緒論:寫作既是個人情感的抒發(fā),也是對學術真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇高中化學物質用途總結范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。
一、掌握化學課本是學習化學的基礎
與初中化學教材相比,高中化學教材的深度和廣度明顯加深,也更加注重推理,對知識綜合了解和掌握的要求也更高。高中化學逐漸把問題的研究由現象深入到本質,出現了由形象思維向抽象思維的飛躍
教師應當引導學生熟練掌握教材中出現的主要原理、定律以及重要的結論。化學是理科學科,因此它的課本閱讀起來不那么容易:首先,讓學生應該全面閱讀教材,大體了解每一節(jié)的內容,在在頭腦中形成一個初步印象。然后,引導學生學會抓重點。反復琢磨教材中的重點、難點,做好記錄,方便以后的復習。最后,教會學生把知識系統(tǒng)化。這樣不僅能夠提高化學成績,還能夠鍛煉學生的總結和概括的能力。
還有,在看書的同時一定要做好筆記。高中化學的知識點非常多,且繁雜不集中,所以,教師要指導學生把教材知識濃縮到筆記中,再通過大量的練習和教師的課堂講解,不斷補充和完善學生的知識結構。另外,對教材知識的復習也是不可缺少的。復習并不是單純地回顧知識,而是把所學知識聯(lián)系起來,形成新的知識結構體系,只有堅持做好知識的整理和歸納,才能使知識融會貫通。在學習化學的過程中,要記的知識點很多,死記硬背是沒有多大作用的,所以,要掌握化學上常用的記憶方法:比較法、歸納法、歌訣記憶法、理解記憶法和實驗記憶法等。這些都離不開里教師的幫助和輔導。如在涉及氧化反應和還原反應的知識點的教學時,教師應該引導學生運用比較的方法把氧化反應和還原反應進行比較學習,讓其記住典型的氧化還原反應方程式,掌握這兩類反應的區(qū)別和聯(lián)系,并使之聯(lián)系教材對相關的化學知識進行全面深刻的記憶和學習,從而達到令學生一看到某個化學反應,馬上就能想出相關的化學現象;一看到某個化學方程式,馬上就能想到這個化學方程式中對應的每個化學物質的性質,想到這些化學物質又能跟其他哪些物質發(fā)生反應的程度。
二、利用化學實驗,幫助學生進一步理解化學知識
化學是以實驗為基礎的自然科學,實驗是研究化學的最科學方法,也是學習化學的重要手段。化學實驗不僅能夠提高學生的觀察能力、思維能力和動手能力,還對加深學生對知識的理解起到了重要作用,所以化學實驗不容忽視。
化學實驗從觀察開始。一般是按照反應前反應中反應后的順序分別進行觀察。教師要注意培養(yǎng)學生在觀察的同時還要積極地思考的良好習慣。例如:學生在觀察銅、鋅分別投入稀硫酸中的現象時,教師要對鋅放在稀硫酸中能夠產生氣體而銅放在稀硫酸中卻無氣體產生的現象提出“為什么”,引導學生進行思考,這樣一來,既則能夠讓學生的感性知識得以升華,也能使之對化學知識獲得更深層次的理解。
化學實驗操作中還有許多注意事項。1、實驗室取用固體粉末時,應“一斜、二送、三直立”,即使試管傾斜,把盛有藥品的藥匙小心地送入試管底部,然后將試管直立起來,讓藥品全部落到試管底部。2、實驗室取用塊狀固體或金屬顆粒時,應“一橫、二放、三慢豎”,即先把容器橫放,把藥品或金屬顆粒放入容器口以后,再把容器慢慢地豎立起來,使藥品或金屬顆粒緩緩地滑到容器的底部,以免打破容器。 3、在液體的過濾操作中,應注意“一貼、二低、三靠”,即濾紙緊貼漏斗的內壁,濾紙的邊緣應低于漏斗口,漏斗里的液面要低于濾紙的邊緣,燒杯要緊靠在玻璃棒上,玻璃棒的末端要輕輕地靠在三層濾紙的一邊,漏斗下端的管口要緊靠燒杯的內壁。
三、引導學生學會總結、歸納知識,促進學生的化學學習效率
化學總結是學生進行化學學習過程中一個非常重要的部分。因此,教師應該注意教會學生從知識點出發(fā),以知識結構為主線,把所學化學知識歸納起來。例如在教授研究鹵素知識點時,可應用這樣的教學順序:結構性質用途制法存在保存等。在這個施教過程中,學生可以知道:( 1 )結構的規(guī)律性。最外層電子數,核外電子層數,原子半徑等。(2)性質的規(guī)律性。由最外層電子數為7,可推斷知道單質的氧化性較強,得電子后形成離子還原性較弱。而其他含有鹵素(正價)的化合物大多數都有較強的氧化性等。又如,高中化學教師還可以讓學生依據物質的特點,把所學過的一類物質歸納起來,如離子化合物與共價化合物,可以歸納總結為原子晶體有金剛石、單晶硅、碳化硅等。再如,讓學生根據典型的習題歸納出常用解題方法,如高一化學的物質守恒計算、混合物計算等。
二、加強和諧師生關系的建立
和諧的師生關系,對于高中化學教學質量的提高是十分重要的。構建和諧的師生關系,是進行化學教學創(chuàng)新的重要手段。高中學生正處于成長敏感期,他們的自尊心很強,自我表現欲望也很強烈。教師要通過和諧師生關系的建立,去自然地關注學生的變化,肯定學生的優(yōu)勢。高中學生希望得到他人的關注,更渴望得到教師的表揚。在教學中,教師平等地對待每一位學生,會讓學生在學習中表現得更加主動,也會讓學生的化學學習自信心得到建立。一位平易近人的教師,更容易得到學生的依賴。化學教師要尊重學生的人格,正確對待學生在化學學習過程中出現的諸多問題,給學生表達個性化觀點的機會,讓學生與教師之間的關系更加輕松和諧。比如在講解《氧化還原反應》的時候,教師要給學生表達自己觀點的機會,而不是讓學生一味地跟著自己進行化學學習。當學生勇于表達觀點時,哪怕存在錯誤,也要從其他角度進行肯定,激勵學生與自己互動、共同學習、共同進步。
三、加強教學情境的有效創(chuàng)設
興趣,是學生最好的引導者。在高中化學教學中,為學生創(chuàng)設生動、形象的情境,有利于學生化學學習積極性的提高,更能夠讓學生的問題意識得以形成,大大提高化學教學的針對性與有效性。在實際教學中,化學教師要根據教學內容以及學科特點,了解學生的學習需求,為學生創(chuàng)設一個形象的情境,引導學生進行探究。比如在講解《氨硝酸硫酸》的時候,教師可以利用多媒體為學生展示關于三種化學物質的性質,讓學生清晰明了地看到三種物質化學性質的不同,并利用圖片的展示讓學生了解三種物質的用途。當學生對其具有基本認知時,一個良好的學習情境得以創(chuàng)設,然后教師引導學生以小組為單位進行化學實驗的設計與實踐,對化學知識進行驗證,促進課堂氛圍的活躍。
四、加強學生參與度的提高
