化學(xué)科學(xué)理解的基本視角及其核心觀念

1、化學(xué)科學(xué)理解的基本視角及其核心觀念2011-04-0414:40:54|分類(lèi)：梁永平|字號(hào)大中小訂閱化教育2011年錄用梁永平（運(yùn)城學(xué)院化學(xué)系，山西運(yùn)城，044000）摘要物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化是化學(xué)科學(xué)的基本問(wèn)題，也是化學(xué)學(xué)科教學(xué)的回歸性問(wèn)題?；瘜W(xué)科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)對(duì)其基本問(wèn)題“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”的認(rèn)識(shí)有兩大基本任務(wù)：一是探尋“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”的基本規(guī)律，一是建構(gòu)“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”的科學(xué)理論。元素視角是化學(xué)科學(xué)認(rèn)識(shí)其基本問(wèn)題“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”規(guī)律性的獨(dú)特視角。微觀認(rèn)識(shí)是化學(xué)科學(xué)理解或解釋其基本問(wèn)題“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”規(guī)律性的獨(dú)特思維方式。元素觀、能量觀、科學(xué)本質(zhì)觀是化學(xué)科學(xué)的核心觀念。關(guān)鍵詞化學(xué)科學(xué)理解元素觀能量觀科學(xué)本

2、質(zhì)觀培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是科學(xué)教育的一個(gè)永恒目標(biāo)1，也是化學(xué)教育的一個(gè)永恒目標(biāo)。認(rèn)識(shí)科學(xué)、理解科學(xué)是科學(xué)素養(yǎng)的重要內(nèi)涵之一。作為科學(xué)教育的一個(gè)重要組成部分，化學(xué)教育的一個(gè)重要目標(biāo)就是使學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)、理解化學(xué)科學(xué)2。認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)、理解化學(xué)科學(xué)必須對(duì)以下幾個(gè)問(wèn)題形成基本的理解：化學(xué)科學(xué)有別于物理學(xué)、生物學(xué)的獨(dú)特視角是什么？化學(xué)科學(xué)認(rèn)識(shí)的基本任務(wù)及其方法論是什么？化學(xué)科學(xué)的核心觀念是什么？化學(xué)教師對(duì)于這些問(wèn)題的理解水平反映了其對(duì)化學(xué)科學(xué)整體把握的水平，是學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)、理解化學(xué)科學(xué)的前提條件。沒(méi)有對(duì)學(xué)科知識(shí)廣泛而深入的理解，教師難以對(duì)學(xué)生的問(wèn)題與想法作出反應(yīng)，難以為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)積極探索與交流的學(xué)

3、習(xí)環(huán)境。3教師本身的學(xué)科知識(shí)影響著教師的教學(xué)內(nèi)容與如何教學(xué)，進(jìn)而影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)。正如舒爾曼所說(shuō)，教師不可能教他們不理解的東西。4化學(xué)教師能否從整體上把握化學(xué)科學(xué)，既影響著學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)、理解化學(xué)科學(xué)的水平，也影響著教師自身的專(zhuān)業(yè)發(fā)展水平。理解化學(xué)科學(xué)是化學(xué)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展的核心內(nèi)容。有了高質(zhì)量的化學(xué)科學(xué)理解，才會(huì)有相應(yīng)的化學(xué)科學(xué)觀念及其教學(xué)行為。近年來(lái)，我們對(duì)化學(xué)科學(xué)的基本觀念如元素觀、能量觀、科學(xué)本質(zhì)觀等進(jìn)行了探討567,圍繞這些觀念的形成與發(fā)展，在教師教育方面也做了相關(guān)的理論探索和實(shí)踐性研究。本文是對(duì)已有研究的進(jìn)一步整合和提升，以形成較為系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化：化學(xué)科學(xué)認(rèn)識(shí)的基本問(wèn)題任何

4、一門(mén)學(xué)科都有其自身的研究對(duì)象和基本問(wèn)題。搞清楚一門(mén)學(xué)科的研究對(duì)象和基本問(wèn)題是把握該門(mén)學(xué)科特征的關(guān)鍵。最近，我們?cè)凇皣?guó)培計(jì)劃”骨干教師培訓(xùn)中，就“學(xué)科特征”與物理學(xué)老師、化學(xué)老師和生物學(xué)老師進(jìn)行交流，老師們基本的回答取向是一致的，物理學(xué)老師說(shuō)：“物理學(xué)科的基本特征是實(shí)驗(yàn)”，化學(xué)老師說(shuō)：“化學(xué)學(xué)科的基本特征是實(shí)驗(yàn)”，生物學(xué)老師說(shuō)，“生物學(xué)的基本特征是實(shí)驗(yàn)”。按照老師們這樣的理解，物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)三個(gè)學(xué)科就沒(méi)有自己的特征了?！皩W(xué)科特征”應(yīng)該是有別于其他學(xué)科而獨(dú)自具有的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)是科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)的基本手段和途徑，是物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)共同具有的特征，而不是學(xué)科的特征向度。學(xué)科的基本問(wèn)題是

