化学符号中的科学思维
对化学学科特点的再认识
对化学学科特点的再认识呼和浩特市第十六中学刘仪在回答化学教学论的三个基本问题“为什么教、教什么、怎么教”时,首先要对化学的学科特点及其认知规律有较为明确的认识。
“教什么”的问题涉及到化学的学科特点,“怎么教”的问题与化学的学科特点和化学的认知规律关系密切,而解决教什么、怎么教”的问题又与“为什么教”这个教学哲学——教学的价值取向紧密相连,因此,认识化学的学科特点及其认知规律既是实施教学的前提,又是一个综合理论思维问题。
首先需要说明,化学学科特点和化学科学特点是有区别的。
在化学发展的低级阶段,人们可以把化学科学归纳为:土要是一门实验的、描述的、定性的、静态的科学。
在现代化学迅猛发展的今天,随着量子化学、计算化学的方法的运用,电子计算机技术、分子束技术、激光技术等的介入,已使化学科学面貌发生了深刻变化,化学科学早已今非昔比。
新的特点成为进一步研究的有力工具,这对于学习者与研究者是极为有用的。
但研究这些特点及其认知规律是否对初学化学的学生有用,就不能依据它对化学科学发展的功利来决定。
旧教材,总想把学化学的学生都当作未来的化学家来培养,走到了学科中心主义的极端,并为“应试教育”推波助澜。
我们应接受这一教训。
那么化学的学科特点是由什么决定的呢?无疑,它土要是由化学课的内容和结构的特点决定的。
课程(主要指教材)内容是从化学科学体系中提选出来的,而由内容组成的结构,一方面要符合化学科学本身发展规律的要求,还要考虑到学习者认识规律的要求,这些又都是为实现课程教学大纲所规定的“教育目的”服务的。
所以,学科特点又受到这一价值观念的制约。
因此,学科特点的决定因素应有三个:一是科学特点;二是学生特点;三是教学目的。
通过研讨九年义务教育全巳割初级中聿化学教学大纲,可把初中化学的学科特点归结为如下几点:启蒙性和基乱性一—性质特点;以化学实验为基础——认识特点;以现代物质结构理论为灵魂一—内容特点;以学生认知规律为顺序——结构特点;以素质教育为目的——价值特点;以化学用语为工具——形式特点。
九年级化学化学式的意义
化学式是用化学符号和数字表示化学物质的组成和结构的方法。
它是指化学物质中原子种类和原子数量的简明表示,用于描述化合物的化学组成和化学反应。
化学式的意义有以下几方面:1.表示元素的种类和数量:化学式能够明确地表示元素的种类和数量。
在化学式中,元素用符号表示,比如氢元素的符号是H,氧元素的符号是O。
通过给出元素的符号和下标数字,化学式可以确定化合物中各元素的种类和数量。
例如,H2O表示水分子中含有2个氢原子和1个氧原子。
2.描述配位化合物的结构:化学式可以用来表示配位化合物的结构。
在配位化合物中,一个中心金属离子围绕着一些配位体而形成。
化学式可以清晰地描述配位体和中心金属离子之间的关系。
例如,[Cu(NH3)4]2+表示一种含有氨配体和铜离子的化合物。
3.表示化学反应:化学式可以用于描述化学反应。
通过化学式,可以了解反应前后各种化学物质的化学组成和数量变化。
反应物的化学式写在反应箭头的左侧,生成物的式子写在右侧。
例如,2H2+O2→2H2O表示氢气和氧气反应生成水。
4.体现分子结构和晶体结构:化学式可以反映分子结构和晶体结构。
对于分子物质,化学式中的元素符号和下标代表了分子中原子之间的连接方式和数量。
例如,C6H12O6表示葡萄糖分子是由6个碳原子、12个氢原子和6个氧原子组成的。
对于晶体物质,化学式可以表示晶格排列和结构。
例如,NaCl表示盐晶体是由钠离子和氯离子按照一定比例排列成晶体的。
5.指导实验室操作:化学式对于实验室操作也具有指导意义。
在合成或分离纯化其中一种化合物时,化学式能够指导实验者制定实验操作方案和选择合适的试剂。
例如,当需要制备盐酸时,化学式HCl可以指导实验者选择适当的试剂和操作条件。
总之,化学式是用来描述化学物质的组成和结构的重要工具。
通过化学式,我们可以准确地了解元素的种类和数量以及化学物质的化学组成和结构,它是化学研究和实践的基础。
化学学习中_宏观_微观_符号_三重表征的研究_毕华林(1)
有限 的背景下 才能提取出 来 , 宏观表征与微观表征 之间出 现 “ 断路” 也就在所 难免 了 。 ( 2 ) 学生有 把宏观 表征 与微观 表
征相混淆 的倾 向。 以本题为例 , 学生 出现 的错误 多集 中在将
汞 热胀冷缩这一宏观性质与汞原子 的性质混 为一谈上 , 这与
国外 的研 究结果 相 一 致 。 比如 , D e V o s 和 V e dr o n k ( 19 8 7 ) 和 eL e e t al( 1 9 3) 已 经 指 出 31[ , 很 多 学 生 认为一 个 分子 或一 个 原 子具有和 物质一样 的性质 , 如水分 子 是湿 的 , 碳原 子是黑
表征是现代 认知心理 学 的核心 概念之一 , 它指信 息在人 脑 中记载 和 呈 现 的 方 式 〔` 1 。 宏 观表征 是 指 物质在 物 理 和 化 学变化过程中表现出来的、 可 以直接观察 到的宏观现象 在学 习者头 脑 中的反映 ; 微观表征主 要 是指有 关物质 的微 观组成 和 结构 、 微观粒子 的运动及相互作用等微 观属性在学 习 者头 脑 中的反映 ; 符号表征主 要是指 由拉丁 文 或英文 字母组 成 的 符号 和 图形符号 在学习 者 头脑 中的反映 。 这 3 种表征形 式 之间不 应是孤立 的 , 而应 有机地 联系起 来 共 , 同构 成学 习 者 对化学知识完整 的 表征 系统。
业水平 ) 和大学三年级的学生进行了抽样调 查。 其中高一年级
的测查对象为济南市 3 所不同层次学校 的高一新生 , 每所学校
随机 抽取 3 个班级 , 共收 回有效问卷 49 1 份 ; 大一 、 大三 的学 生均
来 自山东师范大学化学系化学教育本科专业 , 大一 年级收 回有 效问卷 2 36 份 , 大三 年级 收 回有效问卷 2伪 份。
化学用语教学中的科学素质教育
5 对 培 养 良好 科 学 品质 的 作 用 .
