初等化学教材和教学中的几个基本问题，本文主要内容关键词为：几个论文,教材论文,化学论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
这里所要讨论的是在初等化学教材和教学中的一些基本概念和有关的问题。长期以来，有不少学生被这些问题困扰着，即使是对化学比较感兴趣的学生，在学习时也会产生出一种“拿不准”的感觉。因此值得我们重视。
一、关于化学原理及知识的应用问题
从学习化学来说，“物质或化合物的性质和用途”应当从有利于加深对化学基本理论和概念的把握和理解的角度来处理，但是不能脱离这个重要的教学目标，热衷于罗列过多事实的做法，往往会影响到上述教学目标的体现。
实际上，一种物质或化合物的应用，不仅仅决定于它所具有的本征性质，还决定于应用者和应用的场合。例如一双竹筷子，其用途就可以有进食用具、夹取物件时的工具、承载某种固体的用具、暗器、暗号用具、打击乐用具、书写用具、引火材料、艺术品等。其中有些和竹质有关，有些则无关；有些用到竹材的强度；有的则和竹纤维的结构特点有关；有的和竹筷的形状有关；有的和竹材的化学性质相关（如不溶性与难熔性、化学稳定性）。所以竹筷的应用应当认为是难以穷尽的。
而从化学层面上来认识竹材时，主要有：它的组成元素主要是C、H、O，因而易燃；竹纤维属于高分子化合物、不易溶解在水及其他溶剂中，在纤维间存在热塑性黏结剂，既使得竹材具有一定的强度，同时在加热的条件下可以实现永久性形变；竹纤维细胞可以传导离子，说明表面带有极性基团；等等。可以看出，从竹材的基本化学性质出发，很难会想到它有那样多的稀奇古怪的用途。
应用是一个比较容易创新的领域，也是一个综合利用物质的各种性质的领域。如果视野不限于化学，可能有利于提高探究性学习的兴趣和习惯的养成，值得认真研究。
物质的性质，在理论上也应当是无穷的。化学课程中所重视的物性和化性，大多数与识别、分析、分离和合成有关（这和化学学科在较早时期的主要任务有关）。所以在列举物质性质时，其范围与视角往往是有限度的。例如，纯物质在混合时，其组成比、组分本身的尺寸、混合方式及各组分间的相互作用，都可以明显地影响到体系的物理性质（有时也会影响到体系的化性，这是我们经常只介绍事实而未重视的一个重要观念）。如果要为学生的探究性学习提供更好的条件，激发他们的创新思维和创造性活动，化学列举物质性质的方式方法应当加以改变。第一，应当有利于加深对化学基本概念（“组成、结构决定论”）的了解；第二，应当有利于启示学生在应用方面学会联想；第三，应当展示现代化学进展和不断“创造”新的物质体系、综合利用物质的性质和不断发掘新的性质间的关系。
二、为化学方程式“松绑”
在我国现行的中学教科书中，对于书写化学方程式有一条规定，即不能“无中生有”地创造化学方程式。其实，这个规定不仅是多余的，而且是不合理的。在化学中，作为化学语言之一的化学方程式，最基本的要求只限于方程式两边的原子数相同（质量守恒原理）和方程式中所有的分子式都是合理的（基本符合所包含元素的化合价）。如果化学方程式中涉及带有电荷的离子或原子团（簇），方程式两边所带电荷的代数和必须相等（电量守恒原理）。除此之外，不应该再增加新的约束条件。不能任意臆造化学方程式，只能是在面对实验中所观察到的化学事实时，才是必要的。
其实，在反应物已经确定的前提下，在上述构建化学方程式的原则中，只有质量守恒（原子种类和数量不变）和电量守恒两条规律才是必须严格遵守的。其次，才是化合价和一般的化学结构原则，这是因为化学的进展表明，我们对于原子在构建成为分子时可能采取的结构形式和价键形式的了解还很不完全、很不充分。例如C[，60]的发现、六价碳的获得等事例，是上述提法的有力证明。
