对化学学科的认识精选(九篇)

第1篇：对化学学科的认识范文

深化对科学发展观重要地位和指导意义的认识

全会关于“十一五”规划的《建议》明确指出：“科学发展观是指导发展的世界观和方法论的集中体现。”这一新的重要论断，对科学发展观的重要地位和指导意义做了更加深刻和突出的界定。发展，是当代中国的主题，是解决中国所有问题的关键。但为谁发展？怎样发展？发展的成果用于何处？用什么样的标准检验和评价发展？所有这些问题，都需要在科学的世界观和方法论指导下作出回答。或者说，对所有这些问题的回答，都有一定的世界观和方法论在指导着。世界观和方法论不同，作出的回答也就不同。

我们党提出的科学发展观，凝聚着几代共产党人带领人民群众建设中国特色社会主义的心血，也反映了世界各国发展的经验教训，是我们党在发展理论、发展战略、发展道路上不断与时俱进的成果。科学发展观坚持以人为本，全面、协调、可持续地发展。以实现人的全面发展为目标，坚持以人为本，从人民群众的根本利益出发谋发展、促发展，不断满足人民群众日益增长的物质文化需要，切实保障人民群众的经济、政治和文化权益，让发展的成果惠及全体人民。它坚持按客观规律办事，全面、科学、辩证地处理好经济与社会、人与自然、当前与未来等各方面的关系，实行“五个统筹”，做到总揽全局，全面规划，兼顾各方，协调发展。所有这些，都体现了我们党一切为了人民、一切服务人民的根本立场和宗旨，贯穿着辩证唯物主义和历史唯物主义的思想方法。因此，是我们党指导发展的世界观和方法论的集中体现。坚持科学发展观，就是坚持马克思主义的世界观和方法论。坚持马克思主义的世界观和方法论，在发展问题上，就要坚持以人为本、全面协调可持续的科学发展观。

深化对科学发展观基本内涵和精神实质的认识

科学发展观包含着丰富的内容。集中起来，首先是继续坚持发展；同时，还必须是又快又好地发展。这两层要求在逻辑上是一种递进关系。没有第一层就谈不上第二层。但只有第一层而没有第二层，也不符合我们对于发展的根本要求。

科学发展观的第一要义是发展。我国是一个有13亿人口的发展中大国，现在处于并将长期处于社会主义初级阶段，我国的主要矛盾依然是人民日益增长的物质文化需要同落后的社会生产之间的矛盾。我们要实现全面建设小康社会的宏伟目标，最根本的是要继续坚持发展是硬道理的战略思想，把发展作为解决中国一切问题的关键，抓好发展这个党执政兴国的第一要务，坚持以经济建设为中心，聚精会神搞建设，一心一意谋发展。在发展的过程中，我们不断遇到这样那样的问题，都需要加以关注，都需要认真解决。但基础，还是要靠发展。只有保持经济持续较快的发展，我们才有更好的物质基础促进社会的全面发展和进步，才有更大的财力对贫困地区和贫困人口给予扶持，才能逐步缓解就业人口不断增加的巨大压力，才能处理好涉及利益关系的各种社会矛盾。所以，根本上，还是要用发展和改革的办法解决前进中的问题。

与此同时，我们又必须进一步认识到，我们要求的发展，不是片面的发展，不是只为少数人的发展，不是畸轻畸重不协调的发展，不是竭泽而渔难以持续的发展，不是造成生态环境严重破坏的发展，而是科学的发展，是以人为本、全面协调可持续的发展，一句话，是科学发展观指导下又快又好的发展。所以，我们要转变发展观念，创新发展模式，提高发展质量，更加注重优化结构、提高效益、降低消耗、减少污染，更加注重实现速度和结构、质量、效益相统一，更加注重经济发展和人口、资源、环境相协调。尤其要坚持立党为公、执政为民的本质要求，以人为本，把最广大人民的根本利益作为一切工作的出发点和落脚点，把改善人民生活作为经济社会发展的目的。坚持发展为了人民、发展依靠人民、发展成果由人民共享。切实保障人民群众的经济政治文化权益，不断实现好、维护好、发展好最广大人民的根本利益。只有这样的发展，才是我们真正坚持和需要的发展。

深化对贯彻落实科学发展观六条原则要求的认识

全会关于“十一五”规划的《建议》，明确要求在“十一五”期间，把经济社会发展切实转入全面协调可持续发展的轨道。为此，在分析形势、总结经验、突出重点、明确任务的基础上，提出了必须坚持的六条原则要求。

第一条，必须保持经济平稳较快发展。这是贯彻落实科学发展观的重要原则。要实现“十一五”的规划，应该有一定的发展速度，不能出现大起大落的现象。没有经济发展的一定速度，其他很多目标都难以实现。但这种速度必须是有质量、有效益的速度，保持好社会供求总量的基本平衡，真正做到又快又好。“十一五”规划把国内生产总值年均增长速度定在7.4%左右，同时增加了到“十一五”期末单位国内生产总值能源消耗比“十五”期末降低20%的指标，恰当地处理了又快又好的关系。

第二条，必须加快转变经济增长方式。这是要切实抓好的关键问题。过去那种粗放型的经济增长方式，与资源、环境的矛盾越来越尖锐，难以适应“十一五”的发展要求，再也不能继续下去了。“九五”期间，我们就已经提出转变经济增长方式的问题，十年来，有进步，但还不尽如人意。所以，必须继续努力，增强紧迫感，采取更加有力的措施，实现节约发展、清洁发展、安全发展和可持续发展。

第三条，必须提高自主创新能力。这是保持经济长期平稳较快发展的重要支撑，是调整经济结构、转变经济增长方式的重要支撑，也是提高我国国际竞争力和抗风险能力的重要支撑。全会明确把增强自主创新能力作为国家战略，要求建设创新型国家。这是《建议》一个突出的亮点。必须紧紧抓住这个中心环节，深入实施科教兴国战略和人才强国战略，大力提高原始创新能力、集成创新能力和引进消化吸收再创新能力。

第四条，必须促进城乡区域协调发展。这是贯彻全国一盘棋思想的必然要求。从城乡来说，我国已经从总体上到了以工促农、以城带乡的发展阶段，必须加大城乡统筹的力度，努力建设社会主义新农村。从区域来说，《建议》从全局和战略的高度，形成了推进西部大开发、振兴东北地区等老工业基地、促进中部地区崛起、鼓励东部地区率先发展这样一个统筹区域发展和现代化建设的总体布局。必须通过健全市场机制、合作机制、互助机制、扶持机制，形成东中西相互促进、优势互补、共同发展的新格局。

第五条，必须加强和谐社会建设。这是推进经济社会发展的重要目标，也是经济社会发展顺利进行的重要保证。更好地协调各方面的利益关系，促进社会和谐，对于我们的事业发展，具有重要的意义。为此，必须按照民主法治、公平正义、诚信友爱、充满活力、安定有序、人与自然和谐相处的要求，从解决关系人民群众切身利益的现实问题入手，扎扎实实地推进社会主义和谐社会建设。

第六条，必须不断深化改革开放。改革是促进经济社会发展的强大动力，对外开放是我国的一项基本国策。改革开放是决定中国命运的重大决策。20多年来，我国经济社会发展取得的一切成就，都是同坚决地推进改革开放分不开的。没有改革开放，就没有今天的大好局面。要实现“十一五”规划的目标，仍然要坚持改革开放，推动各项重大改革取得突破性进展，从根本上解决制约发展的体制障碍，实行互利共赢的开放战略，提高对外开放的水平。

这“六个必须”的要求，是相互联系和相互促进的，必须全面、辩证地认识和理解。

深化将科学发展观落实于各个领域和环节的认识

第2篇：对化学学科的认识范文

〖关键词〗波义耳，机械论哲学，机械论化学，17世纪，化学史

1 对“波义耳把化学确立为科学”的传统解释

“波义耳把化学确立为科学”，是恩格斯的著名论断之一，语出恩格斯《自然辩证法》第2、3节“自然科学各个部门的循序发展”（〖1〗，p.28） 。奇怪的是，恩格斯在谈到生理学、比较形态学和比较生理学等学科成为科学时，都说明了原因，但是，恩格斯没有对“波义耳把化学确立为科学”作出任何解释。持马克思主义观点研究化学史和化学哲学的学者，经常引用和注释这条经典，其基本观点是：波义耳提出了科学的元素定义，从而“把化学确立为科学” 。

现以在国内颇有影响的化学史书籍《化学发展简史》为例：

在化学领域，十七世纪英国资产阶级早期活动家波义耳（Robert Boyle1627-1691）对一系列新的实践经验，进行了总结，为化学元素作了一个科学的定义，为使化学发展成为真正的科学做出了一项重大的贡献，为人们研究万物的组成指明了方向，因而它是化学发展中的一个转折点。对此恩格斯给予了高度的评价，他曾指出：“波义耳把化学确立为科学”。（〖11〗，p.72）

然而，据对波义耳原著的研究，发现波义耳根本就没有提出过什么“科学的”、“近代的”元素定义（〖5〗，pp.95-98;〖6〗，p.380;〖7〗，p.17;〖8〗，p.76;〖9〗，pp.240-242）。波义耳从根本上怀疑元素的存在；波义耳除了批判元素概念以外，绝不给元素概念在化学研究中留下一点地位。

如果波义耳果真没有提出“科学的元素定义”，那么，恩格斯的论断“波义耳把化学确立为科学”是否就不能成立了呢？我们究竟应该在何种意义上理解“波义耳把化学确立为科学”这一论断呢？

2 对波义耳元素定义的误读

人们常常引用的波义耳关于化学元素的定义，出自波义耳《怀疑的化学家》一书。在研究波义耳关于化学元素的定义之前，我们简要地介绍一下《怀疑的化学家》的主要内容。

波义耳《怀疑的化学家》（The Sceptical Chymist），出版于1661年 ，其实这本书几年前就写好了，并且私下流传着（〖12〗，p.386）。波义耳著述甚丰 ，在今天的人们看来，《怀疑的化学家》是波义耳著作中最著名的一部，但是，在波义耳那个时代，这部书并不比他的其他著作更出名，也不比他的其他著作更重要（〖4〗，p.465;〖7〗，p.19）。这一事实丝毫无损于《怀疑的化学家》对化学发展的意义。

《怀疑的化学家》在机械论哲学的指导下，以实验为基础，试图彻底清除亚里士多德的四元素说（即一切物体皆由土、水、空气和火四种元素组成）和帕拉塞尔苏斯的三要素说（即盐、硫、汞是构成一切事物的要素）。波义耳把四元素说和三要素说视为“难兄难弟”，波义耳决定一剑双雕，彻底斩断它们。他说：“我所要提出的许多东西，都可不分彼此地适用于逍遥学派的四元素说和化学家们的三要素说，尽管我的某些反对意见可能更多地偏重于后列出的三要素说，但这不过是因为化学家们的假说看起来似乎更要比另一个得到了更多的经验支持，因此，着重围绕这一学说进行反驳才是当务之急，尤其还要看到，绝大多数的被用来反驳该学说的论据，只须略作变更，即可被用之于反对亚里士多德学派的学说，并足以强有力地驳倒这个缺乏根据的学说。”（〖2〗，p.29;〖3〗，p.33）

此书以对话体写成，也许波义耳是想效仿伽利略《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书的手法。书中的卡尼阿德斯（Carneades），是波义耳的代言人，波义耳借他之口提出自己的疑问，表达自己的观点； 弥修斯（Themistius），是亚里士多德学说或逍遥学派的信徒；菲洛波努斯（Philoponus）是三要素说的代言人；埃留提利乌斯（Eleutherius）是一位中立者；书中还有一个“我”，充当书记员。

在《怀疑的化学家》中，波义耳主要讨论元素的数量及其对物体性质的影响，以及火术分析的机制。

针对四元素说和三要素说，波义耳提出了三个疑问：

第一，那些被逍遥学派和医药化学家、炼金术士认为是元素或要素的东西，真的是原始的、简单的物质吗？

第二，是不是每一种混合物体都包含有全部四种元素或三种要素？

第三，元素或要素的数量，是否真的仅限于亚里士多德学派所说的那四种，或者帕拉塞尔苏斯学派认为的那三种？

这里讨论的核心概念是元素或要素。为了避免“为空洞的词或术语或概念而争吵”，讨论的各方决定在讨论的开始就必须对元素或要素的概念达成一致的理解，“对要素或元素这两个词自始自终应如何理解作出规定”。他们异口同声地欣然同意在辩论时将元素和要素当着等同语加以使用，“都是指那些原始而简单的物体，而结合物则可说成是由它们组成的，并将最终分解成它们。”（〖2〗，p.13;〖3〗，p.19）这是元素的概念在《怀疑的化学家》中第一次出现。

经过了严密的有根有据的讨论，波义耳对上述三个问题给出了否定性的答案。这里我们看看波义耳针对第二个问题所做的部分回答。

“虽然化学家们宣称他们从某些物体中提取了盐，从另一些中得到了汞，又从一些中得到了硫；但他们却从未告诉我们运用其中的何种方法能够从一切种类的矿物中毫无例外地分离出来任何一种要素，无论是盐，还是硫或汞。因此，应该允许我下出这样一个结论，在这些元素中，没有哪种可作为一切物体的某种普适组分，倒是有些元素并不能成为其为这样一种组分。”（〖2〗，p.196;〖3〗，p.212; 〖15〗，p.55）

“我从未发现从金或银（暂时不列上其他金属）中能够分离出我们通常所说的那种土或水，因此，我可以给出以下结论以反驳我的论敌们的论点，这就是，土和水这两者绝非所有的那些被当作是完全结合物的物体所共有的组分。”（〖2〗，p.197;〖3〗，p.213;〖15〗，p.55）”

在波义耳认为他已经摧毁了四元素说或三要素说的时候，他继而开始怀疑元素究竟是否存在的问题。于是，波义耳第二次给元素下了一个定义。这就是人们“频繁地引用而又同样频繁地误解”（〖8〗，p.76）的那个定义。

现在我们来推敲波义耳关于元素的定义。为准确起见，现将原文和中译文一道抄录如下：

And，to prevent mistakes，I must advertise you，that I now mean by elements，as chymists that speak plainest do by their principles，certain primitive and simple，or perfectly unmingled bodies;which not being made of any other bodies，or of one another，are the ingredients of which all those called perfectly mixt bodies are immediately compounded，and into which they are ultimately resolved:now whether there be any one such body to be constantly met with in all ，and each，of those that are said to be elemented bodies，is the thing I now question.（〖2〗，p.187）

而且，为避免误解，我必须事先声明，我现在所谈的元素，如同那些谈吐最为明确的化学家们所谈的要素，是指某些原始的、简单的物体，或者说完全没有混杂的物体，它们由于既不能由其他任何物体混成，也不能由它们自身相互混成，所以它们只能是我们所说的完全结合物的组分，是它们直接复合成完全结合物，而完全结合物最终也将分解成它们：然而，究竟是否存在这样的物体，即它们在所有的物体中总能找得到，而且它们都是所谓元素化的物体，则是我现在要怀疑的事情。（〖3〗，p.202；下划线为本文作者所加，此处译文与中译本略有改动。——刘立注）

仔细分析这段文字，可以发现：

第一，波义耳清楚地定义了“元素”概念。这里波义耳对元素作如是定义：“是指某些原始的、简单的物体，或者说完全没有混杂的物体，它们由于既不能由其他任何物体混成，也不能由它们自身相互混成，所以它们只能是我们所说的完全结合物的组分，是它们直接复合成完全结合物，而完全结合物最终也将分解成它们。”著名化学史家JP帕廷顿（Partington）将元素的定义从上段文字中“剥离”出来，断章取义，以为这个元素定义就是波义耳所要提出的元素定义（〖11〗，pp.77-78;〖3〗，汉译者前言），并且认为这是“把波义耳称为近代化学奠基者”的三个理由之一。（〖11〗，p.74）后来许多学者据此以为波义耳提出了近代的、科学的元素定义。这实在是一种误读。问题主要出在包括帕廷顿在内的许多学者都忽视了波义耳元素定义中的两个重要从句。