学用语的过程 中, 必然会发展他们 的抽 象思维 能力和知
识 迁 移 能力 。 第二 , 学用 语 能很 好 地培 养 学生 的科 学记 忆 能 化
高中化学用语 的学 习不再是 简单的一些化 学符号 , 而是在这些化学符号 的基础上 的进一步延伸 ; 也不再 是 表示单一 的 、 简单 的一些 意义 , 是 比较 复杂 的一些 化 而 学知识的展 现 。因此 影响 学生学 习化学 用语 的因素很 多 。从心理 学 的角 度 来看 , 括认 知 方 面和 非认 知 方 包 面。认知方面包 括学 生的 总体智力 水平 、 思维 能力 、 理 解 和记忆能力 、 习迁移能力等 ; 学 非认 知方面包括动机 、 意志、 性格 、 性别 、 学校 和家 庭 、 社会 等 因素 。尤 其从非 认 知方面来 说 , 注重化 学用语 的学 习 , 能无形地 培养和
的涵 义 , 要掌握它们 , 对于 中学 生来说实属不 易。另外 , 表示物质变化 的式子 , 又包括 电子 的形 成过程和化学方 程式 ( 离子方程式 、 电极反应式 、 热化学 方程式) 两种 , 其 如此繁杂 , 难免给学生的学习带来 困难。在教学 中教师 要经 常强调和要求 学生 严格 按照 物质 的化学性质 书写 化学方程等一 些化 学用语 。这样学 生在学 习过程 中才 能 很 好 的 重 视 这 一 点 , 而 形 成 严 谨 的 科 学 学 习 的 意 从
握 良好 的 学 习 方法 。 4 对 形成 良好 科 学 意 识 的作 用 . 化学用语从整体上来看 , 可分 为表示物质 的符号或 式子和表示 物质 间发生 化学反应 的式 子两个 不 同的层 次, 表示物质 的符 号或 式子 , 元素符 号 、 有 化学 式 ( 子 分 式) 电子式 、 构式 , 、 结 这些符 号或 式子代 表物 质的组 成 和结构 , 数量 庞大 , 其 且每 种符号 和式子都代 表着不 同
化学学习中_宏观_微观_符号_三重表征的研究_毕华林(1)
的等等。 这可能是 因为当学生 缺乏对微 观知识 的真正理解 时 , 他们就倾 向于用 头 脑 中已 有的 、 熟悉 的宏 观表 征 , 按 自己
的方式去 给予 “ 合理 ” 的解释 , 而这 难免就会出 错。 这 就要 求
教师在讲解微观知识 时应尽可 能用丰 富的、 科 学 的、 特别是
学生 头脑 中已有的宏观 事例来帮 助 学生 形 成正 确 而 深刻 的 微观表征 。
专 业的大学生 , 也难 以在微观表征和 符号表征 间进行 顺利转 换 , 而 且困 难 比较严重 。
即使是成绩略高一 点的大三学 生 也都 远没 有 达到三 重 表征 的要求。 因此 , 我们认 为大一学生 转换能力 的增强 并不是 因
为他们掌握了 三重 表征思 维方式而 提高的 , 而是经过高 中阶
段的学习 ,在接 触 了大量 的微 观与 符号知 识之后一 种 应有
的 、 在正 常范 围 内的 提 高。
然而许多学生 却不能将两者有效地联 系起来 , 这 大致说 明两
个问题 :
第一 , 学 生 确实 存在 由宏 观表 征 向微观 表 征转换 的困
难 , 其主 要原 因 可 能是 : ( l) 学生 对于 微 观知识 只 是 机械 记 忆 , 因此头脑中的微 观表征 僵化不 灵活 , 这 样 的知识 只 能在
.
.
3 12
学生宏观表征与微观表征 间转换能力的分析
第 1 个题 目从 宏观 现象 入手 , 考察学生 由宏观表征 向微
观表 征 转换 的 能力 。 这 道 题 的 回 答情 况 并不 理 想 , 3 个年级 的正 确率 均在 70 % 左右 。
温度计内汞柱 热胀 冷缩是 学 生早 已 形成 的宏观 表 征 , “ 微 粒间 存在间隔 ” 也应是 学 生 头脑 中普遍存在 的微 观表 征 ,
化学学科观念建构是单元整体教学的核心——九年级化学用语教学的思考
化学 的基本特 点是 在分子 水平 上研 究物 质 的结
构、 组成 、 质和变 化 规 律 , 是 化学 不 同 于其 他 学 性 这
科 的基 本特 点… 。 为 了研 究和 交 流 的方 便 , 学 家 化 发 明了化 学符 号 , 来 表 示 物 质 的组 成 、 构 和变 用 结
化 。化 学符 号 对 宏观 物 质 和微 观粒 子 具 有 双 重 作
用 , 号成 为连接 宏 观 和 微观 、 符 定性 和 定 量 的桥 梁,
成为化 学 思维 的强 大 工具 。让 学 生 顺 利建 立 “ 观 宏
一
化学方 程式 的表达 、 交流 价值 , 忽视 了对 化学方 程 式 中蕴 涵的化学 观念 的认识 。学 生在 学 习化学 方程 式
示 方法 ” 较之 “ 学 方 程 式” “ 学 反 应 的定 量 表 示 化 ,化 方 法” 之 “ 较 化学 方 程 式 的计 算” 是 一种 突 出化学 更
的符号 、 数字 等与物 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ组 成 的直观模 型 的联系 。
加 强对教 材编 写 意 图 的研 究 , 以获 得教 学 启 可 示, 帮助学 生理 解 并 建 立 “ 宏观 一微 观一 符 号 ” 重 三
维 的形 成 问题进行 一些 探讨 。
一
、
从化 学学 科视 角理解 化学 用语教学
观 原子在 学生头 脑 中都 没 有鲜 明的 表 象 , 成 宏 观 造 与微 观脱 节。 ( 化 学方程 式教 学 中的问题 二) 教师 往往是 先讲 解 化 学 方 程式 的意 义 , 后 列 然 出步骤 , 列举 实例并讲 解化 学方 程式 的定 义 , 后通 最
化学学科特有的思维方式及其特征(一)
化学学科特有的思维方式及其特征(一)化学学科特有的思维方式及其特征1. 抽象思维的重要性•化学学科要求学生具备抽象思维能力,能够将实际物质和现象抽象为化学符号和概念。
•学生需要通过化学方程式、结构式等符号表示和描述化学变化的过程。
•抽象思维的重要性在于帮助学生理解化学现象和规律,以及进行科学实验和研究。
2. 细致观察和分析的能力•化学学科要求学生对实验现象和物质进行细致观察和分析。
•学生需要注意实验条件的变化,观察和记录实验结果,进而分析实验现象和得出结论。
•细致观察和分析的能力是化学学科成功实验和研究的基础。
3. 系统思维和逻辑思维的应用•化学学科要求学生具备系统思维和逻辑思维的能力。
