掌握一定的组织图类型以及相关软件的基础上，让学生自行画图。画出自己的理解，有助于教师了解不同学生的具体理解，如思维逻辑、信息整合等问题。作为检验教学效果的辅助手段，图形可以将复杂信息清晰化、形象化。图形表现手段比文本更能有效地促进文本与读者之间的信息交流交际。文本信息具有一定的模糊性、抽象性，文字表达不能完全体现学生的理解状态。同时，知识可视化工具强调教学中的过程法，以过程为取向（理解过程），而不仅仅是结果（阅读理解答案），让整个教学过程不再只注重文本的最终结论，而更加关注教师引导学生注重理解过程，进而强调逻辑思维过程。可视化工具的使用有效性可以体现在学生更多地参与到教学活动中去，也可灵活地应用到小组合作式学习中去，以小组活动的形式让每一个学生参与到课题活动中，让小组成员之间经过沟通、辩论、说服的过程最后达成一定的理解共识。让学生不单把教师作为信息的来源，同时也将同伴作为学习的对象，使其更主动自愿地融入到自然的学习环境中去。

四、阅读教学启示

笔者曾在课堂中多次使用过一些组织图和概念图，让学生根据文章结构、内容根据和理解绘制图形，发现在使用语言进行描述时，似乎都理解；但是让学生分小组将文本进行图示时，就出现了两种甚至多种截然不同的图解逻辑关系，从而显示出学生对原文本的理解问题；再次回归语言层面，帮助学生纠正理解偏差，促进语言能力的提升。可视化工具的使用使学生的理解偏差和错误外显化，教师可进行有针对性的指导，从而促成有效教学的产生。

在阅读教学中，学生对文本知识的理解掌握程度教师很难把握，多局限于阅读理解题或口头提问方式，学生理解呈隐性状态，教师对学生理解往往停留在具体的“点”上，或宽泛的“面”上，很难将“点”、“面”结合，过多关注“点”，对学生的整体逻辑思维缺乏较全面、深刻了解。语言表述和阅读理解题只解决一般问题，对于较复杂的逻辑关系则不能清晰表达，由于语言和逻辑的复杂性，这部分内容通常由教师进行阐述，很少有学生参与，因而缺乏锻炼和开发的机会，将已有知识和文本信息结合的元认知能力未能充分体现出来。对此，知识可视化工具恰好可以起到弥补作用，服务于英语阅读课，致力提高学生元认知能力，从而提高教学有效性。以知识可视化工具为教学辅助手段，将学生的阅读理解问题外显化，让学生明白自己理解问题的偏差，有针对性地对个体问题和群体问题进行分析、解决，理顺阅读思路和有缺陷的阅读习惯，促进学生的学习，进而提高语言理解能力，提高教学质量。但需要关注不同类型工具在阅读课教学中的应用范围和注意问题，从而建构有效的阅读教学可视化模式，并探索知识可视化工具的可行评价方式。

针对阅读教学，笔者建议教师可以首先了解知识可视化工具的各种具体形式，了解适用的范围和注意问题，学习相关软件，从而让学生了解知识可视化工具并能够应用不同的可视化工具（人工绘制与计算机绘制结合）外显内在理解过程。

利用可视化工具的教学方法不仅仅可以应用在阅读课程上，还可以应用在听力、写作、口语等诸多课程方面，是一种形象、生动、有效、便捷的洞悉学习者理解和促进学习者进行逻辑归纳的方法，为其思维发展和元认知提高起到一定的积极作用。在操作层面上，经过对不同类型图示的分析和学习，无论是教师还是学生，在学校学习和自主学习等方面都能获益匪浅，为语言教学课程开辟有效的教学模式，为提高教学质量起到一定的借鉴和示范作用。

参考文献

[1] 赵国庆，黄荣怀，陆志坚.知识可视化的理论与方法[J].开放教育研究，2005（1）.

[2] 赵国庆.概念图、思维导图教学应用若干重要问题的探讨[J].电化教育研究，2012.

[3] Ausubel，D.P.Educational psychology：A cognitive view[M].New York： Holt，Rinehart and Winston，1968.

[4] Robinson，D.H & Kiewra，K.A.Visual argument：Graphic organizers are superior to outlines in improving learning from text[J].Journal of Education Psychology，1995（3）.

[5] Robinson，D.H.et al.Increasing text comprehension and graphic note taking using a partial graphic organizer[J].The Journal of Educational Research，2006（2）.

[6] DexterD.D.& Hughes，C.A.Graphic organizers and students with learning disabilities：ameta-analysis[J].Learning Disability Quarterly，2011（1）.

[7] Merkley，D.M.& Jefferies，D.Guidelines for implementing a graphic organizer[J].The Reading Teacher，2011（4）.

[8] 刘晓宁.我国思维导图研究综述[J].四川教育学院学报，2009（5）.

[9] 齐伟.概念图/思维导图（4）―概念图/思维导图在教学中的应用实例[J].软件导刊，2005（8）.

[10] Jiang，X.& Grabe，W.Graphic organizers in reading instruction：research findings and issues[J].Reading in a Foreign Language，2009（1）.

[11] 周震.元认知及相关因素与语言习得[J].宁夏社会科学，2006（5）.

对应用化学的认识和理解篇7

渐进渗透教学法在高中化学基本理论教学中的应用 　化学学科的基本理论有着显著的特点，主要体现在以下几个方面.首先，绝大多数的化学概念是抽象的，都是从大量具体的实验中经过对比、分析、概括、总结之后得出的.如物质的量等基本理论，学生在学习的时候既看不到具体的事物，也无法去通过之前的知识情境去理解.这种抽象性的特点给很多化学基本理论的学习带来了困难.其次，很多化学基本理论并不是独立的，例如电解原理涉及到方方面面的内容，如原电池、氧化还原反应、水溶液中的离子平衡等相关内容都是有较深难度的.同时，电解原理内容还涉及到化学反应方程的反应方向以及能量的变化在化学反应中的变化，进一步加大了这一部分的基本理论的理解难度.最后，化学的基本理论不是一个个孤立的存在的，相互之间是有着紧密的联系的，是系统的.所以在化学理论的教学中，逐步的根据学生的思维能力和认知结构构建起知识框架，促进学生在学习过程中渐进的渗透式的经历初步的感受到基本理论的逐步形成最后深化提升是科学的.笔者觉得，渐进渗透教学法在高中化学基本理论教学中的应用主要有以下三个方面.