像这样的反应式还可以写出很多，应当认为它们都是合理的。其中的某个反应，如果已经通过严格的实验证明，我们承认这个方程式所代表的反应是客观存在的；那些还没有经过实验证明的反应，未必一定属于虚构，也许正是因为有了这些目前尚属于“虚构”的反应式，才为人们思索物质的新的化学变化提供了一条条比较具体而且直观的思路。这是由化学学科的性质所决定的。
提倡学生在学习了化学元素、原子、分子、化合价与某些化合物的典型化学结构的基础上，根据化学方程式的书写原则，把构建其他可能的化学方程式当做一种发挥想象力的练习，初等化学的魅力就可以得到体现。继而强调化学所严格要求的实证性，反而有利于培养学生的科学精神。我们只承认那些已经反复验证过的实验事实，不等于不承认现有科学技术方法在探究客观事物时仍然存在着局限性和不确定性。只有这样，才算是真正地懂得什么是科学。
三、关于探究性学习
1.探究性学习应不仅限于实验探究
收集信息、思考、求证，再思考、再求证，也是一种探究性学习的模式，而且会随着学生的成长，变为他们的探究性活动中的主要模式。这和马克思在写作《资本论》时的方法相似，那就是收集资料、加以分析，找出矛盾、提出理论加以解决的模式。但是对于初等科学特别是化学来说，由于这时的学生的经验欠缺和思维方式中存在的不足，所以在教材中应以实验型探究为主。
2.推行探究性学习时应当注意的问题
（1）用于探究的问题可以是具体的，或深或浅，但是探究的主要步骤与方法却是一致的，即着重于科学方法和科学精神的培养。科学方法、科学精神，加上科学知识与视野，还有奋斗目标，就构成了一个人的科学素养。
（2）选择探究问题时的原则。
①应是学生本人感兴趣的，不应当成为奉命探究或为分数而探究；
②应当和学生的心理及知识基础水平相符合。
（3）教师的作用首先在于帮助学生把握住问题的难度与工作量要求，即能够在规定的时间内完成。其次应当引导学生按照科学探究的常规步骤有序地前进。还要随时关心学生在探究时可能出现的问题，如忽视安全，数据的质量不高，信息的质量不理想，综合分析中可能出现的遗漏、片面性和远离数据与事实等。此外，教师还有及时帮助学生改变无序的工作方式，以及对学生的工作过程及探究结果进行合理的评价等作用。
（4）可供进行探究的部分例题。
①铁丝在纯氧中燃烧时，火星来自何处？
②浓硫酸稀释时何时会失去“氧化性”？
③混合物表现出“新性质”时的组成比。
④析出AgCl（白色）的浓度条件。
⑤几种胃液制酸剂的溶解速率与效率的比较。
（5）关于探究或研究工作中的取样问题。取样问题对于探究或研究工作所得结论的科学性评价，具有极其重要的作用。遗憾的是，这个问题往往没有得到足够的重视。取样问题所涉及的领域很广，从化学分析到社会调查，都可以找到非常典型的例子。在我们大力宣扬科学精神、强调科学素质的今天，却每时每刻地面对着登载在报刊甚至学术论文中那些在取样方面存在着严重缺陷的研究报告或调查报告，不能不认为是一种对科学精神或科学素养的嘲笑。由于其中混杂着滋生伪科学的土壤，所以有必要予以提醒或警示。前些年曾经轰动一时的和水有关的伪科学事件，从取样开始就是极其不规范的。可惜后来人们只是从产品或基本原理方面来驳斥这些伪科学事件的始作俑者，对于他们在科学方法上的种种问题，例如取样问题、数据的再现性问题和统计有效性问题、实验设计中所必需的参比和监测系统问题等，并没有进行比较全面的分析和批判。因此，那次为时不短的反对伪科学运动，在普及科学精神和科学方法方面的成果并不很理想。通过认真的反思，对于今天旨在推行国家课程标准和推行探究性学习方法的新一轮教育及教学改革，应当有借鉴的作用。