•学生需要将化学知识进行分类、整理和组织,构建起体系性的化学知识结构。
•学生需要通过逻辑推理和思考,解决化学问题和探索新的化学现象。
•系统思维和逻辑思维的应用有助于学生发现化学知识的内在联系和科学规律。
4. 创新思维和实践能力的培养•化学学科鼓励学生进行创新思维和实践能力的培养。
•学生需要通过化学实验和研究,进行问题的探索和解决方案的设计。
•创新思维和实践能力的培养培养学生的科学思维和科学方法论,促进科学技术的进步。
5. 团队合作和沟通能力的重要性•化学学科要求学生具备团队合作和沟通能力。
•学生需要与团队成员进行合作,共同完成化学实验和研究项目。
•学生需要与老师和同学进行有效的沟通,交流化学知识和研究成果。
•团队合作和沟通能力的重要性在于促进合作和交流,提高化学学科的整体水平。
以上是化学学科特有的思维方式及其特征的简要概述。
通过培养这些思维方式和特征,学生可以更好地理解和应用化学知识,促进自身的学术发展和科学研究。
6. 深入探究和质疑精神的培养•化学学科要求学生具备深入探究和质疑精神。
•学生需要对化学知识和现象进行深入研究,不断拓展自己的知识领域。
•学生需要对科学理论和实验结果进行质疑,不断追求真理和解决问题的途径。
小班科学教案认识符号反思
小班科学教案认识符号反思引言:科学教育是培养学生科学素养和科学思维的重要途径之一。
在小班科学教育中,引导学生正确理解和使用符号是非常关键的一环。
符号是人类为了交流和表达思想所创造的一种工具,其在科学教育中扮演着不可忽视的角色。
本文将针对小班科学教案认识符号进行反思,探讨如何更好地引导学生理解和运用符号。
一、符号的重要性符号是人类思维和交流的重要工具,也是科学探索中不可或缺的一部分。
在科学领域,符号有着特殊的地位。
符号的正确理解和使用对于学生的科学学习和思维能力的培养起着至关重要的作用。
首先,符号能够简化信息,提高学习效率。
科学知识庞杂复杂,通过使用符号来表达和记录,可以将复杂的信息进行简化和概括,使学生更好地理解和记忆。
举例来说,化学方程式中的化学符号能够用简洁的方式描述化学反应过程,帮助学生记忆和理解。
其次,符号能够提高科学思维的抽象能力。
在科学研究和实践中,抽象思维是非常重要的一种能力。
学生通过学习和运用符号,可以培养抽象思维的能力,从而更好地解决科学问题。
例如,数学中的代数符号可以帮助学生进行抽象符号推理,培养学生的逻辑思维能力。
最后,符号能够促进学生的科学沟通和交流。
符号是一种通用的语言,能够跨越语言和文化的差异,方便不同地区和国家的学生进行科学交流。
通过学习和运用符号,学生可以更好地与他人交流和分享科学思想,促进科学知识的传播和合作。
二、小班科学教案在符号教学中的反思然而,在小班科学教案中,对于符号的教学往往存在一些问题。
以下是一些常见问题的反思和解决方案:1. 符号教学过于抽象小班科学教学的学生年龄较小,对于抽象概念的理解能力相对较弱。
因此,在教学过程中,应该避免使用过于抽象的符号来讲解科学概念。
可以通过引入具体的例子和实物,辅助学生理解符号所代表的意义。
例如,当引入数学符号时,可以通过使用具体的物品或图片,让学生直观地感受符号所代表的数量或关系。
2. 符号教学缺乏实践操作理论知识的学习往往需要与实践操作相结合,才能更加深入和实际。
初中八年级化学教案:理解化学元素和化学符号
初中八年级化学教案:理解化学元素和化学符号一、引言化学作为一门基础学科,对于培养学生的科学素养和实践能力具有重要作用。
在初中八年级化学教案中,理解化学元素和化学符号是一个基本的内容。
本文将从以下几个方面来探讨:化学元素的定义及特点、常见化学元素及其符号的认知、元素周期表的使用等。
二、理解化学元素1. 化学元素的定义与特点化学元素是指由具有相同原子序数(即原子核中质子数相同)的原子组成的纯物质。
每个化学元素都具有自身独特的性质,包括原子序数、原子量、电子配置以及其它物理和化学性质等。
2. 常见化学元素及其符号认知常见的化学元素有氧气(O)、氢气(H)、碳(C)、铁(Fe)等,它们在我们日常生活中起着重要的作用。
通过深入了解各种化学元素及其符号,可以促进对物质构成和变化规律的理解。
三、认识常见化合物名称1. 认识常见离子与其组成离子是带电粒子,它们形成化合物时具有稳定的电荷。
例如氯离子(Cl-)和钠离子(Na+),它们在形成氯化钠(NaCl)时会产生吸引力。
2. 理解化学式和离子式的表示方法化学式是用元素符号表示化合物中每种元素的种类和原子数量,如H2O表示水分子中含有两个氢原子和一个氧原子。
离子式则是用带电粒子表示,例如NaCl表示一些建立在氯离子和钠离子之间电荷平衡的晶体结构。
四、了解元素周期表1. 元素周期表的组织结构元素周期表是按照元素的原子序数从小到大排列,相邻元素具有相似的性质。
周期表中横行称为周期,竖列称为族。
通过元素周期表可以更加直观地认识各种元素之间的关系。
2. 利用元素周期表查找相关信息借助于元素周期表,我们可以快速查找任何一个化学元素及其相关信息,如原子序数、原子量、电子配置等。
同时,还可以通过分析和比较不同位置上的元素特点来推断物质的属性。
五、教学方法与实施建议1. 利用实验进行化学元素及其符号的认知通过让学生参与实验,观察和操作不同的物质,可以培养学生对化学元素及其符号的认知能力。
钾_科学实验报告
一、实验目的1. 了解钾的性质及其在化学反应中的表现。
2. 掌握钾与水、酸、碱等物质的反应原理和实验方法。
3. 培养实验操作技能和科学思维。
二、实验原理钾(化学符号:K)是一种活泼的金属元素,在元素周期表中位于第一族。
钾在常温下呈银白色,具有较低的密度和熔点。
钾与水、酸、碱等物质反应剧烈,放出大量热能。
本实验主要探讨钾与水、稀盐酸、氢氧化钠等物质的反应,通过观察反应现象,分析反应原理,加深对钾性质的认识。
三、实验器材与试剂1. 器材:烧杯、试管、酒精灯、镊子、试管夹、滴管、铁架台、石棉网等。
2. 试剂:钾金属、蒸馏水、稀盐酸、氢氧化钠溶液、稀硫酸、酒精、碘酒、氯化钠等。
四、实验步骤1. 钾与水的反应(1)取一小块钾金属,用镊子夹住,放入盛有蒸馏水的烧杯中。
(2)观察钾金属在水中的反应现象,记录反应过程。
2. 钾与稀盐酸的反应(1)取一小块钾金属,用镊子夹住,放入盛有稀盐酸的试管中。
(2)观察钾金属与稀盐酸的反应现象,记录反应过程。
3. 钾与氢氧化钠的反应(1)取一小块钾金属,用镊子夹住,放入盛有氢氧化钠溶液的试管中。