一、以学生知识背景为基础，让学生初步感知知识

很多化学理论在新授课上对于学生而言都是第一次见到，而根据建构主义理论，以学生的知识背景为基础开展教学活动会取得事半功倍的效果.例如在电解原理一课的教学中，应当从电解原理的基本知识框架开始入手促进学生对电解原理一块知识的充分感知，要能够从实验入手，逐步的进行理论的分析然后学生之间进行思维的对比，探讨，逐步了解电解的初步意义，学会认识电极并掌握氧化还原反应和电极之间的微妙关系.还要能够逐步的认识到能量的转化在电解过程中是如何进行的.所以在基本知识认识的深化的时候笔者设置了电解水实验来促进学生的认知.从电解水实验让学生出现一个以往认知跟新知识之间的巨大矛盾促进学生自觉的进入另一个层面即微观层面进行深入的探究和思考.

初中的时候绝大多数学生已经接触过电解水的装置，所以在结合电解原理的知识进行实验的实际操作的时候，高中阶段的实验应当更加的开放化.应当没有严格的格式进行限制，以学生理解知识入手：具备电解的条件即可进行反应.即有回路有自由移动的离子以及外部的导电这三个条件满足了，即可进行实验.接着引领学生分析阴阳两极的产物以及产物的体积的比例进一步加深对电解原理的基础理论的理解.

二、有规律的进行归纳提升，防止以偏概全

在课堂教学中，为了促进学生对基本概念的进一步掌握和巩固，应当在感知基本理论之后有规律的进行归纳提升，防止以偏概全的问题发生.如电解原理一块内容在高中化学必修4当中显得十分的突出，这个突出主要是体现在电解原理一块知识的复杂性和难理解性上.电解原理涉及到方方面面的内容，如原电池、氧化还原反应、水溶液中的离子平衡等相关内容都是容易混淆.在这样的背景下，作为教者应当给学生创造机会在课堂上将这些涉及到的知识进行归纳对比.进一步促进相关知识逐步的内化.

对应用化学的认识和理解篇8

【关键词】自然主义/认识论

【正文】

自然主义（naturalism）是一个意义模糊的概念，它贯穿于欧洲哲学发展的全过程。纵观西方哲学史，我们可以把自然主义的发展分为四个时期：古希腊萌芽时期；十七——十九世纪的自然主义；本世纪二、三十年代在美国兴起的自然主义以及当代西方（特别是美国）科学哲学中的自然主义。本文拟就当代的自然主义进行考查。

一、科学派的自然主义

在后现代哲学文化的大背景中，在心理主义的复归和计算科学与认知科学的迅速发展的前提下，特别是在科学实在论和反实在论的悬而未决的争论之后，自然主义的科学哲学思潮出现了。这一思潮的首倡者是奎因（W.V.O.Quine）。

1.奎因的自然化认识论

在科学哲学中最早明确倡导自然主义的哲学家当推奎因。奎因提出自然化认识论的动机是对传统认识论的不满。我们知道，所谓传统的认识论主要是指经验论的认识论和唯理论的认识论。在奎因看来，传统的经验论有两个教条：一是所谓的分析命题和综合命题的区分问题；按照奎因的观点，如果全部科学（包括数字、自然科学和人文科学）是一个紧密联系的整体，它们只是沿着边缘与经验相接触，那么分析——综合命题便没有了明显的界限，因此，认识论问题便是自然科学的一部分了。这是奎因自然化认识论的起点。二是所谓的还原论教条。奎因认为，休谟欲将关于世界的知识还原为感觉印象是不成功的，因为关于存在的全称陈述以及关于将来事件的陈述是不能用感觉印象来确定的。因此后来人们转向用语境定义（contextualdefinition）和集合论来使知识还原。如罗素的《我们关于外部世界的知识》、卡尔纳普的《世界的逻辑构造》等都企图将普遍科学语言翻译成逻辑的语言，然而这些努力都失败了，因为哥德尔不完全性定理告诉我们，即使有自洽的公理，也不能涵盖整个逻辑系统。因此，传统的经验论走入了误区。

对传统的唯理论的挑战则更为严重。唯理论者追求一种内在完备的理性的逻辑建构，以作为知识的基础，然而这一基础动摇了。因为，人们已认识到，用以建构的那种元逻辑和元标准根本找不到，前提性知识无法建构。另外，上面所提到的哥德尔定理更清楚地表明了这种逻辑建构的内在缺陷。所以不可能为科学知识建构一个可靠的逻辑基础。[1]

由以上分析可知，奎因的自然主义的一个来源是整体论（holism）；另一个来源是非再生的实在论（unregeneraterealism），这种实在论所表现的是“除了科学内部可以商量的、不确定的事物之外，毫无惶惑之感的自然科学家的坚定状态”[2]。这种非再生的实在论的目的是建立科学主义（scientism），而整体论提出的目的则是放弃第一哲学，即传统的认识论。这两者的结合使奎因认为应该放弃合理重构，从而诉诸于心理学，把认识论看作是对认识的实际进行过程的记录，因此认识论者成了科学地探究人类知识获取的经验心理学家，“认识论的地位仅仅降低为心理学（因此，是自然科学）的一部分”。（［1］，p.74）

可见，奎因的自然化认识论认为，传统的认识论虽然受到挑战，但在新的澄清的意义上认识论还存在，不过此时它已经是自然科学（特别是心理学）的一部分了。它和传统认识论的一个明显区别便是我们可以自由地运用经验心理学。这实质上就是把科学认识论降级到自然科学内部，从而取消了认识论的独立性地位，代之以心理学等自然科学，因此我们称以他为代表的一派观点为科学派的自然主义。奎因的观点可参见陈波的文章（《自然辩证法通讯》），1995.4.）。在八十年代科学实在论和反实在论争论不休之时，奎因的自然化认识论思想引发了不同的自然主义流派，引起了广泛的讨论。

