促进中学生热化学认识发展的化学课程内容研究——基于学科本体与学生认识发展

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热化学是研究化学反应的能量变化的科学,化学反应中的能量变化是化学学科、社会工业生产和生活中必须讨论的问题,热化学相关内容也是高中化学反应原理内容中的重要组成部分。但是,长期以来,关于高中热化学的课程内容研究显得比较缺乏,很少有研究讨论热化学课程内容的选择或组织问题。随着新课程改革的进行,课程标准相对于大纲以及依据课程标准编写的三个版本教科书中关于化学反应的能量变化在具体内容的选择方面存在着一些共性与差异,由此引发出一些课程论问题。比如,反应焓变的引入对于发展学生热化学认识的作用是什么?选修阶段,体系与环境的概念要不要引入中学化学课程?如果引入这对概念,以什么形式引入,是以资料卡片的形式引入,还是在正文内容中引入?   本研究为了解决这些课程论的问题,拟从学科本体与学生认识发展两个视角对中学化学课程内容中的热化学相关内容进行研究。具体研究思路为:对中学教科书、学科本体中的热化学相关内容进行认识方式特征分析;结合中学教科书与学科本体认识方式特征的分析结果,分别建立基于反应热的热化学认识发展模型和基于反应焓变的热化学认识发展模型,然后将两个子模型组合成学生热化学认识发展的总模型。依据总模型对教科书进行评析,在此基础上提出本研究对教科书编写的建议并解决之前所提出的课程论问题。   研究的主要结果如下:   首先,本研究构建了学生热化学的认识发展层级模型,该模型能够明确体现学生从中学必修到选修再到大学认识角度的具体内容,以及认识角度之间的层级关系。本研究确立热化学的研究对象为反应体系的能量变化,基本认识域为反应热和反应体系的焓变,反应热认识域下的基本认识角度是反应热的测量和反应热的应用以及从微观化学键角度解释反应热,反应体系的焓变的基本认识角度是单一反应体系的焓变和组合反应体系的焓变以及从宏观热力学角度解释反应体系的焓变。此外,笔者对各个子认识角度下的认识水平进行了界定与具体的描述。   其次,本研究依据模理对教科书进行评析发现,人教版和鲁科版教科书关于反应热和反应焓变的课程内容选择方面存在的差异性非常大。笔者依据己建立的学生认识发展模型和教科书评析结果,建议教科书编写时:在必修阶段需要学生在定性的水平上更可能全面的认识基于反应热的热化学内容所涉及的各个方面,而在选修阶段可能要发展学生对反应热内容更为深入的认识,并发展学生反应焓变这一认识角度以及相应的认识水平。   最后,本研究依据学生认识发展模型、教科书评析,提出教科书编写建议,并对提出的课程论问题做了回答。   总体看来,基于学科本体和学生认识发展的视角对热化学的中学课程内容选择问题进行研究,所得到的学生认识发展模型能够解决一些教科书编写的问题。但是,本研究对课程内容选择的研究只是处于静态的文本分析,影响课程内容选择的因素有很多,如学生已有知识、教学实施,需要通过学生认识方式的测查、教学实践等方式进行修正。
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