化学物质及其变化范文1
关键词：物质变化的基本形式；蛋白质变性；蛋白质结构；生物化学过程
文章编号：1008-0546（2017）06-0009-04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.06.002
一、问题的提出
在中学化学和中学生物进行蛋白质性质的教学时，常有老师说“蛋白质的变性是化学变化”，在一些公开出版的教辅用书及试题中也时常能见到类似的叙述和题目。和相关老师交流，询问他们为什么认为这一变化是化学变化？他们给出的解释是：物质发生的变化只有物理变化和化学变化这两种形式，一个具体物质所发生的某一具体变化如果不是物理变化，那就一定是化学变化；蛋白质变性后得到的物质，其理化性质及生理活性都和原来的蛋白质不同（理化性质发生了改变，特别是失去了生理活性），即不再是原来的蛋白质了，所以蛋白质的变性不属于物理变化，因而是化学变化。
解释看似有据。事实真的是这样吗？这就需要对客观世界里物质的变化形式和原理，以及蛋白质的结构和蛋白质变性的关系等有一个较全面的了解，并由此去J识才能给出答案。
二、物质变化的基本形式
物质的变化即物质的运动。在恩格斯的《自然辩证法》中把客观世界里各种各样的物质运动，按照从低级到高级、由简单到复杂的顺序，依次划分为机械运动、物理运动、化学运动、生物运动和社会运动这五种基本运动形式。在每一种基本运动形式中，又包含着许多的具体运动形式。如，物理运动中包含声、光、热、电、磁等运动形式[1]。化学变化中不能没有相对位置的变化、温度变化和电的变化等次要的变化，有机生命中不能没有机械的、物理的、化学的、热的、电的等等次要的变化。但是，次要运动形式的存在并不能把每一次的主要形式的本质包括无遗[2]。一个具体物质发生的某一具体变化所属的基本变化形式是由其包含的最高级的、最本质的运动形式来决定的。
这五种不同的基本运动形式既相互区别，又密切联系。不同基本运动形式的区别，在于不同运动形式有着不同的物质基础和特殊矛盾[1]。机械运动是物体之间或物体内各部分之间相对位置的变化，是最简单、最普遍的运动，在各种复杂运动（如物理运动、化学变化、生命现象等）中都包含着位置的变化，但不能把各种复杂运动归结为机械运动。物理运动是指物质仅改变其物理性质（如聚集状态、密度、溶解度、电导率等），而不改变其分子（或晶体）的化学组成和化学性质的变化[3]。化学运动是在原子分子层次上，物质的化学组成、化学键和化学性质均发生改变的变化。生物运动是生物（包括植物、动物和微生物）有机体的变化，生物最重要的特征是新陈代谢和自我复制[3]。社会运动是人们按照设定的目标从事的有意识、有目的的社会活动，会引起社会机体的变化等[4]。
决不能混淆各种基本运动形式之间的本质不同。例如，化学变化的本质是原子、分子和离子等微粒间化学键的变化[5]，是否发生了化学键的断裂与生成，是化学变化和纯粹的分子运动（热运动）或纯粹的电子运动（电磁运动）等物理变化的本质区别。同样地，木材制成桌椅、瓷碗破碎等等诸如此类的变化都不具有物理运动的本质，宋心琦先生指出：这些变化仅仅是宏观物体的形状、大小、单个质量及空间位置等的变化，而其成分和内部结构都没有变化，所以它们的物理性质就没有发生改变，也就是没有发生物理变化[6]。作为高级运动形式的社会运动，其本质“并不是在于社会中发生着机械的、物理的、化学的、生物的过程（虽然没有这些过程的社会生活是完全不可能的），而是在于它有着自己的特别的，与属于生物界和非生物界的过程在质的方面有区别的发展规律，即生产力及生产关系发展的规律。”[7]
不同基本运动形式之间的密切联系是，它们能够在适当的条件下共同存在于一个具体的变化中并相互转化，而不是互不相关、界线分明地孤立存在。如，摩擦生热是机械运动转化为热运动，电解反应是电运动转化为化学运动，电池放电是化学运动转化为电运动，煤燃烧是化学运动转化为热运动，蒸汽机将热运动转化为机械运动等等[7]。生物体及生物体内的各种生物变化都是直接由机械运动、物理变化和化学变化引起的，呼吸、营养、排泄等等是如此，纯粹的肌肉运动也同样是如此[8]。在化学变化中会同时发生机械运动、物理变化。蜡烛的燃烧这一化学变化所包含的机械的、物理的变化（在火焰产生前、燃烧时以及火焰熄灭后的一段时间内都包含有机械的、物理的变化），是人们耳熟能详的物质不同基本运动形式之间相互联系及转化的最好例证。一般地，低级运动形式是高级运动形式的基础，高级运动形式是从低级运动形式发展而来，高级运动形式中包含着低级运动形式[1]，但不能认为高级运动形式是低级运动形式的简单加和。
恩格斯指出[2]：“正如一个运动形式是从另一个运动形式中发展出来的一样，这些形式的反映，即各种不同的科学，也必然是一个从另一个中产生出来”；当化学产生了蛋白质的时候，化学过程就超出了它本身的范围，进入了一个内容更丰富的领域，即有机生命的领域；生物体“无疑是把力学、物理学和化学结合为一个整体的高度的统一，而这种三位一体是不能再分离的”。各门具体科学就是分别以不同的物质运动形式作为自己的研究对象[9]。
蛋白质是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。在所有生物体的每一个细胞里都含有蛋白质，几乎一切生命过程和生理效能，都是由无数蛋白质分子的运动（变化）实现的。不同的蛋白质其生理效能不同。生命现象是物质运动的高级形式[10]，这一运动形式所包含的物质及机械的、物理的、化学的和生物的等变化虽然错综复杂，但必须有蛋白质的参与才能完成[11]。
事实表明，蛋白质的变性使蛋白质的物理性质、化学性质和生物性质都发生了改变[11]。由此可知，蛋白质的变性过程应当包含有机械的、物理的、化学的以及生物的等变化形式。但是，单独的蛋白质还不是生命[12]，从目前科学上对物质的分类看，蛋白质属于生物大分子，而不属于动物、植物或微生物等生物。很明显，这种具有生物活性的大分子又和普通（没有生物活性）的分子有着许多的不同。所以，把蛋白质的变性简单地归结为化学变化或其它某一基本变化形式，都似乎是不妥的。
三、蛋白质的结构和蛋白质变性的关系[10，11，13]
1. 蛋白质的结构
蛋白质的结构分为一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。一级结构又叫初级结构，其他结构统称为高级结构或空间结构。
蛋白质的一级结构是指其分子中的各种氨基酸残基，通过肽键按照一定的排列顺序连接成的骨架――多肽链，即由肽键（共价键）形成的多肽链中的氨基酸序列。这是蛋白质的基本结构。1969年IUPAC规定蛋白质的一级结构只指多肽链中的氨基酸序列。事实证明，当某蛋白质分子中的某一氨基酸改变时，蛋白质的生物性质也将改变。每种蛋白质都有惟一、确定的氨基酸序列。此外，在某些蛋白质分子中含有的少量链内或链间的共价二硫键也属于一级结构的范畴[14]。
蛋白质的二级结构是指每条多肽链都不是直线状的，而是以部分螺旋、部分折叠、部分卷曲等的固定构象存在，即指多肽链自身的折叠和环绕的方式。进一步地，是指主链上不同肽段的固定构象，但不涉及侧链的构象。造成二级结构的原因主要是，同一条多肽链上的不相邻的羰基氧和亚氨基氢之间形成了氢键。1969年IUPAC规定二级结构是主链原子的局部空间排列，但不包括侧链的构象及跟别的链段的相互关系。
在二级结构的基础上，同一条多肽链里的氨基酸残基上的各种侧链之间通过氢键、范德华力、疏水作用、盐键等次级键（又叫次级作用或副键、弱键）的作用，使多肽链在三维空间再进一步地卷曲、折叠、盘绕，形成更复杂的特定构象，这就是蛋白质的三级结构。