2.R.N.吉尔的工具化认识论

吉尔提出工具化认识论的原因有三个。一是传统的方法论基础主义失败了。例如，莱欣巴赫不是在逻辑中而是在实际行为规则中寻找方法论基础，哈金（Hacking）论证说，这些规则序列是随机的，从而也就不知道其是否合理。而卡尔纳普则在方法论上采取归纳逻辑的计划，他的观点也受到严厉的批判。继卡尔纳普等人之后，拉卡托斯和劳丹提出了元方法论。吉尔认为元方法论不能为反对相对主义提供有力的辩护，因为劳丹的策略实际上是直觉主义的元方法论，它是以判断关于科学合理性的前直觉知识的合理性为起点的，因此本质上讲这是一种解明策略而不是辩护，合理性问题因而被抹杀了。可见，元方法论也困难重重。波普尔将其方法论建立在否定后件推理的简单规则之上，而拉卡托斯（I.Lakatos）已经证明，若遵循波普尔的规则，会将一切理论证伪。如果假定应排斥被证伪的理论，那么一切理论都应被排斥，显然这是不可能的。综上吉尔认为，想从事寻找基础的工作是不可行的，应该放弃方法论基础主义而选择自然主义。“对任何科学来讲，都不存在哲学的基础，也不存在探讨科学的理论深度的哲学方法，存在的仅是科学方法本身”。[3]

第二个原因是虽然库恩、汉森、奎因和坎贝尔（Campbell.D.T）等人使心理学、经济学以及计算科学成为自然化认识论的基础，但是在吉尔看来，这些学科尚不足以完成这项任务。第三个原因是从六十年代起，认知科学开始出现并且对哲学的内容和方法，以及语言哲学、心理哲学和认识论产生了影响，进而也开始影响到科学哲学。正是在这种情况下，许多科学哲学家开始把认知科学作为对科学（作为一种认知活动）所做的哲学研究的一种手段。吉尔正是其中的一位。为把这种研究手段推向深入，1988年以后，他又把认知科学分为三束：①人工智能，②认知心理学，③认知神经科学。其中每一束都为科学哲学的中心研究课题提供了模型。这样，吉尔自认为已经完成了把科学哲学建立在认知科学基础之上的任务。这也正是他的工具化认识论（即自然化科学哲学）的核心所在。即“理论是通过一种包括个体判断和社会关联两者的自然过程而被接受（或放弃）的，并不涉及什么理论选择的合理性原则”。（［3］，p.7）自然主义的科学哲学不需要定义合理性，因为“理论选择的方式是‘自下而上的’，它从真正的行为者在其实际科学生活所面临的种种选择开始”，[4]“对我来说，存在的唯一一种合理性便是为达到已知目的而去运用经验确认策略的工具”。[5]可见，吉尔把合理性看作是工具性的，因而也就无需对其进行定义。因而我们称他的观点为工具的认识论。

伊弗朗（N.J.Efron）和费池（M.Fisch）从合理性的角度出发批评吉尔。他们认为，吉尔的解释是不充分的，因为它忽视了合理性问题。吉尔在判断模型的相对优势时过分强调其自然的模型技巧，过分强调自然的直观推理（uaturalheuristics），而对刻画科学活动的模型、发现错误以及模型化的系统尝试等的反省却不够重视。因此，“科学和其它人文学科的这一方面——即创造性的、思辨性的、反应性，简言之即说明的合理性方面——在吉尔的研究中完全被忽视了。”这样看来，吉尔对科学的说明像其它自然主义者的观点一样，确切地讲排除了关于科学的很重要的且最需要解释的方面。他们认为，正是由于吉尔放弃了合理性，才使他的理论的解释性价值受到了严重的限制。由于合理性对科学的探究来说是基本的，因此“吉尔的众多洞察和深刻的分析的结合并没有象他所说的那样能真正地解释科学”。[6]我们可以把他们的观点总结如下：一方面，科学不单单是纯形式的模型建构过程，它还有非逻辑的因素，后者恰被吉尔忽视了；另一方面，吉尔应该为自己的自然主义的合理性进行辩护，然而他却放弃合理性，从而也就无法为自己辩护。

总之，吉尔的工具的认识论本质上与奎因的观点一样都诉诸科学以解决认识论问题。他们或者把认识论看作心理学的一个部分，或用认知科学研究认识论。二者都使认识论问题“实证”化了，因而在某种意义上取消了认识论问题。不过，与奎因相比，吉尔更加注重工具的合理性，从而上承分析哲学的方法论余绪，而更靠拢美国新实用主义的哲学精神。他以工具为出发点，试图使自然主义有解决描述和解释两方面的认识论问题的能力。但是吉尔忽视了科学认识的文化学方面，这一点伊弗朗是对的。也正是由于这一原因，从库恩、汉森以来，对科学认识的社会研究（即科学的社会认识论）才开始受到人们的重视，而科学的非逻辑方面也得到了相当深入的研究。从这一点上说，吉尔在自然主义诸流派代表人物中，受传统分析哲学的影响似乎较深，而同人文主义和价值论最为疏远。

3.撒加德、丘奇兰德、西蒙等人的计算化认识论

如果说奎因、吉尔等人的自然化科学哲学的观点仍然有相当浓厚的抽象理论特色的话，那么，撒加德的思想则试图实际地把认识论实证化。在《计算的科学哲学》一书前言中他具体地阐述了自己的观点：“本书用一种解题和归纳的计算机程序来解释计算的观念同关于科学理论的发现、评价以及应用等的关联”。[7]可见，撒加德试图在计算机的框架内解释科学中的一系列问题，其观点如下：