第二，波义耳的元素定义并非具有原创性。波义耳用一个从句说，他所谈的元素跟化学家明明白白所讲的要素，其意思是相同的。早在1641年，巴黎皇家学院的克拉夫（E.D.Clave）就给元素下了很好的定义，即元素是“简单的物体，混合体最初由它们组成，并且最终将分解成它们或者可以分解成它们。”（〖5〗，p.85；〖13〗，p.38）其他化学家对元素也做过类似的定义。波义耳的元素定义与前人的定义本质上是一致的，因此我们认为波义耳的元素定义并不是原创的。著名科学史家R.S.Westfall亦指出，波义耳“只是重复了元素的传统定义”。（〖7〗，p.19;〖8〗，p.76）

第三，波义耳的元素定义并非具有近代性。波义耳的元素定义与近代的化学元素定义有着显著的区别，其区别是如此之大，使得我们看不出该定义具有任何现代性：该定义假设，我们在任何物体中都能找到那几个屈指可数的元素，而且任何物体都应该分解成同样数目的元素，因此任何物体都是由同样数目的元素按不同的方式排列而成的。波义耳的元素定义丝毫没有这样的意思，即可能有某种物质（元素本身除外），其组成元素会少于四种（按四元素说的观点）或三种（按三要素说的观点）。显然，这跟近代化学元素定义有着本质的区别 。研究波义耳的权威化学史家Marie Boas Hall在她为《科学家传记辞典》（DSB）撰写的波义耳条目中指出，“波义耳没有提出过近代的元素定义，但是他（特别地、故意地）给他那个时代化学家所理解的元素下了一定清楚的定义。”“波义耳从来就没有接近于提出近代的元素定义。”（〖6〗，p.380）

第四，波义耳从根本上怀疑元素的存在。上述文字中最后一个从句“究竟是否存在这样的物体，即在所有的物体中总能找到它们，而且它们都是所谓的元素化的物体，则是我现在要怀疑的事情”，表明波义耳对元素的存在持怀疑的态度。波义耳在《怀疑的化学家》中有多处表示对元素的存在表示怀疑。如波义耳说：“我就实在看不出有什么理由非要相信存在着这样的一些原始而简单的物体，说大自然正是用这些作为先在的元素才得以复合出一切其他物体。”（〖2〗，p.224;〖3〗，p.238）其实，《怀疑的化学家》这整部书乃是致力于否认元素存在的可能性。（〖7〗，p.19）在波义耳看来，元素是一个“错误的、使人误入歧途的概念”。（〖6〗，p.380）

综上所述，波义耳实际上并没有提出科学的、近代的元素定义，而且波义耳明确否定元素的存在。那种认为波义耳提出了科学的元素定义而“把化学确立为科学”的观点肯定是站不脚的。既然如此，恩格斯的论断“波义耳把化学确立为科学”是不是也站不脚了呢？看来，有必要对这一论断进行再认识。

3 1661年前的化学：炼金术、医药技艺和冶金技艺

“波义耳把化学确立为科学”，这句话本身提示我们，要分析波义耳之前的化学状态，波义耳的化学活动及其产生的影响，才能搞清楚化学经波义耳之手后变成了什么样子。

在近代之初，化学沿着三个主要趋势发展。首先，炼金术研究仍然盛行；其次，化学知识转用于医药；第三，化学同矿业密切结合。炼金术士、冶金家以及医药化学的活动，无疑产生了各种可以作科学解释的结果，但是他们的目标均属实用性质，而不属于科学；他们的实验旨在产生实际利益，而不是促进对化学现象的科学理解。他们的思维受到四元素说或三要素说的支配，即认为这些有限的元素或要素按不同的比例结合，构成世上万物。虽然亚里士多德的四元素说（土、水、气和火）似乎可以为化学提供一个可能的理论基础，但是，亚里士多德的信徒们从来就没有搞出一个亚里士多德化学体系出来。帕拉塞尔苏斯反对亚里士多德的四要素说，提出了三要素说：任何物体都是由盐、硫和汞组成的，它们分别对应于身体、心灵和灵魂。这一物质理论部分可以用来解释化学现象，当作化学理论。迄至17世纪中叶，化学领域中一直是帕拉塞尔苏斯化学占主导地位。

17世纪中叶以前的化学，与其说是自然哲学，倒不如说是实验哲学。试比较力学与化学研究的方式之不同。力学研究者以笔和纸作为工具伏案工作，而化学研究者则是在火炉上架起坩埚和蒸馏器在那里辛勤工作。自然哲学家、绅士派的学者们常常轻蔑地称化学家是“被浓烟薰得漆黑的经验主义者”，说“他们都谈不上是哲学家（虽然他们自己喜欢以此自称），因为他们被他们自己炉子里的烟雾蒙住了双眼，搅昏了心智”（〖3〗p.23）。化学家笃信火是无经不克的分析工具，可以将混合物分解成他们的元素或要素，揭示事物的本质。正如帕那塞尔苏斯的一个信徒告诫他的读者们：“购置煤炭，建造炉台，不厌其烦地注视并用火操作。用这种方法而非其他方法，你们将获得对事物及其性质的认识。”（〖17〗）那些炼金术士和医药化学家、冶金化学家，在某种意义上可以说是一批“用火操作的哲学家”。

这种重视实验的化学研究带来了经验知识的急剧增长，但是，当时的化学由于缺乏合理的理论结构，无法把握零碎散乱的经验知识，也无法为经验研究提供理论指导。

1661年以前，化学远离自然哲学的主流，尚未确立为一门独立的学科。

4 波义耳与机械论哲学、微粒哲学和机械论化学

统治了西方自然哲学达2000年之久的亚里士多德学说，终于在17世纪被一种新的自然哲学所推翻，致使关于自然的研究发生了一场深刻的革命，这就是机械论哲学（mechanical philosophy）。机械论哲学后来成为科学家的“工作假定”，到牛顿的《自然哲学的数学原理》（1687年）发表时，机械论哲学已经在欧洲科学中占统治地位。（〖16〗，p.154）

笛卡尔（Rene Descartes）是十七世纪机械论哲学的主要建筑师。笛卡尔不仅对力学、光学、几何学做出了巨大的贡献，而且对机械论哲学的建立也做出了杰出的贡献。笛卡尔在他的《哲学原理》（Principia philosophiae，1644年）详细阐述了机械论哲学。

笛卡尔认为，自然是由物质构成的一架机器，它的运行跟机器一样，服从力学规律。物质由不连续的微粒组成，这些处于运动的微粒相互碰撞，就产生了自然现象。尽管单个微粒在相互作用中可能会改变其运动状态，或停顿，或加速，或改变方向，但是宇宙中运动的总量却是保持恒定不变的。这是笛卡尔机械论宇宙的基本法则。自然界中任何活动现象都可以用物质和运动来解释，无需引入任何非机械论的动因来解释。

机械论哲学试图把物体的性质和活动，都归结于组成该物体的微粒，它的运动、形状和广延。笛卡尔反对用终极原因或目的论来解释物体的性质和活动，他强烈抨击当时占统治地位的亚里士多德学派或经院学派解释自然现象的方式，他们到处用“实体形式”和“隐秘属性”等词语。笛卡尔宣称，整个宇宙中的任何现象，无一不可用“纯物质的原因——即完全独立于人的心灵和思维的原因”来解释。笛卡尔甚至应用机械论哲学解释了磁现象（〖8〗，pp.36-38）、动物和人体的生理现象以及心理现象（〖16〗，p.157）。

笛卡尔创建机械论哲学，是对17世纪科学改革的一个巨大贡献。但是，需要指出的是，笛卡尔的机械论哲学虽然是机械论哲学中最突出的，但并不是唯一的。在英国，霍布斯（Thomas Hobbes）提出了类似的哲学，不过没有笛卡尔的那么精致；在法国，原子论的主要复兴者伽桑狄（Pierre Gassendi）也提出了相似的观点。各种版本的机械论哲学大同小异，我们求同存异，可以发现他们在以下观点上是一致的：

1 要将“隐秘动因”（如爱、憎、亲和力）从自然界中彻底清除出去，任何自然现象都是物质过程的必然结果。

2 自然界是由物质组成的，物质是中性的，区别在于构成物质的微粒在尺寸、形状、运动等方面存在着差异。

3 自然哲学的纲领，就是要说明所有的自然现象都是微粒之间直接地相互作用而产生的。

机械论哲学犹如一阵清风，感召着那些对研究自然有兴趣的人们。他们相信，惟有从机械论哲学的观点，才能达到对自然的真正理解；相比之下，亚里士多德的自然哲学显得太浅薄，它对自然的解释总是用那些陈词滥调。他们还相信，任何新的发现，都可以从机械论哲学的观点来解释，整个世界都可以囊括在机械论哲学的范围之内。无怪乎，荷兰的惠更斯、英国的波义耳等人都对痴迷于机械论哲学；事实上，十七世纪下半叶欧洲任何一个重要的科学人物，无一不信奉机械论哲学。（〖7〗，p.17）“机械论”（mechanical）对波义耳和他的同时代人来说，是与“亚里士多德主义”和“神秘主义”针锋相对的一个概念；在他们看来，惟有机械论的解释才是理性的解释，这样的解释与力学原理相符合。

在英国，波义耳被同时代的人们称为“机械论哲学的重建者”（Restorer of the mechanical philosophy）（〖4〗，p.414）。孩提时代起，波义耳就熟悉伊壁鸠鲁的原子论；他广泛阅读机械论哲学的代表人物的著作，如培根的《新工具》（1620年）、笛卡尔的《哲学原理》（1644年）。波义耳博采众家，不仅掌握了机械论哲学的要义，而且创建了自己的机械论哲学，即微粒哲学（corpuscular philosophy）。波义耳之所以要用“微粒”这个中性词汇来表达的机械论哲学，是因为，第一，波义耳既拒斥伊壁鸠鲁的原子，又拒斥笛卡尔机械论所说的粒子那复杂的等级结构；第二，波义耳希望，使用“微粒”这个中性词汇来谈论问题，可以为所有的机械论哲学家所接受和信服，不管他们信奉何种物质理论（〖4〗，p.467;〖6〗，p.379）。波义耳在1666年出版的《形式和质料的起源，根据微粒哲学》完整地阐述了他的微粒哲学。该书的出版者指出，波义耳的理论，虽然与伊壁鸠鲁的理论和笛卡尔的理论有类似之处，但是，它实际上是一个崭新的假说，“是作者独有的，是根据日常观察、严密的论证和实验，以及精确且容易操作的化学过程提出来的。”（转引自〖4〗，p.467）Marie Boas指出，此言极是。波义耳在《形式和质料的起源》中提出的微粒哲学，是彻底的机械论，牢固地建立在实验的基础之上，论证周密详尽；波义耳想把《形式和质料的起源》做成微粒哲学的指南（〖4〗，p.467），想一劳永逸地确立地物质内在结构的原理。

波义耳的微粒哲学，可以概括如下：

1 微粒哲学的基础是普遍质料（universal matter），这是一种“广延的、可分的、不可穿透的”物质，物质是运动的，运动乃是上帝赋予的。宇宙是一架自身包含运动的大机器，是一架“巨大的时钟”（〖4〗，p.486）。

2 物性不外乎“物质和运动”。“物质和运动”是所有东西的基本属性（primary qualities），“物体的两个最伟大的、最普遍的原理”（〖4〗，p.468）。这里可以看到微粒哲学与原子论的不同：对经典的原子论来说，运动是感觉、性质变更的原因，而在波义耳的粒子哲学里，运动就是“性质自身的起因”。托马斯S库恩研究指出 ，波义耳一方面大力批判各种“原子论”，一方面发展了这种理论，其最重要的就是加上了“运动”的概念（〖14〗，p.47）。“运动”在波义耳的理论中具有极端重要的意义。

3 物质由大小、形状和运动各异的粒子构成。具有运动禀赋的物质，起初以粒子形态存在；这些粒子具有大小、形状和运动。虽然从理论上将粒子无限可分，但是，由于粒子细微又坚固，实际上是不可分的。这些细微的、坚固的、不可分的粒子，即第一自然质（prima naturalia），是构成物质的基本组分。粒子结合生成原始凝聚体或簇状物（primitive concretions or clusters），虽然它们可以还原为第一自然质，但是，在化学反应过程中表现为不可分解的单位，因而它们是可以检测到的最小粒子，是简单物体的基本化学组分。第一簇状物（primary clusters）之间相互结合，或者与第一自然质结合，即形成微粒（corpuscle），它们是物体的基本物理组分。物体的各种物理性质即是由微粒的大小、形状和运动决定的。

4 任何物体的现象和性质，均取决于微粒及其运动，并可以微粒及其运动来解释。波义耳将物体的性质分为四类（〖4〗，p.470）：第一类是第一性（primary qualities），如热、冷；第二类是可感知性（sensible qualities），如味道、气味；第三类是第二性或化学性（secondary or chemical qualities），如流动性、稳固性、挥发性、溶解性；最后一类是隐秘性（occult qualities），如电性、磁性。波义耳认为，任何混合体的本性，都取决于组成该物体的组分，微粒或原始凝聚体；组分之间的大小和形状；更重要的是，给定时刻组分的运动状态。波义耳运用他的微粒哲学，对上述四类性质全都做出了合理的机械论解释（〖4〗，pp.469-484），不给那些隐秘的解释留下任何空间。

试以结合性（cohension）为例，看波义耳运用微粒哲学对物体性质的解释。

“关于物体的组成部分何以联合起来组成该物体的问题，人们曾信心十足地且合情合理地假定，物体中必定存在着某种实体形式，这是物体的组成部分之构成物体所必需的，否则，就不可能成之为物体。我的回答是，那些具有特定形状的组分，它们拼接配置，这样足以解释它们何以结合成物体，而无需借助于实体形式这种东西来解释。”（〖4〗，p.474）

波义耳的微粒哲学主要体现在《形式和质料的起源》一书中，但在《怀疑的化学家》中也不无阐述。我们来看《怀疑的化学家》中的两个命题。波义耳所讲的“命题”，相当于公理，它们是“明晰的命题，对于这些命题，我不作任何保证”。（〖3〗，p.33；〖2〗，p.29）

命题1 在结合物最初形成之时，普遍质料——结合物以及宇宙中其他物体均由它们所构成——实际上是那些被分割成了大小、形状和运动方式各异的细小微粒。此观点似乎并不荒谬。（ 〖2〗，pp.30-31;〖3〗， pp.33-34，此处译文与中译本上的译文有所改动。——刘立注）

命题2 在细小微粒中，那些极小且相邻的微粒在各处联结成细小的团状物或簇状物，并且正是通过这些团状物或簇状物之间的结合，形成了大量的第一（primary）凝结物或团状物，它们很难再分解成组成它们的微粒。出现这种情况不是不可能的。（〖2〗，pp30-31；〖3〗，pp.34-35 ，此处译文与中译本上的译文有所改动。——刘立注）

波义耳对第一个命题作了的如下说明：

要证明微粒的存在，有两个途径：一是可以看物体的生长、腐败、滋养和毁灭，二是通过显微镜可以观察到这些微小的粒子；或者看结合物（complex bodies）分解后的生成物；或者采用炼金术士的火术，对结合物进行操作。通过这些途径，“似乎足以表明，结合物的组成部分极其微小，而且具有不同的形状。”（〖3〗，p.34；〖2〗，p.30）。波义耳指出，伊壁鸠鲁（Epicurus）或摩西（Moses）是微粒概念的滥觞。伊壁鸠鲁证明，世界是由原子组成的，原子由于内在的原因在虚空中运动不息；关于摩西，据波义耳讲:

“伟大而明智的万物创造者并不是直接创造出那些植物、兽类、鸟类及其他生物，而是利用原先就存在着的、虽然也是被创造出来的物质造出来的，他将这些物质称为水和土，是他使我们能够设想这些新的凝结物赖以形成的组成粒子，被置于各种各样的运动中，从而使得它们能够联结起来，以种种结合方式和结构，组成它们所要组成的物体。”（〖3〗，p.34;〖2〗，p.30）