5、厘清學(xué)科特征的重要向度。物理學(xué)研究的對(duì)象是“物體”，研究的基本問(wèn)題是力與物體運(yùn)動(dòng)的基本關(guān)系”，化學(xué)研究的對(duì)象是物質(zhì)”，研究的基本問(wèn)題是“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”，生物學(xué)研究的對(duì)象是“物種”，研究的基本問(wèn)題是“物種及其演進(jìn)”。在研究的問(wèn)題中，涉及到對(duì)象性問(wèn)題的靜態(tài)性方面和動(dòng)態(tài)性方面。“物質(zhì)”、“物體”、“物種”是基本問(wèn)題的靜態(tài)性方面，“轉(zhuǎn)化”、“運(yùn)動(dòng)”、“演進(jìn)”是基本問(wèn)題的動(dòng)態(tài)性方面。研究學(xué)科的基本問(wèn)題，既要研究靜態(tài)性方面，又要研究動(dòng)態(tài)性方面，還要關(guān)注靜態(tài)性方面和動(dòng)態(tài)性方面的聯(lián)系。三個(gè)學(xué)科是以“物”為中心，展開(kāi)各自研究的，“三物”的整合性研究與認(rèn)識(shí)，構(gòu)成了對(duì)自然“物”世界的全面認(rèn)識(shí)（見(jiàn)表1）。化學(xué)學(xué)科是“

6、三物”之一，研究對(duì)象是“物質(zhì)”，基本問(wèn)題是物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化。表1自然“物”世界認(rèn)識(shí)的三個(gè)向度學(xué)科研究對(duì)象研究問(wèn)題物理學(xué)物體力與物體的基本關(guān)系化學(xué)物質(zhì)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化生物學(xué)物種物質(zhì)及其演進(jìn)一個(gè)學(xué)科的基本問(wèn)題可以稱為該學(xué)科教學(xué)的回歸性問(wèn)題。化學(xué)學(xué)科教學(xué)中有不同的教學(xué)內(nèi)容，如事實(shí)性內(nèi)容、概念性內(nèi)容，規(guī)律性內(nèi)容、理論類(lèi)內(nèi)容等。如何把這些內(nèi)容形成一個(gè)有機(jī)的整合性理解呢？化學(xué)學(xué)科的基本問(wèn)題“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”可以起到“回歸性”作用，將似乎“無(wú)關(guān)”的內(nèi)容很好的聯(lián)系起來(lái)，如圖1所示。表2中列出了“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”對(duì)若干內(nèi)容的“回歸性”聯(lián)系。教師圍繞回歸性問(wèn)題“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”所形成的知識(shí)間的本質(zhì)聯(lián)系可以幫助教師進(jìn)行有意義的教

7、學(xué)設(shè)計(jì)。圖1“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”的回歸性作用示意圖表2“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”的“回歸性”聯(lián)系具體內(nèi)容物質(zhì)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化物質(zhì)不同的物質(zhì)具有不同的性質(zhì)化學(xué)變化是一個(gè)有新物質(zhì)生成的過(guò)程分子物質(zhì)是由其相應(yīng)微粒分子構(gòu)成的化學(xué)變化是一個(gè)有新分子生成的過(guò)程原子物質(zhì)的分子是由原子構(gòu)成的化學(xué)變化是一個(gè)有原子之間重新組合的過(guò)程原子結(jié)構(gòu)對(duì)構(gòu)成物質(zhì)的分子內(nèi)原子之間的作用可以進(jìn)一步深化認(rèn)識(shí)物質(zhì)的化學(xué)變化與原子結(jié)構(gòu)有關(guān)元素物質(zhì)按照元素組成可以進(jìn)行分類(lèi)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化是元素守恒的化學(xué)式物質(zhì)的組成可以用化學(xué)式表示物質(zhì)的轉(zhuǎn)化可以用化學(xué)方程式表示化合價(jià)構(gòu)成物質(zhì)的元素間存在著一定的化合關(guān)系許多化學(xué)變化過(guò)程都涉及到元素化合價(jià)的變化化學(xué)鍵構(gòu)成物質(zhì)的