a.理论是在计算机系统中的复杂资料结构；它们存在于由规则、概念以及解题所构成的高度组织的集合之中；

b.解释和解题是由规则、概念以及解答等作为中介的计算机程序；

c.理论的发现和评价是在解释和解题的语境（context）中引出的子程序；

d.理论概念是有意义的，因为它产生于发现程序，并且与其它概念有关联；

e.在科学探索过程中，理论活动和实验活动都是基本的，二者不可偏颇；

f.科学应如何研究，关于科学如何运行的描述性研究可以作出根本性的贡献。（p.189）

撒加德认为这个科学理论性质的计算性说明是较全面的。他对PI系统充满信心，认为它能解决认识论的许多问题（如规范和描述之间的关系）。但是后来他发现PI系统至少有两点不足。一是，现时的模型不能解释问题如何出现，因为PI要求的是给出问题；另一个不足涉及到PI中观察信息的来源，因为许多科学问题产生于观察和实验，而PI对新观察和实验的来源没有发言权。（［7］，pp.175—176，）由于PI系统有局限性，所以撒加德近来又发展了他的观点。他从注重科学自身转向也注重科学的社会性，并给出一种新的模型，“该模型从布散式人工智能（distributedartificialintellegence.DAI）的观点出发来看待科学共同体”。[8]亦即对科学的、心理的以及社会因素给出一种综合的看法，实际上这是一种科学的社会模型。因为此前有一种方法论个体主义学说认为，所有解释社会现象和个体现象的尝试肯定只涉及有关个体的事实，据此可知，社会解释能够而且最终会被还原为心理学解释。不管这种学说是否成立，撒加德认为，把科学看作布散式计算的系统并非是以该学说为先决条件的。我们可以把他给出的理由简单地总结如下：①有的事实具有无法简化的社会性；②心理学解释和社会学解释相互依赖；③对个体计算心理学的解释也可能用具有社会特点的术语来表述；④社会现象太复杂难以处理。所以他说：“把科学共同体看作是布散的计算系统的观点并不是把社会问题还原为心理学问题，而是要共同推进对社会和心智的理解”。（［8］，p.10）可见，撒加德并不否认认知个体活动的作用，他的目标是把对个体认知活动的理解和对科学共同体的分析结合起来，从而认识为什么科学的心理学说明和社会学说明可以结合为一体，以达到他所说的“从一种综合的观点出发来看待科学史、科学哲学、科学心理学和科学社会学”的目的。

总之，撒加德认为，哲学与科学是连续的。两者的区别仅在于哲学处理的问题相对于科学来说是较一般的、思辨的和规范的。涉及到推理的哲学分支与心理学和人工智能是连续的。他试图把科学共同体看作是布散式人工智能，以求用计算机网络来解决有关问题，从而把科学的心理学方面和社会方面结合为一个整体。

特万泥对撒加德等人的计算机模型提出五点质疑。可以概括表述如下：

①模型能处理高阶的直觉推理吗？

②模型能处理不确定的交互作用吗（chancyinteractions）？

③模型能处理视觉的形象化描述吗（VisualImaginery）？由于计算论者没有注意到视觉认知的动力学，因此，甚至连这一问题的范围都没认识到。

④模型能处理一个广义的知识基础吗？特万泥认为这里有一个问题，即在一个知识基础中的那些条目实际上并不真正是原始资料，例如还有一些无认知的评价（如“结果不令人满意”）等等。“就我们所知，没有任何计算论者能在数据库（database）中做到使这样的信息（指元认知评价之类的信息——笔者）具体化。”

⑤模型能怀疑数据吗？科学家们一般都怀疑数据。然而，几乎所有的计算机模型都忽视了这一问题，它们把数据看作是一开始就固定不变的，给出的模型很难把握现实世界中的科学家所面临问题的范围。由于存在上述疑问，特万泥认为，“看来，有必要在一个更大的语境中来考虑计算机模型的作用，这个语境是我们关于科学思想的、发展着的理论语境。”[9]

特万泥的诘难是有一定道理的。科学理论的发现和科学理论的性质等问题有其非程序性的方面，诸如直觉的、社会的种种因素以及数据真伪性等问题都是不能用计算机来处理的。撒加德等计算论者们把计算机理论泛化，以至使之成为解决所有认识论问题的万能钥匙，这里的片面性是显然的。他实质上用计算机理论取代认识论问题，这同奎因等人本质上是一致的。

以上我们谈了奎因、吉尔、撒加德等人的自然主义观点。总体来说，他们都注重把科学认知的哲学反思与科学本身的实证研究结合起来进行考察。应当说，吸收现代实证科学对认知的若干性质所做的具体研究是值得重视的，现代认识论如果不吸纳这些成果，不可能有新的突破，自然化的认识论注意到这一点，这使他们的工作有很大的启发意义。但是，他们却使认识论的独立性地位问题受到了挑战，甚至把认识论消解为实证科学。而且，在自然主义的界定意义上，作为描述性事业的科学与作为规范性事业的认识论似乎是不可调和的。因此描述和规范的关系对他们来说是无法解决的。许多学者也正是基于这两者才对他们进行批判。但是，规范性和描述性难道真的不可调和吗？自然化认识论不能有规范的维度吗？为了突破这一二难的困境，劳丹才将价值论引入科学认识论之中，从而形成了他的规范自然主义。

二、劳丹的规范自然主义

劳丹提出其规范自然主义的直接动因便是奎因等人放弃了认识论的规范地位。在他看来这是自我毁灭。他主张自然化认识论可以以某种方式保持规范性，从而认识论虽然是自然化的，但却并不因此而丧失独立性以至于被彻底消解。

1987年，劳丹明确提出了规范自然主义理论。其原因有两个：一是劳丹认为科学方法论面临许多困境。在传统的科学哲学中，方法论占据重要地位，但是由于波普尔、特别是库恩的工作，这种情况一去不返。波普尔把方法论看作约定，因此，没有了合理性选择；库恩则认为方法论标准太模糊，没有固定不变的方法，方法不能决定竞争理论的选择。拉卡托斯甚至断言我们根本提不出什么有根据的建议以使科学家接受或放弃哪个理论。费耶阿本德的纲领是“怎么都行”，主张方法论无政府主义。至于罗蒂则认为一切都应“罗蒂化”。由此可见，在历史社会学派那里，方法论发展到如此地步，以至于其规范力量已被完全剥夺了。

二是劳丹以前的自然主义方法论观点并不令人满意。如奎因认为，方法只不过是对自然科学所用方法的描述，因而没有规范的力量。这样，奎因等人便面临一个严重的困难：自然主义应该为自身的合理性进行辩护，但是“合理性是一个非自然的概念，”[10]这样自然主义要用非自然主义为自身辩护，这是一个悖论。为避免悖论，因此劳丹认为：“方法论的非规范化并不是由其自然化来表征的。恰恰相反，人们可以表明一个完全‘科学的’和彻底‘描述的’方法论将具有一个规范的结果”。[11]可见，劳丹希望在以前的自然化认识论和科学哲学中的相对主义之间找到一条“中间道路”——规范自然主义。具体观点及评论参见孟建伟和方在庆的文章（《自然辩证法研究》。1992.8；《自然辩证法通讯》，1992.2）。此处不再赘述。