许多蛋白质分子是由两条或两条以上的多肽链组成（这些多肽链可以相同也可以不同，每条多肽链称为一个亚基或亚单位，且都有各自独立的一级、二级和三级结构），这些多肽链依靠次级键、按一定的空间排列方式缔合在一起，构成一个聚集体的独特的空间结构，即是蛋白质的四级结构。这是蛋白质的最高级结构。如，牛胰岛素由两条多肽链组成，血红蛋白、烟草斑纹病毒分别是由四条、两千多条可分离的多肽链组成。具有四级结构的蛋白质，其单独的亚基一般没有生物活性。
通过以上内容可知，不是所有的蛋白质都具有四级结构，由一条多肽链形成的蛋白质只有一级、二级和三级结构，由两条或两条以上多肽链形成的蛋白质才有四级结构。在蛋白质的一级结构中的作用力是共价键（主要是肽键），在各高级结构中的作用是各种次级键。共价二硫键在稳定某些蛋白质的构象上也起着重要作用[15]。显然，次级键的键能要比共价键的键能弱得多，次级键很容易被破坏、断开。蛋白质的各级结构的有关比较见表1。
2. 蛋白质的结构和蛋白质变性的关系
物质的结构决定物质的性质，物质性质的变化是物质结构发生改变的结果。所以，蛋白质变性的原因与本质是蛋白质分子内部结构的改变。研究表明，蛋白质的变性是蛋白质的高级结构都被破坏、彻底改变所造成的，但不涉及一级结构，一级结构没有变化。
当蛋白质变性时，其分子中的次级键都被破坏而不再存在，原来（由次级键的作用形成的）规则、紧密、特有的空间结构（因次级键被破坏）变成无规则松散的结构，虽然肽键和肽链没有断裂，但变化后的空间结构也不能再恢复到其原来的结构，即这时空间结构的变化是不可逆的。如，鸡蛋白经加热后就凝固变为不透明的硬块，就是由于分子中为形成高级结构的各种次级键都被破坏了，分子内部的空间结构发生了深刻的变化，使蛋白质变性，再没有办法把凝固的蛋白变为原来可溶的蛋白。绝大多数的酶是具有生物活性的蛋白质，其生物活性是由它的活性中心决定的，这种活性中心是分子中的多肽链经过卷曲折叠等的三级结构，而在分子中形成的某些具有特定生物学功能的区域，如果蛋白质的二级以上的空间结构都遭到破坏，则这样的区域即活性中心就不再存在，其有关的生物活性也就消失了。由此可知，蛋白质的生物活性和蛋白质的空间结构密切相关。
生物活性丧失是蛋白质变性的主要特征，有时空间结构只有轻微的局部改变，甚至这些改变还没有影响到蛋白质的其他物理化学性质时，蛋白质的生物活性就已经丧失了[15]。变性后的蛋白质在性质上的最显著表现主要有原有生物活性的丧失，溶解度降低、黏度增大、难以结晶，更容易被水解酶催化水解等。
一般地，把能使蛋白质变性的因素主要分为物理因素和化学因素两类。物理因素主要有加热、加压、搅拌、振荡、干燥、紫外线照射、超声波作用等；化学因素主要有重金属盐、强酸、强碱、三氯乙酸、乙醇、丙酮、甲醛、尿素等。那么，不同的因素作用于蛋白质使蛋白质变性时，蛋白质所发生的主要变化形式又是怎样的呢？现做些简单分析。
加热、振荡、紫外线照射等使蛋白质变性时，是破坏了蛋白质分子中的氢键等各种次级键（如加热是热运动使氢键等断裂），从而使其空间结构被破坏、改变，M而导致其理化性质的变化和生物活性的丧失，但在变化过程中没有共价键的断裂和生成，蛋白质的化学组成没有变化（没有别的物质生成），因此这时蛋白质发生的变化主要是物理变化，亦即是主要由物理变化造成了蛋白质变性。
当乙醇、丙酮等与蛋白质混合时，由于这些有机物的亲水能力很强，因此它们既能使蛋白质胶粒表面的水化膜消失而凝聚沉淀，又能进入多肽链的空隙引起溶胀作用使氢键等次级键被破坏，从而使蛋白质变性。所以，在此时的变化过程中也没有共价键的断裂和生成，也还是主要由物理变化造成了蛋白质变性。75%的乙醇溶液用于医疗消毒的原理即是如此。
重金属盐使蛋白质变性，是由于重金属阳离子能够与蛋白质中游离的羧基生成不溶性的盐，则在这时的变化过程中有化学键的断裂和生成。强酸、强碱使蛋白质变性，是由于强酸、强碱既能使蛋白质中的氢键断裂，也能与蛋白质中游离的氨基或羧基反应生成盐，即在变化过程中也有化学键的断裂和生成。因此，重金属盐、强酸、强碱等使蛋白质变性的过程中，都有化学变化发生，这时蛋白质的变性主要是由化学变化造成的。
另外，在一定条件下，若改变的只是蛋白质的三级和四级结构，则这时空间结构的变化一般是可逆的，如果消除掉这些（改变三级和四级结构的）条件，那么变化后的蛋白质的空间结构能够再恢复到其原来的结构，这时蛋白质的理化性质和生物活性都不会发生变化。如，血红蛋白在低浓度的水杨酸钠溶液中的变化就是如此，除去水杨酸钠后其天然性质就可以得到恢复。当蛋白质在水溶液中受到酸、碱或酶等催化剂的作用，其一级结构被破坏时，则是发生了蛋白质的水解反应，此时可以生成一系列的中间产物，直到完全水解最终产物是氨基酸。当然，蛋白质的水解反应不属于蛋白质的变性。同样地，蛋白质被灼烧生成二氧化碳、水等物质的变化，也不属于蛋白质的变性。
四、简单的结语
蛋白质的变性是一个十分复杂的过程，其中所涉及的物质变化形式也是复杂多样的。能够使蛋白质发生变性的因素或方法有很多，不同的因素致使蛋白质变性时，蛋白质所发生的主要变化也不尽相同。如，有些因素是使蛋白质主要发生物理变化而造成蛋白质变性，有些因素是使蛋白质主要发生化学变化而造成蛋白质变性，有些因素是使蛋白质既发生物理变化、又发生化学变化而造成蛋白质变性，也就是说物理变化或化学变化都能够造成蛋白质变性。所以，在蛋白质变性过程中所发生的物质变化形式是既有物理变化，也有化学变化，还有生物活性变化等。因此，从哲学的层面上看，蛋白质的变性不应该属于化学变化；从自然科学的角度上看，蛋白质的变性应该属于生物化学过程，属于生物化学的范畴。
蛋白质变性过程中包含的物质变化形式的多样性，从物质的一种变化现象――蛋白质变性的角度，既说明了客观事物的变化过程是复杂的，又反映了不同的物质变化形式之间是密切联系和能够相互转化的。当然，这种多样性是有规律的，且规律是可认识的和可利用的。
蛋白质是一大类具有特定结构和一定生物学功能的生物大分子。科学研究表明，蛋白质的种类繁多，在整个生物界约有1010～1012种蛋白质，其空间结构极其复杂，但目前为人们所认识的还非常少[16]。形成一个蛋白质分子的氨基酸的种类、数量以及排列顺序和内部的各种构象等等都是确定的，任何一点都不得改变，否则就会引起蛋白质的理化性质和生理功能的变化[10]。进一步地，只有以生物大分子炔康娜维结构为基础，才能认识蛋白质的有关生物活性的原因和作用机理，揭示相关生命活动的本质。
参考文献
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化学物质及其变化范文2
一、复习应把握以下三个方面
1．注重基本概念的复习
化学是一门基础学科，相比较其他学科，其基本概念较多，而新课程的“7+4”的高考模式也使得考题更倾向于考查基本概念的综合运用，淡化了技巧性考查。所以在高考备考总复习阶段，应加强基本概念的复习，对于学生巩固基础知识，培养基本技能，具有十分重要的意义。
2．理清物质间的相互转化关系
各种化学物质间存在着多种相互作用，也不断发生着转化，这是学生感觉元素化合物知识难复习的原因之一。所以在复习时，应帮助学生对物质进行合理分类，并在此基础上理清不同类别物质间的相互转化关系。
3．建构富有实效且易于操作的复习模式
元素化合物知识繁琐庞杂，学生复习起来往往是上课“一听就会”，但课后“一用就错”，陷入“越复习越糊涂”的尴尬境地。若能建构起一种富有实效且易于操作的复习模式，让学生在复习时能自然、合理地套用该模式，并迁移到高中化学所有元素化合物的复习中，势必会起到事半功倍的效果。
