时间:2023-03-03 15:57:28
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新课改以来,众多专家学者提出了课堂教学改革的举措。笔者以为,具有学科特色和本真的化学课堂教学,应该追求自己的“学科味”。反思这些年的教学实践,笔者认为具有“化学味”的化学课堂应该体现了以下三个特点。
一、重视实验教学
早在20世纪70年代末,著名有机化学家蒋明谦教授就指出,“尽管发生了这种变革的趋势,我们应该认识到,化学现在仍然是一种实验科学,将来也还是实验科学”[1],这是从化学的根本属性上作出的立论。在化学教学中,我们应当强调实验教学,并在实验教学时注意以下几点。
1.坚决不“讲实验”,不追求“功利”教学。
人有惰性,教师也不例外。有些化学教师认为做实验很麻烦,且浪费时间和精力,效果还不一定有“讲实验”和“背实验”好。然而,“讲实验”否定了学生的主体参与,埋没了学生的创新意识,同时也造成了课堂教学的生成性资源的缺失,与现代教学理念背道而驰。
2.不能用“视频实验”完全取代“真做实验”。
信息技术的发达给教学提供了丰富的资源,因此出现了如今的化学课中用“视频实验”完全取代“真做实验”的现象。“视频实验”只是停留在学生看的层面,是浅层次的学习行为,学生仍然被视频“牵着走”,其主体地位丧失,这样的化学课仿佛在“欣赏电影”,缺失“化学味”。当然,“视频实验”并非一无是处,对于课堂中无法完成的实验可以用“视频实验”来替代,同时,也可以利用信息技术将实验中不易察觉的现象或过程进行突出处理。笔者参加2015年江苏省初中化学教师基本功大赛的“创新实验”比赛时,将点燃蜡烛熄灭后冒白烟的实验拍成了视频,并将用高清晰摄像机拍到的火苗向下移动的过程制作成了慢镜头,起到了很好的教学效果。
3.依据学情,合理设置演示实验和学生实验。
教学时,演示实验与学生实验并没有严格的区分与界定,尽管《义务教育化学课程标准(实验稿)》(以下简称《课标》)中提出了8个学生实验,但在实际教学时,可将演示实验“下放”为学生实验,因为实验的魅力并不是来自于“看”,而是来自于亲身“做”。实验教学中,应当做到:让学生亲自做实验和观察各种现象,亲身体验通过实验进行探索规律的活动;结合实验事实和过程,让学生认识化学概念和理论的形成过程;让学生通过实验去解决问题,从而在科学态度、方法和分析解决问题的能力方面得到提高。[2]
4.突破实验的课本束缚,鼓励创新与变通。
重视实验教学并非将课本实验奉为“圣旨”,教师可寻求实验的创新。笔者在参加2015年南通市初中化学优质课评比中,设计了一个简易的自来水厂净水模型,将系列净水方法浓缩在这套模型中,使得学生兴趣高涨,较好地达成了教学目标。另外,可将验证型实验改为探究型实验,增加学生的探究机会,从而实验的功能不再是验证教材的某个结论,而是引导学生发现问题、解决问题,为培养其科学素养、创新能力打下基础。
二、渗透化学学科观念
德国物理学家冯?劳厄曾说过,教育所给予人们的无非是当一切已学过的东西都忘记后所剩下来的东西。这剩下的东西便是学生通过学科知识的学习,所形成的从某学科的视角去认识事物和解决问题的方法、观点,即学科观念。化学学科观念不是以结论的形式呈现在课程内容中,而是蕴含于具体化学知识当中并借助于它们表达出来,此时的化学基本观念只是一些没有和学生内心世界建立意义关联的客观存在。[3]因此,笔者认为,促进观念建构的化学教学的核心问题是,如何通过具体知识将客观存在的知识形态的化学观念转为学生个人形态的化学观念。
1.教师要具有化学学科观念,并以观念统领学科知识。
关于化学学科观念,有学者从中学化学的定义出发,构建了与物质的组成、结构、性质和应用等中学化学研究对象相对应的基本观念体系,具体包括元素观、微粒观、结构观、变化观、化学价值观以及分类观和实验观。[4]如笔者在进行单元知识新授课教学前,要先于学生宏观把握本单元知识的观念性理解,以便把具体知识的教学与观念的建构进行联系,增强教学的针对性。下面以人教版初中化学教材九年级第三单元为例,简述笔者是如何以学科观念统领单元学科知识的。