學生,是學習活動中的主體。在教學改革的今天,高中化學教師需要更多地關注學生的學習參與度。只有學生參與到學習活動中,才能讓化學教學的質量得以提升。高中學生的學習壓力較大,各學科學習模式的相似化,會讓學生覺得學習過于枯燥。作為一個自然學科,教師要引導學生在化學學習中感受到更多的學習樂趣,且樂于參與到學習活動中。教師可以通過競賽活動在課堂教學中融入化學知識,提高課堂參與度。比如在講解《石油、煤和天然氣的綜合利用》的時候,教師可以讓學生在課前進行預習,總結盡可能多的能源利用方法。在課堂中,通過搶答的方法去回答能源應用方面的問題,以計分的方式決定勝負,促進學生課堂參與度的提高。
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2015)12B-0054-02
新課程標準指出,高中化學教學改革應注重引導學生利用已有知識與經驗,主動探索知識的產生和發(fā)展,同時要改革教學理念,創(chuàng)新教學方法。人教版高中化學教材基于鋁的學科知識,按照物質中心模式進行編排,即“物質的結構―物質的性質―物質的存在形式―工業(yè)制備原理―用途”,其結構上具有很強的邏輯性。元素化合物知識是高中化學的重要組成部分,在新課標環(huán)境下如何設計和有效地開展元素化合物的教學活動,是當前化學教學面臨的重要課題。本文以人教版高中化學新課標化學必修1“從鋁土礦中提取鋁”的教學為例,闡述基于新課標環(huán)境的高中化合物教學設計。
一、教學目標及教材分析
本節(jié)課的知識目標是了解地殼中鋁元素的含量,知道鋁元素在自然界中的主要形式,了解工業(yè)上從鋁土礦中獲得鋁元素的方法,并了解兩性氧化物和兩性氧化物的概念,知道氧化鋁、氫氧化鋁的性質。通過解讀鋁土礦制備鋁的工藝流程,培養(yǎng)學生自主學習的能力;通過完善流程使學生學會分析化學流程的一般方法;通過對新流程的設計,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維,提升學生探究問題的能力;通過實驗驗證物質的性質,提高學生的實驗操作能力。在情感態(tài)度和價值觀的培養(yǎng)上,通過方案解讀、驗證、改進、創(chuàng)新等活動的開展培養(yǎng)學生探究的科學精神和嚴謹的科學態(tài)度;在了解煉鋁方法不斷發(fā)展的過程中,使學生體驗化學科學的發(fā)展對人類生活的深刻影響;通過對大耗能工業(yè)的分析,引導學生從課堂延伸至社會生活,積極關注社會熱點,運用化學知識對相關生產生活問題作出合理分析。
二、教學設計及流程
(一)了解鋁的用途,激發(fā)學生的求知欲
興趣是學生學習新知識的有效動力,學生對未知事物的好奇心能夠激發(fā)學生的求知欲望,在求知欲的驅使下,充分提高了學生的學習熱情并更好地投入學習之中。高中化學課堂教學中,教師要注意利用多種方法創(chuàng)設適宜的教學情境,充分開啟學生的創(chuàng)造性思維。例如教師可以聯(lián)系現實生活中的化學現象或化學問題,與課堂教學內容進行融合,激發(fā)學生的求知欲望;教師可以利用多媒體展示相關圖片、視頻、影像資料,提高學生學習的積極性。當學生對化學認知產生充分的好奇心和探索熱情,教師就能高效地開展教學活動,學生會在教師的引導下走進化學問題的核心,逐步建立化學認知。
在學習“從鋁土礦中提取鋁”時,教師首先帶領學生進行復習回憶,向學生提出問題:你知道自然界中含量最多的金屬元素是什么?利用多媒體展示化學物質氧化鋁的圖片,讓學生觀看圖片,并提出問題:你能說出該物質在日常生活和生產中的一些具體用途嗎?學生通過對所學知識的回憶,紛紛解答:鋁元素是自然界中含量最多的金屬元素,氧化鋁的熔點很高,在日常生活中可用于制作耐高溫材料等。這兩個問題已經激發(fā)學生的好奇心,在此基礎上提出設問:既然鋁及其合金有著如此廣泛的用途,那么工業(yè)上是如何獲取鋁單質的?從而引出這節(jié)課“從鋁土礦中提取鋁”的課題。學生通過問題的思考和回答,初步了解鋁及其合金的一些重要應用,并激發(fā)了學生的好奇心和求知欲,為下一步的教學打下基礎。
(二)了解鋁的結構、性質、存在形式及制備流程,提高學生自學能力
蘇霍姆林斯基指出:“一個人到學校里來上學,不僅是為了取得一份知識的行囊,而主要的還是要變得更聰明。”以馬斯洛和羅杰斯為代表的人本主義學習理論認為,“人是學習的主體”,認為學習者能夠發(fā)展自己的潛能,形成積極向上的自我概念和價值觀體系,強調學習者的自我指導能力和自我教育能力。根據建立生本教育理論,教師應讓學生在具有發(fā)展空間的學習環(huán)境中,發(fā)揮主觀能動性,發(fā)揮學生自主學習的無限潛能。高中化學課堂中,教師應留出一部分時間讓學生自主閱讀教材中的知識內容,提高學生自主閱讀學習的能力。
在上一教學環(huán)節(jié)中,學生對如何從鋁土礦中提取鋁充分好奇。在這一教學環(huán)節(jié)中,教師首先引導學生自主閱讀教材中的內容,并思考以下幾個問題:鋁元素在自然界中的含量以及主要存在形式;鋁土礦的主要成分是什么?含有哪些雜質?從鋁土礦中提取鋁元素需要除去哪些物質才能夠得到純度較高的氧化鋁,然后通過電解能夠得到鋁元素;根據課本上關于制備鋁的工藝流程思考討論每一步驟所得產品。在學生自主閱讀教材的過程中,分析和回答以上幾個問題,加深學生對鋁元素制備的認識。
(三)了解氧化鋁和氫氧化鋁的性質,提高學生化學實驗操作水平
化學是一門以實驗為基礎的理科學科,化學實驗是學生獲得(下轉第62頁)(上接第54頁)化學感性認識的基本途徑,學生能夠從化學實驗中清晰、直接地觀察基本化學現象,從而更好的總結和理解化學知識。實驗是化學的靈魂,它有利于激發(fā)學生對化學的興趣和學習化學的積極性,它有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和發(fā)散思維,使學生展開想象的翅膀探索化學的奧秘。在化學實驗中,教師要培養(yǎng)學生的觀察能力,在化學實驗前要有明確的實驗目的和實驗重點,從實驗的整個過程中觀察化學反應過程,并真實、及時地做好各項實驗記錄。化學實驗前要指導學生仔細檢查各項實驗儀器、試劑等。最后要對實驗現象做出全面的觀察和分析,及時糾正實驗中的錯誤。