二、复习目标和复习策略
1．复习目标——以考试说明为向导
① 了解常见的金属、非金属及其重要化合物的主要性质及其应用；② 了解合金的概念及其重要应用；③ 熟悉常见元素的化合价；④ 理解单质、氧化物、酸、碱、盐的概念及其相互联系。
2．复习策略——以价类图为策略
价类图即元素的化合价和种类图。横坐标标出的是该元素所能形成的物质种类，纵坐标标出的是该元素所具有的化合价，坐标系的象限中标出的是元素某价态和种类共同对应的物质化学式。价类图具有直观、清晰等特点，可以培养学生的统摄思维。
三、价类图复习模式的实践（以铝及其化合物的复习为例）
师：铝是地壳中含量居首位的金属元素，生活中含铝化合物也非常多，大家想一下铝的化合价有哪些？
生：（讨论后回答）铝元素常见的化合价有0价和＋3价。
师：那么它们所对应的化合物常见的有哪些？分别属于哪类物质？请同学们写在草稿纸上。
师：（根据学生基本回答的情况，教师小结）铝——属于单质，氧化铝——属于氧化物，氢氧化铝——属于氢氧化物，氯化铝、明矾、偏铝酸钠——属于盐。
师：如果我们以横坐标为物质种类，纵坐标为铝元素化合价作直角坐标系，请同学们将刚才所举例物质填在坐标系中合适的位置。
（学生各自作图，老师巡视并在黑板上画出铝元素的价类图，见图1。）
师：在这张价类图上，我们可以直观地看到铝元素能形成多种类别的物质，那么这些类别物质之间是如何实现转化的？分别属于什么反应类型？请同学们写在草稿纸上。
（老师评价、矫正，并根据学生基本回答的情况，小结出铝及其化合物知识脉络，见图2。对于铝元素及其化合物的复习，我们只要掌握脉络图上这些物质的性质及其相互转化关系即可。）
四、教学反思
这节课体现了价类图对铝及其化合物知识复习的引导作用，作用是让学生学会用化合价对物质进行分类，促进学生形成元素观、转化观，建立有序的思维模型，为学生提供整合知识的思路，帮助学生提高知识的转化效率。当然，这节课是价类图模式在元素及其化合物复习中一个例子，若要推广到高中其他元素及其化合物的复习，笔者认为应抓住以下几点。
1．落实基本概念
化合价和物质类别是价类图的两大核心，也是高中化学的两大基本概念。化合价的价值功能是为氧化还原反应做铺垫，据此判断物质的氧化性、还原性和配平氧化还原方程式。学生在高中前两年的学习中已经对元素及其化合物有了全面认识，所以在价类图的建构中，先让学生回忆该元素所有的化合价及对应的物质类别，教师对超要求、超难度的进行说明，最后形成一幅常见化合价、常见类别的价类图。物质类别的价值功能是为建构物质间的相互转化关系做铺垫，有些物质类别已经在初中进行介绍，有些是高中教材中新增的，如酸性氧化物、碱性氧化物、过氧化物、两性氧化物、两性氢氧化物等，新增的物质类别使得学生原先建立起的物质间转化模型变得更加复杂，所以复习时还是应从基本概念出发，对原先转化模型进行拓展，建立起新的模型。
2．建构知识网络体系
价类图的作用之一是让学生在明确元素所能形成的价态和物质类别后，建立起该元素的知识网络体系，即完成图1向图2的建构。如果图1只是基本概念的展示，那么图2的作用是将这些基本概念进行串联，帮助学生形成一个知识网络，使学生加深对所学知识的记忆，而且有利于思维发散能力的培养。
3．坚持“相似性—递变性—特殊性”相结合的原则
元素化学的复杂难学在于它内容繁多，而简便之处在于它有规律可寻。在元素复习时，教师可以运用元素周期表和周期律，把握元素性质（包括元素化合价）的相似性，让学生理解元素的原子结构决定了它的性质，最外层电子相同的主族元素化学性质类似，起到举一反三的作用。把握递变性，既能使学生轻车熟路地运用一般规律去认识问题，又能在递变中灵活把握认识问题的不同角度，元素化学的复习不再是无从下手的，而是有的放矢。对于一些性质较为特殊的元素，往往是在递变过程中所形成的突变，例如氧化铝和氢氧化铝的两性等，这些知识点也是高考考查的热点，需要教师在课堂上重点提出加以巩固。
化学物质及其变化范文3
1月4日，环境保护部公布了2012年度最后一批新化学物质申报拟批准名单，2012年拟批准新化学物质总数多达55个，这是自2
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申明:本网站内容仅用于学术交流，如有侵犯您的权益，请及时告知我们，本站将立即删除有关内容。 1月4日，环境保护部公布了2012年度最后一批新化学物质申报拟批准名单，2012年拟批准新化学物质总数多达55个，这是自2010年新修订的《新化学物质环境管理办法》颁布实施以来，环保部拟批准新化学物质数量最多的一年，而2011年拟批准新化学物质数量只有2个。 环保部公告显示，2012年拟批准的55个新化学物质中，按物质监管类型划分：一般类物质7个；危险类物质22个；重点环境管理危险类物质28个。 据国内知名的化学品申报商北京正智远东化工信息咨询有限公司负责人分析，2012年拟批准新化学物质数量激增的主要原因是，随着国内监管法规、评估标准等逐步完善，政府对化学品的监管日趋严格，国内外相关化工企业对于新化学物质环境管理的重要性认识进一步深入，申报企业已经从最初的观望与筹备，转入积极申报的阶段。他预计，2013年这一数据还将保持较快增长。 该负责人同时也指出，常规申报费用较高影响了国内企业申报的积极性。从申报人的情况来看，常规申报比较活跃的公司多为像巴斯夫、亨斯迈、联化科技股份有限公司等国外公司。而国内公司一般是在经济活动中对方要求时才进行申报，或是与有实力的国际公司进行联合申报。 附件：2012年拟批准的55个新化学物质
化学物质及其变化范文4
关键词：定量观；教学设计模型；教学设计；初中学生
文章编号：1005C6629（2017）5C0029C04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
化学课程标准指出：“从定性到定量，体现了化学学科发展的趋势。”同时，课程标准的五个一级主题都蕴含着定量认识要求，强调从定量角度认识物质的组成与结构、性质及其变化，从而认识物质世界的变化规律。帮助初中学生建立起初步的化学定量观，学会从定量的视角思考、审视物质世界的变化规律，不仅是化学学科发展的必然，也是初中化学教学的需要。
不过，从初中化学教学实践来看，初中学生并未达成应有的化学定量认识水平，忽视从定量角认识物质及其变化内涵与价值。造成这一现象的原因在于不少教师对化学定量观的内涵及其价值认识不足，将化学定量要求当作事实性知识或化学基本技能来教学，导致学生死记硬背相关概念、生搬硬套化学计算格式。为此，有必要探索促进学生定量认识水平发展的教学思路，指导教师超越事实性、技能性的化学定量教学、帮助学生建构定量观。
1 促进学生定量观建构的教学设计模型
1.1 定量观的内涵
涉及定量观内涵界定的文献很少，而且学者们提出不同的表述。如韩丹丹、靳莹指出，物质及其变化是以定量形式存在和发生的，表达化学物质量的各物理量存在定量关系，事物的量变若超出一定范围将可能引发质变[1]。杨雨花认为物质以一定“量”的形式存在，化学反应按定量关系进行，量变质变遵循一定的规律，化学实验应定量控制，化学有专属的定量方法[2]。不难发现，学者们是立足于化学学科特点与学科体系来阐述定量观的内涵。这些论述对初中学生化学定量观的培育有一定指导意义，但因其概括程度高而缺失可操作性。因此，有必要根据初中化学课程要求进一步界定，以利于在初中化学教学中实践。
