本站原创关键词：太极图；化学对称概念和对应概念；对立统一概念；概念教学；化学观
文章编号：1008-0546（2013）09-0012-03 ：B
中国大百科全书出版社位于北京，在其临街的外墙上，建筑师设计了一组记录中国文明起源和发展历程的浮雕，其中第一幅就是太极图，可见它在我国古文明中的地位，它以简洁、对称、、旋转的图形表达了复杂、深奥、抽象、基本的人类智慧与知识，蕴含着古老而又朴素的哲学思想。
一、 对太极图的理解
太极图是古代先民创造的宝贵思想财富，将太极分为截然对立的阴阳，具有鲜明的对称性，阳中有阴，阴中有阳，又具有严密的对应性；阴阳是动态的，不断变化的，合在一起整个太极，体现了对立统一的思想，将数、形、理有机结合，这种对立和统一、对称和对应的关系，与初中化学的概念特点不谋而合，利用太极图作为工具，将太极阴阳的哲学思想指导化学概念的学习，可以良好的平台，既符合数量、图形符号系统、理论三者循序渐进的心理认知，也是创设教学情境的神来之笔。二、 初中化学新教材基本概念和理论的特点
1. 内容呈现特点初中化学是启蒙化学，为了降低学习难度，新教材将许多基本概念和理论分散在各章中，以适应学生的心智水平和认知能力。正是由于理论和概念的分散处理，初学化学的学生感觉化学概念和理论庞杂而凌乱，背不完，理还乱。如何找到合适的工具使其整合，从而能形成类似思维导图的形式，让图形和理论相结合，既符合化学学科知识的逻辑，又符合学生的心理认知，初中化学教学研究的课题。
2. 基本理论和概念自身特点
初中化学的概念虽然数量较多，但是特点鲜明。
（1） 对称性
初中化学的概念基本是成对出现的，像孪生兄弟一样，犹如一枚硬币的正面和反面，彼此不能离开对方而独立存在。例如物理变化和化学变化，物理性质和化学性质，氧化反应和还原反应，化合反应和分解反应，置换反应和复分解反应，纯净物和混合物，单质和化合物，可燃性和助燃性，热塑性和热固性，酸性和碱性等。初中化学基本概念和理论呈现非常有规律的对称性。发现了这条规律，就可以利用来指导概念和理论的记忆和掌握。
（2） 对应性
初中学生在未学习化学之前，接触到的主要是宏观世界。化学学习引入了另一种角度即微观世界，化学是从分子、原子的微观水平上研究物质的组成、结构、性质及变化的科学，也就是说，化学是综合宏观和微观的角度研究物质的科学。
同一类概念在宏观和微观层次有不同的表达方式，宏观上的“物质”在微观上表现为分子原子离子等粒子，宏观上的“元素”在微观上表现为“原子”，宏观上的实际质量在微观上表现为相对质量，换句话说，宏观世界的概念在微观世界有“影子”概念。这种对应的关系在化学中表现得非常有规律性。利用这一点对于概念记忆有很大帮助。不仅概念如此，基本理论也是如此。从便于学生理解的角度出发，教学中可以将宏观和微观的概念“互译”。例如化学式的，宏观表示一种物质和物质的元素组成，根据宏微观概念对应的关系，可以将物质“翻译”成分子，元素“翻译”成原子，“组成”翻译成“构成”，那么化学式的微观就是一个分子和一个分子的原子构成。
（3）对立统一性
初中学习化学的第一意识就是“分”，研究物质的手段，将物质分类如纯净物、混合物、单质、化合物、有机物、无机物、酸、碱、盐、氧化物等；化学反应类型的分类如分解、化合、置换、复分解等，化学变化的本质就是原子之间的分分合合；物质的性质分为物理性质和化学性质。根据同一属性将概念分为截然对立的两个下位概念，这两个下位概念彼此对立，又可以合二为一一个上位概念，化学上的这种例子层出不穷。例如自然界物质根据组成成分可以分为纯净物和混合物两种，这两种合在一起组成了世界上形形色色的物质。化合物根据是否含碳元素分为有机物和无机物，而有机物和无机物又共同组成了化合物等。
三、 以太极图为工具，巧妙构建核心化学观
1. 宏观和微观（见图1）新教材在介绍质量守恒定律内容时，从宏观上实验来验证化学反应前后物质质量总和不变，微观上分析反应前后原子的种类、质量和数目不变来解释质量守恒定律，宏观上化学反应前后物质质量和元素种类、质量不变的结论。要帮助学生建立基本的化学观，可以训练学生在宏观微观之间自由切换，以此作为构建核心观念的手段。从宏观的现象可以推导微观粒子的变化，例如香气扩散推导构成物质的粒子在不断运动；微观粒子的结构特点可以推导宏观物质的性质特点，例如某元素原子最外层电子数为7，可推测其在化学反应中易电子，化学性质活泼，应具有较强的氧化性。
2. 质量观（见图2）
初中化学的质量分为实际质量和相对质量，实际质量一般指“物质”和“元素”的质量，根据太极图中对应关系，相对质量一般指相对“分子”质量和相对“原子”质量。这两种质量既是对应的，也是对称的，也是对立统一的，相对质量是以C-12原子质量的十二分之一为标准的倍数，相对质量和实际质量成正比，在场合下可代替实际质量进行计算。相对质量和实际质量在一起组成初中对质量的认识观。
3. 物质观和微粒观（见图3）
宏观世界是由形形色色的物质组成的，微观世界是由分子、原子、离子、质子、中子、电子、原子核等微观粒子构成的，物质对应着粒子，物质就是由许多肉眼看不见的粒子构成的，这些粒子在不断地运动着，彼此之间有间隔。根据太极图的对应关系，理论上每种微粒都有属性对立的两种状态，例如阳离子和阴离子，这种化学观也引领学生打破知障，理论上可推测质子、中子、电子等粒子也可能有相反属性的粒子。西方也有类似的狄拉克反粒子理论，在这种理论的指引下，1932年，美国物理学家安德逊在宇宙射线实验中果然发现了正电子，1956年发现反中子，1955年张伯伦和塞格雷用质子同步稳相加速器证实反质子的存在。学生如果头脑中有这种太极图的化学意识，对以后高中大学的化学学习大有裨益。