四、如何正确地理解联系生活和联系社会
关于所谓的“贴近生活，贴近社会”，在我国教育界已经有过许多论述，也创造了很多经验。这使得我们的教育和教学面貌有了明显的改变，以至于近年来出版的教科书，无论在内容上或叙述方式上都有所改观。据认为这种做法对于提高学生的学习兴趣起到了积极的作用。我们认为这个估计是符合实际的，所以这个改革方向还应当继续坚持下去。
如果认真地调查一下就会发现，有时我们预期的、引发出来的学生的“兴趣”对于推动他们真正热爱科学，特别是化学的作用并不理想，而且时效非常短暂。这个现象应当引起我们的深思。我们知道，一场交通事故，一手魔术，甚至于一段奇闻，都有可能引起某些人的兴趣，但是都不会持久。科技新闻对于广大民众来说，也经常是这样的。这是因为其中能够引起兴趣的内涵，常常脱离了听众的知识基础和理解能力。这种情况也可以从民众对媒体选择的不同中得到证明。而且媒体越发达，种类越多，表现的形式越丰富多彩，人们的选择也就越苛刻。
例如，具有记忆效应的智能化材料，包括金属材料和高分子材料在内，就具有这样的特征，太空服或者碟状天线能够自动调节孔洞大小或形状，对于一般民众来说，应当会引发强烈的兴趣，但是由于产生这种性质的机理比较复杂，不仅涉及材料本身，还和材料内部分子或相关组织的物理特征有关系，以至于不具备较高科技知识水平的民众一时难以真正理解变化的机制。一个人对于只知其然，而不知其所以然的事物或现象（例如魔术），兴趣往往难以持久的那种心态，是我们上述分析的有力证明。如果从这个角度对这些年我们在教材中所选用的诸多“科技新闻”所产生的实际效果进行实事求是的检查、总结和分类，应当能够吸取一些经验。
所以在强调贴近生活、贴近社会（或联系生活、联系社会）的时候，我们着力之处应当是如何使学生体验和逐步学会从生活中“发现化学”，用以加深他们对化学基本概念和基本理论的了解及掌握，强化他们对科学技术和现代社会关系的认识与感受。对于仅仅学过初等化学的学生来说，要求他们能够用所学过的一点点化学知识去“解释”生活中千奇百怪的事物的期望值，显然太高。因为即使像用胃药治疗胃酸过多这样比较简单而典型的应用化学的事例，在医疗上真正要考虑的问题，远非酸碱中和这样的简单。最极端的例子无过于不能用氢氧化钠作为中和剂了，即使是非常稀薄的氢氧化钠溶液也属于严格禁止的范围，何况其他场合所包含的应当考虑的因素和所用到的化学以及化学之外的原理或知识，都远远超过这个事例！
所谓“发现化学”，应当通过学生在学习基础化学的过程中，是否能够产生出“化学无所不在”“化学原理有助于更全面地认识客观现象”等感觉来体现。应当表现为学生在初学化学时所特有的神秘感和陌生感的逐步消失。目前这种过多地罗列或宣扬那些远远超出学生现实基础的做法，由于所介绍的事例中所包含的原理或机理水平，或脱离学生的实际，或严重地互不协调，常常使得学生（有时也包括教师在内）莫衷一是，产生囫囵吞枣的感觉。在我国现行的考试方式和评价体系下，学生往往只能够用简单地背诵的方法来对待，因而兴趣和积极性受到严重的挫伤，甚至转化为厌烦。教育界对原有教材所做的“繁难偏旧”的批评，大抵与此有关。像“脱离教育对象的实际”、没有着力贯彻“少而精”的教育和教学原则一类的批评，应当认为并不过分。