摘要: “背景知識”是人關(guān)于知識背景的認識,跟教學(xué)情境、教學(xué)情景既有區(qū)別又相互聯(lián)系。要真正掌握知識,必須準確和深刻地了解知識背景。恰當(dāng)?shù)谋尘爸R是學(xué)科教學(xué)立德樹人的有效途徑之一。舉例說明了背景知識在教學(xué)中的運用。教師要從兩方面著手不斷提高運用背景知識教學(xué)的能力。
關(guān)鍵詞: 背景知識; 立德樹人; 學(xué)科教學(xué); 背景知識運用能力
文章編號: 1005-6629(2019)2-0008-07??????????? 中圖分類號: G633.8??????????? 文獻標識碼: B
1? 什么是背景知識
知識是人類對物質(zhì)世界或精神世界探索的成果,通常表現(xiàn)為對事實、信息的陳述或者總結(jié)、概括;知識一般是被驗證過的、被人們相信的(正確的)、符合文明方向的,可以看做構(gòu)成人類智慧的最基本的因素。特定的、系統(tǒng)的知識是各門學(xué)科的重要內(nèi)容。
世界是復(fù)雜的,作為對世界的認識或經(jīng)驗,知識必然因而具有復(fù)雜性。隨著對知識的認識不斷豐富,人們發(fā)現(xiàn)不少知識具有不確定性;發(fā)現(xiàn)知識系統(tǒng)往往“漏洞百出”,并非無懈可擊;發(fā)現(xiàn)知識的形成過程往往受到認知者的主觀影響,并非完全客觀(例如,關(guān)于電子本性的知識跟人們?nèi)绾稳ビ^察有關(guān): 粒子論者把電子打到熒光屏上,由觀察到光點判斷電子是一種粒子;而波動論者讓電子通過狹縫,由觀察到衍射的干涉圖樣判斷電子是一種波)……對知識的復(fù)雜性的認識,使人類的知識觀進一步發(fā)展到新階段,發(fā)現(xiàn)知識是有其復(fù)雜結(jié)構(gòu)的。
知識的獲取涉及到許多復(fù)雜的過程,涉及到一定的自然及社會的歷史場景。所謂“知識背景”是指知識形成、發(fā)展和存在的自然及社會的歷史場景,它反映著知識在空間和時間維度上廣泛的內(nèi)、外聯(lián)系;“背景知識”則是指人或人們關(guān)于知識形成、發(fā)展和存在的自然及社會的歷史場景的知識。背景知識在機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)中也被稱為“領(lǐng)域知識”。知識總是在一定的背景下形成、發(fā)展和發(fā)揮作用的。人們要真正掌握知識,必須準確和深刻地了解有關(guān)的背景知識。否則,知識就是不完全的。
由于知識是復(fù)雜的,我們必須善于抓住總體的和基本的問題,準確和深入地了解知識的形成、發(fā)展、傳播和實踐機制,弄清知識傳播跟知識表達形式的聯(lián)系,重視總體的,特別是自然、社會以及人文方面的總體知識、背景知識,重視知識的隱性因素。
知識的隱性因素主要有:
(1) 知識的自然及社會(人文)性背景要素
知識反映的對象總是跟整體以及構(gòu)成整體的其他部分聯(lián)系著,總是存在于一定的自然或社會環(huán)境之中。揭示知識蘊含的有關(guān)信息,包括知識在其所屬領(lǐng)域體系中的位置、得以存在的前提性觀念(例如公理)、問題和邏輯背景(包括學(xué)科背景、教學(xué)背景)知識等,有利于更好地理解和把握知識。
(2) 知識的生成性要素
知識創(chuàng)生的歷史過程和方法,以及傳播、獲得過程和方法等,反映了知識是怎樣形成和演變、發(fā)展的,可以成為形成、傳承和理解新知識的有效基礎(chǔ)與借鑒。
(3) 知識的實踐性內(nèi)涵