从整体来看,可把“微粒观”和“元素观”确立为本单元的观念性目标。为发挥化学观念对本单元教学的统领作用,需将“微粒观”转化为更为具体的理解表达:物质是由分子、原子等粒子构成的;微观粒子是不断运动的、彼此间有间隔的;原子既能直接构成物质,又可以先构成分子,再由分子构成物质;在化学变化中,分子可以再分,而原子不可再分。而“元素观”则可具体表达为:物质是由元素组成的,元素是组成物质的基本成分;一种元素则对应于一类原子(具有相同质子数);基于已学过的化学变化,尝试概括出在化学反应中元素不变的观念等。由此可见,上述观念统领着第三单元的学科知识。
2.教学以具体知识为载体,渗透化学观念。
化学事实、概念等知识是显性的,易引发学生的注意,而观念是隐性的。教学时,教师如果不能有意识地引导学生去挖掘,学生很难体会到它们的存在,学习也只停留在具体知识的层面。因此,促进学生观念建构的教学,需要教师挖掘具体知识背后的深层次观念。笔者在教学人教版初中化学教材第十单元课题2“酸和碱的中和反应”一课时,设计了以下几个环节:①学生设计并完成探究稀盐酸与氢氧化钠溶液恰好完全反应的实验――渗透实验观(实验是人类探求未知、发现规律、验证推测的重要实践活动);②实验探究稀盐酸与氢氧化钠溶液反应时能量的变化――渗透变化观(化学变化常伴随着能量变化,并以热能形式表现出来);③探究稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的微观实质――渗透微粒观(酸、碱在水溶液中以离子而存在,在发生化学变化时,离子会发生变化,产生新离子);④了解中和反应在实际中的应用――渗透化学价值观(化学回归生活、回归社会,是推动社会文明、进步的重要力量)。
3.引导学生运用化学观念去解决问题,驱动深层次思维。
《课标》指出:“在化学课程中重视学生化学基本观念的形成,是精简教学内容,减轻学生过重的学习负担,提高学生问题解决能力的重要途径”[5]。观念形成于具体知识,应用于实际问题,这也体现了化学观念的价值。在初三的后期教学中,可积极尝试选取生活情景、环境问题、矿物冶炼、能源开发、工业生产等素材作为学生运用学科观念解决问题的视角。
三、体现化学学科思想
化学学科思想是人们在认识化学的活动中运用科学方法的思想意识,对化学本质、特征及价值的基本认识。学科知识、学科能力、学科思想是学科体系的三个要素,而学科思想是一个学科的灵魂。[6]因此,化学教学中,教师应把最精髓、最本质的学科思想传授给学生,学生在学习的实践活动中通过自己的理解获得启迪与感悟,促进认识的完善,形成知识的结构,掌握化学思维方法。有学者提出,中学化学学科的主要思想有:整体性思想、联系思想(结构与性质、微观与宏观、定性与定量、量变与质变思想等)、守恒思想、动态平衡思想、构建模型思想、验证探究思想、绿色化学思想、分类思想等。[6]笔者结合初三化学教学实践,选择三种化学学科思想进行阐述。
1.“结构决定性质”的思想。
在研究化学元素(原子)、物质的性质时,我们根据其结构来推测物质性质,并通过实验来证明性质的存在。“结构决定性质”的思想首次出现在“物质构成的奥秘”一章的教学中,引导学生分析原子的结构(最外层电子数),推出元素(原子)的化学性质,从而感悟出这一化学学科思想。教学“金刚石、石墨和C60”课题时,了解到它们物理性质的差异后,借助这一思想,引导学生从内因(内部结构)寻找原因:碳原子的排列方式不同。这一思想也为高中化学学习“位置”、“结构”与“性质”的关系做好铺垫。
2.“守恒”的思想。
使学生建立化学平衡的观点;理解化学平衡的特征;理解浓度、压强和温度等条件对化学平衡的影响;理解平衡移动的原理。
能力目标
培养学生对知识的理解能力,通过对变化规律本质的认识,培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。