立足于定量观是方法类化学基本观念的认识[3]及初中阶段化学课程要求，本文将初中学生应具备的化学定量观的内涵概括为：（1）物质及其物质变化存在一定“量”的关系。即纯净物的组成以固定“量”的形式存在，混合物的组成以某种“量”的形式存在，化学反应按一定“量”的关系进行；（2）物质及其变化的定量关系有其定量思想方法。具体包括科学计量思想、“宏-微-符”表征思想、整体个体关系思想、量变质变思想、模型认知方法、实验的定量控制与定量研究方法等。
1.2 促进学生定量观建构的教学设计模型
化学基本观念的形成是学生在积极主动的探究活动中，深刻理解和掌握有关的化学知识和核心概念的基础上，在对知识的理解、应用中不断反思概括提炼而成的[4]。化学定量观建构也遵循这样的认知规律，即要经历知识、思想方法、观念螺旋上升的认知过程。根据这一认识，提出基于问题解决促进学生定量观建构的教学设计模型（如图1）。
该模型主要分为三阶段：阶段一包括问题情境和发现问题环节，旨在激活定量认知。教学设计时，所创设的问题情境应包含有价值的化学定量问题，并能驱动学生展开强烈的、基于定量分析的学习活动；阶段二包括分析问题、解决问题、总结规律三个环节，促进学生建构并内化定量认知。该教学阶段强调通过“问题连续体”，促进学生开展持续的定量分析，建构起与问题情境密切相关的化学定量表征、发展化学定量认识，建立起处理化学问题的定量认识方式；阶段三则发展定量认知，即将建立起来的化学定量认识思维迁移到新的问题情境中，通过解决问题发展完善定量认识并形成较为稳固的化学认识方式，从而建立起化学定量观。
这一教学设计模型将知识与认知过程两个维度紧密结合起来进行教学设计，引导学生并通过定量问题解决来建构定量知识、发展定量认知；注重结合具体的问题情境，经历发现问题、分析问题、解决问题、总结规律、迁移应用等过程，把知识的学习由记忆转变为发现，经过知识的打开、内化与外显的过程，从而解构反映物质组成与结构、性质与变化等的化学符号、化学概念和理论知识的定量内涵，帮助学生厘清定量的成因、建构定量认识物质世界的思路方法。由于教学过程强调从知识理解中提炼形成定量观的内涵和在定量观统领下的知识迁移应用，强调将知识、知识生成的途径与方法和化学观念有机结合起来，因而很好地促进初中学生的定量观建构。
2 促进学生定量观建构的实践
促进学生定量观建构教学设计模型指导的教学设计，其操作流程如图2。其中，后两个步骤是定量观教学设计模型运用，即首先通过创设问题情境，引发学生的探索欲；接着设计开放性的问题，引导学生展开定量观察，发现问题。其次设计“问题连续体”，要求学生进行定量分析并及时提炼相关定量思想方法。再次组织学生探讨表征方法，形成定量表征。然后引导学生提炼形成定量观念。最后设计针对性的定量问题，引导学生对定量认识进行反思评价深化。
下面结合沪教版九年级化学“纯净物中元素之间的质量关系”来加以分析。
2.1 本课蕴含的定量观认识基本要求
课程标准提出“能根据化学式对物质组成进行简单计算、能看懂某些商品标签上标示的组成元素及其含量”的学习要求。教材编著者重点设置了“活动与探究”栏目，帮助学生认识纯净物中元素之间的质量关系。教学处理时，重点应帮助学生从宏观物质、元素、微观分子、原子四者联系的思维角度厘清内容链接（如图3），解构化合物的定比定律，使学生从知识与思维层面深入理解“纯净物中元素之间的质量关系”内容系统的逻辑关系，及其定量观的相关内涵。
基于课程标准的教学要求、相关链接内容和学生的认知线索，本课教学需要学生达成化学定量方面的如下认知：（1）纯净物都有固定的组成，可用化学式表示。其蕴含着“纯净物的组成以固定‘量’的形式存在”；（2）物质、构成物质的微粒与符号之间蕴含着“宏观-微观-符号”三重表征定量思想和“模型认知”定量方法；（3）纯净物与元素、元素与元素之间存在固定“量”的关系，蕴含着“整体个体关系”和“科学计量”定量思想。
2.2 促进学生定量认知的教学设计
根据前述定量观教学设计模型，结合本课时的教学目标，为促进学生建立起对纯净物中元素之间质量关系的认识，建立起相应的定量研究化学事物的思想方法，本课教学过程及期望达成的定量认知如图4所示。
2.2.1 创设问题情境
科学家发现并已证明纯净物都有固定的组成，遵守定比定律（它的组成元素的质量都有一定比例关系），那么纯净物中元素之间质量比例关系是怎样的？
设计意图：创设史实情境，让学生进一步理解“纯净物的组成以固定‘量’的形式存在”，并产生探究“纯净物与各元素之间‘量’的关系”的兴趣。
2.2.2 展开定量观察
过渡：教师出示一杯36g的水。
问题1：通过观察、思考，从这杯质量为36g的H2O中，你能说出哪些信息？
设计意图：引导学生展开定量观察。根据教学内容，引导学生从定量视角，独立或经过启发发现有价值的定量问题，并能较清晰地表达所发现的问题。
2.2.3 进行定量分析
问题2：从微观角度来看，水是由一定数目的水分子集聚而成的。请思考：①1个水分子中的氢、氧原子的个数比是多少？氢、氧原子的质量比是多少？其中氢原子的质量分数是多少？（质量分数用百分数表示）②2个水分子、10个水分子、1万个水分子中氢、氧原子的质量比是多少？其中氢原子的质量分数是多少？③这杯水中水分子的氢、氧原子的质量比是多少？氢、氧原子的质量分数各是多少？
设计意图：依据学生的认知思维线索进行定量分析，引导学生从符号到微观、从个体到整体、个体与个体角度进行定量分析，认识物质的微观定量组成，形成“整体个体关系”、“科学计量”、“宏-微-符”表征定量思想和“模型认知”定量方法。
问题3：从宏微联系角度来看，元素是一类原子的总称，元素质量等于该元素原子质量的总和，水由氢、氧元素组成，H2O中氢、氧元素的质量比是多少？H2O中氢、氧元素的质量分数各是多少？（组成物质的某元素的质量在物质总质量中所占的百分含量称为某元素的质量分数）
设计意图：引导学生从“宏-微-符”联系角度进行定量分析，认识物质的宏观定量组成，形成“宏-微-符”定量思想。
2.2.4 形成定量表征，提炼定量思想
问题4：纯净物中元素之间的固定质量关系有两种表示方法，一种是元素质量比，一种是元素质量分数，如何用计算公式来表征？学习“纯净物中元素之间的质量关系”运用了哪些定量思想方法？
设计意图：通过学生讨论，形成纯净物中元素M成的定量表征方法，并提炼形成相关的定量观念。
2.2.5 实践定量观念
问题5：纯净物都有固定的组成，36g水中含有多少克氢，多少克氧？
设计意图：通过设计问题，学生实践定量观念，初步反思评价相关定量观的内涵，了解学生的定量认知情况。
问题6：教材第86页“活动与探究”：①尿素[CO（NH3）2]中原子的个数比是多少？碳元素与氮元素的质量比是多少？氮元素的质量分数是多少？②现有100g尿素，氮元素质量是多少？③测得某一尿素样品中氮元素的质量分数为43.5%，该尿素样品是纯净物还是混合物？
设计意图：依据学生的认知思维线索设计评价性问题，引导学生实践定量观念，促进学生进一步反思评价定量认识，了解定量表示物质组成在工农业生产和日常生活中的价值。
问题7：在H2O和H2O2两种化合物中，与等质量氢元素相结合的氧元素的质量比是多少？
设计意图：设计“宏-微-符”转化的定量问题，突破相关定量思想方法建构的难点。
3 总结与反思
初中学生定量观建构的教学设计是以“问题连续体”作为对话建构的载体、以初中学生应具备的化学定量观水平为发展目标的教学设计。这一教学设计的主要特点为：一是以知识为载体，依据定量观教学设计模型工具来帮助学生建构定量观，二是通过问题解决的一般思维方式来促进学生化学定量认识的发展、建构定量观。