本節(jié)課的探究活動就是開展制備鋁工藝流程的實驗,在實驗前首先思考以下幾個問題:在制備鋁的工藝流程中加入NaOH溶液的目的?過濾后所得濾液的主要成分是什么?通入CO2酸化的作用是什么?鹽酸能夠替代CO2酸化嗎?帶著這些問題開始進行實驗操作,通過在NaAlO2溶液中加入鹽酸進行實驗,并解決教材中的問題,完成制備鋁過程中所發(fā)生反應的化學方程式,并寫出離子反應方程式。教材中還為學生詳細講解了電解法制鋁,請學生仔細閱讀教材,將教材知識與實驗相結合,并討論幾種流程的相同點與不同點。
(四)總結鋁及其制備相關知識,加深鞏固所學知識
化學課堂教學需要設計歸納總結和訓練內容強化學生對新知識的學習,總結可以采取教師引導的方式或小組總結的形式,而訓練內容應是教材學習內容和課堂學習內容的延伸和拓展,在體現學生整體學習水平的基礎上,又能滿足學生的個體差異,加深和鞏固所學知識。從鋁土礦中提取鋁的基本工藝流程如下所示:
本節(jié)課的鞏固練習設計為學生課下探討活動:探討鎂和鋁提取過程的相似之處和不同之處。以此擴展學生的發(fā)散性思維,提高學生對所學化學知識的融會貫通能力。
三、教學反思與感悟
化學作為一門以實驗為基礎的自然科學,其知識體系分散而知識點繁多,這就需要教師和學生雙方進行雙向的教學互動來促進高質量化學教學課堂的建成。而學生作為課堂教學的主體,往往處于被忽視的地位。在歷年來的課改中,教師往往將教學改革的重點關注于教師的教學方法和教學理念,而忽視了學生自主學習的引導。本文將立足于自身的自主學習經驗來對如何自主學習高中化學知識來進行細致而深入的探討,以促進高中高質量化學教學課堂的建構。筆者總結出了觀察、記憶和聯(lián)習三大學習方法,本文將從這三個方面來展開討論。
一、科學有效的觀察
化學與實驗的關系密不可分,化學在實驗的過程中不斷的形成和發(fā)展,每一個化學知識都是在試驗中不斷總結歸納出來的。因此,化學的學習首先離不開對于實驗的學習,對于實驗的學習離不開觀察。學生在對高中化學進行自主學習的過程中,培養(yǎng)良好的實驗觀察習慣對于化學的學習有重要的作用。
那么,什么樣的實驗觀察習慣才能真正對學習產生積極作用呢?首先,學生在觀察之前要明確觀察目標,即觀察的對象和原因。學生懷著一顆充滿著對于未知的領域探索的好奇,并明確制定好觀察實驗的原因和觀察對象,進而對觀察到的現象進行科學的分析、探討、總結,并得出最后的結論。在科學有效的觀察習慣的作用下,學生在實驗過程中能夠以積極自主的學習心態(tài)完成高效的自主學習,為建構高效化學課堂作出相應的貢獻。比如,在試管中加熱堿式碳酸銅這一試驗中,學生應該在實驗之間就先明確觀察的對象是這一反應的物質變化以及反應條件,觀察的目的就是探究在這一反應條件下堿式碳酸銅受熱變化后能否生成新物質。學生在明確的觀察目標之下將觀察結果記錄下來,在反應之前堿式碳酸銅是綠色粉末狀固體,通過加熱,試管中的堿式碳酸銅逐漸發(fā)生了形態(tài)和顏色上的變化,綠色逐漸變黑,試管中有水滴凝結在試管壁上,澄清石灰水則變混濁。學生在這一實驗中進行仔細的自主觀察,并在教師的指導下進行分析研究進一步得出實驗結論,該實驗生成了新物質黑色氧化銅、水和二氧化碳。
二、基礎的記背
化學的知識點繁多而分散,與數學、物理等其它學科相比,對于知識的記背在化學中顯得特別重要而關鍵。這與化學的學科性質有密不可分的關系,對于知識的記背是與化學學習的基本方法之一,是運用與發(fā)展的基礎和前提。如,化學中有許多特殊的化學專業(yè)用語,對于各種物質的化學表達式,元素符號,方程式的表達等;元素周期表中常用的元素名稱及基本性質;某些化學物質的特征、性質、規(guī)律、應用,以及與某些特殊物質的反應。這些知識點較為分散,彼此之間想對獨立,難以理解記憶。而對于這些知識點的掌握又是學習化學的必然要求,因此,這就必然要求學生在自主學習過程中對化學知識點進行有規(guī)律有方法的記憶。一些物質的性質、制取、用途等也必須記憶才能掌握它們的規(guī)律。學生在學習的過程中應當認真觀察、仔細思考,盡量在理解的基礎上進行知識的學習。當然,這只能對試驗中的規(guī)律和知識適用,基礎的概念、符號、性質則需要學生進行扎實牢靠的記背。
三、鞏固提升的練習
在化學學習的過程中,記憶與觀察是學習的前提和基礎,而練習則是對所學知識的檢驗、鞏固和提升。
學生在自主學習過程中一定要保證進行一定數量的習題練習。練習題是對所學知識的一種另外形式的應用,學生在不斷的練習中能夠在記背知識的基礎上進行進一步的理解和鞏固;同時,也只有在不斷的聯(lián)系中,學生才能真正認識到自己學習過程中的不足和缺陷,進一步進行提升和鞏固。
如何進行科學的習題訓練,優(yōu)化資源配置,最大程度的提高學習效率,這是每一位學生都需要認真考慮的問題。在學習的不同階段,應該進行不同難度的習題聯(lián)習。在學習的初步完成階段,學生應該進行基礎的概念、知識的練習,對基礎知識進行鞏固。在掌握了扎實的基礎知識以后,學生可以自主的進一步選擇中等難度或者高中難度的習題來對自己的知識體系進行鞏固和提升,從對基礎知識的掌握進一步發(fā)展到對知識的熟練應用。
學生的自主學習對于高中化學的高質量教學有重要意義。在學習過程中,學生應該保持對于未知的探索的熱情和信心,掌握科學的觀察方法和觀察能力,通過自己的觀察和研究來探究化學世界的奧妙。同時,學生也必須保證對于知識進行記背以及科學有效的習題練習。只有掌握了科學有效的自主學習方法,學生才能最大程度的發(fā)揮自主學習的優(yōu)勢,構建起高效的高中化學教學課堂。
【中圖分類號】G633.8
化學是一門自然科學,它讓我們從多個層面尤其是微觀層面更進一步地認識了世界。而化學實驗更是加深理解化學知識,直觀觀察和感受微觀世界變化,培養(yǎng)學生化學技能,深入認識世界的一個重要途徑。因此,關注實驗教學,提高實驗教學課堂的質量就顯得尤為重要,目前高中化學教學仍偏重應試教育,有的教師上課不做實驗,采用口頭描述的方式將實驗內容和現象呈現給學生,不能調動學生學習積極性,起不到科學實驗探究應有的作用。實際上實驗教學和高考并不背離,高考內容里也有實驗,教師應讓學生通過親身經歷、體驗化學探究活動來激發(fā)學生的學習興趣,在實驗探究中鞏固知識,提高技能,培養(yǎng)創(chuàng)新思維,提高學生綜合能力。筆者將通過多年實際教學經驗就如何提高高中化學實驗課堂效率進行細致的分析與探討,并提出幾點建議以和大家學習交流。
一、認真研究教材內容,確立實驗課題與目標