波义耳在《怀疑的化学家》中还谈论了微粒的结合方式，如：

“在我看来，物体的各个微小组分只是通过相互接触和依附聚在一起，然而，也有极少数的物体，其微小组分是极为紧密地结合在一起的，应将这种紧密结合归之于何种原因，我们尚不清楚。”（〖3〗，p.92;〖2〗，p.87 ）波义耳提出了几种猜测，如甲粒子可能“钻入”乙粒子；或甲粒子与乙粒子发生极为紧密的结合，以致于火，或者其他不无效力的化学分析工具，都不能将它们分开。

波义耳指出，即使元素也是由微粒组成的，而且元素远不止三五个：

“如果我们姑且认为下述假定是合理的，这一假定我就像我当时曾作过的假定一样，是说一种元素是由彼此完全相同的众多的微粒构成的，而这种微粒又是由质料的极其微小的粒子所构成的某种微小的第一凝结物组成的。那么，我们设想第一聚集体的种数可能远远不止三个或五个便绝无荒谬可言。因此，我们便无须假定，在我们所谈论的每一复合物中，都恰好能够找出三种如上所述的原始凝结物。”（〖3〗，p.103 ;〖2〗，p.96）

波义耳在明确抛弃元素概念后写道：

“我实在看不出我们为什么不能设想，造物主只须以各种方式对那些被认作是结合物的物体的微小部分施行改造作用，即可以令这些物体相互造成它们自己，而勿须将质料化作那些所谓的简单物质或均匀物质。”（〖2〗，p.224;〖3〗，p.238）

波义耳相信元素“嬗变”，即一种元素可以变为另一种元素。嬗变被认为是炼金术的思想“残余”，可是波义耳为什么要相信金属嬗变，甚至相信世间任何一种物质，都可是变成任何一种另外的物质？波义耳的观点并不是建立在实验的基础上，而且实验在当时化学家的心目中，还没有重要到超过“哲学”的地步。波义耳的结论，恰恰是由他的微粒哲学提出来的：既然万物由粒子组成，粒子的排列结构当然决定性地构造了万物。从这里我们可以看到波义耳不同于他同时代化学家的地方。一方面，波义耳是他那个时代化学家的一员：相信嬗变，即使没有实验依据也相信这一先验的结论；但他又不是这时代化学家的一员：他对嬗变的建立是建立在他自己的“微粒哲学”之上的。

波义耳的微粒哲学影响很大。牛顿是波义耳的一个坚定的追随者，他仔细认真地攻读波义耳的著作，深受波义耳微粒哲学的影响，并且接受了波义耳的化学思想，当然他后来也发展了波义耳的理论，如关于吸引力的观点（〖4〗，pp.505-520）。牛顿的化学研究和物质理论在《疑问31》 中得到了充分的体现，其主要内容是对物质本性的沉思、揣想和假说，托马斯S库恩对此进行过专门的研究 。牛顿从“微粒说”的观点对化学现象进行解释。17世纪最流行的化学教科书《化学教程》 对化学现象的解释，也采取了微粒哲学的观点。

17世纪的化学家假定，组成物质的微粒，上面带有“钩”、“环”、“孔”，以及类似锁匙锁眼的结构，这些微观结构决定了不同的粒子，亦即不同物质的物理、化学性质。比如酸，被认为是带有针尖的微粒构成的。何以知之？以舌尝任何一种酸，即有一种被刺痛的感觉，正如皮肤被任何尖锐的东西刺痛一样。再如，甲物质能与乙物质发生化学反应，而不能与丙物质发生类似的反应，这是为什么？因为甲物质的微观结构与乙相合，而不与丙相合，一如一把钥匙可以开一把锁而不能开另一把锁一样（〖14〗，pp.41-42）。

波义耳运用机械论哲学（微粒哲学）研究化学，使得17世纪下半叶的化学变成了机械论化学，进入了自然哲学的主流。

5 对“波义耳把化学确立为科学”的新理解

波义耳是这样一个人，一方面，他了解化学家（广义的，包括炼金术士、医药化学家）的工作，并亲自从事化学实验；另一方面，他了解最新的自然哲学即机械论哲学，并创立了微粒哲学。这样的人在17世纪寥寥无几，是波义耳架起了化学和自然哲学之间的桥梁，实现了他为自己确立的目标：“促进化学家和机械论哲学家之间的相互理解”。

TS库恩高度评价波义耳的工作，说：波义耳所做“仅此二端”：“粒子哲学”和“系统地运用实验方法”来发展“哲学”，即我们今天所谓的自然科学。还说，波义耳“并不是一个孤独的‘先驱者’，而是一个极大限度地发展了化学的概念体系，使之与他当时的科学思潮主流相协调一致的人。”（转引自〖14〗，p.47，p.48）

Marie Boas研究指出，波义耳工作的一大创新是，他不仅证明了化学对医药和实用技艺是有用的，而且证明了化学对自然哲学也是有用的；波义耳利用化学来阐述自然哲学，在当时是非常激进的做法；波义耳从机械论哲学的观点解释物体的化学性质，在这方面取得了非凡的成功。波义耳可能是第一个把化学当作自然哲学的一个分支来处理的人（〖4〗，p.493，p.494，p.497）。

Westfall也有类似的观点：波义耳通过将化学机械化，成功地拆除了阻碍化学进入自然哲学领域的壁垒（〖7〗，p.19）。“机械论化学确实取得了一个成就。它把化学引进了自然科学的领域。十七世纪肇始时，化学一般不被看作是自然科学的一个部分。在最坏的情况下，它是玄妙的秘术；在最好的情况下，它是为医药服务的技艺。但是，在史七世纪结束之际，化学家在欧洲科学组织中占有令人尊敬的席位。毫无疑问，机械论化学在这个转变过程中发挥了重要的作用。机械论化学用科学共同体可以接受的术语讲述化学，使化学获得了前所未有的尊敬。”（〖8〗，p.81）

综上所述，波义耳将机械论哲学应用到化学研究，创建了机械论化学，把化学带到了自然哲学的领域，并随着自然哲学向自然科学的转型而成为科学。正是在这个意义上，我们说，“波义耳把化学确立为科学”。

参考文献

1 恩格斯著，于光远等编译，《自然辩证法》，人民出版社，1984年。

2 Robert Boyle，The Sceptical Chymist，Everyman*s Library，vol.559，1911年印行，1964年重印本。

3 罗伯特波义耳著，袁江洋译，《怀疑的科学家》（任定成主编，《科学名著文库》），武汉出版社，1993年。

4 Marie Boas，The Establishment of the Mechanical Philosophy，Osiris，10（1952），pp.412-541.

5 Marie Boas，Robert Boyle and the Seventeenth Century Chemistry，Cambridge University Press，1958.

6 Marie Boas，Robert Boyle， in C.C.Gillispie ed.，Dictionary of Scientific Biography，vol.2，pp.377-382.

7 R.S.Westfall，Never at Rest:A Biography of Isaac Newton，Cambridge University Press，1980.

8 R.S.Westfall，The Construction of modern Science，The Cambridge History of Science Series，Cambridge University Press，1977.《近代科学的建构》已由彭万华翻译成中文，复旦大学出版社2000年出版。

9 曾敬民，“近代化学元素概念的建立”，《自然科学史研究》，1989年第8卷，第3期，pp.240-247.

10 R.Mierzecki，The Historical Development of Chemical Concept，Kluwer Academic Publishers，1991.

11 《化学发展简史》编写组 编著，《化学发展简史》，科学出版社，1980年。

12 亚沃尔夫 著，周昌忠等译，《十六、十七世纪科学、技术和哲学史》，商务印书馆，1985年。

13 袁江洋，“探索自然与颂扬上帝——波义耳的自然哲学与自然神学思想”，《自然辩证法通讯》，1991年第6期。

14 吴以义 著，《库恩》，东大图书公司，1996年。

15 R.Mierzecki，The Historical Development of Chemical Concepts，Kluwer Academic Publishers，1991.

第3篇：对化学学科的认识范文

关键词：化学实验；教学；着力点

中图分类号：G633.8 文献标识码：B 文章编号：1672-1578（2012）02-0184-01

1.化学实验是联接认识主客体的中介

在化学认识范围内．认识主体和认识客体是化学认识活动过程的两极，要进行化学科学认识既不能没有认识主体，也不能没有认识客体，认识活动只有通过二者的相互联系、相互作用才能实现。因为化学实验和化学科学认识在结构上有着相同的主体和相同的客体，化学实验是主体按一定的目的，以一定的科学知识为指导，凭借一定的化学仪器与设备，采用特殊的化学实验操作，在人工控制的环境下，作用于客体使之发生变化。在这一活动中，主体对客体是积极的、能动的。它通过使用实验仪器作用于实验客体，实验客体也同时反作用于实验主体。实验主客体之间的物质、能量和信息的交换使实验主体和实验客体都发生了功能的变化。正是化学实验的这一特点，使它在化学科学认识中能居于中介地位，把化学科学认识的两极联系起来，使它们彼此联系、彼此作用从而实现主体对客体的认识。

2.化学实验是化学科学对象和化学科学认识间的桥梁

化学科学认识的成果具有两种形态，即观念形态和物质形态。观念形态的化学科学成果即化学科学知识，化学科学知识包括化学事实、化学概念、化学定律、化学理论等，它们是分别处于化学科学认识过程不同阶段的科学认识成果。这些科学认识成果的获得是认识主体以认识客体(实验对象)作为现实原型，通过实验观察所得到的结果。可以说化学科学认识的成果是通过化学实验观察得到的，并用语言、文字、化学用语陈述和描述出来的“化学事实”。在化学教学中，认识主体获得的认识客体(客观对象)的映象，是客观物质到主观精神的过程，这个过程只有通过化学实验这种实践活动才有实现。因此，化学实验是沟通化学科学对象和化学科学认识的桥梁。

3.化学实验是化学科学认识升华的重要环节

化学科学的认识是认识主体对认识客体的能动反映，但由于认识客体的无限性和认识主体的有限性，主体对客体的认识不可能一次完成，而是一步一步地不断接近，逐渐完善，而一步一步地接近过程无不依赖于化学实验。例如正是有了道尔顿的原子学说有阿伏加德罗的分子假说，有了分子假说才有汤姆生的原子模型，有了原子模型才有卢瑟福的原子带核模型，有了原子的带核模型才有伊凡宁柯的原子核中子一质子模型。这些一层更比一层高的认识过程，化学实验无疑起到了至关重要的作用，因而化学实验是化学科学认识进步和发展的必要环节。

4.化学实验是完善学生身心素质的最佳教育方式

在演示实验中，通过教师从容不迫、紧张有序的示范，可以教育并帮助学生在紧张有序的思维活动中形成良好的心理素质：通过实验提供的氛围以及围绕实验浓厚的兴趣，学生的思维方式不受限制，也有利于学生形成良好的心理素质。同时，通过独立操作实验，也可以起到培养学生良好的心理素质的作用。通过分组实验，学生团结协作，共同完成实验，共同完成和讨论实验现象结论，有利于培养学生的合作精神。实验的成功，特别是简单实验设计或实验习题，学生从中体验到成功的喜悦，成就感就会使他们更加努力，更加勤奋。反之，失败之后，在老师的指导或同学的帮助下，找到失败的原因而重获成功会带给学生更大的喜悦，使他们对战胜挫折充满信心，有利于培养学生坚韧不拔的性格。

中学化学实验教学过程的特殊性，决定了化学实验教学特征：化学实验教学是以基本操作、基本技能训练为基础，化学基础理论为线索，科学方法为工具，通过化学实验观察来揭示物质及其变化的规律；其教学内容丰富多彩、生动直观、辩证唯物主义思想无时不在，无时不有。

(上接182页）

不是提高教学效果的唯一手段，教学中不能为了方便而去使用多媒体，应当针对教学内容采取合理的方法，综合利用各种教学媒体。这样才能发挥多媒体教学方法的综合功能。多媒体也有局限性，我们要用让其与传统教学手段取长补短，相得益彰。

总之，教学没有固定的模式，分析化学教师要善于根据专业特点、学生情况、社会需求，合理地调整和更新学科的教学内容，采用灵活多样的教学方式，在实践中不断积累经验，摸索和改良教学方法，提高分析化学教学水平，为社会提供更多的实用型人才。

参考文献：

第4篇：对化学学科的认识范文

1化学教师课程知识的内涵与结构

1．1教师课程知识的内涵与结构舒尔曼把课程知识描述为教师的“职业工具”［2］，意思是指每一学科可用的材料和程序。这是最广泛意义上的课程知识，即为学生设置的全部课程、学习的编程和用来教授每一学科的各种课程资料，以及用来教授课程各方面的材料和资源等。课程论专家古德莱德把课程区分为5个层次［3］，认为课程知识既包括“理念的课程”（诸如政府、基金会或特定的专业团体探讨的课程问题、提出的课程变革方向）和“正式的课程”（由教育行政部门规定的课程计划、课程标准和教材），又包括“理解的课程”（学校教师对正式的课程加以解释后所认定的课程）、“运作的课程”（教师在课堂教学中实际执行的课程）和“经验的课程”（学生实际学习或经验的过程）。台湾学者单文经将教师的课程知识分为纵横两面的课程知识［4］。横面的课程知识，是指教师必须了解学生在同一时间内所学习其他各科的内容，以便在教学上做横向的贯通；纵面的课程知识，则是指教师必须了解学生在同一学科的内容上，过去曾经以及未来要学的教材主题及概念，以便在教学上作纵面的衔接。范良火将教师的课程知识分为教材知识（主要是关于教科书）、技术知识（主要是关于多媒体）以及其他教学资源知识（主要是关于教辅材料）等3部分［5］。随着课程概念的不断发展和丰富，课程知识的范围更加广阔，包括课程目标的确定、课程内容的选择和组织、课程实施、课程评价、课程开发和管理等一系列活动。教师课程实践的基本活动是以课程标准为指导，以教科书为内容资源、任务资源和活动资源，结合学生学习需要进行的认知性实践活动。因此，从教师课程实践的基本活动来看，教师课程知识中最为核心的是课程标准知识和教科书知识。

1．2化学教师课程知识的内涵与结构化学教师的课程知识按照其功能可以分为理解性的化学课程知识、实施性的化学课程知识、评价性的化学课程知识。理解性的化学课程知识，主要是指对于化学课程目标、课程结构、课程内容及其基本关系理解的课程知识。实施性的化学课程知识，主要是指依据课程标准确定教学目标，将内容标准的表述性要求转化为学生的学习要求，对教科书进行教学分析，选择课程资源，并在此基础上进行有效教学设计的知识。评价性的课程知识，主要是指依据课程标准对学生的化学学习效果进行评价的知识。化学教师关于化学课程的知识具有年段性、时段性、区域性和发展性。年段性指的是初中化学教师主要关注的是初中化学课程知识，高中化学教师主要关注的是高中化学课程知识。时段性指的是课程标准和教科书在一个时段是相对稳定的，一旦进行课程改革，或进行课程标准调整，或进行教科书变化，教师关于化学课程的知识就必须做出重大调整。区域性指的是在不同地区的学校所选用的教科书版本是不同的，教师的课程知识存在着区域性差异。发展性指的是教师的课程知识是随着教师的教学经验不断发展的，这种发展是永恒的。我国现阶段高中化学教师的课程知识分为3个层次：第一层次，关于化学课程总体目标和宏观课程结构的知识。高中化学课程作为科学学习领域的一个主要科目，是科学教育的重要组成部分。总体目标是从化学知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观3个维度进一步提高学生的科学素养。高中化学课程由2个必修模块（化学1、化学2）和6个选修模块（化学与生活、化学与技术、物质结构与性质、化学反应原理、有机化学基础、实验化学）构成。第二层次，关于各化学课程模块的目标和教科书基本结构的知识。高中化学必修课程模块是在义务教育化学课程基础上为全体高中生开设的课程，具有在义务教育化学课程基础上进一步发展学生化学素养，同时为每个高中生未来的个人发展奠定良好基础的双重意义。化学必修模块的目标是：认识常见的化学物质，学习重要的化学概念，形成基本的化学观念和科学探究能力，认识化学对人类生活和社会发展的重要作用及其相互关系，进一步提高学生的科学素养。选修课程是在必修课程基础上为满足学生的不同需要而设置的。选修课程在提高学生科学素养的总目标下各有侧重。如“化学与生活”模块的目标是：了解日常生活中常见物质的性质，探讨生活中常见的化学现象，体会化学对提高生活质量和保护环境的积极作用，形成合理使用化学品的意识，以及运用化学知识解决有关问题的能力。“物质结构与性质”模块的目标是：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。高中化学教科书是按照模块进行编写的。每一模块教科书的结构总体上是与主题相对应的。不同版本的教科书在结构上又有自己的特点。如人教版《化学1》教科书的基本单元是，第一章“从实验学化学”，第二章“化学物质及其变化”，第三章“金属及其化合物”，第四章“非金属及其化合物”。鲁科版《化学1》教科书的基本单元是，第一章“认识化学科学”，第二章“元素与物质世界”，第三章“自然界中的元素”，第四章“元素与材料世界”。第三层次，关于特定化学课题的课程标准要求和教科书组织的知识。课程标准的“内容标准”规定了特定化学课题内容的教学要求，这是确定具体化学学习内容和学习要求的依据。特定课题的教科书组织是依据课程标准将特定课题内容具体化，考虑到学生的一般认知规律，按照认识活动的方式进行编写的。教科书是教师进行教学活动设计的主要资源，包括内容资源、情境资源、任务资源、活动资源、话语资源和教学表征资源等等。初中化学教师的课程知识分为2个层次：第一层次，关于化学课程目标和教科书基本结构的知识；第二层次，关于特定化学课题的课程标准要求和教科书组织的知识。在化学教师的课程知识结构中，前一层次的课程知识对后一层次的课程知识起着指导定位作用，教师关于特定课题课程标准要求的把握和教科书组织的课程知识直接影响着教师的具体课程实践。