(2)观察钾金属与氢氧化钠溶液的反应现象,记录反应过程。
4. 钾与碘酒的反应(1)取一小块钾金属,用镊子夹住,放入盛有碘酒的试管中。
(2)观察钾金属与碘酒的反应现象,记录反应过程。
五、实验现象1. 钾与水的反应:钾金属与水接触后,迅速熔化成银白色小球,并发出“嘶嘶”声,产生气泡,溶液逐渐变为红色。
2. 钾与稀盐酸的反应:钾金属与稀盐酸接触后,迅速熔化成银白色小球,并发出“嘶嘶”声,产生气泡,溶液变为无色。
3. 钾与氢氧化钠的反应:钾金属与氢氧化钠溶液接触后,迅速熔化成银白色小球,并发出“嘶嘶”声,产生气泡,溶液变为无色。
4. 钾与碘酒的反应:钾金属与碘酒接触后,迅速熔化成银白色小球,并发出“嘶嘶”声,产生气泡,溶液变为紫色。
六、实验分析1. 钾与水的反应:钾与水反应生成氢氧化钾和氢气,反应方程式为:2K + 2H2O→ 2KOH + H2↑。
应用型高校无机化学教学中三重表征思维的研究
2021年3月Mar .2021第31卷第2期Vol. 31 No. 2四川文理学院学报SichuanUniversi2yofAr2sandScienceJournal应用型高校无机化学教学中三重表征思维的研究刘丹,陈安银,胡晓黎"(四川文理学院化学化工学院,四川达州635000)摘要:将“宏观一微观一符号”三重表征思维运用于应用型高校无机化学的学习,培养学生在自然科学学习中的科学思维方式,进行有意义的学习并高效地掌握无机化学知识.在教学实践中,加强无机化学中三重表征思维方式的渗透和深化,进一步探究基于三重表征思维适用于应用型高校无机化学学习的教 学策略,激发学生的学习兴趣,提高学生学习能力.关键词:应用型高校;无机化学;三重表征;教学策略中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674—5248(2021)02—0024—04随着经济社会的发展,应用型高校发展越发 快速,坚持以人为本,不断进行教育改革与教学实 践创新.作为应用型高校的一名无机化学一线教师,如何在无机化学课堂教学中改进教学方法,达 到高效的课堂教学效果成为主要考虑的问题.在无机化学专业教学过程中,急需转变传统的教学 模式,寻找一套创新又能满足教师和学生需求的 教学模式.三重表征思维模式在化学学科的应用最早由苏格兰格拉斯哥大学科学教育中心的约翰斯顿(A. H. Johnstone)提出,即对物质进行宏观表征、微观表征和符号表征,并在学习过程中建 立起三者的联系,该思维方式是无机化学学科独特的思维方式,有利于学生良好的认知结构和科 学观念的形成.但目前在绝大多数高校无机化学 课堂运用该思维模式的教学研究甚少.为顺应学校应用型高校转型,根据化学特色专业的建设规 划,构建一种基于三重表征思维的新的教学模式 应用于无机 学课堂教学 为 需要%目前,国内外针对三重表征思维模式的研究倾向于三重表征的基本内涵及教育价值、形成过程及内容特质、培养策略及学生现状等方面进行探讨4(不少学位论文还开展了三重表征思维对具体化学内容掌握的影响、不同学段或地域的学 生三重表征思维的调查研究.这些研究成果,对化学教师理解与实施三重表征思维培养的教学具有重要参考价值.但是,以上研究更多针对于刚接 触化学学科的中学生,6(针对应用型高校无机化学教学中三重表征思维却鲜少提及.因此,在大学无机化学课堂探究三重表征思维有很重要的意 义.综上所述,笔者就自己多年的无机化学教学实践,探究三重表针思维在应用型高校无机化学课 堂教学的具体应用.1树立三重表征意识无机化学是应用型高校化学相关专业学生从中学进入大学后的第一门专业基础课,可以在学 生刚开始接触无机化学时帮助学生树立三重表征意识,即“宏观一微观一符号”,具体的教学过程中从绪论开始,帮助学生以无机化学中化合物的物 理化学性质以及制备应用等形象的宏观事实为基础,构建化合物的组成、结构等微观视角,并以无收稿日期:2020 —09 —10基金项目:四川文理学院校级教育教学研究与改革项目(2020JY010)作者简介:刘 丹(1982 — ),女,四川成都人.副教授,硕士,主要从事化学教学研究及光电分析."通讯联系人,e — mail : 441430968@ .・24・刘丹,陈安银,胡晓黎:应用型高校无机化学教学中三重表征思维的研究2021年第2期机化学独特的符号系统建立起宏观和微观的联系,让学生意识到三重无机化学的学后续其他课程的学习有很大的意义{极作用•只有学生树立了三重意识,才无机化学学习中主动构建三重知识体系,从而体会三重学程中的益处,明白这种方式的优势,性;•2通过三重表征建构知识间的联系无机化学的知识分成两大板块一是宏观化学原理和物质结构原理,素化学知识.何让学生高效有意义地这些知识,则可以三重该学科知识建构,对物质的性质及变化规律实验、现代教育技术等方式,然后深〕微探 应的本质,反过来根据结构决定性质构建的知识体系,利用符号构建宏和转化的,将三者有机融合,构建科学合理的知识体系•例如,2NO2'N2O4这个可逆反应是否达到平衡状态,可以从宏观的角度去观察等物质的量持恒定,从的角度位时间消耗的数目是否和生成的数目,然后通过符号表征有机地和来,帮助学生开,建立学平衡的认知结构.3利用三重表征思维创设生动的情境现代无机化学的特征正从基本上是描述性的科学向推理性的科学;从构向构深入;现在,一个比较的,理论化的,定量化和的无机化学新体系迅速•苏卜林“若教设学生产高昂、智力振奋的内心,就急于传授知识人产的态度,给脑力带来•「7(要想让学生动有热情地学习无机化学知识,可以在无机学教学实践中利用三重创设生动的情有利于学无机学知识的学以动学生的学习兴趣•三重表征思维可以帮助学生在理解的基础上获取化学知识,在具体的问题中快速轻松地提取有用信息,帮助学生实现量到质的飞越•例如在讲解水解平衡知识时,单纯地讲解水解抽象,学难理解,可以创设实,设的实的性的实实用的方法表现出来,可以以碳酸钠为例,碳酸钠本身水解实验现象不明显,但是它水解后呈碱性这一实验实我以创设合理的实,液中加入酚臥溶液呈现红色然后再滴加氯化钙后溶液的逐渐消失,然后用符号实实,就可以帮助学生理解并解平衡这一抽象概念•最终可以促进学学原理的理解,培养学解决实际问题的能力.4教学过程中注意实施三重表征思维学生在初步了解和掌握三重表征后,教师可进教学过程中加深学生对“宏观一一符号”的理解和应用,让学并习惯运用该1方式解决无机化学学习中的相题•在无机化学教学过程中章节都可运用“宏观一微观一符号”的方式学习,例如配合物的价键理论的学中,Ag(NH3)+结构的学习,可以实验现象与化学符号以构相从而得出Ag(NH3)+是直线型这一结论.