情感目标
培养学生实事求是的科学态度及从微观到宏观,从现象到本质的科学的研究方法。
教学建议
化学平衡教材分析
本节教材分为两部分。第一部分为化学平衡的建立,这是本章教学的重点。第二部分为化学平衡常数,在最新的高中化学教学大纲(2002年版)中,该部分没有要求。
化学平衡观点的建立是很重要的,也具有一定的难度。教材注意精心设置知识台阶,采用图画和联想等方法,帮助学生建立化学平衡的观点。
教材以合成氨工业为例,指出在化学研究和化工生产中,只考虑化学反应速率是不够的,还需要考虑化学反应进行的程度,即化学平衡。建立化学平衡观点的关键,是帮助学生理解在一定条件下的可逆反应中,正、逆反应速率会趋于相等。教材以蔗糖溶解为例指出在饱和溶液中,当蔗糖溶解的速率与结晶速率相等时,处于溶解平衡状态,并进而以的可逆反应为例,说明在上述可逆反应中,当正反应速率与逆反应速率相等时,就处于化学平衡状态。这样层层引导,通过图画等帮助学生联想,借以
在一定程度上突破化学平衡状态建立的教学难点。
教材接着通过对19世纪后期,在英国曾出现的用建造高大高炉的方法来减少高炉气中含量的错误做法展开讨论。通过对该史实的讨论,使学生对化学平衡的建立和特征有更深刻的理解,培养学生分析实际问题的能力,并训练学生的科学方法。
化学平衡教法建议
教学中应注意精心设置知识台阶,充分利用教材的章图、本节内的图画等启发学生联想,借以建立化学平衡的观点。
教学可采取以下步骤:
1.以合成氨工业为例,引入新课,明确化学平衡研究的课题。
(1)复习提问,工业上合成氨的化学方程式
(2)明确合成氨的反应是一个可逆反应,并提问可逆反应的定义,强调“二同”——即正反应、逆反应在同一条件下,同时进行;强调可逆反应不能进行到底,所以对任一可逆反应来讲,都有一个化学反应进行的程度问题。
(3)由以上得出合成氨工业中要考虑的两个问题,一是化学反应速率问题,即如何在单位时间里提高合成氨的产量;一是如何使和尽可能多地转变为,即可逆反应进行的程度以及各种条件对反应进行程度的影响——化学平衡研究的问题。
2.从具体的化学反应入手,层层引导,建立化学平衡的观点。
如蔗糖饱和溶液中,蔗糖溶解的速率与结晶的速率相等时,处于溶解平衡状态。
又如,说明一定温度下,正、逆反应速率相等时,可逆反应就处于化学平衡状态,反应无论进行多长时间,反应混合物中各气体的浓度都不再发生变化。
通过向学生提出问题:达到化学平衡状态时有何特征?让学生讨论。最后得出:化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态(此时化学反应进行到最大限度)。并指出某一化学平衡状态是在一定条件下建立的。
3.为进一步深刻理解化学平衡的建立和特征,可以书中的史实为例引导学生讨论分析。得出在一定条件下当达到化学平衡状态时,增加高炉高度只是增加了CO和铁矿石的接触时间,并没有改变化学平衡建立时的条件,所以平衡状态不变,即CO的浓度是相同的。关于CO浓度的变化是一个化学平衡移动的问题,将在下一节教学中主要讨论。从而使学生明白本节的讨论题的涵义。
“影响化学平衡的条件”教材分析
本节教材在本章中起承上启下的作用。在影响化学反应速率的条件和化学平衡等知识的基础上进行本节的教学,系统性较好,有利于启发学生思考,便于学生接受。
本节重点:浓度、压强和温度对化学平衡的影响。难点:平衡移动原理的应用。
因浓度、温度等外界条件对化学反应速率的影响等内容,不仅在知识上为本节的教学奠定了基础,而且其探讨问题的思路和方法,也可迁移用来指导学生进行本书的学习。所以本节教材在前言中就明确指出,当浓度、温度等外界条件改变时,化学平衡就会发生移动。同时指出,研究化学平衡的目的,并不是为了保持平衡状态不变,而是为了利用外界条件的改变,使化学平衡向有利的方向移动,如向提高反应物转化率的方向移动,由此说明学习本节的实际意义。