知識由陳述性向程序性轉(zhuǎn)化,再經(jīng)過實踐活動物化,逐步概括化、泛化、內(nèi)化、個性化、自動化,形成有利于完成活動任務(wù)和提高活動效率的個性心理特征,就實現(xiàn)了知識向能力的轉(zhuǎn)化,同時也揭示知識的實際功用和價值,衍生實踐的策略、方法和技能,以及有關(guān)的實踐經(jīng)驗、實踐智慧、情感、態(tài)度和價值觀等,這些內(nèi)容構(gòu)成了知識的實踐性內(nèi)涵,也使知識由抽象轉(zhuǎn)化為具體(實踐)有了可能。
(4) 知識的發(fā)展空間
知識的發(fā)展空間包括知識的完善空間、衍化空間、拓展和深化創(chuàng)新空間等。知識的發(fā)展建立在自身的局限性、演化性、不確定性、開放性等復(fù)雜性特點之上。了解知識的復(fù)雜性、缺陷、可能的錯誤和幻覺干擾,是知識得以自覺地發(fā)展的基礎(chǔ)。
此外,知識還有它的載體要素: 概念、命題、基本的觀念和邏輯、表征和傳播方式等,它們承載著知識的背景、形成、實踐、復(fù)雜性和發(fā)展等等。其中,概念和建立在概念基礎(chǔ)上的各種判斷與推理命題,以及知識的表征方式、傳播方式等是顯性的;知識得以存在的前提性觀念(包括公理)和邏輯則是隱性的。
上述各種要素中,知識的自然及社會(人文)背景性要素是狹義的背景知識,廣義的背景知識還包括知識的生成性要素、實踐性內(nèi)涵、發(fā)展空間和復(fù)雜性特點。
在教學(xué)中,教師不能只關(guān)注概念、命題等顯性的知識表征、傳播形式,知識的自然和社會背景性要素、生成性要素、實踐性內(nèi)涵和發(fā)展空間、主要的關(guān)聯(lián)和影響等都是教師應(yīng)該注意挖掘的隱性的知識內(nèi)涵。
實際上,個體、特定的群體(認識共同體)和社會對知識背景可能有不同的認知,因而他們對同一事物可能具有不同的背景知識。
2? 知識背景與教學(xué)情景、教學(xué)情境概念辨析
在日常語言中,情境、情景和背景的字義頗為相近。然而,作為科學(xué)概念,教學(xué)中的情景、情境和背景有著不同的含義,在教學(xué)實踐中,要注意區(qū)分并根據(jù)具體情況恰當(dāng)?shù)厥褂谩?/p>
在知識的形成過程中,不僅存在著認知活動,還存在著情感滲透和價值驅(qū)動,隱含著認識主體和社會環(huán)境的特點。教學(xué)活動應(yīng)該是知、情、行等相互交織和協(xié)調(diào)發(fā)展的過程;教學(xué)活動不僅需要適宜的心理場(包括認知環(huán)境、情感環(huán)境等),常常還需要適宜的實踐場(包括操練環(huán)境、應(yīng)用環(huán)境等)。教學(xué)情境是教師出于教學(xué)目的需要而設(shè)置的特定情感氣氛、認知和實踐環(huán)境的綜合體,是用以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機、展開生動活潑的教學(xué)活動、提升教學(xué)效果的手段;望文生義地把教學(xué)情境局限于“教學(xué)的情感環(huán)境”是欠妥的[1]。
所謂教學(xué)情景是通過媒介展現(xiàn)有關(guān)場景、激發(fā)學(xué)生情感而形成的信息組合(信息綜合體),是對知識獲得、理解及應(yīng)用的文化背景的片斷反映。它不同于教學(xué)系統(tǒng)外在的、宏觀的社會環(huán)境和學(xué)校環(huán)境等,是一種通過選擇或創(chuàng)造構(gòu)建的不可入場景。