又比素!的学习,宏观实象多而杂,很难记忆,如何:的实象和构有机来!以符号有机的性质和来图1,学生更好地!的相关知识,体现了三重的具体应用,有意识地培养学生运用三重表征解决无机化学学习中遇到的问题.(深肉色)MnS nH2OH+或HAcMn2+(肉色)(H+)一NaBiOS2O亍PbO2h5io6MnO;紫色(NH4)2s(白色)Mn(OH)2O2叮OH,O?(H+)so,,x_h2s,h2oFe2+Sn戈__________________[nO2HC1(MH2SO4(»)“(黑褐)kcio3KOHoh-(浓j+scy-H+或C O2(歧化)图1D元素的化学性质H+或CO2(歧化)iilO t暗绿・25・2021年第2期刘丹,陈安银,胡晓黎:应用型高校无机化学教学中三重表征思维的研究在学习反应历程这一知识点的时,过氧化氢和氢漠酸反应生成单质漠,这是宏观事实,微观上,这是由四个基元反应完成的,如何体现宏观与微观之间的关系,进而理解反应历程,就必须结合符号表征,引导学生建立起“微观一宏观一符号”知识体系,进而快速地掌握反应历程这一知识点,为后续由反应机理推导实验速率方程做充分的知识储备.在无机化学的教学实践中,教师应善于有机地结合“宏观一微观一符号”三重表征思维方式帮助学生科学地掌握知识,引导学生建立有效的思维方式,帮助学生积极高效地参与课堂教学,提高对无机化学的学习兴趣.5基于三重表征提高学生的学习能力课程和教学的最终目的是帮助学生掌握知识,学会如何学习,通过知识的的传授和探讨使具有科学的思维能力,最终提高学生的科学素养.在无机化学教学过程中融合三维表征学习相关知识,建立“宏观一微观一符号”三个维度间的密切关系,让学生形成合理、科学的知识脉络,让学生在学习无机化学的过程中实现对知识的把握,理解性记忆,做到融会贯通,很大程度地提高应用型高校学生无机化学知识的迁移能力,解决学习生活中实际问题的能力.比如在化学平衡的学习中,比较恒容、恒压下可逆反应的平衡,对学生而言比较抽象难懂,教师则可以先引导学生分别对恒容条件下的平衡以及恒压条件下的平衡进行三维表征的学习,首先安排学生对两种平衡状态通过宏观现象和微观实质建立起符号表征,然后让学生理解的,建立'—符号三维表征的内在联系,然后引导学生进一步对两种状态下的平衡进行比较,利用微观可视化等现代技术手段建立模型,让学生对恒容、恒压下的可逆反应平衡状态有更深入的理解,从而多维度地掌握该知识,并引导学生运用该思维取解决本章节的一些其他知识.培养学生举一反三的力和实的.6三重表征思维运用的反思经过多次课堂教学实施三重表征思维,学生基本能建构在无机化学学习中运用三重表征思维学习相关知识,但这远远不够,教师还应在无机化学教学实践中有效地引导学生实现知识的内化,这就需要加强学生的反思性学习,比如,学生在学习钠的性质这一章节,教师可以引导学生反思在学习过程中是否结合了钠的宏观性质,微观本质以及符号想结合的角度思考问题,钠与水的反应的宏观实验现象是红气球浮游声,那它的微观本质是什么,怎样结合符号表示等问题,让学生形成自我分析、归纳、总结,有意识地科学地反思对于无机学知识的程度!三重思维,让学生再次体验和运用该科学的思维方式,课堂上教的方式为学的和方法,最终实现高效而有意义地学习,提高学生学习兴趣.同时教师也同时反思针对不同章节还有哪些更为合适的教学方法和思维方式,具体内容还有待进一步实践探究.结语三重体了无机学学科有的认知视角和思维方式,实践证明是适用于应用型高校无机化学学习的有效思维,有助于应用型高校化学相关专业大一新生更好地学习并掌握无机化学知识,可以提高学生学习化学的兴趣,进而帮助学有意义地学更的知识!培养学独立思考解决问题的能力.在今后的教学中应更探究何帮助学建构三重!帮助学生提高学习效率,为后续课程的学习打下良好的基础.参考文献:*+毕华林,黄婕,元英丽.化学学习中“宏观一微观一符号”三重表征的研究[J+.化学教育,2005(5):51—54. *+范慧婷.基于宏微符三重表征对学生掌握化学方程式的思考[J+.新课程•中学,2014(11):112—113.*+张丙香,毕华林.化学三重表征的含义及其教学策略*+中国教育学刊,2013(2)73—76.*+范慧婷.基于宏微符三重表征对学生掌握化学方程式的思考[J+.新课程•中学,2014(11):112—113.•26•刘丹,陈安银,胡晓黎:应用型高校无机化学教学中三重表征思维的研究2021年第2期[5]黄婕.宏观一微观一符号”三重表征的化学学习研究[D+济南:山东师范大学(005:1.[6]王琳琳,毕华林.化学学科中物质三重表征的教学策略*+中学化学教学参考2006(3):8—10.[7]苏霍姆林斯基.给教师的一百条建议[M].天津:天津人民出版社1981:90.[责任编辑加晓昕]Research on Thinking of Triple Representation in InorganicChemistryTeachinginAppliedUniversitiesLIU Dan,CHEN Anying,HU Xiaoli"(Chemistry and Chemical Engineering School of Sichuan University of Arts and Sciences,Dazhou Sichuan635000,China)Abstract:The macw micwsymbol triple representation thinking is applied to the study of inorganic chemistry in application一oriented universities.It helps to cultivate students'scientific thinking mode in natural science learning and to carry out meaningful learning and to master the knowledge of inorganic chemistry efficiently.In teaching practice,we s5reng5hened5hepene5raionanddeepeningof5riplerepresen5a5ion5hinkingininorganicchemis5ry,andfur5herexplored 5he5eachings5ra5egiesbasedon5riplerepresen5aion5hinking5ha5apply5oinorganicchemis5rylearninginapplicaion—ori-ented universities,meanwhile stimulated students'interest in learning and improved their learning ability.Key words:application—oriented university;inorganic chemistry;triple representation;teaching strategy・27・。