运用该教学设计模型指导教学设计、开展教学活动，需要把握如下三个方面：一是要准确揭示教学内容内隐的、发展化学定量认识的功能价值，并将其融入到课时教学目标中；二是要厘清相关内容的逻辑发展关系，依据学生定量认知发展线索来设计“问题连续体”；三是要厘清具体定量知识与定量思想方法之间的联系，为教学设计提供支撑点。只有明确促进学生定量观发展教学模式的主要特点及注意事项，才能更好地开展教学相关活动，从而培育与发展学生的化学定量观。
参考文献：
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化学物质及其变化范文5
[关键词] 气候变化；化学品污染；立法；完善
[中图分类号] D922.6 [文献标识码] A [文章编号] 1671—6639（2012）02—0029—07
全球气候的变化及其不利影响是当今国际社会普遍关注的热点问题之一，而气候的变化又与人类使用化学品有着密切关系，应对气候变化，有必要从化学品污染防治着手，加强化学品管制。我国应对气候变化立法的空白及化学品污染防治立法中应对气候变化的供给不足严重影响我国应对气候变化的进展，本文试从应对气候变化的角度，论述我国如何完善化学品污染防治立法。
一、完善化学品污染防治立法应对气候变化必要性分析
（一）气候变化与化学品污染的关系
气候变化（Climate Change）是指除在类似时期内所观测的气候的自然变异之外，由于直接或间接的人类活动改变了地球大气的组成而造成的气候变化{1}。气候变化源于地球大气的组成发生变化，特别是温室气体在大气中的比重增加，而地球大气的组成发生变化又归因于自然界本身和人类生产、生活活动中所产生的污染物，尤其是后者，其实质是人类索取资源的速度超过资源本身及其替代品的再生速度，向环境排放废物的数量超过了环境容量和环境自净能力[1]，从而导致空气成分的变化。目前，空气中的污染物已达百余种，其中主要污染物有五种：一氧化碳占12%，二氧化碳占18%，烃类化合物占12%，飘尘占10%，氮氧化物占6%，其余2%为氯、氯化氢、氟化氢、硫化氢、氟利昂、氨、各种有机溶剂的蒸汽以及农药、石棉、铅、汞以及各种粉尘[2]。这些空气污染物多已被国际社会公认为具有可能改变全球气候的化学和物理特性。1997年的《〈联合国气候变化框架公约〉京都议定书》附件A已将二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟化碳和六氟化硫六种气体列为温室气体。
空气中的污染物主要来源于人类生产生活中对化学品的使用。化学品又称化学物品，是指人工制造的或者是从自然界取得的化学性物质，包括化学物质本身、化学混合物或者化学配剂中的一部分，以及作为工业化学品和农药使用的物质。目前已为人知的化学品就有500万—700万之多，并且每年还有千余种新化学品问世，化学品的年产量已超过4亿吨[3]。这些化学品涉及化学矿山、化肥、农药、染料、涂料、纯碱、氯碱、无机化学品、基本有机原料、新领域精细化工、橡胶加工、新材料等12个主要行业[4]。这些化学品丰富和改善了人类的生活，促进了社会发展，但由于人类在对化学品的生产、运输、仓储、销售和废弃物处理等环节管理不善，或使用化学品不当，导致化学品以废物的形式进入环境，从而造成环境污染，损害人体健康。空气污染物中的多数成份都能在化学品的废物中找到，因而化学品污染是气候变化的重要原因。另外，除“直接排入式”外，化学品废弃物的化学成份还会相互作用，产生“二次性污染物”，如光化学烟雾、酸雨等，又会加剧影响气候变化。
（二）化学品污染防治立法应对气候变化供给不足
应对气候变化需要加强化学品污染防治和化学品管制立法，但目前无论是国际还是国内的相关立法都还极不完备。在国际法层面，有关化学品污染防治的公约还相当不完善、不系统，无法满足应对气候变化的需求。总起来说，有关化学品管制的国际规则层次较低，大都不具法律约束力，比较集中于化学品登记与分类、化学品国际贸易、持久性有机污染物和化学品运输四个领域[5]。国际化学品管制侧重于化学品安全方面，目的虽是保护人体健康和环境，但缺乏应对气候变化的内容规定。国际社会虽在保护臭氧层、应对气候变化上已对化学品给予足够重视，但限于公约的各自目标，并没有在应对气候变化上对化学品的管制进行详细的规定。
在国内法层面，我国有关应对气候变化的立法尚为空白，化学品污染防治立法对气候变化重视不足。2009年全国人民代表大会常务委员会《关于积极应对气候变化的决议》和2007年国务院《关于印发中国应对气候变化国家方案的通知》是目前我国应对气候变化的核心文件，但这两个文件仅笼统提出要强化节能减排，努力控制温室气体排放，发展绿色经济、低碳经济，严格执行节约能源法、可再生能源法、循环经济促进法、清洁生产促进法等相关法律法规，要落实控制温室气体排放的政策措施，发展煤层气产业，最大限度地减少煤炭生产过程中的能源浪费和甲烷排放，加强农村沼气建设和城市垃圾填埋气回收利用。可见，目前我国通过应对气候变化相关法律法规加强化学品污染防治的路径还不通，只能寄希望于化学品污染防治立法。
而我国在化学品污染防治立法应对气候变化上更是严重供给不足。首先，化学品污染防治立法理念滞后，在立法目的上侧重化学品安全，对生态安全、人体健康和应对气候变化重视不足。我国化学品污染防治立法是“为了加强危险化学品的安全管理，预防和减少危险化学品事故，保障人民群众生命财产安全，保护环境”{1}而制定的。这种主要从管理、安全保障需要角度的立法目的，使得化学品污染防治立法无法满足应对气候变化的需要。更重要的是，我国化学品污染防治立法在理念上亟待更新，由于化学品污染损害的潜在性、持久性、不确定性、生物转化性等特点，化学品污染防治立法需要确立系统、整体防治的理念，而我国在化学品污染防治上实行重点立法，无法满足应对气候变化这种需要全面控制的需求。
其次，化学品污染防治立法体系不完善。目前，我国化学品污染防治立法实行单一片面的碎片式立法模式，还没有形成全面、系统性的综合性法律法规。我国化学品污染防治立法一方面根据化学品的危险等级对危险化学品、有害化学品、持久有机污染物等进行分类立法，具有明显的应对性。另一方面根据化学品的管理需要对监控、许可、进出口等进行分段立法，具有明显的分割性。再一方面是根据化学品的种类对危险化学品、农药、药品等进行分别立法，具有明显的片面性。在立法形式上，主要以法规、规章为主，立法层级不高，权威不够。
最后，化学品污染防治立法内容不完善。立法在规制的化学品种类上，侧重“具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃等性质，对人体、设施、环境具有危害的剧毒化学品和其他化学品”{2}等的管制，缺乏对化学品的一般规定，忽视化学品对气候变化的影响。实际上，对任何化学品来说，如果管理不当均会造成严重的损害。这种重点规制立法模式只能解决一时之需，不利于对化学品全面管理。立法虽在危险化学品监控、登记、生产、储存、使用、经营、运输及事故处理上做了规定，但由于具体制度的不完善、在原材料及污染处理上等的缺失，使得立法无法满足化学品全程管理的需要。
二、域外立法现状
（一）国际应对气候变化立法中化学品管制现状
国际社会在应对气候变化的公约中涉及化学品管制的规则主要表现在臭氧层、气候变化两个方面。在保护臭氧层的国际规则上，1985年的《保护臭氧层维也纳公约》最早将“气候的变化”归为臭氧层变化所引起的不利影响之一，并在附件一中认为碳、氮、氯、溴、氢等来源于自然和人类的化学物质可能改变臭氧层的化学和物理特性。1987年的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》已就“消耗臭氧层物质的排放影响气候”方面达成共识，议定书以附件形式详细列举了控制物质及含有所列控制物质的产品清单，并规定了受控物质的淘汰时间表及相关措施。后国际社会通过《蒙特利尔议定书》一系列修正案，在风险预防原则的指导下，对消耗臭氧层的物质从生产、消费、进出口管理、资金保障、替代产品开发等方面详细规定了消减和停止使用的具体措施。