教學(xué)情境和教學(xué)情景有相似之處: 它們都能提供教學(xué)信息,能促使學(xué)生積極、主動地參與學(xué)習(xí),它們都是傳遞教學(xué)信息的載體和引起學(xué)習(xí)反應(yīng)的刺激物的組合,因而容易被混為一談。但是,它們引起的學(xué)習(xí)反應(yīng)和功能有所不同,關(guān)鍵性的區(qū)別是: 教學(xué)情境中含有社會性的人際交往和協(xié)調(diào),能夠成為學(xué)生進行認知、應(yīng)用、實踐活動和情感體驗的空間,成為學(xué)生從事學(xué)習(xí)活動、產(chǎn)生學(xué)習(xí)行為的一種環(huán)境,不但能讓學(xué)生產(chǎn)生有關(guān)的情感,而且能使認知活動、應(yīng)用活動乃至于評價活動等在其中展開,使學(xué)生“學(xué)在其中”并具有接近實際的“真實”效果。恰到好處的課堂教學(xué)情境有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí),主動地探究、發(fā)散地思考,體驗知識的發(fā)生和發(fā)展過程,建構(gòu)相關(guān)的知識與技能,學(xué)會科學(xué)探究的過程與方法;有利于學(xué)生認知能力、思維能力和應(yīng)用能力的發(fā)展,使學(xué)習(xí)達到比較高的水平;有利于學(xué)生合作學(xué)習(xí),有利于學(xué)生形成一定的情感態(tài)度與價值觀。這些特點和功能是教學(xué)情景不具備的。對于教學(xué)情景,學(xué)生“可望而不可入”,只能作為一個旁觀者,不能在其中產(chǎn)生探究、應(yīng)用等實踐行為,不能形成“學(xué)在其中”的狀態(tài),常常只是起導(dǎo)入新課或?qū)雴栴}的引導(dǎo)功能。此外,教學(xué)情境的功能作用在教學(xué)實際中維持的時間較長,而教學(xué)情景只是一種場景,作用的時間較短;教學(xué)情境的結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜,有時由若干“分情境”組成,教學(xué)情景的結(jié)構(gòu)則比較簡單。
跟教學(xué)情景和教學(xué)情境比較,知識背景的時空跨度更大,能反映有關(guān)領(lǐng)域總體的和基本的問題,顯得更為宏觀,教學(xué)情景和教學(xué)情境則往往只反映局部的、分割的問題,相對比較微觀。另一方面,教學(xué)情景和教學(xué)情境比較簡單,跟教學(xué)內(nèi)容的聯(lián)系比較明顯,而知識背景跟教學(xué)內(nèi)容的聯(lián)系比較復(fù)雜,常常比較隱蔽。
在了解知識背景知識并進行選擇、提取、適當(dāng)簡化的基礎(chǔ)上,結(jié)合學(xué)生的經(jīng)驗進行構(gòu)建,可以設(shè)計出適宜的教學(xué)情境,這樣的學(xué)習(xí)情境能夠幫助學(xué)生了解學(xué)習(xí)內(nèi)容的背景,而不僅僅是誘發(fā)短暫的學(xué)習(xí)情感。
在我國,教學(xué)情景最早出現(xiàn)于上世紀60年代初的小學(xué)語文教學(xué)等領(lǐng)域的“情景教學(xué)”中;教學(xué)情境最初出現(xiàn)于上世紀末、本世紀初的基礎(chǔ)教育教學(xué)改革中;背景知識在各科教學(xué)中廣泛運用則是2004年之后。
3? 背景知識的教育意義
就教學(xué)而言,恰當(dāng)?shù)谋尘爸R的意義主要在于:
(1) 有助于學(xué)生擴大視野、領(lǐng)悟課題的學(xué)習(xí)意義,了解知識的應(yīng)用和價值,增強學(xué)習(xí)的興趣,實現(xiàn)學(xué)習(xí)定向,增強學(xué)習(xí)的自主性。