2教师课程知识发展的基本理论

理解性实践是教师课程知识发展的根本途径。首先，理解是教师课程知识发展的基础。教师实施课程的前提是教师对课程的理解。影响教师课程理解的因素主要有3个：（1）教师对化学科学的理解。教师对化学科学的理解影响着教师课程知识的发展。以初中化学课程标准中的5个基本主题为例，化学科学认识的基本问题是“物质及其转化”，因此“身边的化学物质”和“物质的化学变化”就自然成为2个基本的主题。化学科学认识的基本活动是科学探究，因此“科学探究”成为化学课程的重要主题。化学科学认识活动对其基本问题“物质及其转化”的认识有2大基本任务：一是探寻“物质及其转化”的基本规律，一是建构“物质及其转化”的科学理论。从问题性质来说，既要探讨“物质及其转化”有什么规律，又要探讨“物质及其转化”为什么会呈现这样的规律。从方法论上来说，为了对复杂的物质及其转化世界形成有序的认识，化学学科采取了独特的认识视角———元素视角。物质按照元素组成可以进行分类，组成相似的物质性质上具有相似性。因此，在“身边的化学物质”主题中，在认识具体物质的基础上，进一步认识金属、酸、碱、盐等类别物质的性质相似性。为了解释“物质及其转化”的事实和规律性，化学科学在认同分子、原子等微观粒子存在的基础上建构了相关的化学科学理论。因此，化学课程中就需要安排“物质构成的奥秘”这一主题。前4个主题是围绕化学科学本身的理解设定的，“化学与社会”主题是从化学与社会的关系角度来设定的。如果教师对于化学科学没有很好的理解，就不可能很好地理解5个主题及其基本关系。其实，高中化学必修课程的内容主题及其选修课程的结构就是围绕这样的基本理解形成螺旋递进的认识阶梯。（2）教师对教学的理解。教师对教学的理解制约着教师课程知识发展的思维方式。教学是一种有目的的认识活动，是以学科的标准和目标为依据的，这是教学的内在永恒法则。教学活动的本质任务就是知识传承和理性训练，在此基础上实现素质的发展和能力的培养。化学教学的根本任务就是以理解具体化学内容为基础，使学生达到对化学科学的理解。因此，化学教师的基本教学活动就是将自己理解的化学知识“转化”为学生理解的化学知识的过程。教师为了实现这一“转化”，就必须思考课程标准中相关内容标准的要求是什么？教科书对于相关的具体内容有哪些？这些具体内容的学习要求是什么？这些内容学习对于学生的化学理解有什么意义？怎样判断学生们是否已经理解了这个课题，理解到了什么程度？教科书有哪些可利用的的教学表征资源等等。（3）教师对学生学习的理解。教师对学生学习的理解制约着教师对教科书的教学分析。学生的学习有2条重要的原理：第一，学习需要原理。学生的学习是在产生学习需要的情况下发生的，这种学习需要往往是通过学习任务的挑战性来激发的。学习任务设计得太难或太容易都不能起到激发学习需要的目的。第二，有意义学习原理。有意义学习的基本要义是，当新的学习内容发生在原有学习经验基础之上的时候，能够发生知识间的有意义联系。按照学习需要原理，教师需要对教科书进行任务分析，充分利用教科书资源，设计能够促进学生“最近发展区的发展”的学习任务，以激发学生的学习需要。按照有意义学习原理，教师的教学设计要尽可能地将新的学习活动发生在原有的学习基础之上。这就要求教师把握教科书内容的基本结构，教学设计要尽可能考虑前后知识间的联系。需要强调的是，学生的化学学习活动也是一种科学认识活动，这是学生化学学习的一个重要特征。教师需要对教科书进行活动分析，充分利用教科书“活动”类资源，设计学习活动。其次，教师课程知识的发展是在教学实践中建构的。从知识性质来说，教师的课程知识是指向教学实践的。从知识的构成要素来说，教师的课程知识既包含有理论性认识要素，又包含有实践性知识要素。从知识的形成过程来说，教师的课程知识主要是通过教学实践建构而形成的。根据建构主义观点，知识不是通过传授或移植得到的，而是认知个体在一定的学习情境和社会文化背景下，利用必要的学习资源和工具，通过积极的意义建构的方式获得的。换言之，知识是认知个体与外在情境交互作用而建构出的产物［6］。因此，教师的课程知识是教师在教学实践中自主建构的。第三，教师课程知识的发展是一个非线性的、螺旋的动态发展过程。一方面，教师对课程的理解制约着教师的教学实践水平。如前所述，教师实施课程的前提是教师对课程的理解。另一方面，教师教学实践水平的提高又促进着教师对课程的理解。教师的课程知识是在理解与实践的互动过程中发展的。

3化学教师课程知识发展的策略

3．1理解化学科学化学课程的核心目标就是使学生认识化学科学、理解化学科学［7］。教师对化学科学的理解制约着教师的课程实践，影响着教师化学课程知识的发展。理解化学科学的标志是形成较为良好的化学知识结构。良好的化学知识结构包括3个维度：（1）化学内容知识，主要包括化学的基本事实、基本概念、化学规律和化学理论。（2）化学认识论知识，主要包括对化学学科特征和化学科学认识方法论的理解。（3）化学科学的核心观念，主要有元素观、能量观和科学本质观。化学教师要积极发展和建构化学知识结构。首先，要从整体上把握化学科学。对化学科学的基本问题、化学科学的独特视角、化学科学认识的基本任务及其方法论以及化学科学的核心观念形成基本的理解。只有对这些问题形成基本的理解，才能在认识论层面上搞清楚化学的基本事实、基本概念、化学规律和化学理论之间的基本关系，从整体上理解化学科学，进而理解科学的本质。其次，要深化对具体化学概念和化学理论内容的理解。已有研究表明，WWHW的认识论思考模型可以帮助教师深化理解知识内容［8］。第三，建构有意义的化学知识结构。“物质及其转化”是化学学科的基本问题，对于具体化学内容的意义学习具有“回归性”作用，将似乎“无关”的内容很好地联系起来。基于化学核心观念的概念图技术可以帮助教师建构有意义的化学知识结构。

3．2理解化学课程结构首先，要理解化学课程的宏观结构。模块化和主题化是高中化学课程宏观结构的基本特点。教师在宏观上理解化学课程，就是要理解化学模块和内容主题的宏观组织结构。高中化学课程有2个必修模块和6个选修模块，每一模块都是由几个主题构成的。2个必修模块中的6个内容主题（认识化学科学、化学实验基础、常见无机物的性质与应用、物质结构基础、化学反应与能量、化学与可持续发展）与义务教育阶段化学课程的5个内容主题（科学探究、身边的化学物质、物质构成的奥秘、物质的化学变化、化学与社会发展）在内容性质上是一致的。其次，要理解各化学课程模块的目标价值取向。现行的高中6个选修模块从性质与功能上可以分为3类：第一类是与化学学科核心领域的发展相联系的模块，如“物质结构与性质”、“化学反应原理”、“有机化学基础”。这类模块突出化学学科的核心观念、基本概念原理和重要的思想方法，目的是让学生比较系统地学习化学核心知识，利用所学知识分析和解决化学问题。第二类是与化学实验有关的模块，即“实验化学”。该模块采用以实验活动为主的课程设计取向，目的是让学生学习化学实验的研究方法并通过实验的方式去学习化学核心知识，提高学生科学探究能力，使学生进一步体认到“化学是一门以实验为基础的自然科学”。第三类是STSE（科学、技术、社会和环境）取向的模块，如“化学与生活”和“化学与技术”。这类模块凸显社会生活问题中心、技术问题中心的课程设计取向，使学生认识到化学在生活、工农业生产、高新技术、能源开发及环境保护等方面发挥着重要的作用。第三，要理解各模块内容之间的层次关系。必修模块课程内容标准的一级主题是对义务教育阶段化学课程的5个一级主题的提升，2者是性质一致、螺旋上升与发展的关系。6个选修模块与2个必修模块的一级主题存在着螺旋上升、层级发展的关系。“认识化学科学”主题贯穿整个高中化学的各个模块，“实验化学”模块是必修化学1内容主题“化学实验基础”的发展，“有机化学基础”模块是必修化学1内容主题“常见无机物及其应用”的物质类别知识扩展，“物质的结构与性质”是必修化学2内容主题“物质结构基础”的深化发展，“化学反应原理”模块是必修化学2内容主题“化学反应与能量”的深化发展，“化学与生活”和“化学与技术”模块是必修化学2内容主题“化学与可持续发展”的扩展。

3．3理解化学教科书结构

教科书是教师开展教学活动所利用的主要教学资源，教师对教科书组织结构的把握程度影响着教师的教学实践。教师要将课程标准中的内容主题、化学科学理解的基本结构和学生认识规律结合起来理解化学教科书的组织结构。如现行人教版初中化学教科书围绕5个基本主题分12个单元进行编排。5个基本主题是：科学探究、身边的化学物质、物质构成的奥秘、物质的化学变化、化学与社会。12个单元依次是：（1）走进化学世界；（2）我们周围的空气；（3）自然界的水；（4）物质构成的奥秘；（5）化学方程式；（6）碳和碳的氧化物；（7）燃料及其利用；（8）金属和金属材料；（9）溶液；（10）酸和碱；（11）盐、化肥；（12）化学与生活。“科学探究”主题贯穿整个化学学习过程。“身边的化学物质”主题分单元2、3、6、8、9、10、11按照学生的认识规律进行编排。“物质构成的奥秘”主题主要集中在单元4。“物质的化学变化”主题以集中（单元1和单元5）和分散（身边的化学物质各单元）的方式进行编排。“化学与社会”采取分散（身边的化学物质）和集中（单元12）的方式进行编排。

3．4把握具体内容的深广度教学活动是一种有目的的活动，教学活动的有效性是以教学目的为参照的。也就是说，按照标准进行教学是有效教学的前提条件。有效教学的“效标”就是课程标准。教师只有把握具体内容的深广度，明确具体内容的学习要求，才有可能实施有效的教学活动。不少具体课程内容在必修模块和选修模块中都有涉及，教师应该注意到学习要求的阶段性和层次性。如“化学反应中的能量转化”内容，在高中化学必修1阶段的学习要求是“举例说明化学能与电能的转化关系及其应用”。在选修4“化学反应原理”模块中的学习要求是，“了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式”，“能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算”等。

第5篇：对化学学科的认识范文

1化学教师课程知识的内涵与结构

1.1教师课程知识的内涵与结构舒尔曼把课程知识描述为教师的“职业工具”[2],意思是指每一学科可用的材料和程序。这是最广泛意义上的课程知识,即为学生设置的全部课程、学习的编程和用来教授每一学科的各种课程资料,以及用来教授课程各方面的材料和资源等。课程论专家古德莱德把课程区分为5个层次[3],认为课程知识既包括“理念的课程”(诸如政府、基金会或特定的专业团体探讨的课程问题、提出的课程变革方向)和“正式的课程”(由教育行政部门规定的课程计划、课程标准和教材),又包括“理解的课程”(学校教师对正式的课程加以解释后所认定的课程)、“运作的课程”(教师在课堂教学中实际执行的课程)和“经验的课程”(学生实际学习或经验的过程)。台湾学者单文经将教师的课程知识分为纵横两面的课程知识[4]。横面的课程知识,是指教师必须了解学生在同一时间内所学习其他各科的内容,以便在教学上做横向的贯通;纵面的课程知识,则是指教师必须了解学生在同一学科的内容上,过去曾经以及未来要学的教材主题及概念,以便在教学上作纵面的衔接。范良火将教师的课程知识分为教材知识(主要是关于教科书)、技术知识(主要是关于多媒体)以及其他教学资源知识(主要是关于教辅材料)等3部分[5]。随着课程概念的不断发展和丰富,课程知识的范围更加广阔,包括课程目标的确定、课程内容的选择和组织、课程实施、课程评价、课程开发和管理等一系列活动。教师课程实践的基本活动是以课程标准为指导,以教科书为内容资源、任务资源和活动资源,结合学生学习需要进行的认知性实践活动。因此,从教师课程实践的基本活动来看,教师课程知识中最为核心的是课程标准知识和教科书知识。

1.2化学教师课程知识的内涵与结构化学教师的课程知识按照其功能可以分为理解性的化学课程知识、实施性的化学课程知识、评价性的化学课程知识。理解性的化学课程知识,主要是指对于化学课程目标、课程结构、课程内容及其基本关系理解的课程知识。实施性的化学课程知识,主要是指依据课程标准确定教学目标,将内容标准的表述性要求转化为学生的学习要求,对教科书进行教学分析,选择课程资源,并在此基础上进行有效教学设计的知识。评价性的课程知识,主要是指依据课程标准对学生的化学学习效果进行评价的知识。化学教师关于化学课程的知识具有年段性、时段性、区域性和发展性。年段性指的是初中化学教师主要关注的是初中化学课程知识,高中化学教师主要关注的是高中化学课程知识。时段性指的是课程标准和教科书在一个时段是相对稳定的,一旦进行课程改革,或进行课程标准调整,或进行教科书变化,教师关于化学课程的知识就必须做出重大调整。区域性指的是在不同地区的学校所选用的教科书版本是不同的,教师的课程知识存在着区域性差异。发展性指的是教师的课程知识是随着教师的教学经验不断发展的,这种发展是永恒的。我国现阶段高中化学教师的课程知识分为3个层次:第一层次,关于化学课程总体目标和宏观课程结构的知识。高中化学课程作为科学学习领域的一个主要科目,是科学教育的重要组成部分。总体目标是从化学知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观3个维度进一步提高学生的科学素养。高中化学课程由2个必修模块(化学1、化学2)和6个选修模块(化学与生活、化学与技术、物质结构与性质、化学反应原理、有机化学基础、实验化学)构成。第二层次,关于各化学课程模块的目标和教科书基本结构的知识。高中化学必修课程模块是在义务教育化学课程基础上为全体高中生开设的课程,具有在义务教育化学课程基础上进一步发展学生化学素养,同时为每个高中生未来的个人发展奠定良好基础的双重意义。化学必修模块的目标是:认识常见的化学物质,学习重要的化学概念,形成基本的化学观念和科学探究能力,认识化学对人类生活和社会发展的重要作用及其相互关系,进一步提高学生的科学素养。选修课程是在必修课程基础上为满足学生的不同需要而设置的。选修课程在提高学生科学素养的总目标下各有侧重。如“化学与生活”模块的目标是:了解日常生活中常见物质的性质,探讨生活中常见的化学现象,体会化学对提高生活质量和保护环境的积极作用,形成合理使用化学品的意识,以及运用化学知识解决有关问题的能力。“物质结构与性质”模块的目标是: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。高中化学教科书是按照模块进行编写的。每一模块教科书的结构总体上是与主题相对应的。不同版本的教科书在结构上又有自己的特点。如人教版《化学1》教科书的基本单元是,第一章“从实验学化学”,第二章“化学物质及其变化”,第三章“金属及其化合物”,第四章“非金属及其化合物”。鲁科版《化学1》教科书的基本单元是,第一章“认识化学科学”,第二章“元素与物质世界”,第三章“自然界中的元素”,第四章“元素与材料世界”。第三层次,关于特定化学课题的课程标准要求和教科书组织的知识。课程标准的“内容标准”规定了特定化学课题内容的教学要求,这是确定具体化学学习内容和学习要求的依据。特定课题的教科书组织是依据课程标准将特定课题内容具体化,考虑到学生的一般认知规律,按照认识活动的方式进行编写的。教科书是教师进行教学活动设计的主要资源,包括内容资源、情境资源、任务资源、活动资源、话语资源 和教学表征资源等等。初中化学教师的课程知识分为2个层次:第一层次,关于化学课程目标和教科书基本结构的知识;第二层次,关于特定化学课题的课程标准要求和教科书组织的知识。在化学教师的课程知识结构中,前一层次的课程知识对后一层次的课程知识起着指导定位作用,教师关于特定课题课程标准要求的把握和教科书组织的课程知识直接影响着教师的具体课程实践。