三、“文化派”的自然主义

1.瓦托夫斯基的历史化认识论

奎因和劳丹等人的自然主义的共同特点是对社会文化的疏离。M.W.瓦托夫斯基（Wartofsky）则注意到认识的文化性，他倡导认识论的历史化以替代上述认识论。他认为，历史的认识论开始于如下前提：知识的获得是人类活动的基本方式，它不能脱离其它形式的人类实践，因此也不独立于这些其它形式实践的历史性（即其历史变化和发展）。[12]由这一前提可以引伸出三点论断：（1）人类认知实践的适当的研究域并不是抽象的“人类心灵”，而是具体的、有多种特色的历史的人类实践域——是社会的、技术的、艺术的以及科学的。（2）认知的进展要通过表征（representation），因为它通过把人工制品作为象征来表现。认知方式历史地随社会实践，因之也随表征的改变而改变。（3）对所有人类知识而言，不存在固定的、基本的形式或结构，人的心灵随着各种各样的历史实践的不同而改变，即心灵是一个变化发展的、历史地自我超越的人工制造物。

瓦托夫斯基认为，卡尔纳普的记录语句为经验的科学哲学提供归纳基础，但它并不就是感觉资料。后来卡尔纳普放弃了这些而支持他所谓的生活经验，但即使这样也还是不够的，因为在逻辑重构过程中，所使用的资料并不简单地是经验，而是描述经验的语句在操作。但是这些语句——记录语句——必须依据某种语言，而卡尔纳普认为这种语言的选取是出于方便和实践上的约定。因此瓦托夫斯基说，卡尔纳普的这一宽容原则（principleoftolerence）实质上并没有为任何语句提供内在的或必要的归纳基础性说明，因此它是一个实用主义或工具主义的社会文化约定。

至于波普尔对理论证伪的说明，瓦托夫斯基认为也有赖于社会心理学。因为证伪的经验检验的构成也是社会文化的约定。奎因和哈贝马斯都诉诸于语言共同体的共识，对他们来说，真理是基于语言的内在规范。可见，认识论的社会化在当代哲学特别是科学哲学中的进展一开始本是建立在经验主义基础之上的。从主体间的可检验性到社会选择、语言约定，都明显地表现了从经验基础的相对化向合理性选择论题的过渡。由此可见，认识的根据已从传统认识论的内在的或心智的语境转移到一个语言共同体的行为的外在的社会语境。

由以上论述，瓦托夫斯基提出应以历史化的认识论来替代传统理解的认识论。亦即把认知活动看作是历史地变动的，这种变动的涵义是指：认知、知觉的方式随整个人类实践（包括社会的、技术的、科学、经济、艺术的实践）的改变而改变。他把认知活动规定为不仅仅是思想上的，还包括通过实践形式表现出来的感情活动或主体能力的域；也包括在道德、艺术、科学技术语境中所涉及的判断方式。又因为人类认知活动不是独立发生的，它不能脱离各种实践形式，包括狩猎、生产、社会交往、战争、政治等；所以，实践是认识活动的具体方式。

2.富勒的社会认识论

富勒（S·Fuller）提倡社会的认识论。他认为，“一个对知识的自然化的研究本身就应该运用心理学和社会科学的方法和发现”，[13]而作为一门交叉学问的社会的认识论即可满足这一要求。它本着建构一种规范的科学哲学的目的而把“知识社会学”作为经验来源。它从三个方面来研究：（1）作为一种元理论；（2）作为一种经验的研究纲领；以及（3）作为知识策略。

首先，作为元理论，社会认识论的基本功能在于做出一种设计，以重新解释哲学家和社会科学家在研究时到底在做什么。社会认识论者建构元理论的主要动机在于使知识“自然化”，并且确信知识是在它所涉及的世界之中的。而知识的自然化应该包括的不是认识论的消失，而是使一种界限——认识论和关于知识的社会科学研究的界限——消失。近来，后现代主义者罗蒂为了追求经验的历史的研究而放弃规范的研究，这表明当代对知识所做的规范的哲学解释渐渐脱离了社会科学的解释。社会化的认识论者认为这正是对哲学在科学中的作用的一个错误理解的产物。

其次，社会的认识论也是一种经验研究纲领和一种知识策略的工具。在经验方面它是双重的：一是根据预设的科学编年史工作来分析关于知识增长的哲学陈述；二是在认识上把比较突出的历史事件分解为各个“运作部分”，这样才能决定一个认识规范的存在与否对事件的出现所产生的不同影响。在策略方面，社会的认识论目的是发展一种修辞（rhetoric），以便把它的元理论和经验研究转变为一种增加科学共识性的方法。

3.唐斯的社会自然化认识论

唐斯（S.M.Downs）在富勒等人的基础上进一步具体地阐述了社会自然化的认识论。他认为，以前的自然化科学哲学不太关心科学实践的社会本质，所注重的只是用认知科学的成果来解释科学，因而这种研究是有缺陷的。一个缺陷是采用了认知个体主义（cognitiveindividua-lism），另外，科学实践的社会性不可化简。

唐斯认为，R.吉尔、西蒙以及撒加德等人把认知科学的方法用于研究科学理论的变革、评价、本质以及科学发现等问题，用认知科学的经验成果来充实和约束哲学理论，这是不恰当的。因为他们采取了认知个体主义立场，即完全根据个体的心理过程来解释认知现象，认为对科学家个人的心理机制的说明能充分地说明科学中哪些因素具有认知特点。他们认为在对成功的科学进行说明时要以认知因素为依据，而对失败的科学的说明则要应用非认知因素。这一观点在劳丹的不合理性命题中得到了明确表述：所有合理的科学实践都可以根据认知因素来解释，除此之外的部分则由社会学家或心理学家来解释。可见，心理因素和社会因素对成功科学的解释是不相干的，社会因素的积极作用从而被抹煞了。唐斯对认知个体主义进行了批判。他从科学家为什么组成共同体来开展研究这一问题入手进行分析，认为之所以必须组成研究群体，原因首先在于，检验或评价假说所需要的不仅仅是心理能力，还要有技术分工和合作。劳动分工是按照技术在科学共同体成员中的分布进行的。其次，单凭个人力量来评价假说实际上是不可能的，个人能力毕竟有限。所以“科学家们应协力工作以克服个人的经验限制，从而可以对认知劳动进行分工。如果忽视这一事实，认知科学家也就忽视了科学知识生产所具有十分重要的社会本质。[14]