化学符号在实验教学中起到“宏观—微观”关系建立的桥梁作用
化学符号在实验教学中起到“宏观—微观”关系建立的桥梁作用作者:***来源:《广东教学报·教育综合》2022年第19期【摘要】“微粒觀”是重要的化学学科基本观念之一,对“微粒观”的考查主要体现在宏观现象微观分析中,简称为“宏观—微观”的运用。
但是,化学学科的三重表征“宏观—符号—微观”是不可分割的、互相统一的。
在教学中,教师应重视化学符号对建立“宏观—微观”的桥梁作用。
【关键词】三重表征;“宏观—微观”运用;化学符号;元素化合物实验教学道尔顿和阿伏加德罗等人的研究得出一个重要的结论:“物质是由原子和分子构成的,分子的破裂和原子的重新组合是化学变化的基础。
”“在化学变化中分子会破裂,而原子不会破裂,但可重新组合成新的分子。
”原子论和分子学说的创立是奠定近代化学的基础。
毕华林教授在《化学基本观念的内涵及其教学价值》一文中提出了化学学科“基本观念”。
其中,“微粒观”是重要的学科基本观念之一,并对“微粒观”的重要概念做了较完整的表述。
初中毕业水平测试中,在评价学生观念素养方面,也重视“微粒观”的考查。
一线教学中,对“微粒观”重要概念的讨论及如何建构“微粒观”的教学探讨如雨后春笋,厚积薄发。
一、学生在运用“宏观—微观”的思维方式“断层”根据《义务教育化学课程标准(2011年版)》及《广州市义务教育阶段九年级化学学科单元学业质量评价标准(试行)(2017年版)》,在初中阶段,学生的“微粒观”达成的重要评价观点可以归纳为以下两点:(1)能够从微粒的角度(质量和体积都很小;微粒之间有间隔;不停的运动)解释一些宏观现象;(2)能用模型化的方式用微粒的观点去理解物理变化及化学变化的本质(能看懂、会描述),能用模型、动画等建立宏观物质与微粒之间的联系(能分析解释会运用)。
1.对中考“用微粒的观点解释或分析物质组成及其变化”的考查分析以广州市2021年初中化学毕业水平考试中第16题(2)为例:这一题目以“盐酸与生锈铁钉发生反应”这一宏观事实展开了“微粒观”的一系列考查,包括用模型表示反应后生成物的微粒、判断混合液中的反应和钙离子检验(离子的性质)、利用化学方程式的计算(基于粒子从量的角度认识化学变化)。
苏教版初二化学教材解析引导学生探索化学知识与实践
苏教版初二化学教材解析引导学生探索化学知识与实践化学是一门关于物质的科学,它研究物质的组成、性质、变化以及与能量的关系。
化学既是一门理论学科,也是一门实践性很强的学科。
苏教版初二化学教材通过解析和引导的方式,旨在帮助学生主动探索化学知识与实践,培养学生的实践能力和科学思维。
一、解析化学知识1. 探索物质的组成化学教材从最基础的原子结构、元素周期表开始,引导学生认识物质的基本组成和性质。
学生通过学习元素的原子结构和化学符号,了解元素是由哪些原子组成的,并掌握元素周期表的使用方法。
2. 理解化学反应化学反应是化学中最基本的现象之一。
教材通过解析各种化学反应的过程和性质,引导学生掌握化学反应的概念和基本原理。
学生通过实验和实例,了解化学反应过程中的能量变化、物质转化和产物生成等。
3. 探索物质的变化化学教材通过解析化学物质的物态变化和化学变化,引导学生理解物质的性质和变化规律。
学生通过实验和观察,了解物质在温度、压力等条件下的变化,以及不同物质间的化学反应和转化。
二、引导学生实践化学知识1. 实验操作技巧的培养化学实验是化学学习中不可或缺的一部分。
苏教版初二化学教材通过引导学生进行简单的化学实验,培养学生的实验技巧和观察能力。
同时,教材还提供安全实验操作指南,引导学生掌握实验室安全常识和实验操作规范。
2. 创造性实践与应用化学知识与实践的结合能够激发学生的创造性思维和探索精神。
教材通过一些实例和案例分析,引导学生将所学的化学知识应用到实际生活中,培养解决问题的能力和应用化学知识的能力。
三、培养科学思维1. 提倡主动探索与合作学习苏教版初二化学教材强调学生的主动探索和合作学习。
教材通过问题和实践导向的学习方式,引导学生主动思考和实际操作,培养学生的观察、分析和解决问题的能力。
2. 引导科学方法的运用化学是一门科学,它遵循一定的科学方法。
教材引导学生运用科学的思维方式和方法进行化学问题的分析和解决。
学生通过实验和观察,提出假设、进行实验验证,并从实验结果中总结规律和结论。
元素符号的意义
元素符号的意义元素符号的意义:化学符号及其使用规则是化学学科所特有的言语,是化学科学研究物质组成、结构和变化规律的重要工具,是我们学习化学的基础初中化学从一开始,就要重视和搞好化学用语的教学,使学生习惯运用化学符号的语言,来正确表达化学过程及其物质的组成、结构和变化规律,并培养学生的逻辑思维能力。
元素符号、分子式、化学方程式是化学用语的典型结构形式,对它们教学大纲明确指出:“要让学生达到会写、会读、会用,了解它们的化学意义。
”即做到懂、会、对。
化学用语比较抽象,一开始学生往往难以理解,为克服这些认知上的困难,在教学过程中,必须使学生首先弄清楚元素符号所表示的意义,然后在物质分子式、化学方程式的教学里,加深理解,形成规范定格的化学语言,并会用这种化学语言正确地表示和研究各种化学变化过程及规律。
化学课本里指出:“元素符号表示一种元素,表示这种元素的一个原子。
”,“元素符号还可表示该元素的原子量”,由此推知,分子式可以表示物质的分子量。
化学方程式的意义中也指出:“化学方程式可以表示反应物、生成物各物质之间的质量比。
”但是在求组成物质的各元素的质量比类型的题中,又出现了一种新的表示方法。