2教师课程知识发展的基本理论

理解性实践是教师课程知识发展的根本途径。首先,理解是教师课程知识发展的基础。教师实施课程的前提是教师对课程的理解。影响教师课程理解的因素主要有3个:(1)教师对化学科学的理解。教师对化学科学的理解影响着教师课程知识的发展。以初中化学课程标准中的5个基本主题为例,化学科学认识的基本问题是“物质及其转化”,因此“身边的化学物质”和“物质的化学变化”就自然成为2个基本的主题。化学科学认识的基本活动是科学探究,因此“科学探究”成为化学课程的重要主题。化学科学认识活动对其基本问题“物质及其转化”的认识有2大基本任务:一是探寻“物质及其转化”的基本规律,一是建构“物质及其转化”的科学理论。从问题性质来说,既要探讨“物质及其转化”有什么规律,又要探讨“物质及其转化”为什么会呈现这样的规律。从方法论上来说,为了对复杂的物质及其转化世界形成有序的认识,化学学科采取了独特的认识视角———元素视角。物质按照元素组成可以进行分类,组成相似的物质性质上具有相似性。因此,在“身边的化学物质”主题中,在认识具体物质的基础上,进一步认识金属、酸、碱、盐等类别物质的性质相似性。为了解释“物质及其转化”的事实和规律性,化学科学在认同分子、原子等微观粒子存在的基础上建构了相关的化学科学理论。因此,化学课程中就需要安排“物质构成的奥秘”这一主题。前4个主题是围绕化学科学本身的理解设定的,“化学与社会”主题是从化学与社会的关系角度来设定的。如果教师对于化学科学没有很好的理解,就不可能很好地理解5个主题及其基本关系。其实,高中化学必修课程的内容主题及其选修课程的结构就是围绕这样的基本理解形成螺旋递进的认识阶梯。(2)教师对教学的理解。教师对教学的理解制约着教师课程知识发展的思维方式。教学是一种有目的的认识活动,是以学科的标准和目标为依据的,这是教学的内在永恒法则。教学活动的本质任务就是知识传承和理性训练,在此基础上实现素质的发展和能力的培养。化学教学的根本任务就是以理解具体化学内容为基础,使学生达到对化学科学的理解。因此,化学教师的基本教学活动就是将自己理解的化学知识“转化”为学生理解的化学知识的过程。教师为了实现这一“转化”,就必须思考课程标准中相关内容标准的要求是什么?教科书对于相关的具体内容有哪些?这些具体内容的学习要求是什么?这些内容学习对于学生的化学理解有什么意义?怎样判断学生们是否已经理解了这个课题,理解到了什么程度?教科书有哪些可利用的的教学表征资源等等。(3)教师对学生学习的理解。教师对学生学习的理解制约着教师对教科书的教学分析。学生的学习有2条重要的原理:第一,学习需要原理。学生的学习是在产生学习需要的情况下发生的,这种学习需要往往是通过学习任务的挑战性来激发的。学习任务设计得太难或太容易都不能起到激发学习需要的目的。第二,有意义学习原理。有意义学习的基本要义是,当新的学习内容发生在原有学习经验基础之上的时候,能够发生知识间的有意义联系。按照学习需要原理,教师需要对教科书进行任务分析,充分利用教科书资源,设计能够促进学生“最近发展区的发展”的学习任务,以激发学生的学习需要。按照有意义学习原理,教师的教学设计要尽可能地将新的学习活动发生在原有的学习基础之上。这就要求教师把握教科书内容的基本结构,教学设计要尽可能考虑前后知识间的联系。需要强调的是,学生的化学学习活动也是一种科学认识活动,这是学生化学学习的一个重要特征。教师需要对教科书进行活动分析,充分利用教科书“活动”类资源,设计学习活动。其次,教师课程知识的发展是在教学实践中建构的。从知识性质来说,教师的课程知识是指向教学实践的。从知识的构成要素来说,教师的课程知识既包含有理论性认识要素,又包含有实践性知识要素。从知识的形成过程来说,教师的课程知识主要是通过教学实践建构而形成的。根据建构主义观点,知识不是通过传授或移植得到的,而是认知个体在一定的学习情境和社会文化背景下,利用必要的学习资源和工具,通过积极的意义建构的方式获得的。换言之,知识是认知个体与外在情境交互作用而建构出的产物[6]。因此,教师的课程知识是教师在教学实践中自主建构的。第三,教师课程知识的发展是一个非线性的、螺旋的动态发展过程。一方面,教师对课程的理解制约着教师的教学实践水平。如前所述,教师实施课程的前提是教师对课程的理解。另一方面,教师教学实践水平的提高又促进着教师对课程的理解。教师的课程知识是在理解与实践的互动过程中发展的。

3化学教师课程知识发展的策略

3.1理解化学科学化学课程的核心目标就是使学生认识化学科学、理解化学科学[7]。教师对化学科学的理解制约着教师的课程实践,影响着教师化学课程知识的发展。理解化学科学的标志是形成较为良好的化学知识结构。良好的化学知识结构包括3个维度:(1)化学内容知识,主要包括化学的基本事实、基本概念、化学规律和化学理论。(2)化学认识论知识,主要包括对化学学科特征和化学科学认识方法论的理解。(3)化学科学的核心观念,主要有元素观、能量观和科学本质观。化学教师要积极发展和建构化学知识结构。首先,要从整体上把握化学科学。对化学科学的基本问题、化学科学的独特视角、化学科学认识的基本任务及其方法论以及化学科学的核心观念形成基本的理解。只有对这些问题形成基本的理解,才能在认识论层面上搞清楚化学的基本事实、基本概念、化学规律和化学理论之间的基本关系,从整体上理解化学科学,进而理解科学的本质。其次,要深化对具体化学概念和化学理论内容的理解。已有研究表明,WWHW的认识论思考模型可以帮助教师深化理解知识内容[8]。第三,建构有意义的化学知识结构。“物质及其转化”是化学学科的基本问题,对于具体化学内容的意义学习具有“回归性”作用,将似乎“无关”的内容很好地联系起来。基于化学核心观念的概念图技术可以帮助教师建构有意义的化学知识结构。

3.2理解化学课程结构首先,要理解化学课程的宏观结构。模块化和主题化是高中化学课程宏观结构的基本特点。教师在宏观上理解化学课程,就是要理解化学模块和内容主题的宏观组织结构。高中化学课程有2个必修模块和6个选修模块,每一模块都是由几个主题构成的。2个必修模块中的6个内容主题(认识化学科学、化学实验基础、常见无机物的性质与应用、物质结构基础、化学反应与能量、化学与可持续发展)与义务教育阶段化学课程的5个内容主题(科学探究、身边的化学物质、物质构成的奥秘、物质的化学变化、化学与社会发展)在内容性质上是一致的。其次,要理解各化学课程模块的目标价值取向。现行的高中6个选修模块从性质与功能上可以分为3类:第一类是与化学学科核心领域的发展相联系的模块,如“物质结构与性质”、“化学反应原理”、“有机化学基础”。这类模块突出化学学科的核心观念、基本概念原理和重要的思想方法,目的是让学生比较系统地学习化学核心知识,利用所学知识分析和解决化学问题。第二类是与化学实验有关的模块,即“实验化学”。该模块采用以实验活动为主的课程设计取向,目的是让学生学习化学实验的研究方法并通过实验的方式去学习化学核心知识,提高学生科学探究能力,使学生进一步体认到“化学是一门以实验为基础的自然科学”。第三类是STSE(科学、技术、社会和环境)取向的模块,如“化学与生活”和“化学与技术”。这类模块凸显社会生活问题中心、技术问题中心的课程设计取向,使学生认识到化学在生活、工农业生产、高新技术、能源开发 及环境保护等方面发挥着重要的作用。第三,要理解各模块内容之间的层次关系。必修模块课程内容标准的一级主题是对义务教育阶段化学课程的5个一级主题的提升,2者是性质一致、螺旋上升与发展的关系。6个选修模块与2个必修模块的一级主题存在着螺旋上升、层级发展的关系。“认识化学科学”主题贯穿整个高中化学的各个模块,“实验化学”模块是必修化学1内容主题“化学实验基础”的发展,“有机化学基础”模块是必修化学1内容主题“常见无机物及其应用”的物质类别知识扩展,“物质的结构与性质”是必修化学2内容主题“物质结构基础”的深化发展,“化学反应原理”模块是必修化学2内容主题“化学反应与能量”的深化发展,“化学与生活”和“化学与技术”模块是必修化学2内容主题“化学与可持续发展”的扩展。

3.3理解化学教科书结构

教科书是教师开展教学活动所利用的主要教学资源,教师对教科书组织结构的把握程度影响着教师的教学实践。教师要将课程标准中的内容主题、化学科学理解的基本结构和学生认识规律结合起来理解化学教科书的组织结构。如现行人教版初中化学教科书围绕5个基本主题分12个单元进行编排。5个基本主题是:科学探究、身边的化学物质、物质构成的奥秘、物质的化学变化、化学与社会。12个单元依次是:(1)走进化学世界;(2)我们周围的空气;(3)自然界的水;(4)物质构成的奥秘;(5)化学方程式;(6)碳和碳的氧化物;(7)燃料及其利用;(8)金属和金属材料;(9)溶液;(10)酸和碱;(11)盐、化肥;(12)化学与生活。“科学探究”主题贯穿整个化学学习过程。“身边的化学物质”主题分单元2、3、6、8、9、10、11按照学生的认识规律进行编排。“物质构成的奥秘”主题主要集中在单元4。“物质的化学变化”主题以集中(单元1和单元5)和分散(身边的化学物质各单元)的方式进行编排。“化学与社会”采取分散(身边的化学物质)和集中(单元12)的方式进行编排。

3.4把握具体内容的深广度教学活动是一种有目的的活动,教学活动的有效性是以教学目的为参照的。也就是说,按照标准进行教学是有效教学的前提条件。有效教学的“效标”就是课程标准。教师只有把握具体内容的深广度,明确具体内容的学习要求,才有可能实施有效的教学活动。不少具体课程内容在必修模块和选修模块中都有涉及,教师应该注意到学习要求的阶段性和层次性。如“化学反应中的能量转化”内容,在高中化学必修1阶段的学习要求是“举例说明化学能与电能的转化关系及其应用”。在选修4“化学反应原理”模块中的学习要求是,“了解化学反应中能量转化的原因,能说出常见的能量转化形式”,“能举例说明化学能与热能的相互转化,了解反应热和焓变的含义,能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算”等。

第6篇：对化学学科的认识范文

目前学术界对“科学素质”尚无公认的确切的定义,但有关科学素质的论述却有许多。科学素质(Science Literacy)一词源自英文( Literacy) 。Literacy的原始含义主要有两层:一是指有学识, 有学养, 跟学者有关; 二是指能够阅读,能够书写, 对象是一般的普通大众。自20世纪60年代以后,科学素质的内涵随着社会的发展也不断地发生了变化和得到了发展。科学与社会、科学与技术、科学与人文等已发展成为科学素质的重要内涵。如1996年出版的美国科学教育国家标准提出:科学素质是指个人选择和决策,参与社会、文化事业和经济生产活动所需要的对科学概念和过程的认识和理解,也包括一些特殊类型的能力。同时美国在国家理科“内容标准”中对培养“科学素质”列出了八项内容:统一的科学概念和科学过程;作为探究的科学;物质科学;生命科学; 地球和空间科学; 科学和技术; 个人和社会前途中的科学;科学的历史和本质。

在我国,人们对科学素质也进行过探究, 但都是把科学素质的内涵概括为几个范畴,或把科学素质的内涵划分为几个方面或几个构成要素。主要有以下几种观点: ①三因素说。一是有人认为科学素质包括三个层面, 即基础知识与基本技能、科学方法与思维、科学精神与价值。二是有人认为科学素质指的是学生在接受一定的科学知识的基础上和接受科学知识的过程中所形成适应社会发展的和人类自身完善所需的基本品质和能力。这种观点认为科学素质涵盖科学知识(基本概念、基本理论、基本原理)、科学品质(科学道德、科学情感、科学精神、科学态度、科学思想、科学方法、科学意识、科学习惯) 、科学能力(观察能力、记忆能力、注意能力、思维能力、想象能力、实验能力、自学能力、决策能力、组织能力、归纳能力、表述能力、创新能力) 等三个方面。三是中国科普研究所袁正光老师把科学素质的结构划分为知识结构、智力结构和非智力结构三个方面来论述。②四因素说。一是有人认为科学素质至少应包括科学精神和态度、科学知识、对科学过程的理解(主要是科学思维、方法和技能) 和活动能力等四个方面。二是有人认为科学素质是现代人的综合素质的一个重要方面,它是一个人的科学认知水平、科学认知能力、科学实践能力和科学精神的综合体现。三是有人认为科学素质是人们在认识自然和应用科学知识过程中所表现出来的基本素质。科学素质是由科学知识( 基础知识和基本技能)、科学方法(自然科学一般方法、学科科学方法、学科学习方法)、科学能力(观察能力、实验能力、思维能力、自学能力、创造能力) 、科学精神( 科学观、科学品质)构成。③五因素说。一是有人认为科学素质的内涵是由科学知识、科学能力、科学方法、科学意识和科学品质五大因素构成。二是有人认为科学素质包括科学思想、科学精神、科学态度、科学方法和科学作风等五个方面。三是2002年由教育部考试中心编写的、由高等教育出版社出版的《高考化学测量研究与实践》一书指出:科学素质主要指自然科学素质,是指在先天遗传素质的基础上, 经过教育和实践发展起来的人们认识自然和应用自然规律的内在品质。基本科学素质包含科学知识与技能(基础知识、基本技能) 、科学方法(自然科学方法、学科科学方法)、科学能力(科学认知能力、科学实践能力、科学创造能力)、科学观( 辩证唯物主义观、科学价值观、科学自然观) 、科学品德(科学兴趣、科学情感、科学意志、科学态度) 等五个方面。④六因素说。有人认为科学素质是指在接受一定科学知识的基础上所形成的适应人类社会发展所需的基本品质和能力, 诸如科学情感、科学态度、科学方法、科学思维、科学实践意识、应用科学知识解决问题的能力等六个方面。

根据国内外专家、学者对科学素质内涵的论述,结合基础教育课程改革对学生科学素质的时代要求,具体表现在四个维度: 科学探究( 过程、方法与能力) , 科学知识与技能, 科学态度、情感与价值观, 对科学、技术与社会之间关系的理解,以及综合对三个领域的理解:科学的三个层次:知识、方法、观念, 观念是最高境界; 文化的三个层次:符号、规范、价值观, 价值观是最高境界; 教育的三个层次:知识与技巧、方法与态度、感悟与价值,感悟与价值是最高境界。我们认为科学素质是一种视野、是一种方法、是一种能力、也是一种观念,它是学生在认识自然和探究自然规律的过程中所形成的内在品质和能力。科学素质主要由科学知识与技能、科学能力、科学方法、科学思维和科学品质五大要素构成。