(2) 有助于學(xué)生更好地理解知識、理解知識之間的聯(lián)系,甚至作為創(chuàng)生新知識的基礎(chǔ)或啟示,構(gòu)建新知識和升華認識,在新知識的學(xué)習(xí)過程中起重要作用。
(3) 有助于學(xué)生把握學(xué)習(xí)的內(nèi)容和方法,抓住總體的和基本的問題,并在這個框架內(nèi)整合部分的和局部的認識,在復(fù)雜的整體中把握對象,“能夠在一個復(fù)雜的世界中掌握部分和整體之間的相互關(guān)聯(lián)和相互影響”[2],順利地開展學(xué)習(xí)活動,使學(xué)習(xí)沿著正確方向進行,減負增效。
(4) 有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。人的學(xué)習(xí)能力跟他已經(jīng)具有的背景知識是密切相關(guān)的,一個博聞廣見、知識豐富的人學(xué)習(xí)新知識要比一個孤陋寡聞、知識貧乏的人來得快,原因就在這里;背景知識也有助于“培養(yǎng)學(xué)生的批判思維能力,評估風(fēng)險和利益的競爭能力以及獲取信息、對知識材料做出合理的判斷的能力”[3]。
上述4點有較強的認知色彩,是狹義的教學(xué)意義。實際上,背景知識還有其教育意義,主要是:
(1) 有助于學(xué)生產(chǎn)生、強化學(xué)習(xí)的積極情感。
(2) 有助于學(xué)生感受知識蘊含的文化內(nèi)涵,受到有關(guān)的文化熏陶,有利于進一步形成良好的品格。
(3) 有助于形成學(xué)科觀念。
(4) 有助于在學(xué)科教學(xué)中立德樹人。
教育的根本任務(wù)是培養(yǎng)人。立德樹人關(guān)系到社會文明和進步,關(guān)系到國家前途和民族命運,關(guān)系到人的順利成長?!傲⒌隆笔恰皹淙恕钡那疤帷⒒A(chǔ)和首要,“樹人”是“立德”的歸宿和目的,兩者是相互聯(lián)系和統(tǒng)一的。
在學(xué)科教學(xué)中如何立德樹人?筆者認為,必須把立德樹人融入學(xué)科的教學(xué)體系、教材體系。筆者還認為,恰當(dāng)?shù)谋尘爸R有助于在學(xué)科教學(xué)中立德樹人。這是因為: 知識的形成離不開人,離不開人的實踐和思考,知識總是在一定的社會環(huán)境中形成的,總是跟其他知識廣泛地聯(lián)系著;恰當(dāng)?shù)谋尘爸R是對知識形成、發(fā)展和存在的社會和歷史場景的提煉和概括,隱含著社會和人的規(guī)定與影響,也往往隱含著對社會和人的某些要求。毋論理科、文科,背景知識都可以在立德樹人方面發(fā)揮作用。運用背景知識是學(xué)科教學(xué)立德樹人的重要途徑之一。
4? 背景知識在教學(xué)中的運用
在教學(xué)領(lǐng)域,“背景”這個概念最早是由美國語言學(xué)家沃爾夫(Benjamin Lee Whorf, 1897~1941)提出來的[4]。受他的影響,多年來我國的外語教學(xué)和語文教學(xué)比較重視背景知識的作用。