例如,“求水中氢、氧元素的质量比”,列式为H∶O=1∶8,在这里很明显的元素符号“H”不再表示氢元素的原子量,而表示的是水中氢原子集团的质量,即组成1个水分子的2个氢原子的质量之和。
元素符号的介绍:元素符号(symbols for elements)是用来标记元素的特有符号,还可以表示这种元素的一个原子,大多数固态单质也常用元素符号表示。
元素符号通常用元素的拉丁名称的第一个字母(大写)来表示,如碳-C。
如果几种元素名称的第一个字母相同,就在第一个字母(必须大写)后面加上元素名称中另一个字母(必须小写)以示区别,如氯-Cl。
科学思维复习题
科学思维复习题《科学思维与科学方法论》复习题目(请结合大纲一起看)1、思维有哪些特征?1)概括性:思维反映依赖事物的固体本质属性和内在规律2)间接性:思维往往通过其他事物(知识与经验)作为中间媒介间接的认识事物的本质3)问题性:思维总是指向与解决某个问题4)能动性:思维是客观世界在人脑中的能动的反映2.思维活动有哪些?1)思维过程的智力运演思维以动态、过程的形式存在,通过各种智力运演来实现。
基本的智力运演是分析和综合、抽象和概括;也包括比较、分析、推理的智力运演。
2)思维与实践活动思维起源于劳动;实践为思维提供了感性材料;而客观事物的规律和规则是客观存在的,通过思维加以认识和反映。
3)机器的工作和人的思维机器在某种范围内可以代替人脑的工作,达到和人的思维相同的结果,有时比人脑的思维速度还要快一些;而机器的“思维”是依据既定的程序,轮流尝试各种可能的解决方式,找到符合当前问题的解;而人的思维是在了解了问题的各要素以及之间的联系的基础上进行的。
4、思维主体的能力结构有哪些?1)获取信息提出问题的能力即思维主体在实践中收集事实材料,进行加工分析,提出问题的基本能力2)科学思维的能力感知觉能力;记忆储存能力;逻辑加工能力;思维的调控能力;思维的想象能力等。
3)语言能力语言是思维的“外壳”。
分为自然语言、科学语言、数学语言等4)自我优化知识结构的能力5、思维的主体是什么?思维主体是指从事思维活动的承担者。
一般来说,具有一定的思维能力和科学知识、掌握一定思维方法和科学实践手段的人可以成为思维的主体。
6、思维的客体是什么?物质客体和精神客体1)物质客体:自然客体:即思维主体的活动指向自然界;社会客体:是由人和社会物质系统要素构成。
如经济关系、政治关系、思想关系2)精神客体:精神活动(认知、情感、意志等);精神产品(知识、理论、文艺作品等)7、思维工具是什么?思维的工具包括逻辑和语言。
语言是思维最重要的工具。
语言包括自然语言和科学语言。
初中化学学科知识总结
初中化学学科知识总结化学是一门研究物质以及物质之间相互转化的科学。
在初中阶段,学生将开始接触化学学科,掌握一些基础概念和实验操作技能。
本文将对初中化学学科的知识进行总结,包括物质的性质、化学符号表示法、化学反应和周期表等内容。
首先,我们来讨论物质的性质。
物质可以分为纯物质和混合物。
纯物质又分为元素和化合物。
元素是由相同类型的原子组成的物质,化合物是由不同元素按照一定比例结合而成的物质。
混合物是由两种或两种以上物质混合而成的物质。
物质的性质可以分为物理性质和化学性质。
物理性质是不改变物质本质的性质,如颜色、硬度等。
而化学性质是通过反应来改变物质本质的属性,如燃烧、氧化等。
化学学科使用化学符号来表示元素和化合物。
元素根据其英文名的第一个字母进行化学符号的表示,如氧元素的符号为O,碳元素的符号为C。
有时候需要使用拉丁文命名的元素,则使用拉丁文的前两个字母作为元素符号,如铜元素的符号为Cu。
化合物的化学符号表示法是由元素符号组成的,例如水的化学符号为H2O,表示有两个氢原子和一个氧原子。
化学反应描述了物质之间的转化关系。
化学反应的描述包括反应物和生成物,以及反应条件。
反应物是进行反应的起始物质,生成物是在反应中形成的新物质。
反应条件包括温度、压力和催化剂等。
化学反应可以分为吸热反应和放热反应。
吸热反应是在反应过程中吸收能量,放热反应则是在反应过程中释放能量。
同时,还有一些特殊的化学反应需要特别注意,如酸碱中和反应和氧化还原反应等。
周期表是化学学科中非常重要的一部分。
周期表是由化学元素按照一定规则排列而成的表格。
元素在周期表中按照原子序数的升序排列,元素的周期和族分别表示了元素的主要性质。
周期表可以用于预测元素的性质和组成化合物时的化学反应。
同时,周期表还提供了元素的相对原子质量和原子半径等重要信息。
此外,在初中化学学科中还有一些常见的实验操作需要掌握。
例如,使用试管和燃烧管进行试剂的混合和加热,使用滴管进行试剂的滴加等。
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化学符号中的科学思维
作者:张一览
来源:《化学教与学》2014年第07期
摘要:文章从卡西尔的文化符号学原理出发,通过对化学符号的教学实例分析,探寻其在“宏观—符号—微观”的“三重表征”中的文化意义,形成科学思维。
关键词:化学符号;三重表征;科学思维;文化符号学
文章编号:1008-0546(2014)07-0027-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.07.009
一、理论基础
德国著名的哲学家恩内斯特·卡西尔在将符号学理论和方法应用于人类文化领域的研究时涉及到了大量的人类文化现象,从而建立了一个独特的符号形式哲学和人类文化哲学体系。
卡西尔所研究的文化符号学理论将知识文化的本性从符号学的角度进行阐述。
符号所构建的意义世界,既包含外在于人类意识生命的物理世界又包含内在于人的精神与心理世界。
在特定关系中符号承担着某种功能,并且产生一定的意义,起到媒介作用。
符号的内涵不仅在于它是一种客观存在,更重要的是它们能在关系系统中编织意义,并且承担起某种功能。
化学符号是一种国际上规定的运用于化学领域的科学符号,用它可以表示化学物质的结构、组成以及化学变化的过程。
它将丰富的化学内涵以简单直观的形式表达出来,是化学学习和化学科学研究特有的语言。
从卡西尔的文化符号学理论视角来看,化学符号不仅仅是中学化学知识重要的组成部分,也是学生学习化学事实的表征形式之一,更是学生将化学知识内化为化学观念的重要媒介,它有着知识性和工具性的高度统一。
正是因为化学符号承担着有这样的功能,学生在解决化学问题时可以运用化学符号提取化学知识、转换化学信息,甚至进行化学符号组合或转换等一系列思维活动。