在科学素质的五个构成要素中,各要素之间的关系不是孤立的,而是彼此相互作用和影响的。它是一个德育和智育相互兼顾,知识、观点、能力协同培养, 智力因素和非智力因素综合考虑的系统工程。科学知识和技能是构成和发展科学素质的基础要素,科学素质的形成必须以科学知识和技能为基础。科学方法和科学能力是科学素质的核心要素, 科学方法、科学思想是科学素质的翅膀, 科学品德是科学素质的灵魂。科学品德严重影响着智力因素的水平, 是整个科学素质结构中的动力条件; 科学思想是导向; 而智力是科学素质的核心,其中能力是科学素质的发展方向。在科学教育过程中,通过学生的探究, 能逐渐培养、发展学生的科学能力,使学生掌握科学方法, 形成良好的科学品德, 同时促使学生逐步形成科学思想。

二、中学化学教育中科学素质的基本内容

对学生进行科学素质培养是以形成科学的观念、知识、方法和态度,从而形成科学能力为根本目的, 以培养学生具有基本科学素质为目标的教育。这是基础理科教育的共性之一。下文按照科学素质的内涵定义,分别论述化学学科的基本科学素质内容。

1.尊重和满足学生发展需要, 让学生牢固地掌握化学基础知识和基本技能

化学基础知识和基本技能是发展学生科学素质的基础,也是中学化学素质教育的核心内容。它既能提高学生对观世界的认识能力,又能促进学生的智力发展和科学观的形成。化学知识总量大,增长快, 在化学教育中只能选择那些对学生认识世界、面向未来及自身发展所必须的基础知识和基本技能内容作为学生的学习内容。中学化学中的科学素质知识主要有:化学基本概念、化学基本理论、元素化合物知识、实验知识、有机知识和化学计算知识六大块知识体系。

其具体体现在:①初中阶段要学习物质的组成和结构的初步知识,氧气、氢气、碳及其化合物的知识, 酸、碱、盐的性质及无机物之间的相互反应规律的知识和有关溶液的基本知识; 学会使用化学用语的技能、化学实验的基本技能和进行基本化学计算; 初步学会学习化学的方法。②高中阶段要在初中化学的基础上进一步学习物质结构、元素周期律和周期表、 物质的量、氧化- 还原反应、化学反应的能量、化学反应速率和化学平衡、电解质溶液和电化学胶体等基本概念和理论; 卤素、碱金属、氧、硫、氮、磷、碳、硅、镁、铁等主要元素化合物知识和有机化学知识;进一步学会使用化学用语的技能、化学实验技能和化学计算技能; 学会学习化学的方法。③对化学学科的一般了解,包括化学与社会、化学科学新进展、化学的未来发展方向。化学学科知识与生活、自然、生产联系十分紧密,现行的课标和教材只是为学生提供化学知识的一个信息源, 大量的信息还来自于学生的生活环境及自身, 在教材的知识点外, 大量使用的是潜在的化学知识点。

第7篇：对化学学科的认识范文

1从理性视角促进学生认识发展学习化学，不只是为了获得、传承物质及其变化的大量的感性经验材料，更重要的是利用这些材料揭示物质及其变化的本质和规律，利用这些知识合理利用与创造新物质。为此，必需进行科学抽象，形成系统的能反映物质组成、结构本质的化学原理，揭示物质变化的规律，探索未知的事物。这是化学学科对理性思维发展的要求，化学教学要根据这一特点，促进学生认识发展。空气是学生非常熟悉的身边的化学物质，他们在生活及学习中积累了丰富的经验。但是对空气的认识仍局限于感性的层面，如空气是无色无味的气体、动植物离不开空气等等。本课题除了学习空气的相关内容外，还安排“纯净物”和“混合物”2个物质分类的概念。一方面，从探究空气组成的实验得出“空气的组成不是单一的”这一结论，建构“混合物”和“纯净物”的概念。更重要的一方面，从混合物、纯净物这一物质分类的角度深入地认识空气的组成：空气是由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等多种气体组成的混合物；空气的几种成分在空气中的组成相对稳定；几种成分之间没有发生化学反应；它们各自保持原来的性质。在后续的学习中，还可从微观的角度认识空气这一混合物。这样，通过本课题的学习，学生认识物质的视角就可迈出重要一步：认识物质可以先从物质分类入手，再根据每一种类物质的性质，推测其应有的性质。在对身边的物质和概念理论的学习中，都存在着类似的关系。能从较为熟悉的化学物质入手积累感性材料，然后对这些感性材料理性提升为概念理论，让学生建构相关概念。应当强调，教学最后的目的不是为了记住这些概念理论，重要的是能以这些概念理论作为认识的视角，能加深对这些物质的认识，能从这些视角去进一步认识其他新物质。通过建立相关化学概念理论，并能应用于分析、理解物质世界，让学生认识物质更加深入，对物质的认识视角更加多样化。

2从探究视角促进学生认识发展科学探究是指科学家们在探索自然界的科学问题时，为获取证据和解释而开展的种种研究活动。科学探究是一种深层次的认识活动，是我们在发展学生认识能力过程中的不可或缺的一种实践活动。因此，新课程提出了以科学探究为突破口，提倡探究式学习为主的学习方式。化学教学中的科学探究主要是指学生从学科领域或现实社会生活中选择和确定研究主题，创设一种类似科学研究的情境，通过学生自主、独立地发现问题，对可能的答案作出假设与猜想，并设计方案，通过实验、操作、调查和搜集证据，对获得的信息进行处理，得出初步结论的各种研究性学习活动过程。通过让学生经历这些科学探究的过程，可以综合发展认识能力，提高认识品质。在“空气”一课教学中，如果仅把“测定空气里氧气含量”演示实验并作相关的讲解，学生的认识仅局限于对本实验的相关现象及结论的印象。这种认识是僵化的，没有迁移性，对促进学生认识发展影响较为微弱。可以把这一内容设计成如下问题引导探究的过程：［提出问题］空气对于动植物的重要性空气成分是怎样的？组成是不是单一的？（含有氧气等成分）如何证明空气中含有氧气？（可燃物可以在空气中燃烧、呼吸的氧气来自空气）如何测定空气中氧气含量？［设计实验］胶头滴管为什么能吸取液态物质？（吸液前挤压胶帽，滴管内空气减少，压强变小，外面大气压把液体挤压进滴管中，而且进入滴管的液体的体积等于滴管内空气减少的体积）这一原理对探究的问题有何启发？（把一充满空气的密闭容器中的氧气除去，这时压强变小，可用连接水的连通器测出气体的这种变化）用什么可除去空气中的氧气？（燃烧）是不是所有可燃物都可以呀？（介绍课本红磷的燃烧反应，对比蜡烛、木炭燃烧）小结实验原理和实验装置。［进行实验］结合以上探究完成实验。［解释与结论］实验现象（水倒流到集气瓶中，约占集气瓶体积的1／5）结论（空气的组成不是单一的，氧气约占空气组成的1／5）［讨论与反思］如果实验完毕，进入集气瓶的体积不到总容积的1／5，可能的原因是什么？这一实验装置有何不足之处，如何改进实验？在以上“空气的成分”内容教学中，通过开展科学探究活动，让学生经历了提出问题、设计实验、解释与结论、讨论与反思等科学探究的过程。在对这一内容认识不断深入的同时，学生也经历了“如何发现有价值的问题、如何通过各种方法解决问题”的认识发展过程。让学生更本质地认识问题，发展学生认识深度。中学化学有许多类似的内容，可通过深入挖掘科学探究的教学价值，促进学生认识发展。

3从STS视角促进学生认识发展义务教育化学课程目标指出：引导学生认识化学在促进社会发展和提高人类生活质量方面的重要作用，通过化学学习培养学生的合作精神和社会责任感，提高未来公民适应现代社会生活的能力。实现这一认识目标的转变最有效的途径就是开展STS（科学－技术－社会）教育。科学是人类认识自然的产物，技术是科学知识在社会实践中的应用。从本质看，科学、技术与社会是一个统一体，3者不可分割。化学教学中的STS教育要求学生不能孤立地理解科学知识，要广泛联系生产生活实际，关注科技发展和社会问题，把化学学习置于更宽广的知识背景中，达到更完整、更科学地认识物质世界。空气一课教学中不仅要深入地认识空气的成分，教学中还应从STS的视角更完整地认识这一内容。本课题的STS视角可以围绕以下2个主题开展：首先，从资源视角认识空气。人呼吸需要空气，它是人类生存离不开的资源，它是人类的最基本的生存资源。空气如此重要？但是空气是怎么样的物质？人呼吸所需的氧气在空气中占多少？由此引发人类对空气的不断探索，揭开了空气是由多种气体组成的真面目。在人类深入研究这些气体的相关性质之后，推动了人类进一步认识空气这一重要资源：空气除了为人类提供了呼吸所需的氧气，还可为燃料燃烧提供助燃剂；空气中还含有大量氮气，它是生产化肥所需的原料；此外，空气中的二氧化碳可以作为气体肥料、各种的稀有气体都在人类生产生活中扮演重要的角色。其次，可以围绕环境视角认识空气。空气不仅是人类的生存资源，也是人类的生存环境。人们一方面在利用空气资源的同时，也向空气中排入了大量的化学物质，也改变了人赖以生存的这一气体环境。特别是向空气中排放了大量的有害气体和烟尘，污染了空气，严重影响了人类的生产生活。空气污染的本质原因是空气的组成发生了改变。围绕如何保持空气的成分在正常组成范围，开展对空气污染的防护和治理，开展“关心空气质量”、“保护空气”的课外活动。通过STS视角，就不仅仅停留在知识层面上认识空气，而是把空气的内容置于更加真实的广阔背景中，能更好地理解空气与其他内容的内在关系以及学习空气的价值。为学生认识找到了支撑点和延伸点，达到了有意义地建构知识的目的。

4从创新视角促进学生认识发展同志在第三次全国教育工作会议上强调指出：“我们必须把增强民族创新能力提到关系中华民族兴衰存亡的高度认识。教育在培养民族创新精神和培养创造性人才方面，肩负着特殊的使命。必须转变那种妨碍学生创新精神和创新能力发展的教育观念、教育模式，特别是由教师单向灌输知识、以考试分数作为衡量教育成果的唯一标准，以及过于划一呆板的教育教学制度。”因此，创新教育成为新课程中开展素质教育的突出内容。化学作为一门基础学科，在培养学生创新意识、创新能力方面有着独特的作用。在“空气”一课主要从以下2个方面内容，以创新视角开展教学促进学生认识发展。

第8篇：对化学学科的认识范文

关键词：耗散结构　时间　认识论　自然观

耗散结构理论的创建者普里戈金对时间的新探索，不仅具有自然观上的重要意义，而且具有科学认识论上的重要意义。

一、时间对称破缺：认识与生命特征相联系

时间，是一个基本的哲学范畴，也是一个基本的科学范畴。它与科学思想的演进密切相联系，也与认识论的发展密切相联系。

在经典科学的可逆的钟表时间观支配下，自然界被描述成一个量的世界、几何的世界，自然界是钟表，动物是机器，人只不过是更精妙的高级的会学习的机器。那时代的一部分思想家提出，学习是从感觉经验中来的，除了感觉经验之外，一切都不可知。另一部分时代思想家则认为，这台机器中已先天地装有某种概念程序，从而可以接纳跟这种内存程序相容的东西。康德则明确提出了“先验时间”是认识得以发生、发展的一个基本前提。

进入19世纪，终于出现一系列关于自然演化的理论。热力学第二定律，把不可逆的演化、时间之矢问题提到了醒目地位。在普里戈金看来，20世纪以来的一系列科学进展，特别是基本粒子的不稳定性的发现，现代宇宙学演化观念的发展，以及非平衡成为有序性的基本因素的发现，都标志着时间的再发现。所谓的时间的再发现即时间对称破缺、不可逆性作为自然界的一种建设性因素的发现，这标志着一种新的科学认识论观点的产生。

在对时间的新探索中，普里戈金导出了一个内部时间。一个系统的内部时间本质上不同于从钟表上读出的外部时间，但其与某个态相联系的平均“年龄”与钟表上读出的时间的数量相同。一旦得到了内部时间，就有一个时间对称破缺变换，从而把热力学第二定律表述为一个选择原则。

当普里戈金以“更带有认识论色彩的说明”来阐述上述科学发现的意义时，他认为：“测量过程相应于人与其周围世界相互作用的一种特殊形式。要对这种相互作用进行更为详细的分析，必须考虑到，活的系统，包括人，有一个破缺的时间对称性。”“时间不仅仅是我们内部经验的一个基本的成分和理解人类历史（无论是在个别人，还是在社会的水平上）的关键，而且也是我们认识自然的关键。”（［1］，pp. 209—214）当然，“这并不是说，我们必须恢复主观主义的科学观； 而是说，在某种意义上，我们必须把认识与生命联系起来。”（［1］，p.5）

从相对论、控制论到宇宙学，都接触到了时间的对称破缺，不可逆性对于科学认识和认识论的意义。相对论中，时间与认识有关；爱因斯坦还注意到：如同拍电报那样，“这里重要的是，发送信号在热力学意义上是一个不可逆的过程，是一个同熵的增大有关的过程（然而，按照我们现在的知识，一切基元过程都是可逆的）。”[2] 维纳写道：“能够和我们通信的任何世界，其时间方向和我们相同。”（［3］，p. 35）霍金试图论证热力学时间箭头、心理学时间箭头和宇宙学时间箭头的一致性，他写道：“我们必须按熵增加的次序记住事物。”[4]

普里戈金通过耗散结构理论的新成就，比较深入地探讨这一问题。他认为，热力学第一定律表述为一个选择原则表明，时间对称破缺意味着存在着一个熵垒，即存在不允许时间反演不变的态。如同相对论中光垒限制了信号的传播速度一样，熵垒的存在则是通信有意义所必需的。无限大的熵垒保证了时间方向的唯一性，即保证了生命与自然的一致性，使认识成为可能。换言之，人之所以能认识世界，是因为天人相通、人跟世界的时间之矢一致。

生命系统是耗散自组织系统，是有内在生命节律的过程系统。生命即使是最简单的单细胞生物，也正是借助这种内在的生命节律机制，从而内在的对时间有方向性感觉。对时间方向性的理解，随着生物组织水平的提高而提高，很可能是在人的意识中达到最高点。而且，耗散自组织系统具有历史和分叉，通过某种滞后返回时表现出某种对历史的“记忆”。从认识的角度看，这些也正是主体能够认识客体、主观时间得以反映客观时间的物质过程基础。没有这种基础，那么，如同白板说终将导致不可知、而先验论只能停留在认识此岸一样，认识论就无法解决认识发生问题。

康德正确地指出了时间对于认识发生的重要意义，但他采取的是经典科学的时空观，只能把它说成“先验形式”，停留在认识的此岸。玻尔在思考认识的发生问题时强调，存在一些原始概念，这些概念并不能认为是先验的，但是每种描述都必须被表明是和这些原始概念的存在相容的。普里戈金认为：“生命系统具有对时间方向性的感觉……就是上述‘原始概念’中的一种。没有它，任何科学，不论是关于动力学中可逆时间行为的科学，还是关于不可逆过程的科学，都是不可能的。因此，耗散结构理论最使人感兴趣的方面之一就是：我们现在能在物理学和化学的基础上发现这个时间方向性的根源。这个发现反过来又以自洽的方式证明我们认为自己所具有的对时间的感觉是合理的。”（［1］， p.6）

