时间:2022-04-12 07:13:08
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前言
“行动导学”是一种知识体系构建后所形成的教育方式,旨在依靠教师丰富的经验,通过对海量书籍的总结,形成效果最直接、表达最直白的教学方案,从而帮助学生进行学习。现代教育者们认为,学生学习应当从教师的影响下脱离而出,从灌输式教学从而转向知识体系构建教学,从主动变为互助,使学生从被动的地位当中解放出来,如此才能够完成教学体系重构所带来的意义。化学教学是一个有趣的学科,不仅能通过知识使学生贴近自然、贴近生命。同时还能够通过一系列的学习以及实验了解化学元素的构成及相互关系,课堂上不仅需要教师的谆谆教导,还需要学生与教师之间积极互动,因此学案导学的应用在整个化学教学的过程中都是非常有用的。
一、学案导学教学模式实验研究
(一)实验的设计。分组实验法:选取上一季度考试成绩较为相近的两个化学选修课班级作为实验对象,对着两个班级的学生进行化学考试评估,再次确定其化学综合考试成绩是否相近,当成绩相近时,即应用学案导学教育方式以及常规教学两种方式对两个班级进行分批实验,记录实验过程当中两个班级学生的不同上课状态和反映情况,最终进行考核分辨两个班级的考核结果,以及学习过程当中所带来的正面与负面效应。
(二)实施的过程。首先,学案的设计,学案编写是一项工作量极大的过程,教师可以按照上文当中所述的诸多理论方式归纳设计的梗概,然后针对具体的教学目标设定具体的任务,而在设定任务的过程当中应当对实验学生进行调查,了解他们的兴趣爱好,从而将学案设计融入其中,完成与学生的初步共识。
(三)学案导学教学过程。确定学习目标是r值观、情感态度、知识和能力三个维度所形成的具体方向,在学案编写过程当中,应当遵循这三个方向,以此为总体内涵,进行框架式分析;结合问题联系实际,是;进行课前预习,重要内涵通过课前预习不仅能够使学生对将要进行的课程有一个大概的了解,还能够通过探讨与挖掘对课程进行过程当中的任务方向,这样有助于学生在上课时的积极思考,也有助于教师引导过程的顺畅。一般难度较小的问题可以让学生自主讨论,止痒不仅加深了概念的记忆深度,同时加强了学生处理问题时的积极方法,难度较大的由教师引导,再结合同学本身思维方向扩展,使学生能够充分了解问题的知识点,并结合自身的不足加以改正。课堂导学的重要之处在于通过学生的自主学习,以及与教师之间的互动,能够加强嘘声对知识认知的深度,增强记忆力的同时能够活跃课堂气氛,减少笔记时间。进行课堂小结:主要是归纳,对课堂是顺利解决的问题进行归纳,总结经验。对没有顺利解决的问题提出思考方向,帮助学生总结原因,让学生自主解决。如问题都得到了解决,就可以对总体的任务目标进行总结,将再次缕清人物目标的重点方向。最后进行巩固练习和课后作业:这一点属于课外练习了,在布置作业时,针对课堂上没有顺利解决的问题进行重点布置,并挑选重点、难点,以题型模式为主要方向,避免题海战术,将学生完全的引入到问题的重点当中,鼓励学生课后/讨论,在批改作业后,在此针对学生作业中常出现的问题进行纠正。
二、以高中化学为案例进行导学教学
“学案导学”模式较适应用于新课教学和复习课,学案的设计因课型和教学需要的不同而不同,但基本思路是相同的,下面为最常用的新课和复习课的案例:新课案例以人民教育出版社的高中生化学必修模块中的《离子方程式》,介绍“学案导学”模式的教学实施过程:
(一)高中化学教案知识目标。1、理解离子方程式的意义2、正确、熟练书写离子方程式3、掌握离子方程式的正误判断。
(二)能力目标。1、培养学生归纳知识的能力2、培养学生从本质分析事物的能力
(三)教学事件和程序、刺激方式、课堂活动导入
提问,什么叫离子方程式?回答:用实际参加的离子的符号来表示离子反应的式子1、离子方程式的意义、投影、将下列方程式改写成离子方程式(略)2、提醒学生注意所写出的离子方程式之间的关系。 改写成离子方程式。3、归纳离子方程式的意义:揭示了有离子参加的反应的实质,表示同一种类型的反应。4、投影、归纳几种常见的方程式。5、一般的化学方程式、热化学方程式电离方程式、离子方程式区分几种不同方程式之间的异同点练习写出符合Ba2++SO42-=BaSO4的一些化学方程式书写相关的化学方程式,体会离子方程式的意义。
(四)离子方程式的正确书写、投影、实例分析书写步骤和方法、归纳书写的步骤和方法。写、拆、删、查强调书写离子方程式的关键:改归纳哪些物质可以改写成离子形式。
(五)离子方程式书写正误的判断归纳几种判断的依据。1、书写是否规范(条件,气体、沉淀符号)2、书写是否符合实际的电离情况3、是否遵循电荷、原子守恒4、是否遵循客观事实5、是否遵循物质配比关系
(六)结合实例分析师生共同分析一些错误的方程式。课堂小结小结本堂课主要内容形成知识体系课堂练习 (附课堂讲义) 练习,巩固本堂课内容。
[关键词]
三线合一;离子反应;教学设计
一、“三线合一”内涵及其教学设计的价值
匈牙利的哲学家贝拉・弗格拉希曾经说过:“科学的一方面是方法,另一方面是理论;它是二者的统一,而不是同一”。知识、思想、方法是学科的核心要素,化学学科有自身独特的知识、思想和方法。“三线合一”概括讲,是知识线索、思想线索和方法线索的统一。其中知识是指反映客观事物的属性与联系,就化学学科而言涵盖了化学用语、元素化合物知识、化学概念、化学原理等知识。思想是指对事物本质的、抽象的一种具体的认识概括,化学学科思想则是对化学学科本质、规律以及价值的一种理性认识,从化学事实性知识中提炼出的化学观点,同时“它是多角度、多层次,且与化学知识、化学发展以及化学与技术、社会的关系密切相关”[1]。方法是达到某种目的而采取的途径、手段和操作的总和,在解决化学学科问题过程中形成和运用的规则、方式和手段等。线索则是指存在的逻辑顺序。在化学学科教学中,“三线合一”视角下的教学设计是指在知识线索、思想线索和方法线索统一的视角下,从知识线索的逻辑上去融合学科内容的思想线索以及方法线索进行编制教学预案的过程。“三线合一”视角下的教学设计更有利于揭示知识之间的联系以及价值,引导学生积极思考和进行探究,促进学生的理解能力和思维能力达到更高层次的抽象和概括水平,促进从学科的角度去解决实际应用问题的思想形成。
二、离子反应教材内容及学情分析
本文以“离子反应及其发生条件”为例,从“三线合一”视角下设计教学。“离子反应及其发生条件”选取自人教版高中化学必修一第二章第二节:离子反应,第二课时内容[2]。本节内容主要介绍了电解质在水溶液中的反应,既是对前一课时电解质在水溶液中存在形式的深入,又与选修4《化学反应原理》中的弱电解质在水溶液中的电离平衡是秉承一脉的,这样的内容安排符合学生认知顺序。学生在学习本课前,已经能够区分电解质与非电解质,同时知道电解质在水溶液中能离解成离子,掌握了四大基本反应类型,并且积累了一些化学反应方程式,这些前认知为本课的开展奠定了知识基础。由于离子间的反应涉及到微观过程,学习起来学生容易产生一定的认知障碍,于是将本课的教学难点突破放在了离子反应概念的建立上,根据课程标准对本节内容的要求、知识的难易程度和学生的基础,将教学重点确立为:认识复分解型离子反应发生条件。
三、离子反应教学过程设计
“离子反应及其发生条件”是一节化学概念教学课,“概念是人们对事物本质属性的认识,是逻辑思维最基本的单元”[3]。在学习化学概念时,不仅仅是对具体概念的理解、辨析和学习,更重要的是要建立起对化学概念的深入理解,并将概念当作认识问题和应用的工具。本课以饮用的电解质饮料为题材,接着以“硫酸与氢氧化钡溶液混合”过程中离子浓度变化情况设计探究实验建立离子反应的概念,在区分离子反应和非离子反应时,从实际例子分析归纳出复分解型离子反应的发生条件,再由教材出发引导离子方程式的书写,最后用所学的离子反应知识解决实际的问题这一层层深入的顺序作为知识线索。同时在知识逻辑线索基础中,将学生对混合溶液中离子浓度变化情况的深层次思想线索中的微粒观的形成与设计实验、分析、归纳等方法线索进行有效整合,学生得以对离子反应的认识有“从理论抽象到思维具体”飞跃。
【教学过程】
[板书]离子反应及其发生的条件
[导入新课]
[师]同学们,上课前,老师先问大家一个生活问题,剧烈运动之后,大家喝水吗?
[生]喝。
[师]其实喝水的同时我们还应该适当的补充电解质,这是某市售电解质饮料的离子含量表。
[投影]
[师]补充的电解质到哪儿去了呢?其实呀,他参与到人生命活动中的各种化学反应中去了。
【设计意图】“三线合一”视角下“导入新课”的设计思路:调动学生已有知识,展示生活中运动后补充电解质的做法和市售的电解质饮料,提问补充的电解质都去了哪儿,引起学生探究兴趣,并做出回答:其实它参与到人体生命活动的各种化学反应中;在第一课时学习了电解质的概念,在此引入电解质饮料题材既是对电解质内容进行回顾,引出饮料中含有各种离子的化学学科知识,又将思维转入微观领域,融合了意在激发学生探究水溶液中离子的反应的学习兴趣的方法,将观察到的事实通过思维活动给以概念化的处理。
[举例]下面我们以硫酸、氢氧化钡为例研究它们在水溶液中的反应。
[引导]硫酸、氢氧化钡溶于水分别以怎样的形式存在?
[生]Ba2+、SO42-、H+和OH-
[师]如果将这4种离子混合会有什么现象?哪些成分会发生怎样的变化?让学生设计实验验证自己的猜想?如何验证Ba2+和SO42-结合成BaSO4?如何验证溶液中离子浓度减小?
[生设计方案]这时学生可能会设计出各种实验方案,比如:混合观察是否有白色沉淀生成,加无水硫酸铜检验是否变蓝,加酚酞、石蕊试液检验酸碱性变化,测量混合过程导电性的变化等等。
[师]抓住动态生成的资源,带领学生对各种方案进行评价并修正,最后得出一个完善的实验方案。
[师]同学们,大家猜一猜Ba(OH)2溶液中滴加稀H2SO4溶液离子浓度会发生怎样的变化呢?
[生]学生一般只能才想到离子浓度减小。
[师]下面选用电导率传感器来研究这两种电解质溶液混合过程中发生的反应。电导率的变化可以表征离子浓度的变化情况。(电导率越大,离子浓度越大)
[实验操作]向稀Ba(OH)2溶液中滴加几滴酚酞试液,插入电导率传感器(用于测量稀溶液的导电情况,间接表征离子浓度,电导率越大,离子浓度越大),然后向溶液中滴加稀H2SO4溶液,观察溶液中发生的现象和离子的浓度变化。(为保证充分反应,用磁力搅拌器不断搅拌混合溶液)
[实验图形]
[生,心理过程]进行实验时当学生发现曲线走势和他们预测一致时便自然消除怀疑态度,转变学生的迷思概念,当曲线又开始上升时,产生强烈的认知冲突。
[师]随着硫酸的逐渐加入,离子浓度发生了怎样的变化,为什么?
[生]溶液中的离子浓度减小,因为Ba2+和SO42-结合成BaSO4,H+和OH-结合成H2O。
[师]最低点代表了什么意义?
[生]离子浓度为最小,恰好完全反应。
[师]离子浓度为什么和大家的预测不一样,又开始增大了呢?
[生]硫酸的继续加入又使溶液中的离子浓度增加。
【设计意图】“三线合一”视角下“探索新知―离子反应概念建立(1)”的设计思路:以H2SO4和Ba(OH)2溶液反应为例,引起学生对该反应实验现象、化学反应方程式的回顾,并思考该反应离子浓度如何变化并设计实验方案证明,学生的答案大多是通过导电性实验来判断离子浓度变化。溶液中的具体离子虽然我们看不见,但上节课中学生见过通过导电性实验来获知溶液中有无自由移动的离子,因此重现导电性实验。选用电导率传感器来做,更能体现出滴加稀硫酸时溶液导电能力的动态变化过程。将混合溶液中离子间的反应与微粒观的思维及导电性实验相融合,进而同化理解新概念。这样,能更好地完成课标指出的“通过实验事实认识离子反应及其发生条件”[4]的要求。
[师]非常好,如果把向Ba(OH)2溶液中滴加的不是稀H2SO4溶液,而是稀Na2SO4溶液呢?会有什么现象?离子浓度会发生怎样的变化?
[生]猜想和预测
[实验操作]向稀Ba(OH)2溶液中滴加几滴酚酞试液,插入电导率传感器,然后向溶液中滴加稀Na2SO4溶液,观察溶液中发生的现象和离子的浓度变化。
[实验图形]
[师]曲线有什么区别?
[生]发现离子浓度并未降到几乎为零。
[师]溶液中哪些离子还大量存在?
[生]Na+和OH-。
[师]什么实验现象可以说明OH-仍大量存在?
