“结构与性质”学习进阶及初高中衔接初探.doc
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1、“结构与性质”学习进阶及初高中衔接初探 “结构与性质关联”观念是中学化学中重要的核心观念。分析了中学化学中跟结构与性质有关的核心概念和非核心概念以及它们之间的联系情况、中学化学中结构与性质知识的分布、中学化学中结构与性质关联的知识、中学化学中结构与性质知识的学习进阶。探查了初三与高一学生的结构与性质学习差异及衔接困难。认为要改善初高中的衔接状况,必须努力减小初三化学中的学习分化程度。 “结构”与“性质”是化学学科中两个非常重要和常见的概念。 “结构与性质”看似是并列词组(并列短语),其实在化学中可能是“结构与性质关系”的省略,也可能是“结构与性质关联”这个观念的非正规指代。本文中的“结构与性质
2、”主要是后一种意思,是狭义的。广义的理解包括结构、性质以及结构与性质的关联。 1 “结构与性质关联”是中学化学中重要的核心观念 观念是人对于事物或者事物某些方面(问题)的概括性的、总结性的、综合性的认识(见解、看法),是人在对事物的感性认识基础上进行分析、抽象、概括、辩证和整合等思考活动的产物。结构问题是近代化学的基本问题之一1。 化学物质结构观是对于化学物质结构基本问题的概括性的、总结性的、综合性的认识(见解、看法)。只有在正确、合理的化学物质结构观的指引下,人们才能自觉地开展对物质结构的探索,进而逐步认识物质的结构,认识物质结构与性质的关系,加深对化学反应的物质基础的认识,进一步认识化学反
3、应的规律性。因此,化学物质结构观是化学科学观念的重要组成部分,而“结构与性质关联”观念是化学物质结构观的主要内容,是中学化学中重要的核心观念。 “结构与性质关联”观念的重要性主要在于观念常常具有方法论意义2。总结有关化学物质微观结构与其宏观性质关系的事实资料,人们发现,物质的内部结构决定着它的典型化学反应性能和其他方面许多性能;反过来,通过典型化学反应性能等宏观性质的研究,能够勾画物质微观结构的轮廓甚至细节。例如,由金刚石和石墨的硬度等性质,可以推测它们的不同的晶体结构。从系统的观点看,化学物质是由其基本单元相互作用、相互联系而构成的系统。系统的结构决定着系统的性质和功能,反过来,系统的性质和
4、功能能够反映其结构。从物质的性质出发,最终可以弄清物质的结构。因此,“结构与性质关联”也是认识物质结构或性质的一个有效策略,是化学研究实现宏观与微观结合的桥梁。即使现在已经能够用特殊手段获得某些物质的结构图像,由于这并不能作出充分和必要的描述和解释,仍不能撼动物质结构与其性质关联策略的重要性。 观念总是跟某些概念联系在一起,有其核心概念。“结构”与“性质”就是“结构与性质关联”观念的核心概念,也是中学化学中重要的核心概念。 所谓结构,从系统科学的角度看,是指系统内部诸要素的组织形态,包括诸要素及其组织方式。化学中的结构则是指化学实体内部各构成要素以及各构成要素相互间的结合与构造方式3。 所谓性
5、质,有人把它界定为“事物具有的特质”或者“一种事物区别于其他事物的根本属性”。其实,具体的某个性质并不一定是哪个事物“特”有、其他事物不具有的,也不一定是“根本”的;而且,上述界定没有说清楚“质”、“性”的含义,有循环定义之嫌。我们认为,性质是一事物跟其他事物的相互作用在人脑中的反映,或者说,是人?皇挛锔?其他事物相互作用的一种认知,它为事物所有,常能决定事物的归属,故可以解释为事物的属性。这个界定不是太通俗,但比较准确一些。 2 中学化学中结构与性质知识的分布 中学化学中跟结构与性质有关的核心概念和非核心概念以及它们之间的联系情况如图1所示。 具体知识的分布情况如表1所示。表1是根据现行课程
6、标准4,5中规定的有关化学物质结构内容制作的,表中分别列出了课程标准规定的在初中化学阶段、高中化学必修阶段和高中化学选修阶段物质结构教学内容,以及在化学学科核心素养的基本组成(即基本观念及核心概念、关键能力、重要品格等)方面的分布情况,其中特别列出了结构与性质关联方面的内容以及整体目标方面的内容(楷体字为“活动与探究建议”内容)。 由表1可见 课程标准规定的结构与性质知识大体上是适宜的,只是现在看来,关于“重要品质”方面明确规定的内容少了一点。 初中化学只涉及物质微粒观,由于有关的知识技能较少、较浅,还不足以形成对物质结构最低程度的全面认识,物质微粒观的教学要求相应较低,在课程目标中只要求初步
7、认识物质的微观构成。 高中化学必修部分涉及物质结构的基本观念和拓展观念,已经可以初步、概略地认识物质结构,但课程标准中没有具体要求。可能是由于有关物质结构知识技能内容还是不太丰富,物质微粒观的教学要求仍属较低,在必修部分课程目标只要求初步认识物质的微观结构,跟初中阶段要求相似。 高中化学选修部分(物质结构与性质模块)中,跟物质结构本体观念相应的知识(物质结构价值、方法等),跟物质结构基本观念相应的知识(结构微粒及其相互作用、空间结构等),跟物质结构拓展观念相应的知识(结构与物质状态、性质关系等)大幅增加,比较丰富,特别是还提出了不少应用性问题和活动任务,不但使有关的物质结构观念的形成有了可能,
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