普里戈金对时间、生命和认识关系的见解，有助于进一步深化我们对时间范畴的本质和科学认识论的探讨。

二、人在自然之中：既是参与者又是观测者

主体和客体是认识论的一对基本范畴，也是科学认识论的一对基本范畴，主客体关系是规定科学认识的各种关系中的基本关系，并构成科学认识的基本内容。

现代科学的发展，不再如同经典科学那样试图把物质世界描述成一个我们不属于其中的分析对象，即不再认为科学认识中主体完全可以与客体分离、可以超然于客观世界之上。

在相对论中，光速是一切信号传播的极限速度。这里意味着认识主体在认识客观世界时可以利用的资源是受到约束的，因而认识者是处于被认识的世界之中来认识世界的。普里戈金认为，这个事实赋予物理学以一个“人类学”性质，但是这并非意味着它是一种“主观的”物理学、是我们的偏爱和信念的结果，而是带来一种把我们认作是我们所描述的物理世界的一部分的内在约束，我们对自然的认识仅仅当它是来自自然之内时才会成功。

在普里戈金看来，量子力学更彻底地动摇了经典物理学基础，更尖锐地涉及到主客体关系问题。按照量子公设，观测过程是一个微观客体同测量仪器相互作用的、不可分割的整体过程，观测的现象是一个完整不可分的现象，然而观测过程同理论分析的目的又要求把被观测的客体和观测仪器区分开来。从不可分的现象中得出不依赖于认识主体又不依赖于认识手段的关于客体的知识是否可能，成为量子理论面临的困难，涉及到深刻的科学认识论问题。

对此，玻尔以著名的“互补原理”作出一种认识论概括。普里戈金也认为：即使在物理学里，也象在社会学里一样，用玻尔的名言来说，我们“既是观众又是演员”。结合自己的科学探索，普里戈金进一步提出了内在包含“历史因素”的一个科学认识模式。这一模式认为，人——作为嵌入物理世界的宏观存在物，他反映物理世界的过程可以概括为：

观察者─────动力学

（区分将来与过去）

不可逆性

│

时间对称的破缺────耗散结构

普里戈金认为，这个认识模式跟皮亚杰的发生认识论是相通的。他同意皮亚杰的观点：认识既不是先天预成的，也不仅仅是环境单向作用的结果，而是循环往复的主客体相互作用的建构过程；主体的认知结构产生于一种有效的内部结构，经过主体对客体的同化和顺应而逐渐建立起来。

按照这个模式：观察者，作为一个有生命的体系，即一个开放的极其复杂的自组织系统，他能够推断将来和过去的区别。他测量坐标和动量并研究它们随时间的变化，这就使他发现不稳定的动态系统以及其他内在随机性和内在不可逆性的概念。一旦有了内在不可逆性和熵，就遇上了远离平衡系统中的耗散结构，就能理解观察者的时间定向的认识活动。

实际上，当把这一模式跟科学发展联系起来时，这个模式又是对科学发展的一种认识论概括，即科学首先认识到经典动力学，进而认识到不可逆性，正是在这个基础上才发展到对耗散结构的认识，从而重新发现了对称破缺的不可逆时间，于是引起了科学图景、科学方法和科学认识论的转变，形成了新的科学观念。

在普里戈金看来，这不是从逻辑上导出的结论，而是考虑了人作为一个远离平衡世界中的宏观存在物，是一个远离平衡的宇宙这个“宇宙学事实”的结果。“而且这个模式的根本特点在于它不对描述的任何基本方式作什么假定，每一个描述层次都隐含着另一个层次，也被另一个所隐含。我们需要的是多层次，它们都联系在一起，任何一个都不要求突出。”（［5］，p.358）

现代科学表明，这至少是一个3层次的描述。 第一层次是经典动力学层次。在时间可逆的意义上，量子论也属于这一层次。第二层次是由热力学特别是热力学第二定律所表述的过程或不可逆层次。第三层次是可以成为相干进化系统或耗散自组织层次。而且，各层次并非截然割裂。恰恰相反，它已把某种统一的特点带进了自然科学、首先是物理学之中。

这几个层次不能互相归结，但是互相影响。活的有机体是远离平衡的耗散自组织系统，这就决定了我们的认识是一种系统与环境的相互作用，决非是一种机械的反映。而且，我们始于宏观级别的描述，对外界的认识、测量结果，特别是譬如对微观世界的测量和认识，都会在某点反过来影响我们的宏观级别的描述，因此不同级别的认识是互相影响的。

近代科学以超然于自然的态度来理解自然，力图把自然归结为简单的、由少数几个“永恒”定律统治着的、只有量的差别的抽象世界，认为局部分析就正好反映了这整个世界，人的认识也因此一蹴而就。而现代科学揭示出人是嵌入自然界来认识自然的，自然界整体上是一个复杂的、多层次的、不断演化的、质上千差万别的现实世界，人们对自然局部的、某个层次的有选择的探索并不能穷尽整个世界，人的认识不可能一劳永逸，亦是历史演化着的。

总之，经典的客观性已成昨日黄花，主观主义的科学观也不可取，只有把不可逆观点即演化发展的观点彻底贯穿在科学活动中才能真正理解人——既是参与者又是观测者——的科学认识，从而才能既坚持认识的客观源泉又高度重视主观和客观、主体和客体的相互作用。

三、科学观测：动力学描述和热力学描述，不可逆与可观测

科学观测是科学认识中涉及主客体关系的一个重要问题，从近代科学到现代科学，人们对科学观测的理解发生了深刻的变化。

经典动力学描述了一幅轨道的、可逆的世界图景，其中初始条件可以任意规定，任何状态都可以达到；轨道一旦给定了，就永远给定了。任何事物都是给定的，同时任何事物也是可能的。于是，一切都是确定不移、秩序井然的，一切都是可观测的、可知的。拉普拉斯精灵，成为动力学描述外推的一个重要的标志。

随着热力学的兴起，出现了热力学的不可逆图景与动力学的可逆图景冲突。玻耳兹曼试图把轨道物理学扩展到包括热力学描述的情景，运用概率方法实现从热力学平衡态的微观层次向宏观层次过渡来协调这种冲突。他的重要结果是，熵的不可逆性的增加会逐渐忘记任何初始非对称性，总是趋向于概率的增加。他的研究，使得概率的概念第一次起了根本的作用。

玻耳兹曼在取得巨大成功的同时也遇到困难，吉布斯考虑以完全的分布函数代替速度分布函数以避免有关困难时未获成功，这促使他得出“不可逆性的主观主义观点”，把不可逆性看作是观测者感官的不完善造成的假象，是知识的缺失所造成的错觉。他给出的著名“墨水”例子认为，宏观上好象是不可逆的过程，微观世界里系统保留大量的墨水分子进行着无规的随机运动。似乎这才是分子的真实运动，而所谓的系统宏观的不可逆性，只不过是由于过程中观测者感官的不完善造成的错觉。

现代科学进一步埋葬了纯客观观测的偏见，把以前隐含的矛盾突出起来，特别还从观测的角度涉及到可逆和不可逆、动力学描述和热力学描述的矛盾。量子力学中，如玻尔所强调的，每个测量内在地都是不可逆的，测量记录和放大，又总是和光电吸收或发射这样一些不可逆事件相关连的。然而，量子力学描述本身，系统的状态由动力学方程中的波函数决定，这里是可逆时间，本身是不能描述测量的不可逆性的。事实上，一般而言，如同维纳曾指出的，所有的测量本身都是一个不可逆过程。（［3］，pp.33—34）

面对量子力学中方程的可逆性和测量的不可逆性构成的佯谬，一种观点认为，量子论把观测者引入了微观认识过程，导致了量子认识的主客体不可分，从而在认识对象和结果中把观测者的主观因素不可剔除地包括在内。有人说，量子力学取消了主客体之间的区分。冯·诺意曼的“测量理论”中，没有“抽象的自我”参与整个量子测量过程作“最后的一瞥”，量子状态的测量就不能最终地完成。在普里戈金看来，这是把自然界看作一个可逆世界的产物：“这符合我们已提到的那种一般准则，即不可逆不在自然界中，而在我们当中。在现在的情况下，正在从事观察动作的感觉的主体决定了从纯态到混合态发生的转变。 ”（［1］，p.65）

传统上，面对动力学描述和热力学描述的令人烦恼的矛盾，人们把前者作为基础描述，而把后者看作是附加在前者上的近似，更有把热力学第二定律看作是主观的或拟人的。玻恩断言，不可逆性是把无知明显地引入到基础（动力学）中去的结果。爱因斯坦则写道：“在物理学的基本定律中没有任何不可逆性，你必须接受这样的思想：主观的时间连同它对‘现在’的强调，都是没有任何客观意义的。”（［1］，p.174）

与此相反，在普里戈金看来，从今日的基本粒子物理学、生物学到宇宙学，不可逆性都展示出某种比上述看法更为基本的作用。他写道：“我相信，已经取得的主要进步是：我们开始看到，概率性并非一定和无知连在一起，决定论描述与概率论描述间的距离并没有爱因斯坦以及其绝大多数同时代人所认为的那样大。”（［1］， p. 174）

现代物理学中，一个算符的本征函数描述系统的状态，其本征值即该算符代表的物理量，也就是可观测量。普里戈金尝试定义一个微观熵算符m，它与刘维算符l不可对易，相应地定义“微观熵产生”：－i （lm－ml）＝d≤0。这里，要么考虑刘维算符的本征函数以便决定系统的动力学演化，要么考虑微观熵算符以便决定系统的热力学演化，但是不存在两个非对易算符所共有的本征函数。这个对易量引申出来动力学描述和热力学描述之间的互补性，这里也涉及其数值是不能同时确定的可观测量。

而且，熵算符与刘维算符根本不同。刘维算符作用在一个与纯态相对应（即与一个完全确定的波函数相对应）的密度矩阵上时，使系统处于一个纯态（即对应于一个十分确定的波函数）。而熵算符不再保持纯态与混合态之间的区别（或波函数与密度矩阵之间的区别），即纯态与混合态之间的区别不再是可观测的。

当进一步把热力学第二定律表述为一个选择原则时，即断言对称破缺变换导出两个时间方向，其中只有一个方向是物理上可以实现的。引入这种变换的系统叫做“内在随机系统”，选择原则也有效时可叫做“内在不可逆系统”，概率在此获得了内在的意义，并非主观或无知的代名词。可见，对于一个系统，或更一般地，对于自然界，某些状态是被严格禁止的，既不会自发发生，也不会由我们制备出来，而被容许的态则与一个概率测度联系起来。同时不可逆性也不是主观的或无知的结果，而是一种新的深藏在空时结构中的非局域性的表现。

从静态的即时间可逆的观点看待科学观测，总是在认识的此岸和彼岸、主体和客体之间跳跃或截然两分。而只有把演化的观点即不可逆的观点引入科学观测，才能理解联系着主体和客体的辩证法的科学观测。

四、科学认识的演进：共鸣与涨落放大

关于科学和科学认识的演进，科学史研究中有内史论和外史论等不同的研究角度，在现代西方科学哲学中更是研究重点。普里戈金也运用关于时间不可逆的科学成果，把科学系统放入社会文化的环境之中，从系统演化、系统与环境的相互作用方面探讨了这个问题。

按照在时间不可逆性基础上建立的耗散结构理论，对于耗散自组织，涨落可能引起系统功能的局部改变，但也可以得到整个系统的响应，涨落放大，使得整个系统的结构的发生改变，反过来又决定了未来的涨落的范围。这可表示为：

结构─────-功能

│

│

──涨落──

普里戈金认为，它不仅是理解自然演化的一个基础，而且也是理解社会和文化演进的一个基础。这也正是他讨论科学认识发展的基础。

近代科学认为，自然的奥秘在于自然是简单的、可用数学表述而且只有一种这样的数学语言，通过实验对自然的发问，从而就能通过局部发现自然的全局真理。某个革命的世界概念，也许是给实验战士们以坚强信念和有力论据使他们能坚持反对先前形式的唯理主义所必需的。形而上学的信念也许是把手工工匠和机器制造者的知识变成对自然进行理性探讨的新方法所必需的。科学就是这样与自然对话并一往无前的。

但是，普里戈金指出，这是一种线性时间链的科学认识发展观，如果仅仅以此去解释近代科学的兴起，就造出了一个“科学发祥的神话”。按照这种说法，近代科学就是单一的理性的胜利，自然就是一台线性时间的钟表机械。实际上，忽视了整体上占统治地位的文化气氛，很难解释近代科学何能冲破宗教神学的桎梏。他认为，近代科学和神学说教之间，必定有某种共鸣，才有涨落放大，获得突破。首先，钟表世界是一个隐喻，它暗示存在一个钟表匠上帝，即自然的理性主人。其次，一个更深层的联系是，近代实验科学与希伯来和古希腊的西方文明之间的某种“基本”联系的问题。怀特海认为这种联系处在本能信念的水平上，即“基督上帝实际上是被召唤来为世界的可理解性提供基础的。”（［5］，pp.86—87）科学家和神学家尽管有严重冲突，但还是令人不可思议地联合起来，努力把自然描述成一个没有思想的、被动的机构。科学的发祥，可以看作是这个特殊复杂性的产物，该复杂性在中世纪建立起经济、政治、社会、宗教、哲学和技术各因素之间共鸣和放大的条件。

科学思想是社会文化的一部分，与社会文化相互作用，结果对两者的发展都会产生深远的影响。德国人赫姆霍茨、迈尔、李比希，分属不同领域，严格意义上谁也不是物理学家，他们何以得出呼吸以致整个世界都是由某个“基本当量”关系即能量守恒原理统治着呢？这里不能不看到德国文化传统的影响。例如，赫姆霍茨就公开承认，能量守恒原理不过是所有科学赖以建立的一般先验条件在物理学中的体现。反过来，能量守恒原理的深远文化影响，导致了把社会和人看作是转换能量的机器。傅立叶热传导定律的发现，在法国和英国却成了不同历史道路的起点：在法国，拉普拉斯决定论美梦难圆导致了对科学的实证主义分类；在英国，追求科学统一性开创了对不可逆理论的渐次表达。陨石被从维也纳博物馆中扔出去，是因为在太阳系的描述中没有它的位置。化学钟的发展可以追溯到19世纪，可是它似乎与均匀地衰退到平衡态的思想相矛盾，于是它在当时的文化环境中没有引起注意，反而被压抑了。

社会文化并不只是影响科学思想的被接收与否，还通过相互作用、涨落共鸣的方式影响科学认识方法的内容，影响科学思维的方式。麦克斯韦采用概率方法来描述复杂现象时，受到凯特尔关于社会学“平均人”著作的影响。玻耳兹曼深受“达尔文世纪”的感染，立志成为“物质进化的达尔文”，致力于导出熵的力学解释。普里戈金认为，1920年德国的非理性运动，作为因果性决定论、约化论以及理性等这样一些经典科学所认同概念的对立面，却被认为是体现了自然界的基本非理性，构成了量子认识的文化背景；爱因斯坦把不可逆性看作一种幻觉，似乎与他以超然于现实之上的态度来对待科学有关。而且，他自己之所以对时间的探索一往情深，提出对时间的新理解，也跟自己的经历和所处的文化气氛有深层的联系。

正是把科学放入整个文化背景中，考察文化环境在科学认识中的积极作用，把它看作一个有创造性的时间过程，普里戈金对库恩的“科学革命的结构”提出了批评。他认为，在大学里，研究工作与对未来的研究人员的培养教育结合在一起，在这样的大学里考虑问题时，科学活动和库恩的观点相当一致。“而如果作为一般意义上对科学的描述（这导致关于知识一定是什么的结论），库恩的分析就可以被约化为科学发展的实证主义概念的一种新的心理社会模式，就是说，越来越专门化和间隔化；‘常规’科学行为和‘严肃’‘沉默’的研究者（他决不在有关他的研究的总意义的‘一般’问题上浪费时间，盯住那些专门化的问题）的行为等同；以及科学发展对于文化、经济和社会问题的基本独立性。”（［5］，p. 367）他认为，按照库恩的范式—危机—新范式模式，科学团体习以为常地向自然发问，最终自然难以回答时出现了危机，引起了革命。这样一来，隐藏在科学革新后面的推动力倒是科学团体的强烈的保守行为。

普里戈金指出 过去一百年的科学发展中， 一些危机与库恩给出的描述相当一致，但科学家们并未深究过这些危机，例如，发现基本粒子的不稳定性和发现演变中的宇宙就是例子。而可逆世界和不可逆物理学的关系，没有表现出“明显的”连续性，而是那种包含着种种难题的隐蔽式的连续性。这些难题一直被许多人斥为不合理、不真实，却又被一代又一代的人们重新提出来。在这里把不可逆性纳入物理学的新进展，并非是某种全然“意外”，而是“清楚地反映出科学的内部逻辑和我们时代文化和社会的发展脉络。”