[生]学生观察到溶液未像前一实验那样褪色,这说明该反应有些离子并没参与反应
[师]通过实验,我们发现Ba(OH)2与H2SO4和Na2SO4的反应,的的确确是离子间的反应。
[师]像这样有离子参加的反应就称为离子反应。我们可以根据有无离子参加将化学反应分为离子反应和非离子反应,于是便增加了一种对化学反应的分类方法。
[师]在这些反应中某些离子浓度都怎样变化?
[生]减小
[师]对,某些反应物离子浓度减小,这就是离子反应的本质。
[板书]二、离子反应及其发生条件
1.离子反应:有离子参加的反应
化学反应[非离子反应离子反应]
本质:某些反应物离子浓度减小
【设计意图】“三线合一”视角下“探索新知―离子反应概念建立(2)”设计思路:为了突破学生理解的复分解反应中所有离子都参与了反应这种思维的局限性,接下来仍用电导率传感器探究Na2SO4和Ba(OH)2混合过程中离子浓度如何变化。通过引导学生对这两组反应中电导率曲线进行比较,看出:稀硫酸和氢氧化钡完全反应时电导率几乎为零,硫酸钠与氢氧化钡完全反应时电导率数值较大。从而可知,稀硫酸和氢氧化钡的反应中所有离子都参加了反应,而硫酸钠与氢氧化钡的反应中只有Ba2+和 SO42-反应了,钠离子和氢氧根离子仍大量存在,至此,学生已初步建构起“微粒观”,认识到溶液中的复分解型离子反应的实质――某些反应物离子浓度改变。逐步地深化概念,能准确对概念下定义,引领学生主动地去思考,形成知识的理解、具体观念的建构,形成“将观察到的事实通过思维活动给以概念化的处理习惯”[5]。
[投影]练习1、将下面的六个反应进行分类,哪些是离子反应,哪些是非离子反应。
① 2H2 + O2 = 2H2O
② CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4
③ NaOH + HCl = NaCl + H2O
④ 2Cu + O2 [] 2CuO
⑤ Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O
⑥ Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
[生]②③⑤⑥为离子反应,①④是非离子反应。
[师]很好,下面我们以②③⑤作为研究对象,他们有什么共同特点?
[生]都是复分解反应
[师]对,下面同学们分组进行下列实验,第1组完成实验1,第2组完成实验2,第3组完成实验3。
[实验,投影]
[师]仔细观察表格中复分解反应的例子,试着根据生成物的特征,归纳复分解型离子反应发生的条件。
[生]生成沉淀,生成了水,放出气体
[师]归纳得很好,复分解型离子反应发生的条件就是:生成沉淀,生成气体,生成水(满足一个即可)。
[板书]2、复分解型离子反应发生条件:生成沉淀,生成气体,生成水
【设计意图】“三线合一”视角下“探索新知―离子反应概念应用”的设计思路:通过练习题巩固新知,强化理解,本着“充分利用教材,回归教材”的理念,接下来将②③⑤复分解反应(也是教材中的实验)作为研究对象,学生进行分组实验,教师指导规范实验操作,这些实验都很容易,意在激活学生对实验现象和化学方程式的前认知,归纳复分解型离子反应发生的条件。
[师]在实验1中,CuSO4 与 2NaOH 反应生成 Cu(OH)2 和Na2SO4,而实质上却是Cu2+与OH- 反应生成Cu(OH)2 ,同时进行副板书,哪个式子更能反映出这个反应的实质?
[生]Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2
[师]对,像这样用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子就称为离子方程式。
[板书]3、离子方程式:用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子。
[师]如何正确书写离子方程式?练习2、请同学们以CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2+Na2SO4为例来进行练习。
[生]
[师]我们一起来总结一下书写步骤:
①写出正确的化学方程式
②将易溶、易电离的物质(强酸、强碱、可溶性盐)拆写成离子形式,难溶物质、气体、水等仍用化学式表示;
③删去两边相同的离子
④检查反应前后电荷是否守恒,质量是否守恒。
[投影]练习3、下列溶液间能否发生离子反应,能发生的写出离子方程式。
①氯化钠与硝酸银
②氯化钠与氢氧化钾
③石灰石与稀盐酸
④KOH溶液和HNO3溶液
⑤NaOH溶液和H2SO4溶液
[生]学生在教师指导下完成练习
【设计意图】“三线合一”视角下“探索新知―离子反应的表达”的设计思路:学生思考回答Cu2+与OH-反应生成Cu(OH)2 沉淀,更能反映出CuSO4与NaOH反应的实质,从而引出离子方程式的含义,再尝试写出其离子方程式,然后大家共同总结出离子方程式的书写步骤,学生在老师的指导下完成对离子方程式的书写练习。
[拓展]长期食用菠菜豆腐汤易患结石
菠菜豆腐汤是传统家常菜,以其清淡爽口而受到人们喜爱。现代医学研究却表明,菠菜和豆腐不宜同时食用。菠菜营养丰富,但是菠菜里含较多的草酸(每100克菠菜中约含300毫克草酸)。然而豆腐里含有较多氯化镁、硫酸钙,两者同时食用进入人体内会生成不溶性的草酸钙,不但会造成钙质的流失,还可能慢慢沉积成结石。所以菠菜和豆腐最好不要同时食用。
【设计意图】拓展小结:为了体验化学在生活中的应用,引导学生运用离子反应的知识解释:长期食用菠菜豆腐汤增加患结石机率的原因。
[课后思考]H++OH-=H2O除了能表示习题中KOH与HNO3的反应,还能表示哪些反应呢?
【设计意图】课后思考:对概念的深入分析应用可采取提供各种变式反应,对于更多的书写方面应用,则需要在后续的学习中逐渐去渗透和强化,在书写的同时加深从微观离子角度去分析反应实质的能力。
附:【板书设计】
离子反应(第二课时)
二、离子反应及其发生条件
1.离子反应:有离子参加的反应
化学反应[非离子反应离子反应]
本质:某些反应物离子浓度减小
2.复分解型离子反应发生条件:生成沉淀,生成气体,生成水
3.离子方程式:用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子。
书写步骤:写、拆、删、查
[参 考 文 献]
[1]谢兆贵.学科思想方法与中学化学教学[M].江苏:江苏凤凰教育出版社,2015.
[2]宋心琦.普通高中课程标准实验教科书:化学1(必修)[M].北京:人民教育出版社,2007.
苏教版高中化学必修1创造性地在化学实验探究栏目之后设置了“交流与讨论”栏目,使学生拥有自己动手做化学实验和发现实验原理的渠道,更拥有了与老师和同学交流讨论自己想法的渠道。这一创新不仅有利于培养学生的实验技能,而且对培养学生观察、分析、提出和解决实际问题的能力有深刻意义,能够更好地揭示知识的整体框架和内在联系,使学生将所学掌握得更加系统、深化。通过活动探究和交流讨论,真正实现科学规律让学生自主发现、实验方法让学生自主寻找、解题思路让学生自主探究、疑难问题让学生自主解决。
一、“交流与讨论”栏目的特色展示
苏教版高中化学必修1中设置了四大专题,12个“活动与探究”栏目。以第一个专题为例,共有6个“交流与讨论”栏目。交流与讨论主要考察学生用简要的文字回答问题、方案设计、分类、对比、补充概念和举例子的化学能力;实验目标要求涉及到对学生诸如类比的化学思维、变量控制的实验方法、规范的实验操作等内容的训练和考察。
二、“交流与讨论”对教学的新挑战
1.新载体,新模型
苏教版高中化学必修1作为一种新的教学载体,对于学生的求知欲有很大的促进作用。它创新地提供了一种区别于传统的老师“填鸭式”教授知识的授课模型,这种模型不是将化学实验探究的结果直接和完全得呈现在教师和学生这两类读者面前。而是留有一定的发展和补充的空间,这体现了科学的开放性。因此,为了培养学生自主探究的能力,教师需要把握“交流与讨论”栏目这一新模型的产生的意义,重新进行启发性课堂教学设计,为同样面对新教材、新挑战的学生搭起既定的书本知识和无限的科学原理之间的良好桥梁。
“交流与讨论”栏目中一般涉及到一些与之前实验探究中不确定方面和待发展方面的表格、问答,让学生列举出更多的实际例子、比较给出的已有的相似的科学例子,还有充满挑战的方案设计问题,这些情境下教师可以让学生在课堂外培养查资料和探索生活实例的习惯,在课堂内产生与老师和同学积极交流的兴趣,拓展了学生的视野和表达能力,实际意义是十分深远的。
2.新目标,新要求
反思可知,“交流与讨论”栏目对教师提出了明确的新要求:第一,更新传统观念,即在使用教材的过程中,需要改变以前的教学中以讲授定理和演示实验方式为主的教学方式;第二,尽可能地创设趣味盎然的情景,让学生积极主动参与、亲身体验、独立思考、最后合作交流,把交流与讨论的主动权交给学生;第三,通过以上过程,培养学生获取和筛选信息的能力、在庞杂的信息中发现问题主动质疑的能力、在实践活动中掌握新知识的能力、与他人合作实验的能力、交流讨论不同想法的能力、归纳总结及反思学习的能力,这样就实现了把传统的教师单纯传授知识变成教师只是引导、学生自己通过“交流与讨论”充实和丰富加深对科学原理的理解。
三、实际教学实践中的案例分析
实际教学的矛盾主要体现在完成“交流与讨论”项目的教学时间与效率的矛盾。鉴于班级学生整体对知识的掌握层次和自主学习水平略有差异,相当一部分同学的基本实验技能和化学实验素养还有待提高。下面列举一些教材中的例子和其对应的实践。
交流与讨论案例1:
以第一个专题《化学家眼中的物质世界》中第一单元《丰富多彩的化学物质》为例,问题如下(表格略):
在初中化学阶段,我们已经学习了一些物质转化的知识。请举例说明表1-1中所列物质的转化反应,并将你知道的其他转化类型补充到表中。
显然这个问题可以说是苏教版高中化学1整个化学习的第一道“交流与讨论”题目。在教学实践中,首先,教师可以用PPT展示一些蕴含生活中的物质转化现象的图片,比如溶洞景观,氢气球升空,工厂生产中的机械设备等等;然后,提问学生:“溶洞的形态为什么如此多样,大自然是怎样创造这样神奇秀丽的景观的呢?”“气球中如果装的是其他气体,还可以飞得那么高吗?”“工厂炼铁的过程中发生了哪些物质变化?”经过初中的化学学习积累,学生们不难得到答案,讨论过后,告诉他们这些问题的准确答案;最后进行填表和补充,交流与讨论这一问题的解决就是不那么空洞无物了。这样的教学过程,不仅可以激起同学们接下来学习更高程度化学内容的兴趣,还可以让学生巩固单质、化合物、酸、碱、盐的知识进行全局性地回顾。可以说为学生承上启下,拓展和启蒙了更有深度的化学思维。
必要的基础练习训练,仍然是提高成绩和提高应试能力的有效渠道。在学习基础知识的同时,在分阶段进行知识整合的同时,要不断地进行涉及相关内容习题的训练,并不断地进行典型试题的;总和典型解题思路方法的总结。做会做熟教材上的练习,看懂教材及本资料上面的例题,完成本资料中的相关练习。一定要在老师的指导下,加强训练,提高训练效率。一方面没有一定量的习题训练量,就不会对概念或理论有深刻地理解,肯定做不到学以致用;另一方面,由于题型题目重复,会造成低效学习。
交流与讨论案例2:
在第二个专题《从海水中获得的化学物质》的《离子反应》一节中,“交流与讨论”在电解质溶液的导电性实验之后,问题如下:
酸、碱、盐等电解质在水溶液中能电离出自由移动的离子,它们在水溶液中的反应是否有离子参加呢?例如,碳酸钠溶液与澄清石灰水反应,有白色的碳酸钙沉淀生成,碳酸钠溶液与氯化钙溶液反应也有白色的碳酸钙沉淀生成,这两种反应的实质是否相同?
显然这个问题安排在课堂知识的学习之中,起到对学生掌握的知识既承上又启下的作用,因为学生已经掌握了电解质的电离过程和电离方程式的书写,根据强弱电解质的不同电离过程,写出方程式即可得到答案。
因此教师可以让学生先不要看书上的解答,提示同学们:“大家还记得碳酸钠与氯化钙属于哪种电解质吗?澄清石灰水中的物质又是怎样在水中发生电离的?大家自己写写电离过程,然后再分析答案。”
让学生结合自己列的电离方程式,得到“两种反应的实质都是电离出的离子在发生反应”,进一步掌握离子方程式的意义和书写。这样的方式不仅给了学生自主探究学习的机会,还培养了他们透过现象看本质的分析法,这些都是新课改要求学生掌握的能力。教师在实际教学中,还可以让学生以小组讨论的方式,提出不同的见解。让学生回顾自己所学知识,谈谈自己对现象和本质之间关系的体会。教师可以提示“不同的物质发生反应,在溶液中却生成了相同的沉淀,这说明了什么?对你们以后的学习有什么借鉴意义呢?”有的同学举手说到:“我认为溶液中的反应就是离子之间的碰撞与结合,无关离子是不参与这一过程的。可以由此写出反应的方程式。”有的学生提出,“以后分析问题时,我要增加逐层思考的分析法。因为老师先提示我们想想溶液里的现象,然后让我们不断回忆其中电离的原理。这样才可以全面地思考科学。”
最后教师要鼓励学生大胆地有根据地猜想,“还有哪些溶液发生反应会生成同样的白色沉淀?列举出五组并考虑,它们的方程式是唯一的吗?”最后让学生们肯定,离子方程式可以表示一类离子之间的化学反应。
物质分类的依据不同,其分类结果不同。对物质的分类有多种方法,如(1)依据物质在通常状态下的聚集状态进行分类,(2)依据物质的性质进行分类,(3)依据物质的应用进行分类等。本题中,第(1)组物质可根据物质在通常状态下的聚集状态分类,第(2))组物质可根据物质的性质分成金属和非金属两种类型,第(3)组物质可根据氧化物的组成分成金属氧化物和非金属氧化物。
交流与讨论案例3:
这一个例子在第二个专题《从海水中获得的化学物质》的《氯气的生产原理》一节,在学生进行了电解饱和食盐水制备氯气的实验之后提出,有两小问:
图2-3所示的氯气制备装置可分为几个部分?各部分所起的作用分别是什么?