教材是教學的最基本依據,化學實驗主要有實驗設計、科學研究、思考討論以及各種實踐等基本形式,教師要深入研究教材,參照課程標準,結合學生的學習以及生活情況科學處理教材內容,開發(fā)新的教具,對教學內容進行拓展與完善,從而確定實驗內容,明確實驗的目標,采用靈活多變的方式組織有效的實驗教學,聯(lián)系化學相關知識,拓寬教學的空間,全面提升學生發(fā)現和解決實際問題的基本能力。
二、運用多種方法、手段開展實驗教學
1.聯(lián)系生活,創(chuàng)設情境式進行實驗教學在高中化學的教學過程我發(fā)現,學生們對于化學實驗興趣點并不高,其主要是因為實驗過程和效果與實際生活聯(lián)系較少,只是為了驗證書本上的理論,所以學生興趣得不到激發(fā)。如果我們的實驗課多進行聯(lián)系生活的實驗和相關教學策略,就會使得學生的積極性得到提升,并且愿意參加化學實驗。因此,這就需要教師在上課之前認真觀察生活,善于發(fā)現生活中的化學素材,開展情境式的教學方法,把書本上的化學知識盡可能的聯(lián)系實際生活,就可以從學生身邊著手,從學生司空見慣的實例出發(fā),將學生引入熟悉的教學情境中,促進學生探究學習,這樣才能真正提高化學實驗教學的效率,使學生深刻感受化學知識的廣大用途。
2.將部分演示實驗改為探究實驗高中化學教材中含有大量的演示型實驗,其主要目的在于讓學生學會觀察,并在此基礎上掌握知識。對于這些內容的處理,教師一般采取"先講解、再演示、后總結"的教學方式,這種教學方式容易使學生處于被動地位,從而漸漸失去對化學實驗的學習熱情與探究欲望。我們可以將教材中的部分演示型實驗改為探究實驗,留給學生充足的思考空間,努力提高學生的實驗探究水平。雖然探究式教學方式比較耗費時間,但是能夠使學生相對牢固的掌握知識,為今后的復習節(jié)省了大量時間。當然,我們在設計實驗時,沒有必要將所有演示實驗都設計成探究實驗,只要將其中的重點、難點知識精選出來即可,相對簡單一點的知識還是應該通過演示實驗來幫助學生掌握。
3、實驗課堂的組織形式多樣化可以進行多方式的學生分組,大家互相協(xié)作,共同探究。分組實驗是化學探究的重要手段,教師可以把實驗能力強的和實驗能力弱的學生分為一組,做實驗時以優(yōu)帶差,即以動手能力強的學生為主體,動手弱的學生為輔,然后互換角色,讓實驗能力弱的同學為主體再進行實驗。這樣就可以真正做到互相協(xié)作,共同學習,共同發(fā)展。
4.合理運用多媒體課件輔助實驗教學如今多媒體技術已經被廣泛應用于課堂教學中,化學作為一門實踐性較強的學科,當然更離不開多媒體技術的大力支持。多媒體技術具有容量大、省時、省力、直觀等優(yōu)勢特征,不管在收集信息還是控制實驗等方面都具有傳統(tǒng)教學所無法比擬的優(yōu)越性。此外,對于易于產生有害物質、污染環(huán)境、安全系數低的實驗也可以通過多媒體進行模式,以強化實驗效果,減少污染;還可以模擬有機化學或無機化學的微觀反應過程,使學生清楚的觀察到化學鍵的斷裂與重組過程,將人們肉眼所觀察不到的化學反應現象搬上屏幕,有效補充了常規(guī)實驗的不足。
三、在課堂實驗中,突出學生自主參與、合作探究的精神
“好的開始是成功的一半”,“關注人的發(fā)展是新課程的核心理念———一切為了每一位學生的發(fā)展[3]”,因此2007年筆者在教學高一上學期化學必修1時,根據學生的實際情況,選擇第二章第一節(jié)“物質的分類”作為開端。用兩個課時,在講授本節(jié)內容的同時幫助學生回顧初中知識。
(一)首先完成本節(jié)內容課標的要求
本節(jié)內容課標的要求是“能根據物質的組成和性質對物質進行分類,知道膠體是一種常見的分散系”,培養(yǎng)學生的“化學學科觀念與科學思維方法”。在進行本節(jié)教學設計時,筆者沒有把“物質的分類”當作一個孤立的小單元教學,而是把它當作銜接初、高中化學的橋梁,對此非常重視。因為“物質分類”不僅是化學研究常用的科學方法,也是學生學習化學的一種重要方法。把這個單元放在開學的第一課,筆者認為:學生不僅能對初中知識有個全面的回顧,更重要的是達到科學分類方法的領悟和物質分類觀的理性形成,進一步拓展學生的化學分類觀。
(二)其次充分挖掘本節(jié)教材中與“物質分類”相關內容的教學價值,幫助學生回顧初中知識
講授本節(jié)內容時筆者把重點放在25頁“圖2-3樹狀分類法舉例”上,引導學生利用“分類法”對初中所學化學物質進行分類,要求自己動手制作分類表并舉例說明,完成老師設置的相關習題進行訓練,從而回顧初中所學知識并將其系統(tǒng)化。如:請將下列物質O2、Cu、H2SO4、NaOH、KNO3、CO2分類。這道題學生做起來并不難,但其關鍵是讓學生有意識地運用所學的“分類法”對化學物質進行分類,從而讓學生理解化學物質的分類標準。引導學生對具體的化學物質及其轉化關系進行學習,要求寫出轉化的化學方程式。以此為依托達到了解學生哪些知識點應在初中解決而實際并未完全解決;哪些知識點在初中未解決,應在高中拓寬和加深等,做到心中有數。進一步幫助他們構建比較完善的物質分類框架,為接下來要學習“物質的性質及其轉化”做好鋪墊、提供示范方法,使他們對所要學的豐富的物質有一個較為清晰的系統(tǒng)的認識,而不至于“一片模糊,摸不著門路”。
二、先物質后理論,由淺入深,從具體到抽象,激發(fā)學生學習化學的興趣
在2004年第一次使用新課標教材必修1的時候,筆者是按照教材編排的“先理論后物質”的順序,把第一章作為教學的開端。后來發(fā)現:由于內容多課時緊、學生抽象思維不強、以及在初中所準備的基礎知識非常不牢固,不管自己多么精心備課、上課怎樣引導,學生還是普遍反映“高中化學太難學啦!”。如果學生一開始就認定一門學科很難學,慢慢就會喪失把它學好的信心,這可不是一個好的開始。“興趣是最好的老師”,而挫折與打擊則是當頭一棒。因此,筆者在講授完第二章第一節(jié)“物質的分類”后,本著“先物質后理論,由淺入深,從具體到抽象”的理念,帶領學生學習第三章“金屬及其化合物”的知識。案例1:在學習本章第一節(jié)“金屬的化學性質”時,教師層層設問:“你在初中學習過哪些金屬?”“它們屬于哪類物質?”“你還記得金屬單質鐵、鎂有哪些化學性質嗎?”學生爭著回答。作為學習的主人他們有話說了,就引起了他們要去進一步探究的興趣。