根据以上的批评，唐斯认为应该在认识论中加入一个社会的维度。他认为科学的社会本质有三个侧面：一是理论是公有的财富，它可以跨越时间在共同体中流传；二是社会相互作用直接导致认知成果；三是应从更大的社会背景上看问题，这对于我们了解某项活动是不是对科学的一种贡献十分必要。这三个侧面有助于明确科学事业的地位，澄清科学共同体与一般社会事业的关系。所有科学实践至少包含以上三个社会层次。唐斯的总结论是：（1）认知科学如果不放弃认知个体主义，它就不能对科学作出适当的描述性说明，（2）具有某一规范范围的自然主义科学哲学必然会有一种描述基础，这种基础要考虑科学实践与众不同的社会本质，（3）科学知识的生产本质上是一种社会活动。（［14］，p.66）

瓦托夫斯基正确地看到了认识的获得是一个历史的、本身是实践的、而且不脱离其它实践的过程。他注意到宽容原则的实用性和约定性，从而提出认知活动是历史地变动的这一观点，并把它作为历史化认识论的整个出发点。这种见解虽然不错，但却并不全面。首先，认知活动是变化的，但变化是一切事物的特点。另外，认识有一定的稳定性，在一定时期内相对不变，单纯谈论认识的历史变化显然有失偏颇，不可理解。应该把自然的因素和历史的因素结合起来才对。富勒主张把社会科学的方法应用于自然化的认知研究。他的观点得益于知识社会学、科学社会学以及历史社会学派的主张。自库恩发表《科学革命的结构》以来，对知识的社会历史研究渐渐盛行起来，而这已成为社会历史学派的特征。富勒、唐斯等人进而把自然化的科学哲学纳入到整个社会文化背景之中去思考，认为哲学与科学（包括自然科学和社会科学）是连续的，应该把自然和社会科学方法运用于哲学研究及认识论研究。这种观点有一定的道理，但也不全面。首先，虽然应用科学的方法于认识论的研究本身无可厚非，但是认识论的研究方法是否一定是科学的方法？认识论是否具有自己独特的问题和方法？他们这样做的结果能否使认识论保持独立性？这些都是成问题的。第二，从奎因开始倡导哲学和自然科学的连续性，接下来又把计算机科学和其他认知科学成果运用于认识论研究，后来又在自然化科学哲学中加入社会的维度，这里似乎有一个修改传统哲学所界定的认识论研究域的问题。本来意义上的自然主义所主张的方法论主要是把自然科学方法移植到认识论之中，现在又加入了社会科学的方法。于是整个科学方法（自然科学和社会科学）就是认识论研究所采用的方法。这样一来，认识论的特殊地位何在？它还属于哲学了吗？第三，唐斯批判认知个体主义，注重认识的社会性，认为这样才能对科学作出适当的描述性说明。这种观点当然不无道理，然而尽管科学是社会大系统中的一个很重要的子系统，离不开社会实践，但科学本身毕竟有其发展的内在规律。科学认知的本体论基础是自然界本身，它是独立于社会的，是价值中立的，在这一点上，科学认知活动的不同层次的主体（科学家个体和科学共同体）具有等价性。因此，对科学认识的说明是不能完全社会化的。在这方面，外史论纲领（如爱丁堡学派的硬纲领）已经宣告失败。

总而言之，自然主义的本质特征在于承认认识论和科学之间存在连续性，否认这种连续性便是非自然主义。在这一点上，我们所论述的三种自然主义流派符合这一界定。因为它们都认为认识论研究和科学密不可分。自然主义者之间的区别在于在科学和认识论的连续性上采取怎样的形式，能够走多远。奎因等人把认识论同心理学、计算科学、神经科学等自然科学联系起来，并认为是后者的一部分。显然这否认了认知的规范特性，使诸如辩护、推理以及证据等规范概念失去地位，而代之以一些自然科学的概念。这实质上就是取消了认识论，走向了一个极端。劳丹等人正因为看到这一点才把规范性，价值论纳入自然主义科学哲学之中，认为描述性和规范性可以调和。而文化自然主义者更有甚之，他们注重认识的历史性、社会性、文化性，主张认识论和社会科学是连续的，然而社会科学的研究对象是带有人为的、主体色彩的事物，是“想要”的事物，它需要解释学的诠释，有赖于对价值的认识和理解。因此可以说，文化自然主义比劳丹更注重认识的规范性，并有走向否认科学认识所具有的描述性，单纯强调规范性、价值性的危险，更有走向彻底相对主义的嫌疑。可以说，文化自然主义与其他自然主义的上述异同点使它走向了另一个极端。

我们已经看到，自然主义科学哲学追求的是把认识论和科学联系起来，在科学的基础上进行哲学研究。应该说，这种重视科学的思想对当代哲学如何走出困境，如何摆脱基础主义的阴影等具有很大启发意义。它本身也是为摆脱基础主义、本质主义和辩护主义而出现的，在客观上为西方科学哲学的重构提供了一条思路，但这条思路行不通。对当代自然主义来说，认识论或者成为科学的一部分，或者与价值论等结合，不管所采取的方式如何，认识论的独立地位已不复存在，哲学已经降低层次、消溶在科学之中，哲学和科学的界线从此化为乌有。这实质上是认识论的取消主义。如所周知，恩格斯曾经说过：“全部哲学，特别是近代哲学，重大的基本问题是思维和存在的关系问题。”由此出发，关于认识的本质、发展、评价、解释等一系列问题，都带有极大的普遍性。这些问题的性质和解决途径都属于世界观的范畴，它超越于任何一门具体科学之上。归根结底，认识论取消论不过是重蹈历史上经验主义的覆辙。而正如恩格斯所警告的，蔑视辩证法，蔑视哲学的理论思维是“不能不受惩罚的”。恩格斯甚至直截了当地说：“在这里，唯一的问题是思维得正确或不正确，而轻视理论显然是自然主义地、因而是不正确地思维的最确实的道路。”[15]自然主义作为吸收当代科学成果构建合理的哲学体系的一种尝试值得重视，但循着这条路走下去，所得到的只能是一朵不结果实的花。

【参考文献】

[1]参见W.V.Quine:EpistemologyNaturalized.inOntologicalRelativityandOtherEssays(1969),NewYork,ColumbiaUniversityPress.

[2]奎因：经验论的五个里程碑，张金言译，哲学译丛，1992,p.54（译文略有改动）.