显然这一问题来自于课堂内容实验之后的《化学史话》中的知识。第一个问题的提出目的是让同学们仔细地观测用浓盐酸和二氧化锰制氯气的装置的特点,然后思考各部分在氯气制备中的重要角色。教师要让学生通过对比认识到自己的预测是否与实验事实相符合。这是对学生在学习中及时反思的一种很好的提示。在教学中,教师可以让同学们举手示意,教师可以启发学生:“愿意的同学给我们谈谈自己的假设,其他同学来判断他的分类是不是能够与事实相契合吧。”这样也可以让假设与结果不符合的同学借鉴其方案。
第二问是关于装置和实验之间联系的问题。不仅要求学生分析还要总结自己的分类。教学中可以先举几个例子帮助学生从反应物、生成物、容器等各个方面思考装置中的组分:“大家首先回答老师,这个装置与刚才的电解装置有哪些不同?思考一下,再分别研究其作用。”最后给大家布置课后作业“搜索一下氯气的其他制法,总结其装置特点,最好画出装置图,将你掌握的进行比较。”留给学生拓展知识的空间,下节课之前可以安排五分钟进行展示讨论。
以上三个例子,都是以“交流与讨论”栏目在课本中不同的分布位置列举的。其中的实践只是个人的一点实际教学后的思考,还有许多需要改进和反复优化的地方。
四、“交流与讨论”实例的反思
1.如何才能将课堂“交流与讨论”控制在教学目标要求之内?
这个问题是“交流与讨论”栏目实践中的一个最大最现实的问题。也许教师的确让学生参与到了课堂之中,加入了对探究问题的讨论,学生都积极地甚至激烈地开始了讨论,课堂时间也随之流逝,有些问题已经超出要研究的范围,比如《物质的分散系》一节,学生提出“影响胶体净水能力的因素有哪些?只是离子浓度吗?”“除去杂质的溶液怎么能保证是完全的纯净呢,书上不是说难溶并非完全不溶吗?”“最小的物质被发现以后,会完全颠覆影响我们已有的化学知识和人类的世界观吗?新的科学原理是怎样的描述形式?”这些问题都是学生在不断的反思和讨论中产生的,学生提得都很好,教师应该思考如何回答才能不打击学生主动交流想法的积极性,又控制好教学内容。还应该及时地指导学生进行交流与讨论,有偏差时马上纠正和引领。
2.如何才能使学生真正不惧怕并爱上“交流与讨论”栏目?
大多数学生还是喜欢思考和善于提问的,但是可能由于“交流与讨论”栏目设置的问题并不是自己擅长或者感兴趣的方面,而栏目本身提问的固定性也对学生的思考质疑有一定的限制,比如《物质的分离和提纯》中的“交流与讨论”,需要学生设计自己除杂方案,教师要提示学生除杂中“不可增加新杂质”的原则,
这样对问题做了一定的有助于培养学生探究能力的补充。学生才可以发散思维,畅所欲言,有原则的“异想天开”,真正爱上“交流与讨论”栏目。
3.如何通过“交流与讨论”栏目提高学生探究学习的能力?
面对实施“交流与讨论”栏目的诸多困难和矛盾的问题,教师应该把困难作为今后努力的方向,把值得探讨的问题作为自我提升的契机。面对新课程对学生学习能力提出的更高要求,教师应该大力开展学生的实践活动,不仅让学生“在做中学,在学中做”,在体验中增长知识、培养能力。还要让学生在交流与讨论中学和做,才能提高学生探究学习的能力,适应未来发展的需要。
教师应该用实际教学方式的改变来反对“填鸭式教学”,做到:明确目的,合理选择,大胆取舍。为了落实新课程“利用教材教,而不是单纯教教材”的实施理念,教师要舍得花时间花心思去改进教学内容设计,对于交流与讨论”栏目中一些与课本和习题重复的实验内容提问,应该进行自己正确的判断和适当的删减,对一些安全条件允许的“交流与讨论”方案设计问题也可以改为教师引领下的探究实验,让学生自己动手实验后有亲身体会和发现,便于交流。最后,在进行教学时教师应该结合自己对教材和知识的理解,并根据学生学习时的具体困惑,经常地做一些深刻的反思,不断改进自己的教学方案,将“交流与讨论”栏目作为一扇窗,打开自己的教学之道。
化学教学过程中学生的探究学习能力不是一蹴而就的,教师应该帮助学生在学习中成长,逐层深入,不断提高。“交流与讨论”栏目的设置也是符合这一教学的科学规律的。同时,教师应该不断实践和反思,依具体情况设计教学内容和形式,让学生在交流讨论中体会到化学之魅力,科学探究之美。
[中图分类号]G633
[文献标识码]A
[文章编号]2095-3712(2013)05-0076-03
初中化学是化学的启蒙教学,高中化学是初中化学学习更高一层次的学习,高中化学无论是知识的难度,还是对学生学习能力的要求都有了质的飞跃,加上课本内容与考题之间存在的较大差异,导致许多学生刚跨入高中,就感到难以适应高中化学的学习。有些学生进入高中后感到学习化学十分困难,产生不少困惑,丧失了学习的信心,学习兴趣降低。如何使初中化学的启蒙教育向高中化学的基础教育平稳过渡是高一化学教学的重难点。中学化学教师对于初高中化学衔接问题也已探讨多年,现结合本校具体教学实践,就初高中化学的衔接谈几点应对策略。
一、明确初高中化学“三维”教学目标的差异
(一)知识与技能方面:初中对“认知目标”的要求为“知道认识理解”,而高中在“认知目标”的要求上增加了高层次的“应用”,即对学生能力的培养提出了更高的要求。
(二)过程与方法方面:初中要求较低,为“了解”“认识”“初步学会”等层次,而高中要求较高且更加具体化,如:“能发现和提出有探究价值的问题”,“能对自己的化学学习过程进行计划、反思、评价和调控”等,即对过程方法的体验提出了更高的标准。
(三)情感、态度与价值观方面:初中要求学生“在熟悉的生活情景中感受化学的重要性”,“逐步学会分析和解决生活环境中的一些简单问题”,而高中更强调通过实验探究,培养学生的实践能力和创新精神,并形成可持续发展的思想等,即对学生的个性发展和实践能力等综合素质的培养提出了更高的要求。
二、初高中化学衔接的障碍及其应对策略
(一)学习内容
衔接障碍:初高中课程内容的差异很容易造成学生对高中化学学习产生畏难心理。初中化学学习内容主要是启蒙性和常识性的基础化学,对思维能力要求低,而高中化学的知识容量与思维难度均高于初中。
应对策略:集中复习――集中复习初中化学内容,如常见元素化合价、物质的化学式、化学方程式等;专题复习――如化学计算中“有关溶解度的计算”和“差量法”在计算中的应用;穿插复习――以旧知识作铺垫去探索获取新知识。
(二)教学方法
衔接障碍:初高中化学教师的教学风格与教学方式不尽相同,高中教师若在抽象思维和逻辑思维的教学上把握不好,很容易导致学生对高中化学学习的不适应。
应对策略:教师要使学生的学习心理自“经验记忆型”的被动接受知识向“探索理解型”的主动学习知识转变。在教学方法上则应更多地采取启发探究式教学,启发、激励学生主动地进行学习,引导学生从本质上理解所学内容。
(三)学习方法
衔接障碍:不少高一学生停留在初中的学习方法上,主要是记忆、重现、简单模仿。这种较为机械、死板的方法导致其高中化学学习事倍功半,适应性差。高中化学对学生自学意识和自学能力的要求较高,若教师不注意学习方法的指导,学生不能较快探索出适合自己的学习方法,则难以适应高中紧张的化学学习活动。
应对策略:加强学习动机培养,引导正确的学习观;实施情感教育,促进情感态度和价值观的形成;关注课堂教学,以情动人;重视课外生活,以情育人。
三、本校的教学实践具体内容
(一)充分利用集体力量
高中教师进行集体备课,对初高中教材内容进行整合。总结初高中教材(新人教版)教学内容的知识结合点。对于初高中化学教学内容出现的重复点、衔接点和断层点,有针对性地统一操作。重复点――“以旧带新”引入教学或“课前自学”学案。衔接点――抓住衔接,让知识自然过渡。断层点――课前必备知识拓展资料(初中已出现但不作考试要求)或课前预习材料(新知识、新内容)。集体备课避免了每位教师知识和经验的局限性,同时减轻了教师的工作量,让教师在学框架下有的放矢地针对本班学生的具体情况安排教学。
教学案例:必修1第四章第四节《氨硝酸硫酸》第二课时的教学内容与九年级教材第十单元酸和碱有知识结合点。
1.教材内容分析:教材内容前后关系、地位
初中化学中以“常见的酸”为标题,学习了盐酸、硫酸的性质及用途。化学必修1中第二章“化学物质及变化”的第三节“氧化还原反应”学习了氧化剂、还原剂及常见的氧化剂浓硫酸、硝酸。本课时教材从初高中衔接来看是初中化学常见的酸的知识的延伸和拓展,从它在化学必修1中所处的位置来看是在基本实验和基础理论以及第三章“金属及其化合物”之后。通过这些知识的学习,一方面可以形成完整的金属、非金属及其化合物知识体系,另一方面具有巩固离子反应、氧化还原反应等基础知识的作用。在第三章的基础上,进一步介绍化合物知识和研究方法,可以为元素族概念的形成、元素性质的递变规律、元素周期表的形成以及化学反应及其能量变化积累感性认识的材料。
2.挖掘教材p.100,思考与交流作为本节课的情景引入:
(1)展示硫酸、硝酸、盐酸三瓶酸的实物,学生完成学案上化学式和电离方程式的书写。
(2)通过分析酸的组成特点,结合所学知识归纳出酸的通性:
能与指示剂作用,如能使紫色石蕊试液变红色;
能与酸性氧化物反应生成盐和水;
能与碱发生复分解反应生成盐和水;
能与活泼金属发生置换反应生成盐和氢气;
能与某些盐发生复分解反应生成新盐和新酸。
(3)通过提问实验室里用金属与酸反应制取氢气时,为什么往往用稀硫酸或盐酸,而不用浓硫酸或硝酸,引出浓硫酸和硝酸特性的教学。
为加强学生知识的衔接特加入:
请大家分述以下实验的实验现象,并写出有关反应的化学方程式和离子方程式。
(二)师生关系融洽,教师主动帮助学生平稳过渡
1.教师向刚入高一的学生说明高中学习特点,使学生有必要的心理准备,军训期间让学生做好新学期准备,即对初中化学内容的复习。
2.教学过程中给学生创造思考空间,让学生主动参与到学习活动中,较快进入良好的学习状态。师生互为“攻守”方,教师设计各种“挑战”来培养学生思维和理解能力,引导学生“会用”新知识“开而弗达”――指出解决问题的路径,但不提供现成答案,使学生在学习中获得“成功”。“成功”感是推动学习的最有效的动力,成功带来的喜悦可以克服通往成功道路上的一切困难,同时提高学生的“自我效能感”。
3.加强学法指导,使学生尽快适应高中阶段的学习。具体方法有:(1)引导学生梳理初高中化学知识框架。化学知识素有杂、乱、多、细、碎之称,如果不对它进行有序排列和系统分类,无疑会给学生的学习和掌握带来困难。引导学生思考知识的上下联系并鼓励学生及时归纳总结,可以让学生真正理解和掌握所学知识。(2)精选习题,提高学生审题、解题能力。
教学案例:必修1第四章第四节《氨硝酸硫酸》第二课时
新课导入:“会当凌绝顶,一览众山小。”让我们攀越硫的最高山峰,去领略它特别的风光。
新旧过渡:稀硫酸主要体现酸的通性,那么浓硫酸呢?
硫酸的浓度不同,会不会引起性质上的差异?如何通过实验验证你的结论?
实验探究:(1)补充演示蔗糖中加入浓硫酸的实验,在引导学生观察实验现象的同时对该实验进行评价、改进。如可用下列仪器药品组装成实验装置,既能观察到实验现象,又能避免污染环境:几支试管(内放蔗糖)、弹孔胶塞、分液漏斗(盛放浓硫酸)、导管、试管(内放NaOH溶液)。(2)铜丝与浓硫酸反应的实验,课本的实验装置能否加以改进?