接著要求學生快速閱讀本節(jié)教材,明確本節(jié)將要學習哪幾種新的金屬單質,引導學生把新舊知識相聯(lián)系,找出金屬單質的共性與差異。他們興致盎然地完成了本節(jié)課的學習內容。而本節(jié)第52頁的“四、物質的量在化學方程式中的應用”,則放在以后學習第一章第二節(jié)“化學計量在實驗中的應用”時,作為“理論聯(lián)系實際”的例子來學習,學有余力的學生可以提前自學第一章第二節(jié)的內容。案例2:在學習本章第二節(jié)“幾種重要的金屬化合物”時,有了物質分類觀以及上節(jié)課的經驗,學生們很快就從“物質分類”的角度,找出了本節(jié)所要學習的金屬化合物包括:“金屬氧化物、氫氧化物、鹽”。至此,教師已經幫助他們形成了學習金屬元素及其化合物的線索,就是“金屬單質、金屬氧化物、氫氧化物、鹽”。學生們明白了要按“物質的分類”這條線層層推進去掌握看似種類繁多的金屬及其化合物的性質。接下來學習第四章“非金屬元素及其化合物”。本章與第三章“金屬及其化合物”的知識體系有所不同。第三章是按照“單質、氧化物、氫氧化物和鹽”來分類,橫向地介紹重要的金屬及其化合物。第四章并沒有采用“氫化物單質對應氧化物對應酸對應鹽”的模式面面俱到地編排,而是沿“物質的性質與用途的關系”這樣一條主線,分別以第一節(jié)硅及其化合物、第二節(jié)氯及其化合物、第三節(jié)硫和氮的氧化物、第四節(jié)氨、硝酸和硫酸,四條支線,體現了化學知識與科學精神、人文精神的滲透與融合,突出了化學知識與社會、生活、健康、環(huán)境的聯(lián)系。對第四章每一節(jié)的學習,筆者都從同學們熟悉的自然和生活引入,帶出每一節(jié)的核心內容,采用“從自然到化學,從化學到社會”、“從自然界到實驗室,從實驗室到社會生活”的教學設計思路,將學生對自然界的認識、對社會生活實際的了解,與化學實驗室的科學探究及化學知識的學習緊密聯(lián)系在一起,不僅開拓了學生認識元素化合物的新視野,引導他們構建更加豐富的、實用的、有遷移價值的思維和認知模式。同時,由于內容貼近生活更有利于激發(fā)學生的求知欲和學習興趣。本章在幾種非金屬元素的選取上,突出典型元素及其化合物,分別選取了周期表中的第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族的各一種元素作為代表,學習其最典型的性質及用途,為必修2中元素周期表的學習奠定一定的基礎,做好鋪墊。這對激發(fā)他們的學習興趣、增強學習的信心非常重要!
三、采用“螺旋式排列”的方式處理教材,突出重點分散難點,為后續(xù)的學習做好準備,消除學生的畏難情緒
教材的處理要遵循:符合學科本身的內在邏輯,使學生獲得對客觀事物系統(tǒng)的、規(guī)律性的知識,有效促進他們的智力和能力的發(fā)展。為此教師在靈活處理教材時,通常可采用以下兩種方法:即直線式排列和螺旋式排列[4]。所謂直線式排列是指對一門學科的內容采用直線前進、教材內容前后不重復的排列;所謂螺旋式排列則是采用必要反復、循環(huán)加深的方式排列。直線式排列可包含更多的內容,在一定時間內讓學生學到更多的知識,但有時會超越學生的接受能力。螺旋式排列雖然會出現重復現象,但它能使學生的認識螺旋式上升,在重復中加深理解,利于鞏固。案例3:學習第三章第一節(jié)金屬的化學性質時,注意以下兩點:1.通過化學方程式2Na+2H2O===2NaOH+H2,引導學生標元素化合價,引出氧化還原反應概念。“反應前Na單質中的Na元素化合價為0,反應后化合物NaOH中Na元素化合價為+1”,總結出:“Na元素的化合價在反應前后發(fā)生了變化”。“凡是有元素的化合價在反應前后發(fā)生了變化的反應叫做氧化還原反應”。“這是以后要學習的一個重要理論知識”。2.引導學生重視教材第51頁最后一段的閱讀,初步接觸氧化還原反應的相關概念。如在反應2Na+2H2O===2NaOH+H2中,歸納出:“金屬單質Na元素的化合價升高,作還原劑”。“氧化物H2O中氫元素的化合價降低,做氧化劑”。“一般來說,金屬單質表現出較強的還原性,在反應中作還原劑”。“非金屬單質表現出較強的氧化性,在反應中作氧化劑”。學有余力、對氧化還原反應感興趣的同學可以去自學第二章第二節(jié)氧化還原反應。案例4:學習第三章第二節(jié)幾種重要的金屬化合物教材第56頁時,可利用“(3)Na2CO3、NaHCO3還有許多其他性質,如都能與稀鹽酸反應等。請寫出它們與稀鹽酸反應的離子方程式”,在教他們書寫這兩個具體的離子方程式的過程中,初步滲透離子反應的相關理論。實踐證明,這種螺旋式排列雖然會出現重復現象,但正因為這種不斷重復的特點,更適合我們這些基礎薄弱的學生。
四、根據“螺旋式排列”處理教材的方式,聯(lián)系前面所學的元素化合物知識學習理論知識
這樣處理的原因主要有:
1.由淺入深、學有所獲、學以致用,學生們已對化學這門學科有了極大的興趣,產生了能把化學學好的信心,從學習態(tài)度而言已經成功了。
化學方程式是化學學習的重要工具,有助于學生深刻理解化學反應的實質和物質的化學性質。作為符號語言的化學方程式中的化學元素符號與客觀化學物質是一種間接的關系,需要以化學概念為中介,因此符號的表征是學生學習化學方程式的一個難關。高中化學方程式教學普遍是重記憶輕理解、重知識輕能力、重結果輕過程、重傳承輕創(chuàng)新,學生機械記憶,學習效果差,對學生化學成績的提高有很大影響。教師應深入解析高中化學方程式教學,從高中化學方程式的價值回歸和認知內涵出發(fā),進一步認識高中化學方程式教學的意義,改進教學策略,優(yōu)化知識結構,提高學生認知水平,幫助學生領悟思想方法,提高化學方程式的教學效果,促進學生化學學習的良性發(fā)展。
2高中化學方程式的有效教學策略