在应对气候变化的国际规则上，国际社会已对通过管制化学品应对气候变化取得共识。1992年《联合国气候变化框架公约》将《蒙特利尔议定书》未予管制的所有温室气体纳入减排范围，通过减少温室气体的“源”排放及增加“库”和“汇”{1}，实现“将大气中温室气体的浓度稳定在防止气候系统受到危险的人为干扰的水平上”{2}。公约以风险预防等原则为指导，从相关政策、区域计划、有关部门管理、技术研发与控制、国际交流与合作、资金机制和公众意识等方面分别规定了详尽的减缓和适应气候变化的制度措施。1997年《〈联合国气候变化框架公约〉京都议定书》不仅将二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟化碳和六氟化硫等六种气体列为温室气体，并列举了能源、工业、溶剂、废物等温室气体的源类别{3}，还在公约的基础上进一步完善了相关的制度措施。议定书列举的这些温室气体的源类别几乎都会涉及化学品的生产和使用。另外，欧洲经济委员会1979年《长城越界空气污染公约》的一系列议定书要求缔约国减少硫、氮氧化物、挥发性有机化学物和氨的排放，制定国家标准以经济上最佳可行控制技术为基础。
（二）国际化学品立法应对气候变化现状
现有的部分国际规则在应对气候变化上起到了重要作用。首先，涉及减缓和适应气候变化的化学品国际规则主要是2001年《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》及历次缔约方大会决议。公约及历次缔约方大会决议贯彻了风险预防原则，以附件形式就减少或清除持久有机污染物的排放做了具体列举，对缔约国规定了强制减排义务。在减少或清除持久有机污染物源自有意生产的排放上，公约规定缔约国采取必要的法律和行政措施，实施进出口限制，管制具有持久性有机污染特性的新型农药或新型工业化学品的生产和使用并制定和实施评估方案。在减少或清除持久有机污染源自无意生产的排放上，公约规定缔约国制定并实施行动计划，评估排放，采取措施减少或清除源排放，开发并使用替代或改良的材料、产品和工艺，促进采用最佳可行技术和最佳环境实践。在减少或清除源自库存和废物的排放上，公约规定缔约国制定适当战略并查明库存和废物，对库存实行安全、有效和环境无害化的方式管理，对废物以环境无害化的方式予以处置、收集、运输和储存，促进持久性有机污染物回收、再循环、再生、直接再利用或替代使用。同时，公约规定缔约国应完善国内履约机制，加强信息交流，促进公众宣传、认识和教育，鼓励研究、开发和监测，实施技术援助和资金支持。另外，联合国欧洲经济委员会1979年的《长城越界空气污染公约》和1998年的《关于持久性有机污染物的议定书》根据物质的风险标准列出了16种包括杀虫剂、工业化学品、副产品或污染物的清单，规定立刻禁止部分产品的生产和使用，对其他一些产品明确规定逐步清除、严格限制使用。
其次，在化学品的国际贸易及有毒和危险产品的国际流动上，国际社会明确了事先知情同意程序的重要性。1982年联合国大会第37/137号《对有害健康和环境的产品的防护》决议首先提出在化学品进出口中对出口国国内禁止、严格限制或未曾批准使用或销售的产品应向进口国提供资料并获得进口国同意，即事先知情同意制度[6]。后来在1985年联合国粮农组织《关于农药使用和分销的国际行为准则》、1987年联合国环境规划署《关于化学品国际贸易资料交流的准则》、1998年《关于在国际贸易中对某些危险化学品和农药采用事先知情同意程序的鹿特丹公约》等中都规定了类似的事先知情同意制度。事先知情同意制度是预防原则的体现，有利于化学品国际贸易中的进口国及时掌握外来化学品的资料，防止和减少化学品带来的危害，防治化学品污染，从而有利于应对气候变化。
最后，其他涉及化学品的国际规则对减缓和适应气候变化也起到了重要作用。如1921年《关于油漆中使用白铅公约》、1971年《防止苯所产生毒害的公约》、1974年《关于防止和控制致癌物质和药剂所引起的职业危害的公约》、1986年《石棉使用安全公约》、1990年《工作中使用化学品安全公约》等国际规则虽是从职业安全和工作环境保护角度达成的[6]，但这些规则对影响气候变化的特殊化学品的使用进行了限制，可对减缓和适应气候变化起到重要作用。在国际废物管理上，1972年《伦敦倾倒公约》、1985年欧共体《关于环境影响评价的指令》、1989年《控制危险废物越境转移及其处置巴塞尔公约》、1992年《21世纪议程》、1999年《关于实行无害环境管理的巴塞尔宣言》等就废物预防、处置、越境转移进行了具体规定，这些规定对于减缓和适应气候变化也有重要意义。
（三）国外化学品立法现状
国外化学品立法比较发达，但尚未在立法中重视应对气候变化。美国已经建立了完整的化学品安全管理体系，步入污染预防发展时期，形成以《污染预防法》、《有毒物质控制法》、《联邦食品、药品和化妆品法》和《联邦杀虫剂、杀菌剂和杀鼠剂法》等为主的化学品法律体系，在预防原则下对化学品实施严格的监测、鉴别、申报和重点控制等。尤其是2010年美国国会相继引入《2010年安全化学品法》等6项化学品管理法规提案，要求对所有工业化学品需实施安全测试，由业界承担证明化学品安全性的法律责任[7]。欧盟于2006年制定了化学品管理新立法《化学品注册、评估、授权与限制条例》（简称REACH法规），REACH法规统一管理欧盟化学品的注册、评估、授权和许可，对化学品的生产、贸易和使用等各环节严格规范，致力于“保护人类健康和环境、保持和加强欧盟化学工业的竞争性、预防内部市场的分裂、增加透明度、与国际接轨、提倡非动物实验、符合欧盟在WTO项下的国际义务”[8]。此外，日本1973年《化学物质审查及制造控制法》、挪威1976年《化学制品控制法》、法国1977年《化学物质控制法》、丹麦1979年《化学物质及制品法》、瑞典1985年《化学品管理法》等都实现了对化学品物质的统一严格监管，有利于各自应对气候变化。
三、我国化学品污染防治立法性质界定及理念更新
（一）化学品污染防治立法减缓性与适应性属性分析
1992年《联合国气候变化框架公约》提出通过减缓与适应措施来应对气候变化，但长久以来国际社会一直将减缓措施作为应对气候变化的主要手段，对以适应性措施应对气候变化重视不足。直到2010年坎昆气候变化大会通过的有关特设工作组决议上，才将适应和减缓同处于优先解决地位[9]。在应对气候变化上，我国化学品污染防治立法兼具减缓性与适应性。
“所谓减缓性立法，就是通过适当的法律调整，有效控制人类的温室气体排放，使得全球气候变暖的速度变慢、程度减轻”[10]。目前，应对气候变化的减缓性立法主要涉及节能减排、产业结构调整、可再生能源利用、发展循环经济及环境污染防治等领域。化学品污染除直接排放温室气体外，更重要的是对影响气候变化的二次性污染物起到催化作用。化学品污染防治立法具有有效控制温室气体排放、减缓气候变化的重要作用，其范围涉及化学品节能减排、化学工业结构调整、绿色化学品使用、循环利用化学品等领域。