“背景”這個概念在更廣的范圍內(nèi)被教育界接受跟法國學(xué)者埃德加·莫蘭(Edgar Morin,法國當(dāng)代著名思想家,法國社會科學(xué)院名譽研究員、法國教育部顧問)有關(guān)。1996年,聯(lián)合國教科文組織為促進教育可持續(xù)發(fā)展展開國際討論,要求埃德加·莫蘭發(fā)表他對未來教育的本質(zhì)的看法。埃德加·莫蘭在他題為《未來教育所必需的七種知識》的報告中提出: 在教學(xué)中應(yīng)該“善于抓住總體的和基本的問題,并在這個框架內(nèi)整合部分的和局部的認識”,采用“能夠在其背景、復(fù)雜性、整體中把握對象的認識的模式”,發(fā)展學(xué)生“把任何信息在一個背景中和一個總體中加以定位的自然的稟賦”,使他們“能夠在一個復(fù)雜的世界中掌握部分和整體之間的相互關(guān)聯(lián)和相互影響”。如果不能正確地反映整體與部分之間的關(guān)系并抓住基本問題,如果不能正確地反映知識的背景,認知活動就可能存在嚴重缺陷,就可能受錯誤和幻覺等干擾。“人們甚至可以說認識主要不是依靠精確化、形式化和抽象化而進步的,而是依靠實行背景化和整體化的能力而進步的”[5]。此后,“背景”概念逐步擴展到其他學(xué)科的教學(xué)中,不過,其語言學(xué)色彩淡化,哲學(xué)和心理學(xué)色彩增強。
筆者在這里介紹背景知識在化學(xué)課程教學(xué)中運用的幾個例子。
例1? 化合價概念教學(xué)中背景知識的運用
化合價概念比較抽象,初學(xué)化學(xué)的學(xué)生很難理解和接受,在課的開頭讓他們了解下列背景知識作為鋪墊,可以預(yù)防產(chǎn)生學(xué)習(xí)困難。
在發(fā)現(xiàn)了化學(xué)反應(yīng)的質(zhì)量守恒定律之后,化學(xué)家們又研究化合物中組成元素的質(zhì)量關(guān)系,發(fā)現(xiàn)了定組成定律: 任何純凈的化合物都有固定的組成。
在此基礎(chǔ)上,化學(xué)家們通過實驗確定了許多化合物的化學(xué)式。例如:
CH4, CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3, CCl4;
CO2, COCl2, CS2;
NH3, NI3; PH3, PCl3……
隨著許多化合物組成被實驗確定,化學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)了倍比定律: 當(dāng)兩種元素的原子組成多種分子時,與一定數(shù)量某元素原子化合的另一種元素原子的數(shù)量必定成簡單整數(shù)比。例如:
CO, CO2(與1個碳原子化合的氧原子的數(shù)量比例為1∶2,以下類似此例);
PCl3, PCl5;
CuO, Cu2O;
CuS, Cu2S;
SCl, SCl2, SCl4……
化學(xué)家們從這些例子中發(fā)現(xiàn),不同元素的原子有不同的“化合能力”。
1865年,霍夫曼提出用“quantivalence”(價量)表示這種力。后來這個詞被簡化為“valence”(價),其拉丁文原意是“能力”的意思,這就是我們下面要學(xué)習(xí)的化合價……
具體運用背景知識時,可以在課的開頭集中介紹,也可以分散在課的各個階段介紹;可以由教師介紹,也可以讓學(xué)生參與介紹。
例2? “鐵”教學(xué)中背景知識的運用
教師: 我國是一個有著五千年悠久歷史的文明古國,在這漫長的五千年中,有一種金屬始終伴隨著我們的先輩發(fā)展,這就是鐵。人類用鐵的歷史可以追溯到4500年前,隨著社會的不斷進步,鐵被越來越廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域,我們今天這節(jié)課,就一起來學(xué)習(xí)一下有關(guān)鐵的知識。
大家都知道,人類文明的發(fā)展史,通常是以材料來命名的,先有石器時代,然后是青銅器時代,接著是鐵器時代……從石器時代發(fā)展到鐵器時代,是人類文明進步的一個標志。讓我們一起先來了解一下人類早期使用鐵的情況。哪位同學(xué)能夠講一講?