[3]RonaldN.Giere:ExplainingScience:ACognitiveApproach,TheUniversityofChicagoPress,1984,XVI.

[4]R.N.吉尔：自然化的科学哲学，哲学译丛，程炼译，1989,1.p43.

[5]R.N.Glere:WhattheCognitiveStudyofScienceIsNot?inCognitiveModelsofScience.VolXV.UniverstyofMinnesotaPress,1992,p42.

[6]NoahJ.EfronandMenachemFisch:ScienceNaturalized,ScienceDenatured.HistoryandPhilosophyoftheLifeScience,1991,No.2,p.187—222.

[7]P.Thargard:ComputationalPhilosophyofScience.CambridgeMass.MITPress.1988,XI,p.2—3.

[8]P.撒加德：心智社会——作为布散计算的科学，哲学译丛，1994.3.p.1

[9]RyanD.Tweney:inComputationalModelsofScientificDiscoveryandTheoryFormation—SanMaterCalif,MorganKaufmann,Pub,Inc,1990,p.481.

[10]R.N.Giere:PhilosophyofScienceNaturalized.PhilosophyofScience,52(1985),p331.

[11]L.Laudan:ProgressorRationality.AmericanPhilosophicalQuarterly.Vol.121,p.19—23.

[12]Marx·W·Wartofsky:EpistemolgyHistoricized,inAbnerShimonyandDebraNails(eds).NaturalisticEpistemlolgy.1987.D.ReidelPublshingCompany,p.358.

[13]SteveFuller:EpistemologyRadicallyNaturalized,inCognitiveModelsofScience—MinnesotaStudiesforthePhilosophyofScience.Vol.XV.1992,p.427.

对应用化学的认识和理解篇9

能源是人类社会赖以生存和发展的最主要的物质基础。人类社会要想发展，就离不开优质能源的开发和能源技术的改进。现今世界，能源短缺已经成为制约全世界社会与经济发展的重要问题。以煤、天然气和石油等为主的传统化石能源在人类社会的发展中曾起到了非常重要的作用，并仍将是人类在未来一段时间内的主要能源。但是，这类不可再生的传统能源在未来百余年间将无力支撑人类的生产生活，而且还会造成环境污染。有关能源问题不再仅仅是专家们讨论的热点，已经成为普通百姓关心的话题。

“能源的综合利用”是具有社会意义的主题，以这样一个主题作为项目，有利于将学科知识和课程内容进行整合，教学过程中让学生借助各种探究手段和活动以及与项目相关的各类资源对学科核心知识进行有意义的建构，从而实现学生综合智能的发展。

二、项目设计

本项目立足于能源的综合利用，将高中化学必修2化学反应与能量的内容进行整合，设计了四个专题：“认识能源”“燃料篇”“电能篇”“化工原料篇”。首先让学生对能源有一个整体的认识，然后在探索化石燃料作为生活中稳定能量来源原因的任务驱动下，先从宏观角度认识化石燃料的燃烧性质，建立能量观、发展变化观，再深入微观本质认识化学反应――燃烧反应提供能量的本质原因，最后定量认识燃料燃烧释放能量的能力大小；之后分析火力发电的原理及弊端，通过探索氢氧燃料电池能否实现化学能与电能之间的直接转化，建构原电池认识模型，从而发展学生的利用模型解决生活实际问题的能力，并培养学生变化守恒的科学素养；通过对化石燃料为原料直接或间接转化成的基础化工原料甲烷、乙烯、乙醇、乙酸及苯的组成、结构、性质及化工方面用途的探讨，帮助学生理解综合利用传统能源的方法，形成对能源可持续发展的意识，培养学生绿色应用的科学素养；最后让学生查阅资料了解新能源对解决能源问题及对能源发展的作用和价值，引导学生对能源有全面的认识和发展的眼光。

项目具体方案设计如图1所示。

三、项目教学中的关键问题

1.项目教学内容分析时，要确认教学内容的基本观念，建立项目中事实性问题、核心概念知识及核心观念之间的联系。

新课标对这两部分内容的教学要求：（1）理解化学键的断裂与形成是化学反应能量变化的主要原因，建立从微观结构的变化看化学反应与能量观。（2） 认识化学键的涵义，知道离子键和共价键的形成。

本专题以“研究化石能源作为燃料的本质原因”为中轴线，辐射到化学反应的本质的探讨，为核心概念知识的落实提供了较为丰富的事实性问题。本专题根据解决实际问题时涉及的核心概念知识及这些概念对学生核心观念的建构的作用来安排教学顺序。其具体联系可用图2来表示。

2.以观念为核心分析学生在主题知识内容与基本观念方面的发展程度。

从学生学习的角度看，“放热反应和吸热反应”的教学价值主要体现在以下几个方面：第一，认识化学反应的视角由关注物质变化转向关注能量变化，拓展了学生认识化学反应的角度。第二，由学生已有的化学反应伴随着能量变化的感性认识，去探索化学反应中能量变化的宏观原因；认识化学反应中能量转化的途径和形式，如化学能与热能的相互转化。第三，通过实验，定性地感受化学反应中能量的变化。

“化学键”的教学价值主要体现在以下几个方面：第一，发展学生从物质结构角度认识分子再分、原子重新组合的原因。第二，由学生已有的化学反应伴随着能量变化的定性认识，去探索化学反应中能量变化的微观原因；认识化学反应中能量转化的途径和形式。第三，通过计算，定量地认识化学反应中能量的变化。

总之，从整个专题看，要求学生的认识方式从宏观到微观、从定性到定量，并且发展和完善学生的微粒观、变化观和能量观。

3.教学中要想学生对相关教学内容有整体把握，必需理清事实、概念及观念之间的关系，抓住关键性内容，教给学生有组织的知识体系，而不是将孤立零碎的、毫无联系的知识教给学生。

化学反应过程中不仅有物质变化，而且伴随着能量变化。从能量角度认识化学反应是高中化学教学的重要内容，也是学生“能量观”“变化观”建构的重要方面。

4.教学过程中，以核心概念为桥梁，发展和完善学生的核心观念。

本专题以“化学键”为桥梁发展和完善学生的微粒观、变化观和能量观。学生核心观念的形成与发展是以相关具体概念性知识的学习为基础的。本专题通过化学键概念的建立，帮助学生认识到微粒之间的相互作用，从结构的角度认识物质的组成，发展学生从原子、分子水平认识物质的构成和化学反应；同时，化学键的概念帮助学生认识物质变化的实质是旧键的断裂和新键的生成过程，这也是解释化学反应有能量变化的原因。