2.1應用合理方法,多渠道、多途徑引導幫助學生正確書寫化學方程式: 教師應引導學生學會尋找規(guī)律與方法(如利用韻律語或順口溜)熟記并正確書寫元素符號,為化學方程式的學習打好基礎。化學式是書寫化學方程式的關鍵,教師應積極創(chuàng)設化學化學課堂情景,引導學生探究規(guī)律,加強方法的指導和規(guī)范化的書寫訓練,在應用中鞏固記憶,提高書寫技巧,學會書寫化學式,為書寫化學方程式做好準備。可引導學生熟記常見元素和原子團的化合價,分析元素化合價的實質,可通過小卡片游戲或組內相互提問等形式強化記憶,讓學生主動探究規(guī)律,幫助學生記憶并正確寫出化學式。還可引導學生自主學習,合作探究,明確書寫化學方程式的原則及所表示的意義,尋找書寫化學方程式的技巧。新授課時,教師可先讓學生復習有關反應的化學方程式,引導讓學生自主合作探究學習,總結歸納書寫化學方程式的步驟和方法,激發(fā)學生書寫化學方程式的興趣。同時通過自評、互評、教師評價,以板演、發(fā)言、游戲、競賽等方式,調動學習的積極性、主動性和創(chuàng)造性,引導幫助學生盡量避免常見錯誤:物質的化學式書寫錯誤、不配平化學方程式、錯標或漏標反應條件、錯標或漏標生成物的狀態(tài),促進學生學習生成和發(fā)展,多渠道、多途徑引導幫助學生正確書寫化學方程式。
2.2強化化學實驗教學,引導學生觀察實驗現象,幫助學生構建化學方程式的知識: 教師可以實驗的直觀性、趣味性和觀賞性吸引學生觀察實驗現象,強化化學實驗教學,利用實驗事實引導學生通過積極的思維活動認識化學反應與化學方程式的本質,有效提高學生學習化學方程式的效率,用化學實驗幫助學生構建化學方程式的知識。教師要充分發(fā)揮實驗在教學中的作用,在教學過程中多注意對實驗教學資源的開發(fā)強化演示實驗、半驗證半探究式實驗,利用學生實驗進行引導探究,鼓勵學生多動手做家庭實驗等。
如利用銅與濃、稀硝酸反應的化學方程式等知識的學習,引導學生在實驗基礎上探討銅與稀硝酸反應的原理時,讓學生能夠觀察到明顯的實驗現象:藍色的溶液滴入NaOH 溶液變成藍色絮狀沉淀證明反應有Cu(NO3)2生成;搜集到的無色氣體通過吸入空氣變紅棕色證明是NO;在實驗過程中,通過設置有針對性的問題達到討論探究的目的。
2.3應用多媒體等技術呈現化學反應,揭示其本質,激活學生化學方程式的圖式,幫助學生建立正確的化學反應本質觀: 教學中可利用多媒體等技術呈現化學反應,揭示其本質,用微觀圖(原子、分子模型)結合化學式表示化學反應,引導學生畫出某化學方程式的微粒圖,依據微粒圖書寫化學方程式,從微觀上分析化學方程式,幫助學生建立正確的化學反應本質觀,進而理解符號的意義。例如利用Flash 動畫演示可逆反應,讓學生理解正、逆反應同時進行的微觀反應狀態(tài),為化學平衡概念的建立打下堅實的基礎,多感覺刺激提高化學學習效率,激發(fā)學生思考問題的深、廣度,培養(yǎng)其空間想象能力。水解平衡、電離平衡、沉淀溶解平衡,在微觀水平上的分析利于挖掘方程式隱含的信息,更容易理解這些平衡包含的量的關系如電荷守恒、物料守恒等。
2.4引導學生自主構建化學知識網絡,提高學生書寫化學反應條件和復雜化學反應方程式生成物的水平: 教師應把握教材編寫特點,引導學生了解化學知識的結構,將教學內容與教材進行“縱橫”聯(lián)系,自主構建物質間相互轉化的化學知識網絡,學習化學方程式,提高學生書寫化學反應條件和復雜化學反應方程式生成物的水平。在化學方程式的教學時,引導學生了解所學知識在體系中的位置并從較高層次與視角審視所學知識。新授課時,以物質間相互轉化關系網絡圖呈現給學生,根據網絡圖進行物質性質、化學方程式的學習。復習課時則指導學生歸納網絡圖,根據相應的展開鞏固化學方程式。
2.5根據化學反應類型進行化學方程式教學,對化學方程式進行深層次的分類,以促進化學方程式的教學: 可根據化學反應類型進行化學方程式的教學,引導學生對化學方程式進行深層次的分類。根據形態(tài)特征,化學反應分:化合反應、分解反應、復分解反應、置換反應;從電子得失的角度則分氧化還原反應,幫助學生理解,以促進化學方程式的教學。可從物質的結構如元素的化合價的變化分析物質具有的性質;從實驗、對比中歸納氧化還原性的強弱;從物質中元素價態(tài)的變化規(guī)律及實驗總結出反應的產物。如SO2、H2O2中S 和O均處于中間價態(tài),因而既具有氧化性又具有還原性,而氧化性、還原性哪個為主,還要通過實驗等方法來判斷;又如,可用Cu 與濃、稀硝酸反應的劇烈程度判斷濃稀硝酸氧化性的強弱,幫助學生深入學習理解。
2.6比較物質性質,激發(fā)學生的認知沖突,完善化學方程式的知識體系,鞏固化學方程式: 教師應充分把握化學反應的規(guī)律和普遍中存在特殊的特點,引導學生比較物質性質,研究異同,激發(fā)學生的認知沖突,幫助學生完善化學方程式的知識體系,鞏固化學方程式。要引導學生從物質本身的結構、性質、用途和制備等方面多角度多方位進行比較,特別要引導學生比較物質性質,以鞏固化學方程式的學習。
2.7應用類比法,引導幫助學生認識化學方程式之間的聯(lián)系: 教師可應用類比的方法,幫助學生理解化學反應的規(guī)律性與化學物質的相似性,促進學生對化學方程式之間的認識,從學生的舊知識體系中構建、完善出新的知識。
如SO2和CO2都具有酸性氧化物的通性,因此SO2與堿、堿性氧化物、水和某些鹽的反應可以通過與CO2的類比得出,通過實驗和提問,經過整理和小結完成此知識點的教學。可以類比學習的化學方程式還有很多,如C與濃H2SO4、濃HNO3的反應,NaOH與Al、Si 的反應都具有很強的類比性。
2.8強化化學方程式的計算等針對性的練習,培養(yǎng)學生化學方程式的應用能力: 教學化學方程式應注重利用方程式解決化學實際問題,以化學方程式的計算為突破口,精心選擇針對性的習題,以隨堂檢查、課后作業(yè)、游戲活動比賽(如化學方程式書寫大賽)的形式,有意識引導學生加強化學方程式的復習,幫助學生在練習過程中鞏固加深化學方程式,強化學生化學方程式應用能力的培養(yǎng),促進化學方程式的教學,提高教學效果。
3結束語
高中教師應精心組織化學方程式的教學,根據實際情況選擇合適的教學策略,注意貼近學生的認知水平和心理特點,培養(yǎng)學生的分析、比較、綜合、概括的能力,優(yōu)化學生化學學習思維品質,使用靈活多樣的教學方法,嚴格要求學生,引導幫助學生理解化學反應實質,強化化學方程式的規(guī)范化書寫的訓練,加強反復練習,在應用中進一步掌握化學方程式,提高學生興趣和方程式的教學效率。
參考文獻
文章編號:1008-0546(2017)01-0011-04 中圖分類號:G632.41 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.01.003