學(xué)生A: 人類最早使用的鐵是從天而降的隕鐵,其含鐵量可達到90%以上,我國、埃及、伊朗等地出土的最早鐵器都是用隕鐵打制的,我國曾在3500年前的商代墓中發(fā)現(xiàn)過一種鐵刃銅鉞。據(jù)考證,刃口上的鐵就來自于隕鐵。這是我從網(wǎng)上查到的。
教師: 從這則材料中我們可以得知: 人類最早使用的鐵來源于隕鐵,怪不得在一些古語中,鐵被稱為天降之火,埃及人索性把鐵稱為天石,但隕鐵畢竟是有限的,人們只有掌握鐵的冶煉技術(shù)才能大量得到單質(zhì)鐵。我國很早就開始冶煉工業(yè),接下來,請一位同學(xué)介紹他從網(wǎng)上收集到的資料。
學(xué)生B: 我國最早的人工冶煉是在春秋戰(zhàn)國時期出現(xiàn)的。在江蘇六合縣程橋鎮(zhèn)春秋墓出土的鐵條、鐵丸,在河南洛陽市水泥廠戰(zhàn)國早期灰坑中出土的鐵錛,迄今為止仍被認為是我國最早的生鐵工具,這些鐵器證明我國在春秋晚期出現(xiàn)了生鐵冶鑄技術(shù),中國的冶煉技術(shù)大約比歐洲早1800年。
教師: 人們最早使用的鐵存在于隕鐵(插播Powerpoint: 隕鐵照片)。我國最早冶煉是在戰(zhàn)國時期,此后進入鐵器時代。那么接下來就有兩個問題要問大家了:
問題一: 地球上鐵多于銅,為什么鐵器時代出現(xiàn)在青銅器時代之后?
?問題二: 鐵器為什么最終取代了銅器,從而使人類進入鐵器時代?
(學(xué)生討論后分別回答)
教師: 看來鐵和銅相比,在機械性能上要優(yōu)越于銅,所以最終鐵器取代了青銅器。古代人們主要用來制造武器和農(nóng)具,到了近代以后,鐵的應(yīng)用越來越廣泛。下面請一位同學(xué)說說我國的鋼鐵生產(chǎn)情況。
學(xué)生C: 1949年我國的鋼產(chǎn)量只有15萬噸,居世界第26位;1994年超過9000萬噸,居第四位;1996年超過1億噸,躍居世界第一位;2014年至2017年我國粗鋼年產(chǎn)量一直在8億噸以上……此例由寧波效實中學(xué)俞巧紅提供。(分散介紹有關(guān)背景知識,引導(dǎo)學(xué)生思考、探究、弄清兩個問題,引發(fā)學(xué)生的愛國情懷)
學(xué)科教學(xué)中應(yīng)用的背景知識大體上可以分為下列幾種基本類型:
(1)利于堅定正確的理想信念、厚植愛國主義情懷的;
(2)利于加強品德修養(yǎng)、培養(yǎng)奮斗精神、增強綜合素質(zhì)的;
(3)利于增長知識見識、克服疑難和創(chuàng)新思維的。
背景知識常?;蛎骰虬档鼐C合著上述多種類型在內(nèi),教師不一定能夠全面、深入地了解其蘊含的所有內(nèi)容。因此,背景知識的立德樹人作用是需要教師努力挖掘、把握的。此外,在運用時還要根據(jù)養(yǎng)育計劃和實際情況進行選擇、概括、重組、調(diào)整,作適當(dāng)?shù)募庸?,才能取得更好的效果,絕不能簡單地把一堆資料推給學(xué)生。
在進行理想信念、愛國主義、品德修養(yǎng)、綜合素質(zhì)等教育時,要從實際出發(fā),不宜生硬地長篇大論。有時,關(guān)鍵性的一句話,甚至一個詞即可起到畫龍點睛的作用。
例3? “化學(xué)平衡”背景知識(閱讀材料)? 煉鐵爐怎么成了煤氣爐?[6]
說起煉鐵,我們都熟悉它的化學(xué)原理是用一氧化碳使鐵的氧化物還原,也能熟練地寫出有關(guān)的化學(xué)方程式:
