§8-2 化学基本概念的系统和分类

化学基本概念的系统服从于培养目标和教学意图,主要是由教材的理论体系决定的。其中某些概念有一个分段形成,螺旋上升的发展过程。在教学中,要抓住基本概念的编排顺序和逐步深化的层次,个个突破,逐步加深, 加强它们之间的内在联系,力求使基本概念系统化。

在基本概念的教学中,要使学生形成概念、掌握概念,就必须让学生明确概念的内涵和外延,明确概念的类别和概念之间的关系。

所谓概念的内涵,就是指概念所反映的事物的特有本质属性,是概念的质的方面。通常所说的概念的含义,就是指概念的内涵,它说明概念所反映的事物是什么样的。外延是概念的适用范围,即某一概念所包括的一切对象, 是指概念的量的方面,它说明概念所反映的是哪些事物。

比如“电解质”这一概念,所包含的物质范围主要是酸类、碱类、盐类, 这就是电解质概念的外延,而无论是什么样的电解质,它不是离子化合物便是具有强极性键的共价化合物,在具备溶解于水或熔化条件时,都会产生自由移动的离子,这就是电解质的本质属性,也是电解质概念的内涵。明确概念内涵的逻辑方法是下定义,即以一定的词句表达它的含义;明确概念外延的方法是用划分与归类来明确某概念所包括的各对象和它们之间的关系。因此,有必要对化学基本概念的分类作一简要的介绍。

化学基本概念的分类,可以分为基础知识和基本技能两方面。属于基础知识方面的大致可以分为组成、结构、性质、变化、化学量、化学用语等几类;属于基本技能方面的概念,主要包括实验技术和化学计算等。为了清楚起见,举例说明如下:

  1. 有关物质组成的概念

这是借助于直观和学生的直觉想象来形成的概念。比如:纯净物、混合物、单质、元素、化合物、溶液、悬浊液、乳浊液、胶体溶液、饱和溶液与不饱和溶液、溶解度、结晶水合物、结晶水、碱、酸、盐、氧化物、各类有机化合物等等。这类概念,在教学中要尽量突出学生对宏观现象的认识和理解。

  1. 有关物质结构的概念

这类概念是在物质及其组成的基础上,进一步抽象而形成的从微观结构揭示物质的结构层次。比如,分子、原子、离子、中子、质子、电子、原子结构、分子结构、晶体结构、化学键、同位素、同素异形现象、同分异构现象等等。这类概念要在教学中着重突出从宏观现象到微观结构的抽象过程。

  1. 有关物质性质的概念

这类概念多数依靠直观和直觉来形成。比如,物质的各种物理性质(颜色、状态、密度、熔点、沸点、溶解性等),物质的各种化学性质(酸性、碱性、氧化性、还原性等)、化合价、pH 值等。因此,在教学中,要突出对宏观现象的认识,联系组成与结构,使学生深刻认识决定物质性质的本质原因。

  1. 有关物质变化的概念

这类概念是与性质紧密相联的,可以从有关物质的结构上得到深入理解。比如,物理变化、化学变化、溶解和结晶、化合和分解、置换反应、中和反应、盐的水解反应、离子反应、催化反应、氧化还原反应、取代反应、

加成反应、加聚反应和缩聚反应等等。在教学中,要在观察实验的基础上, 通过思维抽象出变化的实质。

  1. 有关化学量的概念

化学量是用以表征物质的特殊性质的一类概念。比如,相对原子质量、相对分子质量、摩尔质量等等。在教学中,要运用形象化的比喻,让学生能够正确理解这些概念的含义。

  1. 有关化学用语的概念

这类概念是反映物质及其组成结构和性质的一种特殊的思维形式,也是国际通用的一种工具。比如,元素符号、化学式、化学方程式、离子方程式等等。这类概念在教学中要紧密结合有关的组成、结构等概念,让学生反复练习运用,以达到准确、熟练、无误。

  1. 有关化学实验技术方面的概念

实验技术方面的概念,主要是使用仪器和试剂、基本操作、实验数据处理等。对使用仪器和试剂的要求,除了使学生能够识记仪器和试剂的名称, 主要性能和使用方法外,关于常用仪器连接和安装的要领也必须让学生掌握。对实验基本操作的要求,主要是掌握:加热、称量、取液、搅拌、振荡、溶解、倾泻、过滤、结晶、蒸馏等基本操作的概念,在学生理解有关概念的基础上,有目的、有计划地使学生逐步掌握并获得熟练操作技能。对实验设计的要求和实验数据的处理,主要是使学生能够运用有关的原理,解决某些实际问题的过程。要从低年级开始严格要求,循序渐进地培养,反复实践, 逐步提高,有计划地进行培养训练。

  1. 有关化学计算方面的概念

化学计算方面的概念,是综合运用化学知识和数学运算而形成的概念。主要包括:根据化学式的计算、根据化学方程式的计算、有关溶解度和溶液浓度的计算。有关化学反应速率和化学平衡的计算、电离度和溶液 pH 值的计算等等。对这类概念,在教学中要使学生注重有关化学知识的理解和运用, 加强从分析解题思路和方法上进行培养训练。

化学基本概念之间的关系是比较复杂的。特别是在一个完整的概念体系中,各基本概念之间必然存在着一定的关系。从逻辑学的观点来看,各类概念存在着下列的关系。

  1. 重合关系

这是指两个概念的外延相同,内涵不同的关系。比如,氢酸和无氧酸, 氧族元素和第Ⅵ类主族元素,乙酸和醋酸等。对于重合概念,应该引导学生从不同的侧面对概念进行分析、概括,让学生能够对同一对象的两个概念加深理解。

  1. 从属关系

这种关系是一个外延大的概念包括外延较小的小概念,而且内涵也不相同。在教学中掌握这种关系便可以使学过的概念系统化,便于总结。比如, 化学反应和化合反应,分解反应,置换反应,复分解反应等;盐和正盐,酸式盐,碱式盐;烃和饱和烃,不饱和烃等。

  1. 对立关系

这种关系是指两个概念的内涵互相否定,外延互相排斥的概念。比如, 溶解和结晶,氧化和还原,电解质和非电解质等等。在教学中让学生掌握这种关系有利于突出重点概念,抓住矛盾的主要方面,使矛盾的另一方面也容

易让学生掌握。4.交叉关系

这种关系是指两个概念的外延有部分是重合的,它们之间具有某些共同的属性。比如,氧化还原反应和分解反应;金属氧化物和碱性氧化物等。在教学中让学生掌握这种关系,通过分析比较,注意指出概念之间的区别和联系,有利于帮助学生较深刻地接受这些概念。

总之,化学中的基本概念都有它们各自的内涵和外延。概念之间又存在着一定的关系,既不能把它们绝对化,又不能将它们孤立割裂地对待。我们研究概念的系统和分类,其目的是为了能够认清概念体系;掌握它们在教学上的特点,强化它们之间的相互联系,从而发展学生的逻辑思维能力,达到准确、系统地牢固掌握概念,运用概念的目的。