8、分子內(nèi)原子之間存在著作用物質(zhì)的化學(xué)變化是一個(gè)舊鍵斷裂和新建形成的一個(gè)過(guò)程酸酸的組成有共冋的氫元素酸類(lèi)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)具有相似性燃燒能夠發(fā)生燃燒反應(yīng)的物質(zhì)是可燃物燃燒現(xiàn)象是一個(gè)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的過(guò)程；物質(zhì)轉(zhuǎn)化是在一定條件下進(jìn)行的，燃燒也是有條件的。探尋規(guī)律和解釋規(guī)律：化學(xué)科學(xué)認(rèn)識(shí)的兩大基本任務(wù)科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)有兩大基本任務(wù)：一是探尋自然現(xiàn)象及其之間的基本聯(lián)系，即探尋科學(xué)規(guī)律，二是對(duì)自然現(xiàn)象及其規(guī)律進(jìn)行解釋?zhuān)唇?gòu)科學(xué)理論。從問(wèn)題性質(zhì)來(lái)說(shuō)，科學(xué)規(guī)律是回答“有什么”或“是什么”的問(wèn)題，科學(xué)理論是回答“為什么”的問(wèn)題。只描述自然中“有什么”或“是什么”，只是完成了科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)的一個(gè)部分，還必須回答為什么”。只有從這兩

9、個(gè)角度的結(jié)合上認(rèn)識(shí)自然，才算得上較為完整的科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)。從方法論上來(lái)說(shuō)，將無(wú)序化的現(xiàn)象進(jìn)行有序化認(rèn)識(shí)的時(shí)候，一般是將復(fù)雜現(xiàn)象進(jìn)行簡(jiǎn)單化處理。從認(rèn)識(shí)論上來(lái)說(shuō)，科學(xué)規(guī)律的認(rèn)識(shí)是對(duì)大量相關(guān)事實(shí)關(guān)系的歸納，科學(xué)理論是在事實(shí)基礎(chǔ)上，通過(guò)建構(gòu)的方式形成的認(rèn)識(shí)?？茖W(xué)規(guī)律的產(chǎn)生方式是歸納式，科學(xué)理論的產(chǎn)生方式是建構(gòu)式。我們?cè)谡務(wù)摽茖W(xué)規(guī)律的時(shí)候，使用的話語(yǔ)是“歸納”、“發(fā)現(xiàn)”，在談?wù)摽茖W(xué)理論的時(shí)候，使用的話語(yǔ)是“提出”、“建構(gòu)”?；瘜W(xué)科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)對(duì)其基本問(wèn)題“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”的認(rèn)識(shí)也有兩大基本任務(wù)：一是探尋“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”的基本規(guī)律，一是建構(gòu)“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”的科學(xué)理論。從問(wèn)題性質(zhì)來(lái)說(shuō)，既要探討“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”有什

10、么規(guī)律，又要探討“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”為什么會(huì)呈現(xiàn)這樣的規(guī)律。從方法論上來(lái)說(shuō)，為了對(duì)復(fù)雜的物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化世界形成有序的認(rèn)識(shí)，化學(xué)學(xué)科采取了獨(dú)特的認(rèn)識(shí)視角元素視角。物質(zhì)是由元素組成的，物質(zhì)世界是巨大的、豐富的，從元素的視角認(rèn)識(shí)物質(zhì)，物質(zhì)世界就顯得非常簡(jiǎn)單，即種類(lèi)浩繁的物質(zhì)世界只是一百多種元素組合而成的。物質(zhì)按照元素組成可以進(jìn)行分類(lèi)，物質(zhì)按組成可以分為單質(zhì)、化合物；單質(zhì)可以分為金屬單質(zhì)和非金屬單質(zhì)；化合物可以分為無(wú)機(jī)化合物和有機(jī)化合物；無(wú)機(jī)化合物可以分為氧化物、酸、堿、鹽等；有機(jī)化合物可以分為烴、烴的衍生物等。組成相似的物質(zhì)，其化學(xué)性質(zhì)就具有相似性，這種相似性就是物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的規(guī)律所在。例如金屬單質(zhì)的相似