可行性实验改进方案之一:
若把铜粉换成锌粉,情况是否相同?试写出可能的反应方程式。
总之,衔接教学不是通过几个课时教学就能完成的,一线教师应根据自己学生的情况及时地进行调整,使学生尽快适应高中化学的学习,不断提高学习的水平,奠定坚实的化学学习基础。
“富集在海水中的元素――氯”是人教版高中化学必修1第四章非金属及化合物中第二节内容,元素化合物知识作为中学化学内容的重要组成部分,在学生高中化学学习中占有重要地位。高中新课程标准中对元素化合物的处理,突破了传统的物质中心模式,不再自追究从结构、性质、存在、制法、用途等方面的全面系统地学习研究物质,而是从学生已有的经验出发,引导学生学习身边的常见物质入手,将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中。氯元素是周期表中第三周期的典型代表,在自然界中有广泛的存在,对生产生活与环境保护有着重要而广泛的影响,从学生熟悉的生活学习本节内容也就轻而易举。
学生在学习本节课内容之前已经学习过金属及其化合物和非金属硅元素的相关知识,同时也学习过氧化还原反应的有关内容,运用氧化还原知识和物质分类思想来学习氯气的性质也顺利成章。
二、教学过程
环节一:创设情镜引入新课
播放海洋视频:美丽的大海
播放文字资料:我国是一个海洋大国,海洋国土面积300多万平方公里。海洋含有丰富的生物、物理、化学资源,、黄岩岛争端问题不断升级,除外,关键还因海洋中的丰富资源。海洋中含盐3%,主要为NaCl,此外因还有MgCl2、MgSO4等盐类,致使海水既咸又苦,不能直接饮用。所以说,海洋是包括NaCl在内的巨大的资源宝库。如果将海洋中的盐全提取出来,铺在地球的陆地上,可使陆地平均升高150m。引入课题海水中含有丰富的氯元素。
板书:第二节富集在海水中的元素――氯
氯元素与我们的生活有着密切联系,让同学们说出生活中常见的含氯的物质。
环节二:生活中的含氯物质
投影展示:生活中常见的含氯化合物,图片资料和分子式,如生理盐水、84消毒液、漂白粉、聚氯乙烯、合成杀虫剂等。
氯元素与我们的生活有这么重要的联系,同学们一定想知道氯单质――氯气的有关性质。
环节三:感知氯气的物理性质
展示刚制备好的一瓶氯气,请同学们观察其颜色和状态。让学生说出其颜色:黄绿色,状态:气体;气味:刺激性气味;密度(让学生根据相对分子质量判断):比空气大,溶解度:能溶于水(1:2),毒性:有毒,易液化为液氯。
特别强调闻有毒气体气味时应该注意方法:用手轻轻地在瓶口扇动,使极少量的氯气飘进鼻孔。让学生代表上讲台上闻氯气气味。
补充说明:现在实验室制取的氯气就是236年前舍勒发现时生成的方法,简单介绍所取化学反应原理。
环节四:探究氯气的化学性质
引导同学们画出氯原子结构示意图,分析氯原子最外层7个电子,易得一个电子,具有强氧化性,表现为典型的非金属性,运用分类思想对比学过的氧气、硅的性质推测氯气可能有的化学性质。
1.氯气与金属反应
学生写出氯气与Na、Fe、Cu反应的化学方程式,并标出反应前后Cl化合价的变化。(3学生去黑板上写)
(1)与Na反应:2Na+Cl2■2NaCl
(2)与Fe反应:Fe+3Cl2■2FeCl3
(3)与Cu反应:Cu+Cl2■CuCl2
【结论】氯气化学性质很活泼,可与大多数金属在点燃或加热的条件下直接化合。
2.氯气与非金属反应
(1)H2在Cl2中燃烧
教师演示:H2在Cl2中燃烧的现象,写出反应的化学方程式。
现象:纯净的氢气在氯气中能够安静的燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾。
反应化学方程式:H2+Cl2■2HCl
【讲解】纯净的H2在Cl2中燃烧发出苍白色火焰,生成HCl气体,HCl具有刺激性气味,极易溶于水。HCl的水溶液叫做氢氯酸,亦称盐酸。同学们观察到的白雾就是HCl气体跟空气中的水蒸气结合所形成的盐酸小液滴(酸雾)。盐酸是重要的化工原料。
【思考】如果将氢气与氯气先混合后,经强光照射,结果还一样吗?
(2)H2与Cl2混合光照
教师演示:H2与Cl2混合光照
现象:混合气体经强光照射发生爆炸。
【结论】条件不同,反应剧烈程度不同。
【思考交流】金属、非金属跟氯气化合时,氯元素的化合价如何变化?运用氧化还原理论分析表现氯气的什么性质?
学生分析后教师总结:这些反应中,氯元素价态都从0价降低到-1价。氯气在反应中都作氧化剂。
教师强调:一般地,氯气将金属氧化为最高价态如铁、铜。体现了氯气的强氧化性,它还可以与其它具有还原性的化合物(如KI)反应。
氯与水反应区别于其它非金属性质,也是学生学习的难点,用探究方法学习比较好。
3.氯气与水反应
实验探究一:氯气的溶解
教师演示实验操作步骤:
(1)装有氯气的针筒。
(2)用针筒抽取水,记录此时氯气与水体积。
(3)充分震荡,对比氯气与水的体积。
教师展示:氯水,请同学们观察氯水颜色并思考。
(1)氯水为什么呈黄绿色?
(2)氯气的水溶液称为氯水,氯气在水中到底发生了怎样的变化?氯水中含有哪些溶质?
实验探究二:氯水的成分
学生实验:新制氯水分别滴硝酸银溶液、pH试纸、紫色石蕊溶液中,观察现象。
学生经过实验探究,思考交流,提问学生对氯水的成分进行分析:
氯水呈黄绿色,说明含有________,氯水使蓝色石蕊试纸先变红,说明有______。
后褪色,说明,氯水加到硝酸银溶液中出现白色沉淀,说明有________。
归纳总结得出如下结果:氯气的水溶液称为氯水,氯水因溶有氯气而呈黄绿色。根据实验现象学生可推出新制的氯水的成分Cl2、H+、Cl-。次氯酸学生推不出来,只能教师讲解,溶解在水中的部分氯气能与水发生反应,生成盐酸和次氯酸。
氯气与水反应的方程式:H2O+Cl2■HClO+HCl
教师引导学生分析该反应的氧化剂、还原剂。
教师讲解:次氯酸的三性
①弱酸性(比碳酸还弱,离子方程式中要写分子式)
②不稳定性(光照易分解):2HClO■2HCl+O2
③强氧化性(漂白、杀菌)
【思考交流】
(1)新制的氯水中具有漂白性的物质是Cl2,还是Cl2与H2O反应的产物?
(2)新制的氯水为什么能使紫色石蕊溶液先变红后褪色?
(3)新制的氯水久置后性质会发生怎样的变化?
实验探究三:氯水的漂白性本质
实验:将干燥的有色布条和湿润的有色布条分别放入干燥的氯气中,观察并比较实验现象。
现象:氯气不能使干燥有色布条褪色,能使湿润的有色布条褪色。
分析:干燥的氯气不具有漂白性,氯水的漂白性实质是氯气与水反应生成的HClO。HClO具有强氧化性,所以HClO具有漂白性,并具有杀菌消毒作用。次氯酸是很弱的酸,不稳定,只存在于水溶液中,在光照下分解放出氧气。
由于HClO的分解,使Cl2和水逐渐反应,直至氯水失效,因此氯水要现用现制,保存在棕色试剂瓶中。久置氯水成分为稀盐酸。
4.与碱反应
根据氯气与水的反应原理,推测氯气与NaOH、石灰水能否发生反应?若反应,写出反应方程式。请一学生上讲台书写。
教师引导:氯气的含氯化合物对人类社会发展有极大促进作用,如禽流感消毒,可用5%漂白粉溶液喷洒于动物圈舍、笼架、饲槽及车辆等进行消毒。2003年春,我国出现重大“非典”(SARS)疫情,严重危及人民生命安全。而含氯的“84消毒液”对SARS病的冠状病毒具有较好的消毒作用。
但是如果不能正确使用会危害人类,产生不良后果。
【学以致用】一旦发生大量氯气泄露,我们应该怎样自救?
请大家阅读文字材料,小组讨论后给出结论。
【材料1】2005年,京沪高速淮安段,一辆槽罐车与一辆迎面驶来的大货车相撞后翻倒在地,槽罐车上满载的约32吨液态氯气快速泄漏。事故发生后,组织周围居民(顺逆)风撤离,并尽量将居民安置在附近的某些(低高)处;消防战士则迅速向解放车头喷和喷洒已稀释的溶液(水和NaOH溶液)。
学习的迁移,是学生根据已有的知识和经验去辨认新的课题,并把新课题纳入已有的知识系统中的过程。有机化合物是指含有碳的化合物,学生在学习《化学必修2》时对碳原子结构有一定的了解,有机化合物均含有碳原子。在学习的过程中,特别是初学《有机化学基础》的时候,要以碳原子为中心,引导学生围绕碳原子的结构、成键情况进行分析,形成有机化学的知识原点,再通过正确的知识迁移,引导学生对其他有机物的成键情况、化学性质进行预测及分析等,既加深学生的学习兴趣,又能让他们探索有机物的无穷奥秘。在《有机化学基础》第一章第一节的学习时,一方面,先复习碳原子的结构示意图、电子式等,强调碳原子的最外层有4个电子,与非金属结合时会形成4对共用电子对,结合碳的价电子情况分析了C和H结合为CH4的电子式、结构式等。用模型进行演示,还可以组织学生进行“真人演出”,让学生明白:碳原子形成单键是与其他原子以一对共用电子对成键。接着根据上述已有的碳原子4对共用电子对结构的知识进行迁移,引导学生分析C与C相连结合的情况:可共用一对电子对、两对电子对、甚至三对电子对,但不能形成四对共用电子对(单质状态),即可以形成碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键,但不能形成碳碳四键,然后很轻易地让学生明白碳碳单键是饱和键,碳碳双键和碳碳三键是不饱和键,它们的性质将有所不同。另一方面,复习已经学过的CO2的成键情况和电子对偏移情况,利用“氧的得电子能力强于碳”这一知识点,对C和O结合的情况进行知识的迁移,分析乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯的成键情况,容易得出碳氧共用电子对偏向氧原子,使含氧官能团起主导作用,导致含氧有机物的性质不同于烷烃。通过对碳原子知识的复习,引导学生对知识进行了有效迁移,学生对各种有机物的成键情况有着深刻的理解,培养对有机物的探索欲望,对后来学习的官能团性质、反应断键位置、同分异构等有机化学知识的学习和理解有很大的帮助,起到了知识原点的作用。
二、通过对官能团知识迁移,连成有机化学的知识线
学习迁移要求在教学过程中,抓住知识的共同因素来促进迁移,通过知识规律增强学习效果。有机化合物种类繁多,不同的有机物因为官能团不同性质不同,所发生的反应也不同,然而对于相同的官能团,虽然它们所在的物质不同,但表现的性质几乎一样的(羟基在醇和酚中有区别)。在教学过程中,通常需要对某一种官能团的性质进行详细学习,然后将知识迁移上升到其同系物的物质(甚至具有相同官能团的物质)上,连成有机化学的知识线,让学生轻松掌握同一类物质的性质。例如在学习乙烯的性质时,通过学习,知道乙烯能够发生加成反应和加聚反应,理解乙烯能发生上述反应的原因:碳碳双键其中的一个键容易断裂,与其他共价化合物结合。掌握此性质和原理后,可以将知识在同系物中进行迁移,让学生写出丙烯、1-丁烯、2-丁烯加成反应、加聚反应的方程式,学生就会较为轻松地完成任务,并加深对这两个反应的理解。然后再将知识进行迁移拓展,引导学生掌握1,3—丁二烯的1,2加成、1,4加成和完全加成等反应。又例如学习乙醇与乙酸发生的酯化反应,理解了羟基断开O-H键、羧基断开C-O键后,可以将知识在同系物甚至在具有羟基的物质中进行迁移,让学生写出乙二醇与乙酸、丙三醇与乙酸、乙二醇与乙二酸反应的化学方程式和反应原理,学生完成任务后,可以让学生写出纤维素制造醋酸纤维反应的化学方程式和反应原理。通过对某一个官能团知识的学习认识,不仅让学生掌握该物质的性质,还可以以此为知识线,通过正确引导知识迁移,全方位认识掌握具有相同官能团的物质,使有机化学的学习具有“由此及彼”的连接作用,既提高学生学习效率,也能让他们自主学习,学会分析问题和解决问题,还可以扩宽他们的知识面。
三、通过对不同官能团知识迁移,构成有机化学的知识面
学习迁移并不是自然而然地发生的,实际上是在新旧两种事物或情景非常相像的情况下发生,需要学生自己通过主观上的积极努力才能实现某些知识的迁移。有机化合物某些官能团之间是有一定的相似性和一定的内在联系的,可以从组成、结构、性质等多方面进行研究分析,再将知识迁移到相关的官能团,让学生对比着学习,形成完整的知识面。例如在学习乙醇的性质时,教材给出了对“一起严重化学事故”的材料,要求学生讨论“用水还是用乙醇来消除钠的安全隐患”。可以通过讨论得出解决方案,再根据钠与水反应剧烈、钠与乙醇反应平缓得出结论:乙醇和水均有O-H键,O-H键的共用电子对向氧原子偏移,而水中的H-和乙醇中的CH3CH2-均为供电子基团,供电子能力CH3CH2-大于H-,所以对O-H键影响结果不同,导致水中的O-H键比乙醇中的H更易电离,所以钠与水反应较乙醇与水反应剧烈。通过这知识点的学习,可以进行知识迁移,让学生根据乙酰基比苯基得电子能力强来比较乙酸、苯酚分别与钠反应的剧烈程度,他们会在水和乙醇的基础上进行分析:苯酚和乙酸均有O-H键,苯基和乙酰基均是得电子基团,且得电子能力乙酰基比苯基大,所以O-H键极性增大,两者均能电离出H+而显酸性,且乙酸酸性比苯酚强,所以与钠反应的剧烈程度顺序为乙酸>苯酚>水>乙醇,有的学生经过知识迁移学习后,甚至还总结出“有连在氧上的氢均能被钠转换出H2”的结论。同理可以利用学习迁移法,比较乙醛、乙酮、乙酸、乙酸乙酯等中的乙酰基结构活泼性的大小,这里就不作详述了。通过这样的迁移,学生将不同的官能团联系起来理解,通过对比找出相同部分和不同部分,真正体会“结构决定性质”的真谛,对有机物有更深入的认识,构成有机化学的知识面,激发他们学习、探索、研究有机化学的结构性质的热情。