可以说,化学符号是化学科学思维的载体,化学符号的运用体现了学习者的科学思维能力。
科学思维是人的意识掌握客观事物的高级形式,是通过归纳、演绎、分析和综合的方法形成的合乎逻辑的理论体系。
科学思维形成的重要载体之一是科学概念,而化学概念教学的重要方法之一是“三重表征”。
化学学科的内容包括三大领域:可观察的宏观世界,分子原子离子等微粒构成的微观世界以及由化学用语组成的符号世界。
在“宏观——符号——微观”的“三重表征”中,学生通过化学符号的表征和转换,不仅在头脑中建立起新的化学概念,而且形成归纳、演绎、分析和综合等的科学思维。
它们之间的关系可以用下图1表示:
科学思维的形成,正是化学符号在化学教学系统中编织的意义所在。
因此,在教学实践中如何让化学符号更好地承担起学科思维形成的功能是化学教学工作者必须去思考的问题之一。
二、化学符号的教学实例分析
科学思维的形成包括归纳、演绎、分析和综合等方法的运用。
归纳,是从个别中发现一般的思维方法和推理形式,即从个别事实中概括出一般原理;演绎,是从一般中发现个别的思维方法和推理形式,即用已知的一般原理考察某一特殊对象,推演出有关这个对象的结论;分析,是在思维中把认识对象分解为各个部分、方面、要素,对他们分别加以研究的思维方法;综合,是在思维中把认识对象的各个部分、方面、要素结合为一个统一整体的思维方法。
1. 化学符号在信息转换中的运用体现归纳、演绎能力
学生在解决化学问题时常常利用化学符号进行信息转换。
这种转换包含两个层次,一是将文字信息转换成化学符号,另一层次是将一种化学符号转换成另一种化学符号。
在问题表征阶段,第一种形式的转换有利于学生快速将化学物质与其结构联系起来。
在信息材料中出现文字形式的化学物质名称时,例如苯,学生会在头脑中呈现出它的三种形式:宏观映象,即对苯的物理性质等的外在认识;微观映象,即苯是由苯分子构成,每个苯分子由6个碳原子和6个氢原子组成;化学符号,即苯的化学式。
在这三重表征的系统中,苯的化学式不仅将物质与其宏观现象紧密联系起来,还直观地揭示了苯的微观本质以及微粒间的数量关系。
因此,这种高度概括和抽象的化学语言符号能帮助学生在微观和宏观之间建立起有效的联系,利用它的中介和桥梁作用,实现对问题的表征。
归纳和演绎能力强的学生能灵活运用化学符号解决化学问题,而在运用化学符号解决问题的同时,学生的归纳和演绎能力又会得到进一步的加强。
例如在苏教版高中化学选修《物质结构与基础》中讲到晶体的结构时,需要学生掌握各种晶体的构成微观结构,并且能根据化学式判断物质的晶体类型。
例如下题所示:
下列化学式既能表示物质的组成,又能表示物质分子式的是()
A. NH4NO3
B. SiO2
C. C2H4
D. Fe
要解决这个问题,学生必须理解两点:首先,化学式能表示物质构成微粒的个数关系,即比值,而分子式不仅能表示物质构成微粒的个数关系,而且能表示出构成物质微粒的真实组成,即数目;其次,分子晶体的构成微粒是分子,故其化学式是分子式,而离子晶体、原子晶体的构成微粒是离子和原子,金属晶体的构成微粒是金属离子和自由电子,故它们没有分子式,其化学式只表示构成微粒的个数关系,即最简比。
熟练掌握这两点,就不难根据化学式的形式解决上述问题。
因为C项中C2H4的原子个数没有约简,故它是分子式。
要得出以上两点结论,在学习时可采用以下方式,具体过程如下表所示:
这种形式的转换在化学中是普遍存在的,例如在讲到离子方程式的书写时,教师可以让学生在学习过程中体会离子反应方程式的本质,从而形成分析、归纳等科学思维。
具体过程见下图2。
2.在化学符号变换的模式识别策略中体现分析、综合能力
学生将问题表述中的文字信息转换为化学符号后,就使得它们在更高的层次上运用化学符号成为可能,这种运用的形式就是化学符号进行信息转换的另一种层次——将一种化学符号转换成另一种化学符号。
例如,比较等物质的量的乙烯和乙醇充分燃烧的耗氧量大小时,学生利用化学式表征乙烯(C2H4)和乙醇(C2H6O)后,便能较为直观地发现两者分子组成的差别,即化学式间的关系,然后可以将乙醇的分子式C2H6O转化成C2H4(H2O)。
转化成的乙醇的分子式C2H4(H2O)又表达给学生新的信息:乙醇C2H4(H2O)燃烧仅C2H4部分耗氧,而(H2O)部分不消耗氧气,因此,等物质的量的乙醇与乙烯的耗氧量相同。
学生能顺利通过化学符号间的转化解决问题,首先必须在他的知识结构中清晰地存在化学符号变换的模式,然后依靠化学符号的转换进行推理分析。
由于化学符号(如化学式)体现了物质构成元素之间的数量关系,这种化学符号间的转化推理实际上将数学计算简化,化学符号严格的语法规则是这种推理正确性的保证。
化学符号变换的模式不仅体现了化学符号作为一种语言在科学思维中的优势,而且能帮助学生进一步完善知识结构中的符号系统,进而提高问题解决中的分析、综合能力。
符号学的“三元”学说揭示了“对象——符号——解释”三者间的关系(见图3),在化学符号系统中,可具体表现为“化学问题——化学符号系统——化学问题的解决”间的三元关系(见图4),而化学符号系统间的转化,充分体现了分析、综合等科学思维。
三、结论与思考
化学符号是化学学科不同于其他学科的一种独特的思维方式,学生通过化学符号的表征和转换提高科学思维能力,是化学符号在化学教学系统中编织的意义所在,这与卡西尔的文化符号学观点是相契合的。
从本文的论述中可以得出以下结论:
1. 化学问题的解决过程就是不断利用化学符号转换进行归纳、演绎、分析和综合的过程。
化学符号系统与非化学符号系统间的转换,以及化学符号系统内部的转换将微观与宏观紧密联系。
2. 化学符号系统与非化学符号系统间的转换一般在问题表征阶段运用。
这种形式的转换是被使用较多的方式,它可以帮助学生在头脑中建立直观的微观结构映象。
这种转换形式需要学生具备一定的归纳演绎能力。
3. 化学符号系统内部的转换是较高层次的符号转换,一般是建立在化学符号系统与非化学符号系统间转换的基础上。
即在用化学符号表征文字信息后,直接运用符号间的转换进行运算或解决化学问题。
这种转换形式需要学生具备一定的分析综合能力。
4. 在“宏观—符号—微观”三重表征的过程中,需要学生具备一定的科学思维,而学生在运用化学符号进行表征的过程中,又有利于学生科学思维能力的提高。
参考文献
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