11、性可以歸納為：與氧氣的反應(yīng)一與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)，與水的反應(yīng)，與酸的反應(yīng)，與鹽的反應(yīng)。非金屬單質(zhì)性質(zhì)相似性可以歸納為：與氧氣的反應(yīng)一與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)，與金屬單質(zhì)的反應(yīng)，與氫氣的反應(yīng)。金屬氧化物的性質(zhì)相似性可以歸納為：與水的反應(yīng)，與酸的反應(yīng)，還原為單質(zhì)。非金屬氧化物的性質(zhì)相似性可以歸納為：與水的反應(yīng)，與堿的反應(yīng)，部分發(fā)生氧化還原反應(yīng)。酸的性質(zhì)相似性可以歸納為：如何獲得，與金屬單質(zhì)的反應(yīng)，與堿的反應(yīng)，氧化性。堿的性質(zhì)相似性可以歸納為：如何獲得，與酸的反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為氧化物。鹽的性質(zhì)相似性可以歸納為：形成沉淀、氣體，氧化還原反應(yīng)。各類(lèi)物質(zhì)的相似性，也可以叫做各類(lèi)物質(zhì)的性質(zhì)研究模型。一旦在認(rèn)識(shí)活動(dòng)中形成這

12、些模型，就會(huì)進(jìn)一步指導(dǎo)物質(zhì)性質(zhì)的研究。從元素的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化，就可以轉(zhuǎn)化為“元素及其化合物”的研究。已發(fā)現(xiàn)的百十余種元素之間在性質(zhì)上具有相似相和遞變性，即元素性質(zhì)隨原子序數(shù)的遞增呈周期性變化一元素周期律。我們可以從元素的角度對(duì)元素及其化合物進(jìn)行有序的研究，首先列出該元素的的類(lèi)別物質(zhì)，然后按照該元素的類(lèi)別物質(zhì)的性質(zhì)模型研究該元素的單質(zhì)及其相關(guān)化合物的性質(zhì)。從元素的角度看，物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程中元素是守恒的。上述規(guī)律性認(rèn)識(shí)的形成是以元素為基本視角的，因此，我們可以說(shuō)，元素視角是化學(xué)科學(xué)認(rèn)識(shí)其基本問(wèn)題“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”規(guī)律性的獨(dú)特視角。為了解釋“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”的事實(shí)和規(guī)律性，化學(xué)科學(xué)在認(rèn)同分子、原子等微

13、觀粒子存在的基礎(chǔ)上建構(gòu)了相關(guān)的化學(xué)科學(xué)理論。從內(nèi)容上來(lái)說(shuō)，化學(xué)科學(xué)理論有分子論、原子論、原子結(jié)構(gòu)理論、化學(xué)鍵理論、有效碰撞理論和碳共價(jià)鍵理論等。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)科學(xué)理論包含三個(gè)基本要素：科學(xué)理論的名稱、科學(xué)理論的主張或基本要點(diǎn)、科學(xué)理論的解釋對(duì)象。以分子論為例，其理論的名稱為分子論”，“分子論”的基本要點(diǎn)是：物質(zhì)是由肉眼看不見(jiàn)的其相應(yīng)微粒分子構(gòu)成的，物質(zhì)的分子是不斷運(yùn)動(dòng)的；物質(zhì)的分子之間存在著間隙；物質(zhì)的分子之間存在著作用?！胺肿诱摗钡慕忉寣?duì)象是：物質(zhì)的物理性質(zhì)及其相關(guān)現(xiàn)象，物質(zhì)的化學(xué)變化（化學(xué)變化是一個(gè)有新分子生成的過(guò)程）。原子論的解釋對(duì)象是分子的可分性以及化學(xué)變化過(guò)程中新分子如何形成的。原子

14、結(jié)構(gòu)理論可以解釋?zhuān)涸氐幕闲?、元素的化合價(jià)、元素的原子是如何形成分子或物質(zhì)的、元素性質(zhì)的周期性變化等?；瘜W(xué)鍵理論是建立在原子結(jié)構(gòu)理論基礎(chǔ)之上提出的解釋原子間作用的理論，可以解釋化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)以及化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。有效碰撞理論是在分子論基礎(chǔ)上提出的解釋影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的理論。碳共價(jià)理論是在原子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上提出的解釋有機(jī)化合物豐富性以及有機(jī)物結(jié)構(gòu)的理論。從認(rèn)識(shí)論的角度來(lái)看，化學(xué)科學(xué)理論的形成有其自身的特點(diǎn)：化學(xué)科學(xué)理論是在解釋物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化相關(guān)事實(shí)或規(guī)律的驅(qū)動(dòng)下形成和發(fā)展的;化學(xué)科學(xué)理論是以一定的物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化事實(shí)或規(guī)律為基礎(chǔ)的;在所觀察到的物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的事實(shí)和所形成的物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的微觀認(rèn)識(shí)之