学习迁移法,主要是指学生基于原有的知识,通过联系、比较、转换、化归、联想,对新知识进行理解和应用,具体表现为学生个体主动运用旧知识去设法认识新事物和处理问题的自觉意识和思维习惯,达到自主学习。针对学生学习《有机化学基础》的困难,教学过程中采用学习迁移法,逐步引导学生利用已有的知识去理解新的知识,让学生形成“结构决定性质”的思维,让他们分析问题和解决问题,提高了学生的科学素养。
一、通过原子结构原子性质迁移,形成有机化学知识原点
学习的迁移,是学生根据已有的知识和经验去辨认新的课题,并把新课题纳入已有的知识系统中的过程。有机化合物是指含有碳的化合物,学生在学习《化学必修2》时对碳原子结构有一定的了解,有机化合物均含有碳原子。在学习的过程中,特别是初学《有机化学基础》的时候,要以碳原子为中心,引导学生围绕碳原子的结构、成键情况进行分析,形成有机化学的知识原点,再通过正确的知识迁移,引导学生对其他有机物的成键情况、化学性质进行预测及分析等,既加深学生的学习兴趣,又能让他们探索有机物的无穷奥秘。
在《有机化学基础》第一章第一节的学习时,一方面,先复习碳原子的结构示意图、电子式等,强调碳原子的最外层有4个电子,与非金属结合时会形成4对共用电子对,结合碳的价电子情况分析了C和H结合为CH4的电子式、结构式等。用模型进行演示,还可以组织学生进行“真人演出”,让学生明白:碳原子形成单键是与其他原子以一对共用电子对成键。接着根据上述已有的碳原子4对共用电子对结构的知识进行迁移,引导学生分析C与C相连结合的情况:可共用一对电子对、两对电子对、甚至三对电子对,但不能形成四对共用电子对(单质状态),即可以形成碳碳单键、碳碳双键和碳碳三键,但不能形成碳碳四键,然后很轻易地让学生明白碳碳单键是饱和键,碳碳双键和碳碳三键是不饱和键,它们的性质将有所不同。另一方面,复习已经学过的CO2的成键情况和电子对偏移情况,利用“氧的得电子能力强于碳”这一知识点,对C和O结合的情况进行知识的迁移,分析乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯的成键情况,容易得出碳氧共用电子对偏向氧原子,使含氧官能团起主导作用,导致含氧有机物的性质不同于烷烃。
通过对碳原子知识的复习,引导学生对知识进行了有效迁移,学生对各种有机物的成键情况有着深刻的理解,培养对有机物的探索欲望,对后来学习的官能团性质、反应断键位置、同分异构等有机化学知识的学习和理解有很大的帮助,起到了知识原点的作用。
二、通过对官能团知识迁移,连成有机化学的知识线
学习迁移要求在教学过程中,抓住知识的共同因素来促进迁移,通过知识规律增强学习效果。有机化合物种类繁多,不同的有机物因为官能团不同性质不同,所发生的反应也不同,然而对于相同的官能团,虽然它所在的物质不同,但表现的性质几乎一样的(羟基在醇和酚中有区别)。在教学过程中,通常需要对某一种官能团的性质进行详细学习,然后将知识迁移上升到其同系物的物质(甚至具有相同官能团的物质)上,连成有机化学的知识线,让学生轻松掌握同一类物质的性质。
例如在学习乙烯的性质时,通过学习,知道乙烯能够发生加成反应和加聚反应,理解乙烯能发生上述反应的原因:碳碳双键其中的一个键容易断裂,与其他共价化合物结合。掌握此性质和原理后,可以将知识在同系物中进行迁移,让学生写出丙烯、1-丁烯、2-丁烯加成反应、加聚反应的方程式,学生就会较为轻松地完成任务,并加深对这两个反应的理解。然后再将知识进行迁移拓展,引导学生掌握1,3―丁二烯的1,2加成、1,4加成和完全加成等反应。又例如学习乙醇与乙酸发生的酯化反应,理解了羟基断开O-H键、羧基断开C-O键后,可以将知识在同系物甚至在具有羟基的物质中进行迁移,让学生写出乙二醇与乙酸、丙三醇与乙酸、乙二醇与乙二酸反应的化学方程式和反应原理,学生完成任务后,可以让学生写出纤维素制造醋酸纤维反应的化学方程式和反应原理。
通过对某一个官能团知识的学习认识,不仅让学生掌握该物质的性质,还可以以此为知识线,通过正确引导知识迁移,全方位认识掌握具有相同官能团的物质,使有机化学的学习具有“由此及彼”的连接作用,既提高学生学习效率,也能让他们自主学习,学会分析问题和解决问题,还可以扩宽他们的知识面。
三、通过对不同官能团知识迁移,构成有机化学的知识面
学习迁移并不是自然而然地发生的,实际上是在新旧两种事物或情景非常相像的情况下发生,需要学生自己通过主观上的积极努力才能实现某些知识的迁移。有机化合物某些官能团之间是有一定的相似性和一定的内在联系的,可以从组成、结构、性质等多方面进行研究分析,再将知识迁移到相关的官能团,让学生对比着学习,形成完整的知识面。
例如在学习乙醇的性质时,教材给出了对“一起严重化学事故”的材料,要求学生讨论“用水还是用乙醇来消除钠的安全隐患”。可以通过讨论得出解决方案,再根据钠与水反应剧烈、钠与乙醇反应平缓得出结论:乙醇和水均有O-H键,O-H键的共用电子对向氧原子偏移,而水中的H-和乙醇中的CH3CH2-均为供电子基团,供电子能力CH3CH2-大于H-,所以对O-H键影响结果不同,导致水中的O-H键比乙醇中的H更易电离,所以钠与水反应较乙醇与水反应剧烈。通过这知识点的学习,可以进行知识迁移,让学生根据乙酰基比苯基得电子能力强来比较乙酸、苯酚分别与钠反应的剧烈程度,他们会在水和乙醇的基础上进行分析:苯酚和乙酸均有O-H键,苯基和乙酰基均是得电子基团,且得电子能力乙酰基比苯基大,所以O-H键极性增大,两者均能电离出H+而显酸性,且乙酸酸性比苯酚强,所以与钠反应的剧烈程度顺序为乙酸>苯酚>水>乙醇,有的学生经过知识迁移学习后,甚至还总结出“有连在氧上的氢均能被钠转换出H2”的结论。同理可以利用学习迁移法,比较乙醛、乙酮、乙酸、乙酸乙酯等中的乙酰基结构活泼性的大小,这里就不作详述了。
通过这样的迁移,学生将不同的官能团联系起来理解,通过对比找出相同部分和不同部分,真正体会“结构决定性质”的真谛,对有机物有更深入的认识,构成有机化学的知识面,激发他们学习、探索、研究有机化学的结构性质的热情。
四、通过对有机合成知识迁移,建立有机化学知识空间
联想迁移是较高层面的迁移,它可以使学生更好地理解某一方法的适应性以及在其他情景中更好地迁移和利用。有机合成,它是利用简单易得的原料,通过有机反应,生成具有特定结构和功能的有机化合物,具有经济意义,最能体现有机化学的核心价值。因为合成的物质具有多样性,所以在学习过程中,要通过知识进行联想迁移,举一反三,建立知识空间。
例如在学习有机合成时,先设计简单的合成路线:任务(1)乙烯一氯乙烯乙醇乙醛乙酸乙酸乙酯,让学生充分讨论认识此过程,分析该合成路线中各物质的官能团,合成过程中各个官能团之间的转化情况、断键和成键情况、反应条件等等,要求学生写出每一步的反应方程式。在学生理解掌握后,进行知识联想迁移,设计合成路线;任务(2)乙烯1,2-二氯乙烯乙二醇乙二醛乙二酸乙二酸乙二酯或聚乙二酸乙二酯;任务(3)对二(一氯甲基)苯对苯二甲醇对苯二甲酸对苯二甲酯或聚对苯二甲酸对苯二甲酯。学生相互讨论后发现,对任务(1)的知识迁移即可得到答案,很快就完成了任眨并能理解透彻。
任务(4)从目标产物聚乙二酸乙二酯出发,逆推每一个步骤,直至简单化工原料乙烯为止。学生能将前面合成路线的知识用在这小题上,也很快完成任务。最后,让学生完成任务(5)总结能够引入碳碳双键、碳碳叁键、卤素原子、羟基、醛基、羧基、酯基的化学反应有哪些?通过分析上述合成路线,学生很快就能总结出来了。
运用自主互助型课堂教学模式,不同的年级,不同的学科,不同的课型,实施方法有所变动,笔者就如何在高中化学复习课堂中笃行自主互助教学模式,打造高效复习课堂谈点自己的想法。
1 传统化学复习模式的弊端
传统的化学复习课堂教学过程或以学生做题为主,或以教师滔滔不绝的讲述为主,教师是课堂的主宰,学生的活动仅限于听、在课本上勾画要点或毫无方法的死做题等简单的机械活动,有价值的思维活动难得一见。久而久之,学生学习的主动性丧失殆尽,自主学习、互动学习的习惯和能力无从养成。
2 将自主互助型教学模式应用于化学复习课堂的探究
化学复习要有针对性,体现巩固性,着眼发展性,要设疑激趣,创设情景,引导学生自主学习、主动学习。将自主互助型教学模式应用于化学复习课堂的大概思路是:先让学生学,发现问题后才教,教不是由教师教,而是"兵教兵",教师补充,归纳小结,阐明原理规律。下面就以苏教版化学必修一专题四硫及其化合物的复习课为例,谈谈具体的操作方法和体会。
2.1 板书课题:复习含硫化合物的主要性质和应用
操作方法:三言两语引入,板书或投影课题,或直接显示课题。
2.2 揭示目标:复习回忆含硫化合物的主要性质和应用,酸雨的形成和防治,工业制备硫酸原理,巩固常考点的基础知识;通过知识融会贯通,在理解的基础上加强知识的记忆与运用。
操作方法:揭示目标可用投影出示,在有学案明确的情况下可不再出示,教师阐述即可;揭示的教学目标主要是理解知识,培养能力等方面的,至于情感、价值观等方面的教学目标应由教师把握,一般不作为向学生揭示教学目标的内容。
2.3 自学指导:
阅读下列材料,回答问题(若有困难,也可查阅必修一P88-94)
硫元素的家族介绍:我们整个家族的兄弟姐妹都有一个共同点――含有硫元素,硫元素排在周期表中第三周期,第ⅥA族。
老大:我叫二氧化硫,在人类生产生活中既有"功",又有"过":"功"表现在可以漂白纸张、草编制品等,可以制硫酸和亚硫酸盐等;"过"表现在首先我是硫酸型酸雨的罪魁祸首,其次我被不法生产者利用,用作腌制蔬菜的防腐剂,食品美白剂、脱皮蔬菜的抗氧化剂等。
老二:我叫硫酸,被称为"化学工业之母"。在我国,使用黄铁矿(FeS2)和空气可以得到我。当我年纪到了"98岁"时,我的脾气就"不太好"了,每逢喝水就"发高烧",能"消化"大多数金属和碳等非金属,蔗糖、白纸等一见到我就吓得"脸"发黑,蓝矾见到我吓得"脸"变白,我可以生产低沸点、易挥发的HCl气体,还可以"吸干"H2、O2等潮湿气体中的水分。
老三、老四……:我们都是常见的硫酸盐矿物,有的叫石膏,有的叫重晶石,有的叫胆矾,有的叫芒硝,我们和家族中的其他成员之间有着密切的联系,在一定条件下可以相互转化。
问题一:SO2有哪些主要的化学性质?
问题二:什么叫酸雨?用化学方程式表示酸雨的形成:
问题三:用化学方程式表示接触法制硫酸的过程,并写出设备名称:
问题四:上述第三段划线部分体现了浓硫酸的什么性质?
问题五:写出上述第四段中的硫酸盐的化学式,并自主构建硫及其化合物之间的相互转化关系图,并在每步转化的箭头上注明反应条件。
操作方法:揭示目标后,教师指导学生自学,一般要注意以下几点:首先是自学的内容。如果是新授课,教师可以指导学生看教材对应部分;如果是复习课,一般再直接看教材就很浪费时间,没有多大的意义。此时教师可以自编学习内容,将要复习的知识点编辑在一块儿,有时也可编得活泼点,吸引学生的注意。其次是自学的方法。一般先让学生独立看,思考,不宜边看边讨论。再次是自学的时间。时间不宜过长,要让学生紧张、快节奏地完成自学任务而不拖拉;又不能时间过短,让学生有认真看书或材料,思考的时间。最后是自学的要求,即告诉学生如何检测。这样,自学就好比准备打仗,让学生立刻紧张地思维,提高自学效率。
上述案例中,要复习整个一节内容,笔者就自编了自学材料,将要复习的知识点全部包含在内,让学生自学后,完成后面五个问题。学生在自学过程中,笔者巡视全班的情况,挑出一些错误多的练习,问题一到四采用实物投影,问题五让一位学生板书到黑板上。然后采用"兵教兵",讲台下发现问题的同学一个一个上讲台来用红笔不断补充或改正。
2.4 互助教学:
【自主学习】
2.4.1 将SO2分别通入下列溶液,请根据反应现象,找出与之相应的溶质,并说明SO2在反应中表现的性质。
① 澄清溶液变浑浊 ②紫色溶液变成红色 ③浅黄绿色溶液褪色 ④紫红色溶液褪色
⑤无色溶液中生成淡黄色沉淀⑥红色溶液褪色
2.4.2 当木炭与浓硫酸反应时,产生的三种气体(包括水蒸气)如何一一检验?