C(焦炭)+O2CO2
CO2+C2CO
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
原料: 鐵礦石、焦炭、氧氣(空氣);
產(chǎn)品: (生)鐵和高爐煤氣;
主要設(shè)備: 煉鐵(高)爐
可是,為什么要用高爐來煉鐵?煉鐵爐怎么會生產(chǎn)煤氣?干嘛不把一氧化碳全部用于煉鐵呢?說起來,這里面有故事呢。
15世紀時,歐洲列強開始了殖民擴張與掠奪,由于鑄造火炮的需要,煉鐵技術(shù)在歐洲得到較快發(fā)展(滲透了歷史唯物主義),到16世紀時歐洲已普遍采用豎爐冶煉。歐洲早期的豎爐多呈方形,用石塊砌成,爐身較矮,爐缸邊長1米多,有一個鼓風(fēng)口和一個流出口,日產(chǎn)量不到1噸。到了17世紀,爐子明顯加大增高,產(chǎn)品指標也有顯著改善。(插圖: 歐洲早期的豎爐;世界最大的煉鐵高爐——江蘇沙鋼5860立方米高爐)(有助于強化學(xué)生的愛國情懷)
然而一個問題困擾著人們: 高爐煤氣中含有大量的CO,由于其中同時含有大量的氮氣和二氧化碳,這種煤氣的熱值非常低,標準狀態(tài)下低位發(fā)熱量只有約3320kJ/m3(常用的人工煤氣熱值為16000~24000kJ/m3,天然氣熱值約為36000kJ/m3),使其應(yīng)用受到限制,降低了焦炭的利用率。為了解決這個問題,人們逐步加大煉鐵爐的高度,以增加CO和鐵礦石的接觸時間,讓CO充分地跟鐵的氧化物反應(yīng)。這樣做起初尚有效果,可是等到CO含量降低到25%左右后,再怎么增加煉鐵爐高度,CO含量基本上就不再降低了。
類似的情況可不少,這引起了許多化學(xué)家的研究興趣。當(dāng)然,他們選擇了適宜在實驗室開展研究的化學(xué)反應(yīng)進行研究,而不是直接以煉鐵過程作為研究對象(有助于使學(xué)生掌握科學(xué)方法)。例如,1850年,威廉米{L.F. Wilhelmy,[法]}用旋光儀測量蔗糖水解反應(yīng);1861~1863年間,貝特羅{P.E.M. Berthelot,[法]}等人研究了醋酸和乙醇的酯化反應(yīng);1864~1866年間,哈庫特{A.G.V. Harcourt,[英]}和艾遜{William ESSON,[英]}研究了高錳酸鉀氧化草酸的反應(yīng);1864年,古德貝格{N.C.M. Guldberg,[挪]}和瓦格{P. Waage,[挪]}完成了大約300個實驗(有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神)……
威廉米發(fā)現(xiàn),在一定量水中,在時間間隔dt內(nèi),轉(zhuǎn)化了的蔗糖量dM跟當(dāng)時尚存的蔗糖量M成正比,即-dM/dt=kM(k稱為速度常數(shù),與M無關(guān))。貝特羅等人的研究結(jié)果是:“在任何一瞬間,酯形成之量與反應(yīng)物質(zhì)量的乘積成比例,與溶液體積成反比?!彼麄冞€發(fā)現(xiàn)逆向的皂化與酯化反應(yīng)都不能進行完全,最后都會達到平衡狀態(tài): 各物質(zhì)(醋酸、乙醇、乙酸乙酯和水)間的比例總是確定的。哈庫特和艾遜則發(fā)現(xiàn)“一個化學(xué)反應(yīng)的速度跟反應(yīng)物的量成正比”。