教材重视由实验引入教学,通过对实验现象的观察和分析,引导学生得出增大反应物的浓度或减小生成物的浓度都可以使化学平衡向正反应方向移动的结论。反之,则化学平衡向逆反应方向移动。并在温度对化学平衡影响后通过对实验现象的分析,归纳出平衡移动原理。
压强对化学平衡的影响,教材中采用对合成氨反应实验数据的分析,引导学生得出压强对化学平衡移动的影响。
教材在充分肯定平衡移动原理的同时,也指出该原理的局限性,以教育学生在应用原理
时,应注意原理的适用范围,对学生进行科学态度的熏陶和科学方法的训练。
“影响化学平衡的条件”教学建议
本节教学可从演示实验入手,采用边演示实验边讲解的方法,引导学生认真观察实验现象,启发学生充分讨论,由师生共同归纳出平衡移动原理。
新课的引入:
①复习上一节讲过的“化学平衡状态”的概念,强调化学平衡状态是建立在一定条件基础上的,当浓度、压强、温度等反应条件改变时,原平衡的反应混合物里各组分的浓度也会随着改变,从而达到新的平衡状态。
②给出“化学平衡的移动”概念,强调化学平衡的移动是可逆反应中旧平衡的破坏、新平衡的建立的过程,在这个过程中,反应混合物中各组分的浓度一直在变化着。
③指出学习和研究化学平衡的实际意义正是利用外界条件的改变,使旧的化学平衡破坏并建立新的较理想的化学平衡。
具体的教学建议如下:
1.重点讲解浓度对化学平衡的影响
(1)观察上一节教材中的表3-l,对比第1和第4组数据,让学生思考:可从中得出什么结论?
(2)从演示实验或学生实验入手,通过对实验现象的观察和分析,引导学生得出结论。这里应明确,溶液颜色的深浅变化,实质是浓度的增大与减小而造成的。
(3)引导学生运用浓度对化学反应速率的影响展开讨论,说明浓度的改变为什么会使化学平衡发生移动。讨论时,应研究一个具体的可逆反应。讨论后,应明确浓度的改变使正、逆反应速率不再相等,使化学平衡发生移动;增加某一反应物的浓度,会使反应混合物中各组分的浓度进行调整;新平衡建立时,生成物的浓度要较原平衡时增加,该反应物的浓度较刚增加时减小,但较原平衡时增加。
2.压强和温度对化学平衡的影响:应引导学生分析实验数据,并从中得出正确的结论。温度对化学平衡影响也是从实验入手。要引导学生通过观察实验现象,归纳出压强和温度的改变对化学平衡的影响。
3.勒夏特列原理的教学:在明确了浓度、压强、温度的改变对化学平衡的影响以后,可采用归纳法,突破对勒夏特列原理表述中“减弱这种改变”含义理解上的困难:
其他几个问题:
1.关于催化剂问题,应明确:①由于催化剂能同等程度增加正、逆反应速率,因此它对化学平衡的移动没有影响;②使用催化剂,能改变达到平衡所需要的时间。
2.关于化学平衡移动原理的应用范围和局限性,应明确:①平衡移动原理对所有的动态平衡都适用,为后面将要学习的电离平衡、水解平衡作铺垫;②平衡移动原理能用来判断平衡移动的方向,但不能用来判断建立新平衡所需要的时间。教育学生在应用原理时应注意原理的适用范围,对学生进行科学态度的熏陶和科学方法的训练。
3.对本节设置的讨论题,可在学生思考的基础上,提问学生回答,这是对本节教学内容较全面的复习和巩固。
4.对于本节编入的资料,可结合勒夏特列原理的教学,让学生当堂阅读,以了解勒夏特列的研究成果和对人类的贡献;可回顾第二节“工程师的设想”的讨论,明确:欲减少炼铁高炉气中CO的含量,这属于化学平衡的移动问题,而利用增加高炉高度以增加CO和铁矿石的接触时间的做法并未改变可逆反应的条件,因而是徒劳的。教学设计示例
第一课时化学平衡的概念与计算
教学目标
知识目标:掌握化学平衡的概念极其特点;掌握化学平衡的有关计算。
能力目标:培养学生分析、归纳,语言表达与综合计算能力。
情感目标:结合化学平衡是相对的、有条件的、动态的等特点对学生进行辩证唯物主义教育;培养学生严谨的学习态度和思维习惯。
教学过程设计
【复习提问】什么是可逆反应?在一定条件下2molSO2与1molO2反应能否得到2molSO3?