适应原是生态学概念，用以表述生物与外部环境的关系，生态适应是“生命系统改变其自身的结构与过程以便与其生存环境相协调的过程， 是生物处于特定环境条件（特别是极端环境）之下时发生的结构、过程和功能的改变，这种改变有利于生物在新的环境下生存和发展”[11]。在气候变化问题上，适应是人类面临气候变化胁迫而为的主动性、预期，是自然或者人类系统为回应现实的或者预期的气候变化或其影响而做出的以减轻损害或者利用有利机会的调整[12]，其 “目的包括降低气候变化带来的不利影响和利用气候变化带来的有利影响两个方面”[13]。因此，气候变化的适应性立法是指人类在应对气候变化上采取的减轻不利影响和利用有利方面的法律性手段的总和，其主要涉及自然资源管理、各产业调整、防灾减灾、社会保障等领域。目前，人类的衣食住行和社会发展都与化学品息息相关，绝对性的禁止使用化学品已不可能。在化学品污染上，人类除了利用减缓性措施外，还需要加强适应性的措施，建立和完善化学品污染的灾害预防与应对机制，减轻损害。同时，根据气候变化对产业及资源的影响，及时调整化学品的发展战略，以有效适应气候变化。
（二）全面确立生态整体主义理念
生态整体主义（ecological holism）又称生态主义，源于生态科学，其在总体上主张人类只是生态整体或是宇宙整体的一部分，人类不能为了自己的利益而牺牲生态其他组成部分的利益[14]。它是人类面对环境危机的加剧，在反思前进的道路、重新认识人类与自然的关系以探寻环境危机的根源后提出的。人类发现作为社会上层建筑并调整社会关系的法律深受理性主义、自由主义思潮的影响，确立了以维护人类利益为中心的法哲学基础和立法目的。法律仅将自然视为法律关系的客体，对人类征服、改造自然的成果整体上进行确认保护，而极少在法律上提及其在处理人类与自然的关系上有什么应然价值。为应对环境危机，人类制定了大量的环境资源法规，这对于缓解环境危机起到了重要作用，但“头疼医头、脚痛医脚”的应对式立法始终没有突破人类中心主义的禁锢，无法根治环境危机。针对人类中心主义导致的人类利益泛化，人类不断进行反思修正，逐渐重视自然和动物的权利、主张动物解放、尊重生物本身，尤其以重视生态整体的生态主义影响最为深远，并将生态主义视为超越旧的社会民主主义和新自由主义的环境保护“第三条道路”[15]。
源于生态科学的生态整体主义要求生态系统中所有构成要素必须维护生态系统本身的相对稳定，坚持整体主义思想，实现生态系统本身的可持续发展[16]。随着生态科学的发展，人类认识到地球整体是一个巨大的生态系统，地球上包括人类在内的生命系统与其他各种物质因素构成的生态系统在一定时空范围内，通过能量流动、物质循环及信息交流，相互联系、相互作用，共同组成有序且相对稳定的具有特定结构和功能的有机整体。生态系统总是保持着相对稳定和平衡的状态，若其中任何一种要素发生变化，都会引起其他一种或数种生态要素的变化。生态系统对自然或人为原因导致的环境变化有一定的自我调节能力，如生态系统对化学品污染物有一定的自净能力，但如果人为排放的化学品污染物超越了生态系统的自净能力，就会使生态系统的能量流动和物质循环过程中断或受损，导致环境恶化，从而不利于生态系统特别是生命系统的正常运转。因而，在应对气候变化背景下，我国化学品污染防治应该贯彻生态整体主义理念，完善化学品污染防治立法目的，将应对气候变化等生态安全放在更重要的地位上。
在应对气候变化背景下化学品污染防治立法坚持生态整体主义理念是由化学品污染的特点决定的。化学品污染物通过环境介质迁徙转化，对环境的危害具有广泛性、持久性、不确定性等特点。化学品污染物可以通过挥发、扩散、混合、沉降、凝聚、吸附、溶解、沉淀、水解、配位、氧化、还原、光化学反应以及生物吸收、累积、代谢和降解等作用，实现其在环境中的迁移和转化……，其可以在单一环境要素圈中迁移转化，也可以超越圈层界线实现多介质迁移转化。化学品污染物在迁移转化过程中，对环境的危害影响广泛，局部的某化学品挥发可能会影响全球的生态环境变化。由于化学品污染物不易降解，其通过吸收、累积、代谢等在环境中存留时间较长，另外，化学品污染物在不同的环境介质中还会通过生物化学反应发生第二次污染现象，又会加剧化学品污染损害程度。另外，化学品污染物对环境还产生跨区域、跨时间、跨代的污染危害，而且这种危害还具有强烈的不确定性。因此，要想成功应对气候变化，必然要坚持生态主义理念，在根源上对化学品污染进行整体性立法规制。
坚持生态整体主义理念也与化学品污染之间的相互影响有关。气候变化、臭氧层空洞、酸雨、土壤退化及人类疾病等都与化学品污染物有关，其中气候变化对环境、人类的影响是全方位、多层次的，有利与不利影响并存，但它的不利影响更受关注。气候变化的不利影响是“指气候变化所造成的自然环境或生物区系的变化，这些变化对自然和管理下的生态系统的组成、复原力或生产力、或对社会经济系统的运作、或对人类的健康和福利产生重大的有害影响”[17]。影响气候变化的因子除气候系统中固有的自然振荡外，还有外力驱动作用、温室效应、阳伞效应等方面{1}，其中温室效应导致的全球气候变暖是人类目前面临的最紧迫的问题，关乎到人类的未来。而导致全球气候变暖的主要原因是二氧化碳在空气中浓度的增加，二氧化碳浓度的增加除人类生产生活燃烧外，与碳酸、发酵物质等化学品使用也密切相关。臭氧层变薄甚至空洞导致具有强大杀伤力的短波段紫外线不能正常地被臭氧层吸收而直接到达地面，影响陆地植物生态系统的组成和恢复能力，影响植物的光合作用，进而影响植物对二氧化碳的吸收，加剧全球温室效应。酸雨现象除了导致植物落叶影响其光合作用外，还使土壤、水质酸化，影响到各种生物的生长及生物间的碳循环，进一步加剧全球温室效应。
四、完善我国化学品污染防治立法应对气候变化建议
化学品污染防治与应对气候变化有密切联系，我国不仅需要加快应对气候变化的立法进程，尤其是要通过完善化学品污染防治立法来应对气候变化。
（一）优化立法模式与更新立法目的
生态系统的整体性、化学品污染的复杂性使得我国化学品污染防治立法模式亟需优化。我国单一片面的碎片式立法模式割裂了生态系统的整体性特征，与生态整体主义理念相悖，无法满足应对气候变化的需要。因此，我国需在生态整体主义理念指导下进行全面、系统的化学品综合性立法，对所有化学品确立基础性的有利生态安全、人体健康的管制标准，就化学品管理进行全程立法。在此基础上，再根据化学品的危险等级对危险化学品、有害化学品、持久有机污染物等特殊化学品规定相应的行为规范，对影响气候变化的特殊化学品规定更为严格的行为标准。
立法目的是立法理念的直接体现，“中国的环境立法所面临的问题是应当从目的理念上树立生态利益优先的现代环境伦理思想”[18]。生态整体主义立法理念的直接体现首先是生态安全，因而我国化学品污染防治立法需确立实现生态安全的立法目的。气候安全是生态安全的一部分，也是化学品污染防治立法力图实现的目标。同时，由于化学品污染对人体健康的损害非常严重，我国化学品污染防治立法还需强调保障人体健康的重要性。在实现生态安全、保障人体健康的基础上，明确对化学品污染的系统防治，实现经济社会的可持续发展。
（二）完善化学品污染防治立法原则
在应对气候变化上，化学品污染防治立法需着重强调预防原则和全面管理原则。首先，气候变化和化学品污染两者都有不确定性的特点，再加上科学技术的有限性，使得“预防原则是化学品污染防治的首要原则”[19]。这里的预防原则指对人类生产、运输、仓储、销售及使用化学品等行为所产生的科学确定性或不确定性气候变化等生态环境质量下降、环境破坏等负影响，进行事前预测、分析并采取相应防范措施，以避免或减缓可能的环境损害。该原则预防的对象既包括潜在的气候变化带来的环境风险，也包括现实的气候变化带来的环境损害。其次，全面管理原则是生态整体主义思想的体现，包含“‘从摇篮到墓地’的系统化管理思想；统一监督管理，协调控制的管理原则”[20]。该原则包括全程管理和统一管理两个方面。在全程管理上，化学品污染防治立法需对化学品从原材料供应、生产、运输、存储、销售、使用到废弃物处理进行全程管理。在统一管理上，化学品污染防治立法需先对所有化学品制定统一规范，再对重点化学品进行分类监管，并统一化学品监管、改革管理机构。