总之，“文化上的由来不能作为全部答案，但也不能被排斥，我们必须把关于产生科学概念的‘内部’和‘外部’决定因素间的复杂关系结合起来。（［5］，p. 369）

五、时间的再发现：自然观和科学认识论

一般而言，科学哲学将自然观、本体论、客观规律、哲学基本问题等排斥在研究对象之外，将哲学研究限于认识论、方法论的范围，甚至仅仅归结为语言和逻辑分析。这是康德二分法的传统。实证主义要把科学上最富有成果的东西和“真”的东西区分开来，借以克服经典科学中蕴涵的经典理性的困难。马赫认为，科学帮助我们去组织我们的经验，它导致一种思维经济。维也纳学派一方面赋予科学以裁决一切实证知识以及保持这实证知识有效所需的哲学权力，使所有理性知识和问题都合理地服从科学。另一方面，哲学的目标是分析科学方法，把理论公理化并清晰地表达出来，哲学这个科学的科学就仅是科学的一种工具。

普里戈金对此评论道：“我们不想缩小这种探讨的益处，但是我们这里关心的问题却大不相同。我们的目标不在于阐明已知的知识或把它公理化，而是要填平这种知识中的某些基本鸿沟。”（［5］，p.140）这就是要在重新发现时间的基础上，开创人和自然的新对话。

当代科学的进展，使普里戈金得出结论，我们正在形成一种新的自然观，存在和演化二者可以归并到一个单一的不矛盾的观点中去。我们的自然观正在经历着根本性的变化，向着多重性、暂时性和复杂性的变化。而正是自然观迅速变化这一事实，“表明智力结构在我们的实在的概念中起着重要的作用。”（［5］，p.349）自然观、认识论总是难分难解的，脱离自然观的认识论是难以想象的，同样地，脱离认识论的自然观也是不可思议的。时间，联系着自然观也联系着认识论。这正如爱丁顿指出的：“在任何要把属于我们自然界的精神方面和物质方面的经验领域联结起来的企图当中，时间都占据着关键的地位。”（［5］， p.347）

近代科学成功地开创了人向自然发问、强迫自然回答的单向的人与自然的对话，却疏远了人和自然的关系；坚持以“自然真理”反对“天启真理”的布鲁诺的“单一的、无限的、不动的……它不产生自身……它是不可毁灭的……它是不可改变的”宇宙观，却又意味着人和自然分裂的二元真理。经典科学带来的是变化世界和永恒世界的分裂，人文文化和科学文化的隔离，于是如同柯莱伊所说：这意味着两个真理或根本没有真理。（［5］，p.72）”

当康德、拉普拉斯以宇宙演化论告别上帝，就开创了自发的自组织的宇宙观。但是，牛顿科学、经典动力学仍然至高无上，这个没有时间的世界仍然需要“第一推动”。谁来代替上帝的位置？康德响亮回答：人为自然立法。人现在代替了上帝。康德还论证了：现实可分为现象的层次和实体的层次，前者对应着科学，后者对应着伦理学。因此，经典科学是对的，人类与科学所描述的现象世界的疏远也是对的。近代科学是绝对真理，现在的问题倒成了人为何能认识这个绝对真理。于是他又开辟在认识范围内去寻找科学成功的原因的先河。近代科学是绝对真理，再也没有必要去探讨科学成果的哲学意义了。这些成果不会导致任何真正新的东西；哲学的主体是科学认识，而不是科学的成果。一个自组织的会出现新事物的宇宙，却又成为一个终究不会出现新事物的宇宙。于是，康德的哲学为两个世界、两种文化鸿沟的扩大再一次推波助澜，既明确地表达了经典科学的内容，也反映了经典科学的理想。

黑格尔不满意康德的自然观和认识论的二分，认为这种二分法终将导致不可知论。他主张，自然观和认识论是同一的，并不是人为自然立法，而是某个“绝对精神”为自然立法，而且它就是自然的法，它的“异化”和外部表现就是自然界，自然界的发展也就是“绝对精神”自我发展的外在表现。因此，自然界就决非是全然被动的、被组织的。为了构造自己的理想，黑格尔以思辨代替实证，以猜测的联系来代替现实的联系。黑格尔的自然哲学的非时代科学气质，当然决定了它将为时代科学所反感。

不过，到了19世纪中叶，无时间的、可逆的图景已不再独揽天下，随着天文学、地质学、特别是热力学和进化论的进展把演化带进了自然图景中，尽管这是一个进化和退化相互矛盾的图景。正是在时代科学基础之上，并批判地吸取了哲学史上的积极成果，才有了如同普里戈金所说的：“自然史的思想作为唯物主义的一个完整部分，是马克思所断言，并由恩格斯所详细论述过的。……对他们来说，认识自然就意味着把自然界理解为能产生人类和人类社会的自然。”这是“自然界的历史发展的思想”。（［5］，p.305）也只有在这种思想的基础上，才可能真正阐释自然观和认识论的统一性。

普里戈金写道：“否定时间（就是说，把时间归结为只是某个可逆定律的展开）就是放弃定义一种自然概念的可能性，这种自然概念和那种认为自然生出生物、尤其是人的假设是一致的。它使我们必须在一种反科学的哲学和一种隔离性的科学之间作出选择。”（［5］，p.138）否定时间，也使我们必须在一种否定自然观或一种自然观和认识论截然二分之间作出选择。

自然观和科学认识论是一对矛盾，在形式语言中成为悖论。如果在活生生的过程中——从而也就是在演化的时间中认识这对矛盾，那么这就只能是一种辩证的矛盾。自然观和科学认识论的关系，归根结底，只能是在承认客观辩证法基础上的辩证关系。

亚里士多德把天上世界和月下尘世割裂开来，经典物理学把人们从地带到天并漠视月下尘世，从而割裂了自然观和认识论。但是，时间的再发现，使我们再一次从亚里士多德的天上世界回到月下尘世，从天返回地，从脱离自然观的认识论返回联系自然观的认识论。这是一场科学的革命，也是一场科学图景和科学认识方法的革命，从而也就开创了人的真理和自然真理的有机统一，自然观和认识论在更高基础上结合起来的契机。

主要文献

〔1〕普里戈金：《从存在到演化》，曾庆宏等译，刘若庄等校， 上海科学技术出版社，1986，第209—214页

〔2〕《爱因斯坦文集》第一卷，许良英等编译，商务印书馆，1983 年，第483页。

〔3〕维纳：《控制论》郝季仁译，科学出版社，1985年。

第9篇：对化学学科的认识范文

关键词 水的组成 化学元素观 观念建构教学

“化学元素观”是中学化学的核心观念之一，通过初中化学的学习，学生首先应当建立起“化学元素观”。然而，学生对“化学元素观”的认识是伴随相关具体知识的学习而逐渐发展的。要在相关具体知识的教学中发展学生对“化学元素观”的认识，需要立足学科整体的高度，以“化学元素观”为统领来组织教学，思考具体知识的教学对物质及其化学变化等学科基本问题的渗透、落实和具体化。为此，笔者以初中化学“水的组成”教学为例展开讨论。

1 对初中阶段“化学元素观”的理解

化学是研究物质及其变化的科学，“化学元素观”是从元素视角对物质及其化学变化本质的深层次理解。作为化学核心观念之一的“化学元素观”具有统摄性和持久的迁移价值，不仅能促进学生把握最有价值的化学知识，而且能为学生形成相应的认识思路提供思考框架，为学生形成化学认识指明思维方向。具体来说，物质的元素组成是化学观念的基础，依据物质的元素组成对纯净物进行分类，以元素为核心认识物质及其变化，能够为研究物质的性质和化学反应建立认识框架。因此，化学元素观包括3方面的含义：一是对元素本身的认识，包括什么是元素、元素的种类、元素的性质等；二是从元素角度看物质，即元素与物质有什么关系，具体包括元素组成与物质的分类、性质有什么关系等；三是从元素角度看化学反应，即元素与化学反应有什么关系，在化学反应中元素种类是否发生变化等。借鉴梁永平先生关于“化学元素观的基本内涵”的阐述，笔者认为，初中阶段“化学元素观”的基本理解如下，见表1。

学生“化学元素观”的形成和发展是一个循序渐进过程，在不同阶段，基于不同学习内容，学生需要发展的化学元素观不同，其认识层次也不同。如以电解水实验及生成物的检验等事实为支撑，“水的组成”的教学可以发展学生从元素的角度认识物质及其化学变化。从物质的元素组成来认识纯净物并将其分类、归纳，是“化学元素观”的主要内容之一，为此在“水的组成”教学中，可结合水电解前后各物质的元素组成特点，学习纯净物的分类，认识单质和化合物的概念、从水的元素组成特点认识氧化物概念，由此从物质分类的角度依次实现对水是纯净物、化合物、氧化物的认识。不仅如此，从物质的元素组成来认识物质的性质，也是初中阶段“化学元素观”的主要内容，在“水的组成”教学中还可以结合水电解前后各物质的元素组成与性质的差异，引导学生认识纯净物的性质要受到组成元素的影响，对于简单的化合物或单质，元素组成甚至起着决定性的作用。当然，物质的元素组成相同，其性质未必相同，这与物质的结构有关。因此，化学上还要依据物质的性质、结构对纯净物进行进一步的研究，这将是学生后续要学习的内容。

2 从化学元素观看“水的组成”及其教学价值

“水的组成”属于人教版教科书（2012版）第四单元课题3的内容。从“化学元素观”的角度看“水的组成”，就是把该部分内容放在物质及其化学变化等学科基本问题中去考量，思考“水的组成”与“化学元素观”的关系、“水的组成”处于什么位置，能起到什么作用，这样可以从对具体知识的理解上升到对学科基本问题的理解。

“水的组成”涉及较为丰富的事实性知识和概念性知识，这些知识与“化学元素观”之间存在的实质性联系可以用“水的组成”知识层级图来体现（见图1）。

“水的组成”这部分内容，借助电解水的实验及生成物的检验等知识，重在认识电解水实验的实质和水的组成，感悟通过化学实验研究物质元素组成的科学过程与方法，并从物质元素组成角度认识纯净物的分类。显然，这部分内容不仅能发展学生从化学的视角来认识水及其变化，而且能为学生“化学元素观”的认识发展提供有力的支撑：第一，根据电解水实验以及对生成的2种气体进行检验，证明水在通电后生成了氢气和氧气，可以揭示水在通电条件下发生了化学变化；第二，根据水在通电条件下生成氢气和氧气、氢气燃烧生成水的实验事实，依据化学反应中元素不变，认识水是由氢、氧2种元素组成的；第三，根据电解水实验，比较反应物（水）和生成物（氢气、氧气）的元素组成特点，认识纯净物可依据元素组成分为单质和化合物，依据水的元素组成特点认识氧化物，发展学生对物质分类的认识；第四，比较反应物（水）和生成物（氢气、氧气）的性质差异，认识物质的性质与其元素组成有关，组成元素不同，物质性质不同。第五，结合之前学生学习的分子和原子的知识，启发学生初步从微观角度认识化学反应的实质，即水在通电情况下发生化学反应，组成水的氢、氧元素的原子重新组合生成了新物质，加深对化学反应中原子种类不变、元素不变的认识；第六，利用电解水实验来研究水的组成，可以启发学生认识不断分解物质直至不能分解为更简单的成分为止，于是就得到了元素的游离态，即“单质”，这是人类研究和认识物质组成的经验方法，通过此实验人们进一步认识了水：水还可再分，即水不是元素；第七，通过对电解水实验中生成氢气和氧气的体积比为2：1的分析，为水的化学式——H2O提供了事实依据，这为学生后续学习本单元课题4化学式与化合价打下了铺垫。可见，“水的组成”是发展学生“化学元素观”认识的重要载体。

3 如何围绕“化学元素观”展开深入学习

“化学元素观”是学生需要形成的体现学科本质的深层次理解，围绕“化学元素观”来展开“水的组成”的学习，需要对学生知识学习与化学观念认识发展等有整体考虑，让具体知识的学习为学生化学观念的认识发展提供支撑，使学生化学观念的认识伴随具体知识的学习而逐渐发展。

3.1以“化学元素观”为统领构建教学内容主线

化学观念是指居于化学学科的核心，体现化学学科本质，对学科的性质、研究对象、研究方法和学科的价值等学科基本问题的深层次理解。要从知识教学转向化学观念教学，就需要站在学科整体的高度，思考具体知识的教学对学科基本问题的渗透与落实，将化学观念的教学具体化，与此同时，需要兼顾课程的要求和学生的实际发展需要。为此，在“水的组成”课堂教学内容主线的设计方面，根据学生的实际和发展需要，以“化学元素观”为统领来搭建学生知识学习和观念认识发展的整体框架，把指向主要教学目标和教学重点的、能体现“化学元素观”的关键性内容具体化为教学任务，以此构建课堂教学内容的主线索，明确教学的核心所在。

基于上述考虑，“水的组成”一课的教学整体思路设计见表2。

3.2围绕“化学元素观”的关键性内容设计引导性问题

教学的目的在于促进学生对知识的深层理解，发展对化学观念的认识。把教学任务转化为问题，用问题驱动学生思维，是通向理解、发展化学观念认识的重要途径之一。为此，有必要思考应该提出怎样的引导性问题。笔者认为，在化学观念教学中，引导性问题是能激发学生思维，对达成教学目标起决定作用的、能体现化学观念的关键性问题，是统领课堂、推进教学的主线索。为此，在“水的组成”教学中，针对学生学习的实际，把指向主要教学目标和教学重点、能体现“化学元素观”关键内容的教学任务转化为统领课堂教学的引导性问题（见表2），为学生的思维过程指引方向。在“水的组成”教学中，要利用引导性问题调动学生参与学习过程，激发学生通过问题的思考去理解所学知识，在问题分析和解决的过程中去反复认识、体验和感悟“元素与物质的分类”、“元素与物质的性质”、“元素与化学反应”等学科基本问题，从而为从元素视角认识物质及其化学变化奠定知识和方法基础。

3.3将学习任务和引导性问题转化为“手脑并重”的学习活动

学生的学习需要通过活动体验来完成。活动设计需要注意活动的内容、方式要与教学目标、教学任务、以及引导性问题相一致，要针对教学任务和引导性问题，设计相应的手、脑并重的多样化活动。围绕“化学元素观”展开深入学习的活动设计，有以下几点考虑：

一是关注新旧知识的联系，注意调用学生的已有知识经验来学习新知识。如任务1中的问题1的设计，学生已经学过利用过氧化氢分解制取氧气，利用学生已知的这个反应可以搭建学习新知识的桥梁，启发学生思考水是由什么元素组成的，以及如何推测水的元素组成等问题。还可以借助这个反应，引导学生思考可以由水分解的产物来推测水是由什么元素组成，这样把学生的思维引向深入。

二是充分发挥实验的作用，为学生的学习和理解提供事实证据。电解水实验是学生学习“水的组成”、理解“化学元素观”的重要手段和方式。在活动设计方面，一方面通过电解水实验、电解水生成的2种气体的检验等，为学生提供丰富的感性认识，另一方面以实验事实为证据，根据实验的观察，引导学生思考：你认为水电解发生了什么变化？根据水在通电条件下生成氢气和氧气、氢气在空气中燃烧生成水的实验事实，由反应前后各物质的元素组成，说明水是由什么元素组成的？为什么？由此引导学生基于实验事实进行分析、推理并获得相应的结论，使学生的认识从感性走向理性。

三是注重在知识学习的同时，运用分析、比较、总结与概括等方法，提升学生的观念性认识。如问题4和活动4的设计，你知道为什么要对物质进行分类吗？根据电解水实验及生成物的检验，水分解前后各物质的性质有什么不同？从中你能获得哪些认识？这样的设计，改变了以往关注具体事实的识记，重在引导学生思考物质的元素组成与物质性质关系的问题，能够促进学生把握具体知识的本质所在，为学生今后进一步从元素角度认识物质的分类与物质性质的关系打下一定的基础。