【引入】得不到2molSO3,能得到多少摩SO3?也就是说反应到底进行到什么程度?这就是化学平衡所研究的问题。
思考并作答:在相同条件下既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应。SO2与O2的反应为可逆反应不能进行完全,因此得不到2molSO3。
提出反应程度的问题,引入化学平衡的概念。
结合所学过的速率、浓度知识有助于理解抽象的化学平衡的概念的实质。
【分析】在一定条件下,2molSO2与1molO2反应体系中各组分速率与浓度的变化并画图。
回忆,思考并作答。
【板书】一、化学平衡状态
1.定义:见课本P38页
【分析】引导学生从化学平衡研究的范围,达到平衡的原因与结果进行分析、归纳。
研究对象:可逆反应
平衡前提:温度、压强、浓度一定
原因:v正=v逆(同一种物质)
结果:各组成成分的质量分数保持不变。
准确掌握化学平衡的概念,弄清概念的内涵和外延。
【提问】化学平衡有什么特点?
【引导】引导学生讨论并和学生一起小结。
讨论并小结。
平衡特点:
等(正逆反应速率相等)
定(浓度与质量分数恒定)
动(动态平衡)
变(条件改变,平衡发生变化)
培养学生分析问题与解决问题的能力,并进行辩证唯物主义观点的教育。加深对平衡概念的理解。
讨论题:在一定温度下,反应达平衡的标志是()。
(A)混合气颜色不随时间的变化
(B)数值上v(NO2生成)=2v(N2O4消耗)
(C)单位时间内反应物减少的分子数等于生成物增加的分子数
(D)压强不随时间的变化而变化
二、美育在化学教学中起着重要的作用。在化学教学中我们要注重挖掘教材中的美育因素来激发学生主动接受熏陶,启迪聪明和智慧,塑造他们美的心灵,进而培养学生的爱国主义情感。我们必须充分挖掘化学中的美,这样才能促进人格完善,实现人的全面发展。因此美育是贯彻普通教育目标的一个重要部分,也是加强素质教育、全面提高教育质量、迎接新世纪的必然要求。
幽默是一种艺术,幽默作为一种重要的艺术风格已在化学教学理论研究和教学实践中初露端倪。恰当地运用幽默已经成为许多优秀教师课堂成功的法宝之一。如教育家斯维特洛夫所说:“教育家最主要的,也是第一位的助手是幽默。”魏书生则明确地向自己提出“每堂课都要有笑声”的要求。可见,在化学教学中若能适当地使用这种幽默艺术,会让化学教学变得更加丰富有趣。本文就个人在化学教育教学中的一些实践经验,谈谈幽默在化学教学中的意义、作用。
一、激发学生的学习兴趣
化学是一门自然科学,有些理论知识学习起来难免枯燥乏味,如果这种枯燥一直持续下去,难免会挫伤学生学习的积极性。而如果在其中穿插一些幽默情况就会大大改善。教学幽默本身就像“激发剂”,能使学生保持浓厚的学习兴趣。随着基础教育从“应试教育”向素质教育“转轨”的不断深入,在教学中如何唤起学生的学习情感,把学生的注意力引导到学习上,成为教师的一个重要任务。课堂教学是学生获取知识的主要途径,轻松愉快的课堂教学更有利于学生的学习和进步,有利于激发学生的学习兴趣和培养思维能力。这就如同单调的旅途上偶尔闪现出来的一些鲜花、溪流一样,让人心情愉悦,精神振奋。
例如高中化学中摩尔的意义及使用是一个非常抽象难懂的内容,经过课堂上十几分钟的学习,学生明显感觉到疲倦,这个时候我便举个例子:我们能不能说1摩尔狗,2摩尔猫,3摩尔人呢?同学们轰然大笑。这一笑不仅活跃了课堂气氛,消除了疲劳,也让学生理解到摩尔的使用,只能用来形容微观粒子。