2.4.3 请用尽可能多的方法鉴别两瓶无色溶液:一瓶是稀硫酸,一瓶是浓硫酸。
【组内交流讨论】
【展示讨论成果,交流方法心得】
操作方法:学生针对教师创设的问题进行分组讨论,讨论过程中主要是"兵教兵",会的学生教不会的学生,同学间也可以相互质疑,即学生与学生互动。然后小组展示讨论成果,并向教师提出小组讨论过程中出现争议的问题或是经讨论不能解决的问题,形成教师与学生互动,教师补充、更正、帮助学生归纳、总结,使学生进一步加深对所学知识的理解,最终形成运用所学知识去分析问题、解决问题的能力。
文章编号:1008-0546(2016)01-0016-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.01.005
上世纪80年代,廖正衡在《化学哲学基础》中曾撰文提出化学与历史的结合是具有重要意义的,在化学教学中克服忽视历史的偏向,加强化学教学同化学历史的结合,就是进行化学教学改革的一个重要方面,也是提高化学教学质量的一项有效措施[1]。进入新世纪,普通高中化学课程标准也在化学课程基本理念中提出“结合人类探索物质及其变化的历史与化学科学发展的趋势,引导学生进一步学习化学的基本原理和基本方法,形成科学的世界观。”[2]该理念如何落到实处,可能不是一两节课的灌输或讨论就能实现的,需要渗透在高中化学教学的始终。笔者尝试以“羧酸、酯”、“氧化还原反应”及“氨和铵盐”等高中化学的常见教学实践为例,提出化学史融入课堂教学的几种方式,在此基础上阐释化学教学中融入化学史的重要意义。
一、选取化学史素材作为引课、过渡的教学资源
选取化学史素材作为引课资源是最常见和最简单的一种融入化学史教学的教学方法。在教师的有力指导下,带领学生去发现和研究问题,使学生能保持着一种对新奇事物的兴奋感,调动学生学习主动性。高中阶段很多课题[3-4]适用该法,当然化学史素材的引课不能过简单化地进行史料呈现(就像某些课堂开始的新闻、广告视频的简单呈现),需要有意识地对化学史料进行梳理、加工,从中引出问题或研究方法,有时可以将史料适当分割,串成整节课的教学线索。本文以“羧酸、酯”(人教版《有机化学基础》选修模块第三章第三节[5])这一课时的教学片断为例:
[引课阶段]
化学史材料1:早在我国唐朝(618-907年)人们就发现柳树皮汁可以止痛和退烧。1800年人们发现该类植物中的活性物质――水杨酸盐。1853年,柯尔柏(德国)合成了水杨酸,并于1859年实现工业化。
学生活动1:阅读史料1,结合图1认识水杨酸,并回答下列问题:
(1)指明水杨酸分子中官能团名称。
(2)1mol水杨酸最多可以消耗多少NaOH?写出相关反应方程式。
[设计意图]从史料1中可以看出水杨酸及其盐的功效,为羧酸的讲授提供了贴近生活的素材,尤其前半段史料(我国唐朝的医药成就)更能激发学生的爱国热情(赞赏我国的传统医学的博大精深,可以联想2015年屠呦呦的诺贝尔奖成就);水杨酸中还有另一呈酸性的官能团――酚羟基,呼应前两节学习的酚的酸性。
[展开阶段]
化学史材料2:鉴于水杨酸及其盐类对胃的刺激性大。1889年德国拜尔药厂F.Hoffmann合成了乙酰水杨酸(阿司匹林),阿司匹林于1899年大量生产。
学生活动2:阅读史料2,评价水杨酸及其盐的药用价值,回答下列问题:
(1)用化学方程式解释“静脉滴注NaHCO3溶液缓解水杨酸中毒的原理”。
(2)评价药物发展历程给我们的启示。
[设计意图]在史料1肯定水杨酸及其盐的基础上,顺势提出合成阿司匹林的必要性,一方面客观评价药物发展的曲折历程;另一方面为羧酸的酯化反应做好过渡的铺垫。
[提升阶段]
思考1(选修5教材:科学探究2[5]):我们已学习过乙酸与乙醇的酯化反应,从形式上看酯化反应是羧基和羟基之间脱去1个水分子,你能设计一个方案证明是哪一种吗?
化学史材料3:海维西因(图2)研究同位素示踪技术,推进了对生命过程的化学本质的理解而获得了1943年诺贝尔化学奖。
思考2:结合史料3的成果,思考如何以水杨酸为主要原料合成乙酰水杨酸,尝试在方程式中标明反应物的断键位置。
[设计意图] 借助海维西因的同位素示踪技术进一步明晰酯化反应的脱水方式,并应用该原理实现史料2提出的将水杨酸转化为乙酰水杨酸。
二、对化学史素材分段呈现让学生体验概念发展过程
化学的历史,不仅是化学发展事件的记录,也是化学科学思想演变的再现。很多化学概念的发展都是在克服理论同实践、理论同理论等一系列矛盾之中前进的。诸如原子结构理论从古希腊哲学家德谟克利特的古代原子观的提出到道尔顿的近代原子学说,从汤姆生的枣糕模型到卢瑟福的α粒子散射实验,再从玻尔到薛定谔[6]。再如阿累尼乌斯的电离学说在今天看来再自然不过,而在19世纪末刚刚提出时却遭到了门捷列夫等知名化学家的质疑,经过反复斗争,该学说被认为“与原子论、分子论和元素周期律学说一起共同奠定了现代化学的理论基础”[1]。事实上,很多学说的出现都不是偶然的,更不是一帆风顺的,均有其特定背景,这些学说的发展过程正是实现课程标准中“结合人类探索物质及其变化的历史与化学科学发展的趋势,引导学生进一步学习化学的基本原理和基本方法”理念的最佳素材;我们如果只是将“目前”最先进的理论简单地教给学生,其“营养价值”将大打折扣。
例如高一化学人教版(必修1)第二章第三节的“氧化还原反应”,该课题是一个典型的化学基本概念,上完本节课是不是让学生知道从得失氧角度认识氧化还原反应就是“过时的”、“有缺陷的”?从化合价升降、电子转移视角认识它才是正确的?其实不然,从得失氧角度认识氧化还原反应本身是化学概念结构过程中的一个重要阶段,也是学生初高中衔接的重要枢纽,不能简单地用“对”、“错”来评判不同阶段的概念。氧化还原反应概念的不断完善的过程本身就是一个很好的教学素材,爱因斯坦也曾说过联系科学的发展来“追踪理论的形成过程”是“始终具有一种特殊的魅力”的。单纯教会学生“……是氧化还原反应”教会学生的是一个孤立的、没有根源的知识,而把氧化还原反应放在历史长河中去追本溯源的学习是一种科学创造活动。下面给出笔者参加同课异构时对维基百科中“Redox Reactions”词条英文史料(高一学生的词汇储备基本满足阅读需要,可根据学生基础适当解读个别生僻词汇)的分段呈现方式:
[概念完善过程]
阶段1
氧化反应:(还原反应略)The word oxidation originally implied reaction with oxygen to form an oxide, since dioxygen was historically the first recognized oxidizing agent.
阶段2
氧化反应:(还原反应略)Later, the term was expanded to encompass oxygen-like substances that accomplished parallel chemical reactions.
阶段3:
氧化反应:(还原反应略)Ultimately, the meaning was generalized to include all processes involving loss of electrons.
[总结归纳阶段]
学生活动:从上述氧化还原反应的概念发展中,你能获得哪些启示?
[设计意图] 上述3段呈现的方式本身就暗含了概念的发展,学生即使个别词汇认识有困难,但类似“Later”、“Ultimately”等副词的过渡让学生体验了具有特殊魅力的“追踪理论的形成过程”。
三、对化学史素材深度开发辅助课堂教学
人教版氨和铵盐(苏教版课题为“氮肥的使用和生产”)的教学中很多老师都会选取哈伯(F.Haber)合成氨的化学史实作为引课或过渡的素材,这样的呈现方式固然可以,但若结合合成氨的其他史实适当辅以问题设计也不失为一种新的尝试:
[引课阶段]
化学史材料1[7]:
(1)1900年勒夏特列根据理论推算,认为合成氨反应在高压下能进行,但他所用的气体混合物混进了一些空气,反应过程中发生了爆炸;
(2) 第二位研究合成氨反应的化学家是能斯特,但他在计算时用了一个错误的热力学数据,认为这一反应没有多大前途;
(3)德国化学家哈伯(F.Haber)通过大量实验获得了以下结果:175~200个大气压、500-600℃时可以合成约6%氨;工程师博施(C.Bosch)实现了该法的工业化,花了5年时间两万次实验筛选出合适的催化剂。
学生活动1:从合成氨的历史沿革评价科学研究的特点,并在史料(1)和(3)的基础上分析其中的化学变化,用方程式表示。
[设计意图](1)氨的合成不是一帆风顺的,学生通过对合成氨历史的了解,体会科学家在科学研究过程中的丝毫错误都会影响到最终结果,这样的严谨务实的科学态度比教师的单纯说教更有说服力;同时作为人工固氮的主要方法,合成氨的利弊分析可以帮助学生建立科学的生态观念――可持续性发展,同时培养学生辩证看待事物的哲学观念。(2)化学史材料中的“混入空气引起爆炸”、“6%”等问题解决均位于学生最近发展区,通过问题解决帮助学生尝试从史料中筛选、加工信息,包括合成氨的方程式中老师反复强调“7个字”的反应条件和“可逆符号”都能通过史料3加深印象。
[小结阶段]
化学史材料2[7]:
(1)1774年,普里斯特利(Joseph Priestley)第一个发现了氨气;
(2)1785年,贝托莱(Claude-Louis Berthollet)确认了它的分子组成,即氨是氮和氢的化合物。
(3)古罗马人在朱庇特阿门(Aumn)神庙旁发现了氯化铵晶体,氨(Ammonia)和铵盐(ammonium)的名称也就源于此。
[设计意图]结合古罗马时代铵盐的发现、18世纪普利斯特利首次发现氨气等史料,让学生体会氨和铵盐的悠久历史和化学在人类认识客观世界过程中的独特作用。通过历史的回放,让学生感受含氮化合物在人类历史进程中的前进方向,为后面客观评价人工固氮提供素材。
在教学中运用历史的方法,引导学生去追踪化学发展的足迹,就会获得一种对化学知识的亲近感,增强学生的主动的求知精神,有利于学生从发展层面把握化学知识。化学史素材的简单呈现有时只能让学生眼前一亮或一笑而过,部分史料还需要老师去进行较为细致的开发,起到引导的作用,这样的化学史实才不是一则孤立的故事,才有助于学生从化学知识讲授中获得思想启示。
化学学科中有很强的历史传统,20世纪化学教科书的大多数作者们都感到非要在他们的著作的开头作一点历史介绍不可,著名科学史大师、芝加哥大学终生荣誉教授艾伦・G・狄博斯(Allen G. Debus)就是通过使用帕廷顿的《无机化学教科书》(Text-Book of Inorganic Chemistry)以及斯尼德和梅纳德的《普通无机化学》(General Inorganic Chemistry )开始了解化学史的[8]。这样的传统在今天不应该也不能丢失,以上教学实例仅是笔者在高中化学教学阶段融入化学史的初步实践。化学史为一般自然科学提供的素材是多种多样和丰富具体的,这需要教学一线的师生在教和学的过程中不断实践、总结,最大程度地发挥其强大的教学功能。
参考文献
[1] 中国自然辩证法研究会化学化工专业组编.化学哲学基础[M].北京:科学出版社,1986:117-122
[2] 中华人民共和国教育部制订.普通高中化学课程标准(实验)[M]. 北京:人民教育出版社,2003
[3] 王灿.化学史中的科学发展观――以“化学电源”教学设计为例[J].化学教学,2014,(8):31-32
[4] 罗展宏.以史为“境”――化学史教育功能例谈[J].化学教与学,2014,(9):35-36
[5] 宋心琦.普通高中课程标准实验教科书化学选修5有机化学基础.北京:人民教育出版社,2014,60-61
一、新课程课堂教学中存在的主要问题
1.教材结构变化较大,教学中不很习惯
2.教学内容难以把握,“夹生饭”现象普遍存在
3.课堂缺乏活力,“三维目标”无法同步
4.教学观念新旧交错,课程实施“走老路”
二、赴山东、长沙名校学习观摩新课程课堂教学后的思考
1.立足课堂,探究适合新课标要求的教学模式-“立体导学大课堂”。
2.让恰到好处、画龙点睛的 “讲授”吸引住学生,让未知、神秘的实验迷住学生。
3.把课堂和自主还给学生,师生互动,生生互动,让课堂焕发生命的活力。
4.让学生抓机会,乐参与,显风采,秀自我。
5.教师要多学习,向同行学习,向学生学习,向教材学习,多阅读,多反思,多总结。