以氨氣為例的噴泉實驗是高中化學實驗教學中的一個亮點,它不僅能緊密聯(lián)系生活中的景觀,抓住學生的興趣點,而且該實驗操作簡單,現象明顯,探究性強,處理得當,能在學生的腦海中留下難忘的印跡,受益終身。對該實驗的變形設計,包括引發(fā)方式和原理的探尋、雙噴泉的設計都能激發(fā)學生的探究熱情,但是筆者認為,對噴泉實驗的學習和探究也要循序漸進,依據不同版本教材的不同呈現方式在高中教學的不同階段提升和挖掘該實驗素材的教學功能。
一、高一階段――以噴泉認知氨氣的性質
1. 教材分析
“噴泉”實驗在人教版、蘇教版和魯科版的高中化學教材中有不同的呈現方式,具體如表1所示。
2. 學生認知基礎分析
以使用人教版教材的學生為例,學生在第二章化學物質及其變化中已學習了物質的分類和離子反應的基本概念,初步了解了電解質和電離,但由于對這部分知識的學習還處于初級階段,比如對弱電解質及其電離還不夠深入,學生對氨氣遇水形成堿性溶液的認識缺乏理論基礎,此外學生對氣體在水中的溶解性也不夠明確,結構知識還很不到位,還沒有完全掌握“結構性質用途”的化學學習規(guī)律。
3. 教學目標達成
以人教版為例,氨的性質和制備共安排1課時,本節(jié)課的教學目標可以定位在通過對噴泉實驗的分析掌握氨的主要性質,結合氨的性質引導學生探究氨的制備方法及其原理。教學過程中,學生對氨的性質的獲得,主要通過教師借助噴泉實驗引導學生大膽猜想和推斷來完成。目標達成過程中,從紅色的噴泉推斷出氨溶液呈堿性,由堿性推斷出溶液存在氫氧根離子,而根據氨本身的組成元素分析和第二章所學,氨屬于非電解質,本身不會產生氫氧根,由此可以推斷氨首先與水結合成可以電離出氫氧根的物質NH3?H2O;結合已有的物理知識,明確噴泉實驗的原理是因燒瓶內外產生的壓強差使燒杯中的液體進入燒瓶內,從而形成噴泉。實驗中是通過擠壓滴管使少量水進入燒瓶即產生較大的壓強差,由此可以推斷氨在水中的溶解性很大。
二、高二階段――以原理探討噴泉實驗的改進
1. 學情分析
對高一學過的噴泉實驗進行深入剖析會讓學生有更高的探究熱情。此時將既有的結論從性質推測走向理性的結構分析,進一步構建結構決定性質,性質決定用途的化學思想方法,明確氫鍵對物質性質的影響,推知氨極易溶于水并且所得氨水顯堿性的原因是氨分子和水分子之間的氫鍵,分析氨易液化也是源于氫鍵,是因為NH3分子與NH3分子之間形成氫鍵導致沸點較高,易于液化。
2. 學生認知基礎分析
進入高二階段學習的學生已經完成了高中化學兩個必修模塊的學習(具備了有關氨的基本知識),再加上高二下階段對選修3的學習(具備了價鍵意識),可以建立研究性學習平臺,在對氨氣噴泉實驗的原理進行深入探究的基礎上,探討噴泉實驗的改進。
3. 活動設計和目標達成
[活動主題]氨與水的噴泉實驗引發(fā)方法
[資料獲取]以“噴泉實驗”“引發(fā)措施”等關鍵詞進行搜索(教師在布置任務前先行檢索相關文獻)。
[匯報交流]學生根據所收集的資料進行篩選和整理,形成文本材料,并制作成PPT進行交流匯報。
[實驗探究]指導學生通過分組討論、實驗、小結等環(huán)節(jié)完成科學探究:
(1)提出研究假設。通過分M討論,提出噴泉實驗引發(fā)方法存在以下幾種:①用膠頭滴管先注入少量水;②用熱毛巾先捂裝滿氨氣燒瓶后取走;③用冷毛巾先捂裝滿氨氣燒瓶后取走;④……
(2)設計實驗進行驗證。為了學生順利實施自行設計的方案,教師應該預先準備好若干個裝滿氨氣的燒瓶。也可以引導一些具有探究經驗的學生嘗試對某個指定裝置產生噴泉的思考和操作。如圖1所示裝置,將錐形瓶放置在水槽中,錐形瓶中加入易揮發(fā)試劑(如酒精),水槽中加入冰水后,如果再加入一種物質,結果也產生了噴泉。思考水槽中可以加入的是什么物質?簡述理由并通過實驗驗證。
(3)得出實驗結論:小組交流完善(略)。
在面對學生不合理的方案設計,不要過多的干預,只要他們是積極去完成實驗探究,就能自行發(fā)現方案的不合理性,從而激發(fā)他們改進的欲望和熱情,體驗自食其力收獲知識達成目標的喜悅。教師要有靜待花開的氣量和耐心。直接給予的方案再成熟也是別人的,探究的目的就是要讓學生自己的方案從不成熟到成熟,或許我們還能收獲出乎意外的驚喜。所以對于研究性學習活動,我們主要是為學生提供科學探究的平臺,提供時間、空間和設備儀器,培養(yǎng)學生脫離老師的指令后自己獲取知識的能力。在實驗探究熱情高漲的情況下,再鼓勵學生結合所學的結構知識探究氨在水中的溶解性很大和氨水呈堿性的原因,最后再做一個小結。
三、高三階段――以噴泉實驗拓展知識運用
1. 學生認知基礎分析
進入高三化學一輪復習時,學生已經完成了對高中化學兩個必修模塊和三個選修模塊的學習。此時,學生已經掌握了必要的基本概念(反應熱、弱電解質的電離等)、比較系統(tǒng)的元素化合物知識(氨與氯化氫的化合、氨與水的反應等)及物質結構與性質(氨易溶、氨易液化、氨水顯堿性等性質與氫鍵存在的密切聯(lián)系。)
2. 復習目標達成
高三復習不僅要“溫故”,更重要的是“知新”,也就是說要在復習已有知識的基礎上進行知識的整合,實現知識的融會貫通,進而達成能力的提升。這就要求教師精心策劃組織,積極調動學生情感,提升課堂價值。此時以氨氣的噴泉實驗為主題的專題復習,可以將基本概念、元素化合物知識和物質結構知識等有機結合,進一步幫助學生提升從掌握基礎知識到運用知識解決實際問題的能力和水平,最終達成三維綜合目標。對高三一輪復習噴泉實驗的教學目標進行分解,如圖2所示。
3. 專題復習教學片斷
片斷1 常見噴泉實驗裝置的分析和比較
[設計意圖]如圖3所示,通過不同噴泉實驗裝置,不同實驗原料和多種引發(fā)方式的選擇比較,幫助學生進一步厘清噴泉實驗的本質,總結出噴泉實驗成功的關鍵因素:①盛氣體的燒瓶必須干燥,否則,在收集氣體時因J內殘留水分迅速將收集的氣體大量溶解,導致瓶內空氣沒有被排盡,壓力不夠,難以形成噴泉;②燒瓶內氣體的量。要充滿燒瓶, 確保氣體溶解后產生的內外壓強差足夠大;③實驗裝置的氣密性。實驗前必須檢查裝置氣密性,若漏氣,則噴泉難以形成;④氣體的溶解性。所選氣體能在所用液體中因大量溶解或快速反應而被吸收。通過對噴泉實驗原理的深入研究,幫助學生在噴泉的自然情境下對一些化學實驗基本操作進行復習,同時幫助學生觸類旁通,掌握綜合理化知識解決實際問題的本領,完成了解、理解到靈活運用的目標轉變。
片斷2 組合式噴泉實驗的設計
如圖4所示裝置,實驗前關閉a、b、c止水夾。
(1)若要在該裝置中產生噴煙現象,如何操作?
(2)若要在該裝置中產生雙噴泉現象,如何操作?