5.教学中需要立足学科的整体高度，利用学生多次认识化学能与热能的机会，在化学事实和相关概念学习的基础上，引导学生通过理性思维不断拓展和深化能量观。

整个专题一围绕“化学反应伴随着能量变化”这一学科基本问题引导和启发学生思维，帮助学生逐步形成相应的认识思路和方法，进而转化为学生从能量角度分析和解释相关问题的经验和能力。

四、项目教学在概念原理学习中的价值

对应用化学的认识和理解篇10

一、习题类型

以教科书编写的习题，按编写顺序分为：每节知识内容结束后的习题；每章知识内容结束后的复习题；每册知识内容结束后的总复习题等三种类型。各类资料以习题特征的分类见下表：

化学习题分类表：从目前中学化学教学的认知目标来看，化学教育认知领域可分成识记、理解、应用、综合、计价等等级，与之相应，笔者认为化学习题应从解题必须具备的知识和能力等要素出发，与认知等级相应也有多种类型，下面以氯气的化学性质中的一个知识点：氯气和水反应为例说明。

1.识记型：指基于教材上的元素化合物性质、实验现象和物质的用途等基础上的叙述性习题。这类试题比较简单，只要通过阅读书本，就能解答。例如：①氯气和水反应的化学反应方程式如何书写?②氯气和水反应后产物有哪些?

2.理解型：可分成直接性理解题、解释性理解题、推断性理解题等。直接性理解题指基于化学用语、符号、概念和原理等的表面理解，例如：③为什么氯水呈现黄绿色?解释性理解题指基于知识间内在联系的理解，例如：④为什么氯水能漂白有色物质?⑤为什么实验室用的氯水要新制?推断性理解题指基于理解化学概念、原理、规律的基础上，对有关性质、变化结果等作出推理和判断，例如：⑥氯水滴入碳酸钠溶液、硝酸银溶液、石蕊试液的现象及原因分别是什么?⑦氯水长时间放置后变成什么溶液?这二种类型习题之间呈递进关系，解答后者是在理解前者的基础上进行的。

3.评价型：指基于概念、原理和性质之间内涵的有关分析、对照或类比，它包括认知的、技能的和原理等的评价。例如：⑧氯气和二氧化硫都能漂白有色物质，漂白原理有何不同?

4.应用型：基于概念、原理和性质的外延的分析、比较的综合题。例如：⑨氯气能用于自来水杀菌消毒的原因?⑩工业上是如何制造漂白粉?

5.综合能力型：基于多种物质性质和化学概念、原理、性质，综合各种解题方法或技巧的习题。解答时要纵观全局，全面分析、从中寻找解题突破口，形成解题思路。

识记型和理解型题侧重于对基础知识的考查，评价型和应用型侧重于对知识运用的考查，综合能力题是建立于前面题型基础上，侧重于对能力的考查。

二、习题教学方法

学习认识活动是从具体到抽象和抽象到具体这两次认识活动的有机统一，因此，化学教学过程应是由课前预习、课堂教学(包括课堂测试)、课后练习组成。通过课前预习，掌握学习主动权，培养自学能力，达到基本上理解教材，能解决一些简单识记型问题，同时发现一些问题，激发学生的求知欲，为课堂教学的开展作准备；课堂教学是整个教学工作的中心环节，是传授知识、解决疑惑、培养能力的主要途径，在课堂教学过程中，学生带着问题积极参与学习活动，对重点和难点问题理解透彻，知其所以然；课堂测试可检查和评定学生的学业成绩，同时也可获得第一手的反馈信息，作出相应的教学调整，以实现教和学的最优化。而考查方式有多种，如课堂提问、检查作业、书面测试等，它能激励学生的进取精神，使学生认识和完善自我；课后练习又是必不可少的，能够巩固课堂教学效果，进一步深入培养学生分析和解决问题的能力，并可及时反馈学生的学习情况，从而在下一课中作更有针对性的分析和引导，完整的化学教学过程应是上述教学各环节的良性循环。

在课前预习中可以布置一些识记型习题，引导学生学习，突出课堂教学的重点知识，还可布置少量直接性理解题，以突出难点，激发学生的求知欲。习题教学也是课堂教学的重要组成部分，课堂习题重点应是理解型习题、评价型习题和应用型习题，在同一个知识点上按从理解型、评价型到应用型设计题组，即使是理解型习题，在教学中也要按直接的理解题、解释的理解题、推理的理解题的次序有序组织教学，评价型和应用型应在学生理解原理和性质基础上开展教学。综合能力型题的分析讲解要很多时间，不适合在新课教学过程中，可在习题专题课中作为例题进行讲解分析。还可通过习题专题课，借助一题多解和变式设练，渗透思维方法，培养思维能力。因此，课堂教学中渗透习题，能够达到创设情境，导入新课，或通过问题穿插，承上起下，巧妙过渡，或通过习题训练，加强应用，巩固知识，以及及时反馈，合理调控等效果，构建了教师和学生、教与学之间的桥梁，使原本死气沉沉的课堂变得充满活力，原本枯燥的内容变得丰富，学生不再感到难学，在这样的课堂中学生的非智力因素得到充分调动，获得了知识，培养了能力，提高了素质。

课堂练习和测试题要注意命题的合理性和全面性，既能反映学生对这门课知识的基本结构掌握情况，又能反映学生的智力结构情况，在检查的内容中要兼顾了解、理解、应用、分析、评定、综合和评价等各层次，也就是要检查元素化合物性质等的掌握情况，又要检查概念、规律和原理的理解程度，更要检查运用知识来分析和解决问题的能力。各类试题要在考查中有恰当的比例，上述各类型的试题都要有，从综合难度上讲，大致分基本题、中等题、较难题，特别是较难题要严格控制，这样测出的学习成绩才科学、有效和可靠。

课后习题应符合教学内容，作业的分量要适当，整体难度要适中，试题题型各种都要有，也得按上述各题型的顺序组织，其中综合能力型只能极个别，放在最后，而且应是学生通过努力后能够完成的，以进一步培养学生的综合解题能力。所有选择习题既要有代表性，能起到举一反三的作用，又要积极思考，有一定的创造性。