三、积极实践,促进课堂的高效生成
1.创设教学情境,激发学生求知欲望
知识不是被动地接受传递和灌输而构建来的,强调用情节真实的故事呈现问题,营造解决问题的环境。因此,教师必须精心设计组织教学活动,力求给学生提供再创造的通道,教师努力营造让学生爱学、乐学的课堂教学环境,密切联系学生实际,创设教学环境,使学生在真实的情境中学习化学。
如在学习“化学反应中能量的变化”时,我设计了以下导语:小华从超市买了一盒“即食即热型快餐”,他看到说明书和制作原理上写着“内层是用铝箔包裹的并已加工好的真空食品,外层是分开包装的水和生石灰,使用时,拉动预留在外的拉线使两包物质混合,便可加热食物。”小华看后有些疑惑:“水对物体可起降温作用,可为什么水和生石灰混合时,却可加热食物呢?”请你试着帮助小华解释原因。这样通过创设一种情境,转换一个角度,轻松地将学生的思维引向对日常生活现象的思考,使他们感悟化学,学生感到很亲切,就会产生强烈的求知欲望。
以《原电池》新授课为例:讲课前教师在讲台上放一只大苹果,然后在苹果上分别插入铜线和铁线,再接上灵敏电流计,学生惊喜地发现:一只诱人的苹果居然也能产生电流,趁学生兴奋和疑惑时,教师可设置下列问题引导学生去思考解惑:①什么样的装置会产生电流呢?②类似装置是否有一个专有的名称?叫什么呢?③要能产生电流这装置必须具备什么条件? ④这种装置产生电流的原理是什么呢?在这样教学过程中,教师利用常见的苹果产生电流激发学生的好奇心时,同时也就把问题变成他们感兴趣的问题,这样也就引发他们探索、求知的欲望,从而达到发现问题、解决问题的目的,使教学更加有效。
2.创设有效探究性问题
有效的问题能创设出一个充满张力的情境,能激起学生的极大兴趣和对问题的深入思考,所以探究需要一个有效的问题引导。
比如:在探究“将新制的饱和氯水逐滴滴入到含有酚酞的NaOH溶液中,红色褪色的原因”教学中,我在现象与结论之间设计一个有效的问题来构建一个支架,让学生通过支架,并运用已经具备的知识来理解新知识。
问题1:新制的饱和氯水有哪些物质?各有什么性质?引发学生进行讨论。架设支架1:根据问题1,让学生启发:褪色可能是由于酸碱中和,也可能是HClO的漂白性。
问题2:碱可以使酚酞试液变红,HClO的漂白原理是什么?如何用实验验证?架设支架2:教师演示:在反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液,观察现象。让学生发现褪色的原因是HClO的漂白性,实现认识上的飞跃。
在这个教学过程中,为了解释褪色的本质,创设了2个有效问题,为解决问题铺平了思维的跨越,由此调动了学生追求成功的潜在动机,启发了他们积极主动独立去钻研,培养了学生勇于探索的精神。
又如:在高中化学(必修)第一册教材只做钠与水的反应,我把它拓展为一组探究性实验,实验过程如下:
①将投入到滴有酚酞试液盛水的烧杯中,学生总结现象,写出化学方程式。
②先提问:将投入到盛有硫酸铜溶液的烧杯中有何有现象?学生会想当然地认为可以置换出铜。如果是这样,先让学生写出化学方程式,然后让学生做实验。出乎意料的现象引起了学生的注意,反应比水剧烈,有气体和蓝色沉淀产生。根据实验现象,组织学生讨论,得出合理的解释和写出正确化学方程式。
③再设问:将硫酸铜溶液反滴入盛有金属钠的试管中会有什么现象?学生又会想当然地认为与以上实验②的现象相同。教师暂不表态,让学生再次做实验,并描述观察到的现象:反应更剧烈,溶液喷溅,试管壁有红色的固体析出。出现意想不到的现象,更激发了学生的求知欲,探究热情空前高涨。教师层层引导,小组讨论热烈,智慧的火花四溅。经讨论得出圆满结论:溶液少时,剧烈反应产生的热使产生的氢氧化铜分解为氧化铜,氧化铜在充满热氢气的氛围中,部分被还原成单质铜,因而在试管壁上又有红色的物质析出。
在创设实验情境的过程中,教师步步引路,层层启发,使学生通过自己的思维逐渐领会,获得顿悟,整个身心处于兴奋状况,从而积极主动参与化学实验,提高了学习效率,发展了自身能力,从中体验到学习化学的过程与方法。
3.灵活结合课堂生成性问题进行教学
在课堂教学中注意捕捉课堂的生成性问题,灵活地运用生成性问题作为教学素材进行教学,一方面可以帮助学生学会正确的科学观以及科学研究方法,另一方面可以促进教师创造性地进行教学。
例如:我在进行二价铁离子和三价铁离子性质教学中,当学生在探究KSCN分别和FeCl3及FeCl2反应时,不少同学提出KSCN和FeCl2反应出现了血红色,教师这时不失时机地提出“KSCN和FeCl2混合是不会出现血红色的,为什么有那么多同学却实验时出现了血红色现象呢?”,有的同学认为是实验时没及时地洗涤胶头滴管,把FeCl3带入到FeCl2溶液中,也有同学认为是FeCl2变质生成FeCl3,教师结合评讲进行教学,通过这一生成性问题的灵活使用,学生不仅掌握了FeCl2易被氧化成FeCl3的性质,而且自觉地养成了良好的实验习惯。在课堂上注意捕捉生成性问题加以运用,可以使学生的主体精神得到了较好的体现。
又如:我在上《氯气的性质》这一节课时,补充演示“铜粉与氯气”反应的实验,为了防止氯气污染环境,进行绿色教学,采用氢气还原氧化铜的那套实验装置,尾气用氢氧化钠溶液吸收,在操作的过程中不小心导致溶液倒吸,结果受热的直管中没有观察到棕黄色的烟,反而观察到有黑色的固体生成。碰到这种情况,我没有手慌脚乱,而是利用此现象把握教的时机,启发学生思考分析为什么会有黑色的固体生成?学生思维的敏捷性得到激发,问题很快得到解决。在课堂教学过程中若能善于利用教的时机,通过适当的时机引导学生自主学习、独立思考和主动探究,发挥学生的主体地位,从而提高课堂效益。
4.精心设置问题,提高学生的参与意识
学生是主动参与还是被动参与教学活动,是决定课堂教学有效性的一个重要因素。
例如:我在讲到《物质的量应用于化学方程式的计算》时,①教师引导学生归纳:计量数与物质的量、计量数与气体的体积有一定的关系。②让学生阅读教材,并提出问题:动动脑筋,有没有比教材例题更好的解题方法?③让一位学生上讲台分析教材的例题。④让学生回答其他解题方法。⑤把同学们提出的解题方法集中分析,再由学生自己辨别哪一种解题方法最佳。虽然让学生分析例题不如教师分析的有条理性、系统性和连惯性,但因为是学生自己讲课,同学们的精力高度集中,这种教学方式充分调动了学生思维的主动性、积极性,课堂气氛活跃,把本来比较枯燥的计算课上得有滋有味,既锻炼学生的口头表达能力,提高学生的思维能力,又能加深学生的理解与记忆,提高课堂教学效果。
又如:在学习氯气时我设置了以下问题:①日军侵略我国时,使用过氯气弹,使成千上万军民惨遭毒杀,这种杀人不见血的“魔鬼”――氯气有哪些物理性质?②根据氯气的原子结构,你能推知氯气有哪些化学性质?③战场上为防氯气毒害,常用稀碱性溶液浸过的毛巾捂住口鼻,这又说明氯气有哪些化学性质?④印染工序中常用氯水漂白,这说明氯水有哪些化学性质?⑤通过氯气的学习,联系生活实际,说出以下用途利用了氯气的哪些性质;造纸过程通入氯气除去杂色;餐厅桌布常会残留有氯气的气味;养鱼的水通常放到太阳底下晒晒,更有利于鱼的生长;自来水常用氯气消毒。这些问题由表及里,由浅及深,引导学生不仅在解决问题中学习新知识,而且使学习过程变成不断提问、不断解疑的深化过程。
5.知识巩固由“题海”战术向“亲历”过程转变
在新课程中,作业除了起巩固与检验作用外,作业还应是一种拓展学习空间的手段,是一种实践、体验的过程,同样也是促进学生发展的有效途径。通过作业引导学生走向自然、走向社会、走向生活。
例如:在学习铁及其化合物的氧化性和还原性后,作业可布置为:
(1)巩固性练习:写出下列反应的离子方程式
①为什么工业上利用氯化铁溶液腐蚀铜箔制印刷线路板?
②为什么在FeSO4溶液中常常加入铁钉或铁粉?
(2)结合教材中身边的化学:“铁元素与人体健康”,让学生调查目前市场上常见的补铁保健品,写一编题为“与补铁朋友谈科学补铁”。这样的课后作业,既了解了工业上印刷电路工艺、药品的保存以及如何科学补铁,又巩固了学科知识。
6.化平凡为神奇,给知识注入生命
利用课堂分析和解决与化学有关的实际问题,引导学生运用化学视角观察社会、科技发展、生产生活中各类与化学相关的问题,去发现问题,展开探究,使学生感受身边的化学物质和化学现象,以获得新的知识与经验,达到学以致用。
如学习“化学电源”时,让学生自己动手试试:水果也能做电池,你信吗?看看那种水果电池效果最好?在学习“糖类”时,让学生自己设计实验探究:葡萄中有葡萄糖吗?若有该如何检验?只有葡萄中才含有葡萄糖吗?你知道葡萄酒是怎么酿制的吗?家酿酒又是怎么酿制的呢?在学习“甲烷”时介绍神奇的“可燃冰”以及“西气东输”的战略意义等等,将简单浅显的化学知识和化学原理融入到奇妙的化学生活之中,给枯燥的化学知识注入生命活力,感悟生活中化学无处不在的“动感地带”,体验化学生活的“神奇之旅”,自然、巧妙地渗透情感、态度和价值观,极大地调动了学生的学习积极性,教学效能大大提高。
无机化学是化学、材料、医药、化工、检验等许多专业必修的一门重要基础课程,也是学习分析化学、有机化学、物理化学的前提和基础。系统的无机化学主要包括化学原理和元素两大部分,其中化学原理是大多数专业学习无机化学这门课程时的重点内容。有关于化学平衡问题的理论和计算是化学原理的核心部分,在无机化学的学习中占有十分重要的地位。无机化学中涉及到化学平衡内容有诸多章节,按其从属关系可以分为总论和分论。化学平衡就是总论;分论包括酸碱平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡、氧化还原平衡,这些内容是化学平衡在各自平衡体系中的具体体现和应用。现阶段大部分出版的无机化学教材针对这部分内容都是分章节介绍,涉及到常数、公式和原理太多,学生在学习阶段难以将相关内容进行联系融合,掌握有一定难度。教学研究发现,在学习完分论――四大平衡以后,应及时将其与前面总论化学平衡内容进行对比、归纳和总结,找出它们之间的共性和特性,将会有助于帮助学生理解这部分内容。
一、化学平衡的基本含义和特征
1.基本含义
在一定条件下,绝大多数化学反应都是可逆反应,即该反应只能进行到“某一程度”就达到反应的终点。此时反应物的消耗速度和产物的生成速度相等,形成一个动态平衡,该平衡状态我们称之为化学平衡。化学平衡的基本含义还包括:化学平衡是可逆反应所能进行的最大限度,达到平衡状态时系统的组成不再随时间而变化;平衡常数是状态函数,因此系统的组成与达到平衡状态的途径无关;化学平衡是动态的、有条件的、相对的,当条件发生改变时,平衡就会发生移动,建立与新条件相适应的新平衡。
2.特征
(1)平衡浓度
化学平衡所阐述的具体含义是指可逆反应在一定温度下达到平衡状态时,各反应物的浓度与产物的浓度存在一定关系,即“平衡浓度”之间的关系。生成物平衡浓度幂之积与反应物平衡浓度幂之积的比值称为这一反应的平衡常数。这是解决与此相关的酸碱平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡、氧化还原平衡计算的必要前提。为此,我们还需要了解与平衡浓度相关的起始浓度和变化浓度,明确这三种浓度之间的关系,即起始浓度任意值,变化浓度有比例,平衡浓度相制约。
(2)经验平衡常数和标准平衡常数
化学反应平衡常数,是表明反应达到最大限度的特征值,可分为经验平衡常数K和标准平衡常数。两者在定义和表达形式上虽然相似,但含义却有很大差异。经验平衡常数又称实验平衡常数,是由实验测定而获得的,根据反应类型不同及体系达到平衡时各物质浓度表示方法的差别,可分为浓度平衡常数K,和压力平衡常数K。。经验平衡常数通常具有量纲,对于有气体和溶液同时参加的反应,量纲极为复杂,因此在使用时十分不便。标准平衡常数的表示是以平衡浓度(或平衡分压)与标准浓度(或标准压强)的比值(即相对浓度)来代替平衡浓度,从而达到一个无量纲的平衡常数,它同样可以表达体系达到平衡时各物质的浓度关系,而且使用更为简洁方便。此外,标准平衡常数标准一致,有对应关系,因此使用更为广泛。
此外,在使用平衡常数时我们还需要注意以下几点:平衡体系中固体、纯液体以及稀溶液中溶剂水的浓度(活度)都近似,因此它们都不会出现在平衡常数的表达式中;平衡常数是温度的函数,温度不变,平衡常数不变;同一化学反应,在同一温度下,平衡常数的具体数值与方程式的写法有关,写法不同,表达式中的指数不同,平衡常数不同;平衡常数是表示化学反应进行程度的一个定量标度,利用平衡常数的大小比较不同反应进行的程度时,各反应的化学计量数必须相同,否则可能得出错误结论。