（三）完善化学品污染防治法律制度
已有的化学品管理立法对化学品行政许可、监督检查、事故应急处理、限期治理及公众参与等制度进行了比较详尽的规定，这些制度对减缓和适应气候变化有重要作用，但目前我国化学品污染防治立法还亟需完善具有减缓性或适应的下列法律制度。
一是完善化学品计划与规划制度，调整化学品产业结构。这里的化学品计划与规划制度指涉及化学品的政策、国民经济和社会发展计划、专项规划及各项计划等。完善化学品计划与规划制度是预防原则和全面管理原则的体现。目前，我国化学品产业结构不合理，重复建设严重，绿色环保化学品缺乏。我国急需完善化学品计划与规划制度，调整化学品产业结构，支持绿色环保化学品优先发展，尤其注意化学品产业计划、规划与经济、社会、人口、资源和应对气候变化等的协调。
二是完善化学品毒性鉴定和标准制度，保障生态安全、人身健康。目前，我国亟需统一化学品毒性鉴定管理，规范化学品毒性鉴定机构和程序，以环境危险性为标准，对可能影响气候变化的化学品及早鉴定，纳入化学品标准制度管理。这里的化学品标准制度是指按照法律程序制定的有关环境质量以及化学品污染物排放、监测等事项的各种技术指标与规范的总称，其是预防原则的体现，有助于从严格化学品标准的角度减缓气候变化。目前，我国有关化学品的标准需要从保障生态安全、人身健康出发，以“最佳适用技术”不断提高环境质量标准，扩大化学品污染物排放标准的限制范围，实现环境标准之间的协调，提升标准的公信力。
三是完善化学品登记制度，建立化学品信息系统数据库。登记制度是化学品管理的核心和主要手段，有助于对化学品进行危险评估和分类，进而制定预防和防护措施。我国亟需建立功能全面、数据准确的化学品信息系统数据库和监管数据库，实现对化学品的动态监管、突发事故应急处理和电子政务管理。我国还需加强信息系统的建用结合，推进信息系统的完善与应用，并对民众公开，实现登记与监管的良性互动。
四是完善化学品环境影响评价制度，对涉及化学品的评价对象增加气候变化的评价内容。这里的化学品环境影响评价是对涉及化学品的规划和建设项目实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估，提出预防和减轻负环境影响的对策和措施，进行跟踪监测的方法和制度[21]。其是预防原则的体现，对于减缓和适应气候变化有重要作用。目前，我国化学品环境影响评价需扩大评价范围，增加对气候变化影响的评价内容，尤其在化学品专利授予上增加环境影响的评价。
气候变化是世界性热点问题之一，完善化学品污染防治立法是应对气候变化的重要路径。将来的化学品污染防治立法需在生态整体主义理念指导下进行全面、系统的综合性立法。通过加强立法，我国可以有效应对气候变化与防治化学品污染，保障生态安全、人体健康，实现经济、社会的可持续发展。
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化学物质及其变化范文6
【关键词】含硫化合物 规律 说课反思
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）06-0108-02
一、教学思考
1.教材分析
“硫和含硫化合物的相互转化”是苏教版高中必修《化学1》专题4硫、氮和可持续发展第一单元内容。从内容编排上，在“二氧化硫的性质和应用”和“硫酸的制备和性质”之后，是对硫及其常见化合物的性质进行整理和归纳。初步形成硫和含硫化合物之间相互转化的知识网络，探寻含硫物质相互转化的规律，体现了非金属及其化合物的学习方法，同时与专题2专题3中金属元素知识部分的对比，更是在知识面和思维品质上的提升。同时也能帮助本专题第二单元氮氧化物的产生及转化的学习。
2. 学情分析
学生已经学习了元素化合物知识金属，知道了元素化合物整理归纳的一些方法，学习了二氧化硫和硫酸的相关性质，要从化合价变化角度出发，从氧化还原角度入手，将不同物质类别间通过知识网络图联系起来。
3.教学目标
知识与技能
（1）巩固含硫化合物中如二氧化硫、硫酸等物质的性质；
（2）了解各种价态硫的物质之间的转化以及它们的氧化性、还原性；
过程与方法
通过实践练习、交流与讨论，并运用归纳、概括方法来形成硫及其化合物的知识网络；
情感态度与价值观
通过归纳、概括等方法对所学知识进行梳理形成知识体系，养成良好的学习习惯，领悟物质。
4.教学重点、难点
教学重点：
通过硫及其化合物的相互转化关系的整理归纳以及知识网络的构建，加深对物质性质的认识理解，掌握整理方法。
教学难点：
从氧化还原反应的角度分析不同价态含硫物质之间的转化。
5. 教材、教法分析
这节课主要基于对二氧化硫和硫酸性质的了解，展开对硫和含硫化合物相互转化的学习。本节课通过情景和问题的设计，呈现学生原有的凌乱的知识，以问题驱动学生学习，以学生参与为主体，激发兴趣、诱导思维，使学生沿着由易到难、由表及里的认识规律来思考、推理、判断和概括总结，引导学生主动建构知识，形成知识网络。
二、教学过程
本课试图由“认识含硫物质转化规律构建知识网络联系实际”，由浅入深地引导学生从元素观、转化观的角度认识和把握硫及其化合物转化的知识。
环节一、创设情境、导入新课---认识含硫物质
图片展示自然界中几种重要的含硫矿石：黄铁矿，石膏矿，重晶石，硫黄，芒硝等，再结合已经学习过的含硫物质。得到一组混乱的含硫物质图。
环节二、寻找规律、物质分类---转化规律
结合自己所学知识画出这些物质的转化关系图，并说明画图的依据。
1.利用物质类别进行分类梳理。硫化物：硫化氢、二硫化亚铁、硫化汞；单质：硫；氧化物：二氧化硫、三氧化硫；酸：硫酸、亚硫酸；亚硫酸盐：亚硫酸钠；硫酸盐：硫酸钠、硫酸钡。
2.利用硫的化合价分类梳理。-2价：硫化氢、硫化汞；0价：硫单质；+4价：二氧化硫、亚硫酸、亚硫酸钠；+6价：三氧化硫、硫酸、硫酸钠、硫酸钡。
分类方法是我们认识事物的一种重要手段，分类研究是一种科学的思想方法，分类依据不同，分类的结果不同。对物质进行分类研究，目的在于探寻物质转化所遵循的规律。
环节三、交流讨论、构建网络---转化规律
横向相同价态含硫物质间的转化遵循酸碱反应规律。纵向不同价态含硫物质间的转化遵循氧化还原反应规律。 用箭头将按化合价分类的物质间联系起来，包括相同价态和不同价态的含硫物质间的转化，并写出相应的化学方程式。
环节四、利用网络、联系实际
通过学习，认识了含硫化合物之间的相互转化关系，及其存在的规律。我们社会生活中科学家也是应用规律服务于生活。如工业中硫酸的制备、酸雨的形成与防治、实验室中二氧化硫的制备、用硫黄去除温度计破损洒落的汞等等。
三、 说课反思
本节课由自然界中存在的硫及其化合物出发，导入新课，引用的图片能引起学生兴趣并且与本节课相关，同时联系了生活实际。本节课的思路，充分利用教材设计的“交流与讨论”的两个问题及“整理与归纳”中的两个问题。将学生眼中混乱的含硫物质，以化合价变化及物质类别为坐标轴构建含硫物质的知识网络图。其中结合了化合价变化---氧化还原规律，化合价不变---酸碱反应规律来实现。并将含硫物质的转化关系及规律应用于社会生活问题的解决，复习巩固了二氧化硫和硫酸的性质，及酸雨形成与防治，硫酸的制备等问题。较好的完成了本节课的教学目标，突破了重难点。
参考文献：