15、間是有區(qū)別的；化學(xué)科學(xué)理論是在事實(shí)基礎(chǔ)上借助想象建構(gòu)的；化學(xué)科學(xué)理論的合理性是通過(guò)其產(chǎn)生方式的基礎(chǔ)性以及解釋功能的滿意性兩個(gè)方面得到認(rèn)同的。概括而言，化學(xué)科學(xué)理論是以事實(shí)為基礎(chǔ)，在分子、原子水平上提出的解釋物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化事實(shí)和規(guī)律的解釋系統(tǒng)。微觀認(rèn)識(shí)是化學(xué)科學(xué)理解或解釋其基本問(wèn)題“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”規(guī)律性的獨(dú)特思維方式。從認(rèn)識(shí)的思維水平來(lái)看,對(duì)于化學(xué)科學(xué)認(rèn)識(shí)的兩大基本任務(wù)可以分為宏觀水平和微觀水平。對(duì)于物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化規(guī)律的探尋屬于宏觀水平，對(duì)于物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化事實(shí)和規(guī)律進(jìn)行解釋的化學(xué)科學(xué)理論屬于微觀水平。所以作為完整的化學(xué)科學(xué)認(rèn)識(shí)，既要從宏觀上認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的基本規(guī)律，也要從微觀水平上建構(gòu)化學(xué)科學(xué)理論來(lái)

16、解釋物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的事實(shí)和規(guī)律，兩種認(rèn)識(shí)活動(dòng)是在不斷的交替互動(dòng)中形成和發(fā)展的，如圖2所示。宏觀水平規(guī)律性認(rèn)識(shí)微觀水平理論性認(rèn)識(shí)圖2化學(xué)科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)的兩大任務(wù)與兩種認(rèn)識(shí)水平的互動(dòng)元素觀、能量觀和科學(xué)本質(zhì)觀：化學(xué)科學(xué)的核心觀念化學(xué)科學(xué)的核心觀念是在化學(xué)科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)中形成并指導(dǎo)化學(xué)科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)的基本觀念?；瘜W(xué)核心觀念的抽象和概括應(yīng)該緊緊圍繞化學(xué)科學(xué)認(rèn)識(shí)的基本問(wèn)題和兩大基本任務(wù)，它的認(rèn)識(shí)水平高于物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的具體事實(shí)、化學(xué)概念、物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化規(guī)律以及化學(xué)科學(xué)理論。元素視角是化學(xué)科學(xué)認(rèn)識(shí)其基本問(wèn)題“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”規(guī)律性的獨(dú)特視角。由此我們可以認(rèn)為，從元素視角來(lái)認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化所形成的相關(guān)認(rèn)識(shí)的概括性觀一“元

17、素觀”應(yīng)該成為化學(xué)科學(xué)的核心觀念之一。微觀認(rèn)識(shí)是化學(xué)科學(xué)理解或解釋其基本問(wèn)題物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”規(guī)律性的獨(dú)特思維方式。在微觀認(rèn)識(shí)理論中，我們從分子論、原子論、原子結(jié)構(gòu)理論、化學(xué)鍵理論、有效碰撞理論、碳共價(jià)鍵理論要點(diǎn)的共同要義和實(shí)質(zhì)進(jìn)一步可以提取出核心含義“作用”與“能量”因此，“能量觀”是化學(xué)科學(xué)的核心觀念之一。在對(duì)基本問(wèn)題“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”的兩大任務(wù)認(rèn)識(shí)活動(dòng)中，探尋規(guī)律和建構(gòu)理論在問(wèn)題性質(zhì)、認(rèn)識(shí)的方法論和認(rèn)識(shí)論方面既有共同的基礎(chǔ)，又有根本不同的認(rèn)識(shí)特點(diǎn)，這就涉及到科學(xué)本質(zhì)的問(wèn)題。因此，“科學(xué)本質(zhì)觀”更應(yīng)成為化學(xué)科學(xué)的核心觀念。由上分析可以得出認(rèn)識(shí)，元素觀、能量觀、科學(xué)本質(zhì)觀是化學(xué)科學(xué)的三個(gè)核心觀念。