二、化学平衡在各类平衡体系中的具体应用
在实际应用中,化学平衡常常涉及包括平衡常数、转化率、平衡移动定律和多重平衡等具体问题,这也是掌握化学平衡的重点和难点。下面将详细讨论这些问题在酸碱平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡、氧化还原平衡中的具体应用。
1.标准平衡常数
在总论化学平衡体系中,标准平衡常数一般用来表示。在分论酸碱平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡、氧化还原平衡从反应类型上来说都属于离子反应。因此反应的标准平衡常数一般用来表示,随着反应体系的不同,的具体含义也不同,列出了常用标准平衡常数在各平衡中的具体表示形式。在酸碱平衡体系中,经常讨论的是水的解离平衡和弱酸、弱碱的解离平衡,平衡常数的表示分别为《研究的侧重点是各种复杂体系中溶液蚶值的计算。在沉淀溶解平衡中,判断多离子共存溶液中沉淀的生成与溶解是计算的重点,衡量的标准就是平衡溶液体系中反应商J与离子积常数的大小。在配位平衡反应中,分别表示配合物的不稳定常数和形成常数,其数值大小分别表示配合物分解或是形成反应趋势的大小。在电化学氧化还原平衡中,常常考察的具体重点是利用各种反应的电极电势来计算相应的标准平衡常数。
2.平衡转化率
对于一般可逆反应,除了标准平衡常数以外,有关化学平衡转化率的概念也比较多。虽然在不同平衡体系中的叫法各不相同,但是其本质都是一样的,表示某物质达到平衡时已经转化的浓度与起始浓度的比值。例如,酸碱平衡体系中的弱酸弱碱的解离度和盐的水解度;沉淀溶解平衡中的溶解度等。平衡常数与平衡转化率之间也存在一定关系,一般来说,反应的平衡常数。越大,平衡转化率也就越大。另一方面,只要化学反应计量方程式与的表达式相匹配,平衡转化率也可以确定反应程度的相对大小。
3.平衡移动定律
文章编号:1008-0546(2013)04-021-03 中图分类号:G632.41 文献标识码:B
江苏省高二化学学业水平测试是对高中生在校期间基础化学学习水平的检测,其测试的内容体现了课程标准理念:注重基础性、体现时代性、反映选择性;测试的范围是初中化学教学内容、高一必修模块《化学1》和《化学2》以及选修模块中的《有机化学基础》和《化学与生活》任选其一。我校非化学选科的学生选修的是《化学与生活》。
2011至2012学年度第二学期,笔者教了一个高二文科的史地班,学生普遍化学基础较差,在他们眼中化学不过是瓶瓶罐罐中众多杂乱无序的变化和复杂的元素符号、分子式、化学方程式的堆积,既难记又无用,因此学习积极性不高。而学业水平测试复习的时间很紧张,如何帮助这些化学学困生顺利达到基本学业水平要求,是笔者这个学期教学研究的主要任务。课程标准的核心理念是“以学生为本”,转变学生的学习方式,强调从单纯注重传授知识转变为引导学生学会学习。学习虽没有捷径,但如果复习备考方向准确、方法科学、策略优化,则效率一定会倍增。因此,开学初我校高二化学备课组就反复讨论了如何帮助化学学困生找到适合自己的学法,提高学习效率,顺利达到基本学业水平要求。
以下是笔者经过一个学期的教学实践,总结出的一些指导化学学困生顺利达到基本学业水平要求的学法。
一、学会预习
如果在老师简单“命令式”要求预习的话,不到一半的化学学困生只会把书粗略浏览一下,其实尚不知究竟怎么预习。对于化学学困生来说要真正地去完成预习是太困难了,因为他们每天对于学习的最好状态就是能够完成老师交给他们的必做任务。因此,在开学初,我们高二化学备课组就分工给学生准备了学业水平测试复习的整套课时学案。学案包括考纲要求、教学重点和难点、小高考真题、知识点填空、典型例题和练习,一共21个课时。我们要求每一个学生认真预习这个学案,按照自己的能力完成学案上的内容:每个周末预习两个课时的学案,知识点的填空可以通过看书完成,通过习题让学生熟悉这段内容考核的题型。
由于化学学困生的知识储备少,能力水平比较差,我们希望通过这个预习让每个学生对将要复习的内容心中有数而又心存疑问。为此我们在每一节需要预习的内容上设置对应的预习学案,让学生按照预习提纲来填写,同时让学生在不懂的地方做记号,以便他们上课的时候注意听讲。即使学生也能够坚持并知道该如何去做。这样的有针对性的预习,学生会清楚地知道自己该完成什么,效果比单纯看书或者以前传统的只有知识点的归纳和相应习题的学案要好很多。通过一段时间的实践,我们发现几乎所有学生都养成了预习的好习惯。这对于老师在有限的学业水平测试复习课时内,能够极大地提高复习的效率。
二、学会记忆
1.通过实验现象加深记忆
高中化学必修1模块是高中化学课程的基础,其主要内容是中学重要常见元素化合物的基础知识,该部分内容对于能否达到基本学业水平要求起着决定作用。但这部分内容知识点多,且非常零散,学生要记忆的东西太多,记不住,且记了过后容易遗忘。但化学1涉及的实验比较多,实验是激发学生学习化学兴趣的重要手段。与其他学生相比,“学困生”更喜欢实验。但是,应注意的是绝大多数“学困生”的喜欢实验是一种表面现象,他们只喜欢看老师做演示实验,对于实验现象只是过目即忘,所以,课后对于物质的性质、实验的现象完全没有印象,解答习题时更是不知从何下手。
为此,我们在集体备课时,分工将化学1中涉及的重要的元素化合物性质的实验进行整理,部分安排学生分组实验,部分安排师生的演示实验。通过明显的实验现象和学生亲自动手参与,加深对元素化合物知识的记忆。例如“氢氧化亚铁转化为氢氧化铁”的实验现象和相关反应方程式是经常考查的知识点,这段内容让学生亲自动手,可以加深印象。我要求学生课堂制备亚铁离子,用一个小烧杯倒入少量的硫酸铁溶液然后加入铁粉,振荡烧杯直到溶液全变成浅绿色时马上用试管取出一部分加入氢氧化钠,这样就可以看到有白色的氢氧化亚铁生成。当氢氧化亚铁在空气中被氧化成氢氧化铁时,将试管摇一摇,让一部分氢氧化亚铁粘在试管壁暴露在空气中,在试管壁很快就能看到有红褐色的氢氧化铁出现,这就可以说明氢氧化亚铁被空气中的氧气氧化成氢氧化铁的全过程。学生亲自动手完成了“亚铁离子和铁离子的相互转化”、“金属钠、碳酸钠和碳酸氢钠性质”、“常见离子的检验”和“氧化铝和氢氧化铝的两性”等实验,对于解答学业水平测试非选择题部分的推断题也有很大的帮助,使得“学困生”不至于见到简答题就无从下手。让学生对实验的兴趣渐渐持续转化为学会实验技能,从而理解和运用知识的能力。
2.通过对比加深记忆
当两种事物相类似时或相联系时,往往会根据一种事物引起对另一事物的联想。如果能够把记忆的材料与自己体验过的事物相联系,记忆效果就会更好。如学生在学习原电池部分内容时,对正负极的判断,电子流动的方向,电流方向老是记不住,或者是记反。笔者启发学生将原电池的正负极的得失电子进行归纳和类比,揭示原电池工作原理的本质是氧化还原反应。即负极失电子发生氧化反应与还原剂一致;正极得电子发生还原反应与氧化剂一致。再比如,将电流方向和物理知识联系起来,内电路电流方向由负极到正极,外电路电流方向由正极到负极,这样即可判断出溶液中阴阳离子移动方向。同时让学生联想一下平时经常使用的锌-锰干电池这个最常见的原电池,突出的一极为碳棒,作为正极,锌片作为负极,学生对此非常熟悉,以此来记住活泼金属通常作为正极,外电路电流方向从正极到负极。
当两种事物在某个方面恰好相反时,可以由“此”联想起“彼”。例如:元素周期律中:同周期元素从左到右金属性依次减弱,非金属性依次增强,同主族从上到下金属性依次增强,非金属性依次减弱,规律恰好相反,在记忆时只记一个方面,另一方面刚好相反即可,减少记忆的容量。
3.通过身边的生活常识加深记忆
选修模块《化学与生活》的复习遵循“从生活走进化学,从化学走向社会”,绝不是简单的罗列一些生活中与化学有关的物质和现象,而是精心选择那些学生熟悉的生活经验中蕴含多种知识生长点的物质或现象作为原形,从这一原形出发,引导学生将化学与生活的复习融于有关的生活现象和解决具体的社会问题中。例如对药物这段内容的教学,可以让学生从家里找出一些常用药带到学校里,以小组讨论的形式,一起研究药物的使用说明,通过这样的形式帮助学生记住和药物有关的知识点。很多男同学对航天工业比较感兴趣,其中蕴含着很多的化学知识,像神舟九号载人飞船与天宫一号在太空成功对接,在设计过程中应用了大量的化学知识:火箭的外壳是用钛合金,铍合金和铝合金等材料做成;火箭的燃料,实验舱内的材料,航天员氧气来源等等都涉及到化学知识。通过身边的化学知识来帮助学生加深记忆,让学生体会到化学知识无处不在。
三、学会练习
做好基础题是达到基本学业水平要求的关键,因此对于化学“学困生”而言,不要随意扩大复习范围,重点抓住反复考查的核心概念。基础题一般指向单一,不设陷阱。因此,笔者要求学生先放弃难题:即选择题的第23题和非选择题的最后一大题。把主要精力放在基础题的练习上,防止盲目训练,机械重复训练,避免把学困生陷入题海战中。《化学与生活》这部分内容相对比较窄、题型也比较固定,只要学生愿意花一些功夫进行有效记忆相关的知识点,可以获得较大的分值。因此,笔者牢牢抓住这部分内容,督促学生加强联想、对比和归纳,并经常以小默写的形式考查学生。我校历年都给学生订阅南师大《化学教与学》的学业水平测试模拟卷,上面的题型严格按照考纲要求,荟萃了一大批优秀老师的经典题目,杂志社编辑老师又反复斟酌,精挑细选,最终形成了一本实用性、前瞻性很强的模拟卷专辑。我们在年级统一安排的每周一次练习的时间里,仅让学困生按照自己的能力完成模拟卷上的基础题部分,效果显著。《化学教与学》一共10套模拟题,学生做下来过后,成绩一次比一次好。这样的训练,可以使“学困生”在69分的选择题和15分《化学与生活》的考查内容上争取得到及格的保障。
四、学会反思
错题本身是为每一个学生量身定做的学习资源,大多数同学都能认识到对错题进行订正和反思有助于提高成绩。可是部分学困生根本不知道如何纠错反思,所以面对考查同一知识点的相似题目他们会一错再错。整理错题本是反思的一种主要形式,可是并不适用于学业水平测试的复习,因为实在耗时太多。因此,我要求他们在完成一份综合卷后仔细研究一下自己做错的题目,找到真正的错误原因:首先,找到那些“审题不清”、“算错了”、“粗心”等非智力原因造成的错误。比如,应该选择“不正确”的却误选了“正确”的;要求写“离子方程式”的却写成了“化学方程式”等,这些错误学生本可以避免的。又如阿伏加德罗常数的应用,这类题目经常设计了一些陷阱让学生出错,如果让学生反思总结的话,会明显降低错误率。常见物质的状态,如标准状况下水、四氯化碳不是气态;“22.4L/mol”必须在“标准状况”和气态物质两个条件同时具备才能使用,缺一不可。习题中干扰选项一直设在“标准状况”上,用“通常状况”,“常温常压”,“相同状况”等说法来代替,这样的干扰选项一直都很有效。让学生自己分析错因,即找到自己犯错的原因,比老师反复强调更有用。
其次找到那些知识点比较模糊,一知半解,甚至是靠猜的题目,重点看一下这些题目考查了相关的哪些知识,可以通过和其他同学的讨论或者请教老师把这些知识点搞懂。同样阿伏加德罗常数的题目中,有些内容是学生不会做造成的出错,例如在氧化还原反应中求算电子转移的数目,教会学生关键是准确判断物质在氧化还原反应中价态的变化值和参加反应的氧化剂或还原剂的量,以此来进行计算。又如元素周期律的题目属于中等难度题,对于学困生来说要求较高,这类题目通常以元素周期表为背景,结合“位、构、性”的相关联系,通过元素推断,综合考查元素周期律的内容。对于这类题目,首先要求学生熟练掌握1到18号的元素以及原子半径、元素化合价、元素金属性和非金属性的递变规律,在此基础上再注重培养学困生的逻辑推理能力和综合判断能力,最终顺利完成这类题目。一部分学困生会将自己的很多错误归于粗心,而掩盖了真正的错误原因。因此我要求他们在综合卷上对两种类型的错误用不同颜色的笔进行标注,通过整理学生的标注,可以使我对其错题情况心中有数,对大多数学困生感到困难的知识点可以加强指导。
以上是笔者对化学学困生顺利达到基本学业水平要求的方法,只有加强对学困生的了解,才能真正降低复习教学的难度,以切实提高复习的有效性和针对性,让学困生尝到有效复习的快乐,多鼓励,多督促,以树立他们的信心,学好化学。
参考文献
[1] 钟启泉主编.差生心理教育[M].上海:上海教育出版社,2003.4