古德貝格和瓦格提出: 一個化學(xué)過程,總有兩個方向相反的力同時在起作用,一個推動新物質(zhì)的生成,另一個幫助新物質(zhì)再生成原物質(zhì),當(dāng)兩個力相等時,體系便處于平衡態(tài)。他們稱這種平衡為“可移動平衡”并總結(jié)出兩條規(guī)律: (1)質(zhì)量的作用,也就是力的作用,是與它們本身的質(zhì)量的乘積成正比;(2)如果相同質(zhì)量的起作用物質(zhì)包含在不同的體積中,這些質(zhì)量的作用是與體積成反比,并把單位體積中的反應(yīng)物分子數(shù)(濃度)稱為“有效質(zhì)量”。上述研究成果后來被概括為“質(zhì)量作用定律”(化學(xué)反應(yīng)的速度跟反應(yīng)物濃度的乘積成正比)。當(dāng)時人們把濃度與質(zhì)量混淆不分,而且出于對牛頓力學(xué)的崇拜,把許多作用都稱為“力”,顯示了歷史的局限性。
1879年,古德貝格和瓦格根據(jù)分子碰撞理論來解釋反應(yīng)速度和質(zhì)量作用定律,意識到在分子碰撞中僅僅一部分導(dǎo)致反應(yīng)(有助于強化學(xué)生理解化學(xué)平衡)。至此,人們基本上弄清了化學(xué)平衡是怎么一回事……
5? 結(jié)束語
為了不斷提高運用背景知識教學(xué)的能力,有效、生動地搞好教學(xué),教師首先要不斷豐富自己的背景知識。看了上面的舉例后可能會有人說: 要提高運用背景知識教學(xué)的能力,熟悉學(xué)科史就行了。確實,熟悉學(xué)科史很重要,但是,照抄照搬史料不一定“就行了”,教師更必須用唯物史觀對史料作深刻的分析,才能把握和用好史料。
尤其要注意的是,僅僅熟悉學(xué)科史是不夠的: 背景知識涉及理想信念、愛國情懷、品德修養(yǎng)、奮斗精神、綜合素質(zhì)、知識見識、創(chuàng)新思維和疑難克服等多個方面,知識面窄、沒有廣泛的知識支撐怎么能行?為了不斷提高運用背景知識教學(xué)的能力,教師一定要注意學(xué)習(xí)、善于學(xué)習(xí)學(xué)科史之外的知識,要廣泛涉獵、深入思考,不斷豐富、提高閱歷,及時更新自己的知識。
學(xué)生在學(xué)習(xí)時常常會不自覺地與自己的背景知識發(fā)生聯(lián)系,根據(jù)自己已有的背景知識來理解新知識、重構(gòu)新知識,哪怕其已有的背景知識是從非正規(guī)途徑獲得的錯誤知識,或者是從正規(guī)途徑獲得的不清晰、淡忘的知識。因此,了解學(xué)生已有的背景知識,及時地引導(dǎo)他們更正已有的背景知識、消除學(xué)習(xí)障礙,是教師不可忽視的一項重要工作。只有這樣,教師才能有效地提高自己運用背景知識教學(xué)的能力。
回想當(dāng)初我國的中學(xué)化學(xué)課程標準制定過程,《全日制義務(wù)教育化學(xué)課程標準(實驗稿)》和《普通高中化學(xué)課程標準(實驗)》只講“情景”,不接受“情境”。如今,《普通高中化學(xué)課程標準(2017年版)》也重視“情境”了,這反映了我國基礎(chǔ)教育有關(guān)群體認識發(fā)展變化的總體情況,是一個進步,應(yīng)該肯定、歡迎。建議義務(wù)教育化學(xué)課程標準也做相應(yīng)的修改,同時還希望下次修訂時能重視背景知識的運用,并盡量給一線教師運用背景知識于教學(xué)提供必要的方便。
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