18、如前言所提，我們已對(duì)元素觀、能量觀、科學(xué)本質(zhì)觀進(jìn)行過(guò)專(zhuān)論，限于篇幅，這里只簡(jiǎn)要說(shuō)明元素觀、能量觀和科學(xué)本質(zhì)觀的基本內(nèi)涵。元素觀的基本內(nèi)涵是：元素是同一類(lèi)原子的總稱；物質(zhì)都是由元素組成的；物質(zhì)的元素組成可以用化學(xué)式來(lái)表示；元素的化合性和化合價(jià)價(jià)與元素原子的最外層電子有關(guān)；物質(zhì)可以按照元素組成進(jìn)行分類(lèi)；組成相似的物質(zhì)性質(zhì)上具有相似性；物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化本質(zhì)是元素原子間的重新組合，具有守恒性。能量觀的基本內(nèi)涵是：物質(zhì)的分子或原子具有熱能；核外電子按照能量高低分層運(yùn)動(dòng)，核外電子運(yùn)動(dòng)的能量比其在原子中的準(zhǔn)確位置重要得多;原子之間的強(qiáng)烈作用使原子處于能量較低的穩(wěn)定狀態(tài)；物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程伴隨有能量轉(zhuǎn)化；物質(zhì)分子發(fā)生有

19、效碰撞是物質(zhì)轉(zhuǎn)化的必要條件；物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程中能量是守恒的；原子核內(nèi)貯存有巨大的能量?；瘜W(xué)科學(xué)中的科學(xué)本質(zhì)觀內(nèi)涵需要以代科學(xué)本質(zhì)觀的內(nèi)涵為基礎(chǔ),結(jié)合化學(xué)科學(xué)對(duì)其基本問(wèn)題“物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化”的兩大任務(wù)的認(rèn)識(shí)活動(dòng)來(lái)概括。當(dāng)代科學(xué)本質(zhì)觀的基本內(nèi)涵可以概括為8：科學(xué)認(rèn)識(shí)的對(duì)象是客觀的；科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)的過(guò)程不是一個(gè)簡(jiǎn)單的“拷貝”或“反映”，而是一個(gè)認(rèn)識(shí)主體對(duì)客體的作用過(guò)程。在這個(gè)作用過(guò)程中，認(rèn)識(shí)主體的已有經(jīng)驗(yàn)或背景起著重要的作用；科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)是以事實(shí)為基礎(chǔ)的，但事實(shí)本身并不是科學(xué)。換句話說(shuō)，知道的并不都是看到的。在觀察和推論之間存在著區(qū)別，從觀察到推論的認(rèn)識(shí)過(guò)程并不是一個(gè)連續(xù)的認(rèn)識(shí)序列；科學(xué)定律和科學(xué)理論是科學(xué)認(rèn)

20、識(shí)的兩種形式，它們各自的產(chǎn)生范式是不同的?？茖W(xué)定律的產(chǎn)生范式是歸納式，科學(xué)理論的產(chǎn)生范式是建構(gòu)式；科學(xué)認(rèn)識(shí)的結(jié)果，并不是純粹客觀的，包含有人的想象性和創(chuàng)造性。正因?yàn)樵谡J(rèn)識(shí)的成分中，不完全是客觀的，其中含有人的主觀性，所以科學(xué)認(rèn)識(shí)是相對(duì)合理的，有時(shí)甚至是錯(cuò)誤的，所以科學(xué)知識(shí)具有暫定性本質(zhì)。從科學(xué)本質(zhì)觀的的角度考察，化學(xué)科學(xué)認(rèn)識(shí)中的科學(xué)本質(zhì)觀的基本內(nèi)涵可以概括為：物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí)是以一定的觀察事實(shí)或規(guī)律為基礎(chǔ)的;在宏觀事實(shí)和微觀推論認(rèn)識(shí)之間存在著區(qū)別；化學(xué)科學(xué)規(guī)律是對(duì)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化事實(shí)進(jìn)行歸納的基礎(chǔ)上形成的規(guī)律性認(rèn)識(shí)，化學(xué)科學(xué)理論是以物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的事實(shí)或規(guī)律為基礎(chǔ)，在分子、原子水平上提出的相關(guān)解釋系統(tǒng);在化學(xué)微觀認(rèn)識(shí)理論中包含有人的想象性和創(chuàng)造性。元素觀、能量觀、科學(xué)本質(zhì)觀三者之間是一種什么關(guān)系呢？元素觀是在探尋物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化規(guī)律的認(rèn)識(shí)維度概括而來(lái)，能量觀主要是在建構(gòu)解釋物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的化學(xué)科學(xué)理論的認(rèn)識(shí)維度概括而來(lái)。科學(xué)本質(zhì)觀是在