二、拉近师生距离,融洽课堂气氛
师生关系融洽,学生才能“亲其师”而“信其道”。有的教师习惯于板起面孔说教,一副正人君子模样,虽说学生不会畏而惧之,却一定是敬而远之,师生关系虽不至于剑拔弩张,却也是难以和谐融洽。要取得好的教学效果,首先要取得学生的信任和拥护。这就需要教师想办法拉近师生间的距离,而幽默正是一种常用而且有效拉近师生距离的方法。
例如,在高一新生的第一节化学课上,彼此之间都很陌生,为了尽快消除跟同学们的隔阂,我就说了个关于化学的笑话:长途客运汽车站内,一个男子拎着一大桶东西急匆匆地奔过来,挤着人群正想上车,售票员问:“哎哎,这是什么东西?”男子一边喘气一边往上挤说:“酒精”。“不行,不行,这可是易燃物,不能带上车的。”售票员皱着眉头说。那男子又嚷道:“这是乙醇。”“干嘛不早说?快上!”售票员笑着抱怨道。同学们哈哈大笑,课堂立刻变得活跃起来,一扫刚开始的生疏。我紧接着问到:“大家愿意做这样的售票员吗?”“不”学生异口同声。“所以我们要用心学好化学啊。”我趁机说道。大家都会心一笑并点头同意。
三、解决教学难题,提高教学效率
化学中有很多知识是抽象的,生涩的,对于这样的问题很多时候老师越是讲解而学生却是越糊涂。如果我们换一种方式,用一些大家熟悉的例子来对比就会取得意想不到的效果,既解决了问题,又调节了课堂气氛,课堂教学效率也得到很大的提高。
例如在学习粒子半径大小比较的一般方法时,学生感觉到不太好理解。我就给他们举例子说明为什么“电子层数越多,半径越大”:两个胖瘦相同的人,穿三件衣服和穿两件衣服的,哪一个体积大一些?学生会心一笑,表示理解。我继续举例子说明为什么“电子层数相同的时候,核电荷数越多半径越小”:还是这两个人,穿的衣服件数一样多,不同的是其中一个腰带扎的紧一些,一个松一些,哪个人的体积小一点?学生们又是一阵欢笑,当然这个问题也随之解决了。
再如学到用双线桥表示氧化还原反应中的电子转移时,不少学生对电子转移的数目总是理解错误。如铜和浓硫酸反应中,每个铜原子失去两个电子,每个硫酸分子中的硫原子得到两个电子,转移电子两个,但个别学生总认为是四个。于是我便叫来那个声音最大的学生做示范。我从兜里掏出两块钱递到他手里,同时问他:“我给你多少钱?”“两块钱。”“你收到多少钱?”“两块钱。”“那么,我们之间转移了多少钱?”那位学生恍然大悟:“两块钱!”其余的学生也呵呵一笑,以后再遇到这样的问题,出错的学生几乎没有了,即使有一两个又犯错了,其他同学都会喊“两块钱”,随着就是一阵善意的笑声。这样两次以后,再没有同学出现类似的错误了。可见在教学中,运用一些幽默的例子和手法可以达到一般的教学手段达不到的效果。
四、营造欢乐、和谐、宽松的课堂气氛
一般说来,化学教学内容本身大都是固定的知识和理论,因此很容易使课堂枯燥无味,平淡无奇,使学生不乐意听,甚至昏昏欲睡,当然,化学的教学内容也蕴藏着幽默的种子,这就需要我们的化学老师去发现,去组织。课堂教学的氛围是影响教学效果的一个重要原因,而愉快轻松的氛围则是创造最佳教学的前提,这种良好的氛围创造,除了依靠教学内容,教学方式等因素之外,运用幽默艺术,乃是不可缺少的重要方面。良好的化学教学幽默艺术具有快速弥漫性和情绪感染力,能使枯燥乏味的理论学习变成令人愉悦的精神享受,很好的活跃课堂气氛。在这种愉快、欢乐的课堂气氛中,学生不仅会积极参与教学中的思维创造活动,而且能使师生之间的交流畅通无阻,教师的才干、学识、教学技能很容易转化为学生的智慧。