[設計意圖]組合式噴泉實驗的設計有助于進一步提高學生對噴泉實驗原理的掌握。通過輕微擠壓膠頭滴管使很少量水進入燒瓶,溶解右瓶中的部分NH3使瓶Ⅱ內壓強減小。打開活塞a、c,瓶Ⅰ中的HCl進入右瓶生成NH4Cl固體而在右瓶管口產生噴煙現象。過一段時間,打開活塞b,則燒杯內的水會壓向左右兩個燒瓶,在左右兩瓶中均產生噴泉。若預先在水中滴加紫色石蕊試液,則在左瓶中產生紅色噴泉,在右瓶中產生藍色噴泉。運用已有的噴泉實驗基礎,拓展思維,將元素化合物知識與噴泉實驗原理之間的結合進一步延伸,提升學生的科學素養(yǎng)和綜合應用能力。
片斷3 氨氣噴泉實驗拓展
在噴泉實驗的基礎上進一步拓展,以提高學生知識應用的能力。
[設問1]利用圖5裝置所收集到的氣體能否直接用于“噴泉實驗”?說明你的理由。
[設計意圖]引導學生從“噴泉實驗”的要點思考NH3的凈化、收集、檢驗等一系列問題,鞏固整理NH3的部分性質。
[設問2]NH3為何極易且快速溶于水?要使“噴泉實驗”現象明顯需對該裝置得到的氣體作怎樣的處理?
[設計意圖]在“噴泉實驗” 實際準備情境下引導學生對氨氣的性質復習鞏固并靈活運用。鼓勵學生針對兩個問題所涉及的多個知識點和多處細節(jié),相互補充完善,充分體驗“合作學習”。同時為后面乙、丙燒瓶中“噴泉”的引發(fā)作好鋪墊。
[拓展延伸](1)圖6 乙燒瓶中充滿干燥的NH3,是否可以產生噴泉?如果可以則如何引發(fā)?(2)丙燒瓶中是空氣,如何選擇試劑A、B才能使水向上噴出?(3)若在標準狀況下“噴泉實驗”結束時整個燒瓶充滿液體,則所得溶液的物質的量濃度是多少?
在上述過程中,以“噴泉驗”問題組為主線,以歸納氨的結構和性質為暗線,組織獨立思考、合作探討、運算對比等學生活動最終達成對信息的獲取、加工和應用。
教學目標的達成不是一蹴而就,而是在循序漸進中分階段達成的,從現象到本質,從本質到運用,是科學認知的必經之路。分階段達成教學目標、能力目標和情感價值目標應以不同教學階段,學生不同認知基礎和教材知識結構等諸多要素為基礎。關于噴泉實驗的學習是一個集物質結構、元素化合物知識和實驗的綜合性問題,沒有必要在高一新授課就多面灌輸,急求透徹理解,全面把握,否則必將得不償失,不如保護學生的求知欲和興趣點,在不同的教學階段逐步深化對其認識和理解,讓學生在求學過程中漸漸體驗撥開云霧,豁然開朗。比如高二巧妙利用噴泉實驗培養(yǎng)學生學習化學的興趣和探究熱情,高三復習則側重于通過一些基本實驗素材,努力提升學生對知識的綜合運用水平,增強學生對實際問題的解決能力。我們還可以尋找并科學合理地利用好其他實驗素材,在尊重學生學情、權衡不同學段學習重心的基礎上,不斷挖掘他們內在的教學功能,充分發(fā)揮高中化學實驗對培養(yǎng)學生化學核心素養(yǎng)的重要作用。
參考文獻
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文章編號:1008-0546(2014)02-0031-03 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.02.011
傳統(tǒng)的元素化合物教學,主要是以教師為活動中心,采用“教師講授—學生接受”的教學模式,以“結構-性質-制備-用途”為主線對單質及其化合物進行學習。在這種教學模式下,學生始終處于被動學習,對元素化合物知識的接受效率較低、應用能力較弱。在新課程背景下,作為中學化學教師,如何在新課程理念的指導下,充分發(fā)揮學生的主觀能動性,激發(fā)學生學習的積極性,用科學的方法論去指導教學過程,讓學生在輕松的氛圍中達成教學的三維目標,是我們一直要不斷探索的課題。本文通過“碳的多樣性”一節(jié)的教學實例和大家一同探討元素化合物的教學。
一、教材分析和教學要求
碳及其化合物廣泛存在于自然界中,普遍應用于我們的生產、生活實際,自然界和生活中很多現象都與其性質息息相關。碳及其部分化合物的性質在初中化學已經有所涉及,本節(jié)教材在初中化學知識的基礎上,進一步探討碳及其化合物的多樣性。通過介紹碳的三種同素異形體金剛石、石墨、C60的物理性質和微觀結構,體現碳單質的多樣性;通過介紹種類繁多的含碳化合物,重點探究碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質,認識碳酸鹽與碳酸氫鹽性質的異同點,體現碳的化合物的多樣性。福建省普通高中新課程教學要求·化學[1]提出本課題的教學目標是:了解同素異形體的概念,知道碳有三種同素異形體;了解碳酸鈉、碳酸氫鈉的物理性質和用途,能夠對碳酸鈉、碳酸氫鈉的化學性質比較(與酸反應、熱穩(wěn)定性)。
二、教學環(huán)節(jié)及評析
本節(jié)課的教學設計試圖基于新課程理念的指導,以學生為主體,充分發(fā)揮教師在教學過程中的主導地位,采用多種教學策略,激發(fā)學生學習的積極性,引導學生運用元素觀和科學探究的基本方法對碳及其化合物展開知識構建,期間采用自主閱讀、小組討論、實驗探究等多種方式展開教與學的活動,最終達成教學的三維目標。
1. 情景引入——從“美”字說起
教學設計思路:
【幻燈片】展示一組美麗的圖片:美麗的珊瑚,精美的鉆石,秀美的溶洞奇觀,妍婉秀美的傳世名帖《蘭亭序》
【設置問題】上述展示的物質中都含有同一元素,該元素是?
評析:著名教育學家蘇霍姆林斯基說:“如果教師不想辦法使學生產生情緒高昂和智力振奮的內心狀態(tài),就急于傳授知識,那么這種知識只能使人產生冷漠的態(tài)度,給不動感情的腦力勞動帶來疲勞。”中國也有一句俗話:“好的開始是成功的一半”,有效的課堂導入能在某種程度上決定整堂課是否能順利進行。一節(jié)優(yōu)秀的課例在剛開始就應該能夠起到畫龍點睛的作用,指明本節(jié)課的主題,迅速調動起學生學習的積極性,并且能夠很自然過渡到教學的主體內容上去。課堂導入的方法有很多,例如:故事、新聞背景,視頻、圖片引入,復習回顧,開門見山等多種方式。本節(jié)課采用圖片引入式,通過一組精美的圖片,讓學生享受視角的盛宴,激發(fā)學生學習的積極性;隨后,設置的問題把學生引向本節(jié)課的學習主題,同時也激發(fā)了學生進一步學習的欲望,進而自然過渡到本節(jié)課的主題教學。
2. “碳元素的存在形式”教學——走進生活
教學設計思路:
【小組合作活動】主題:走進生活
請同學們以2人小組為單位,試著寫出生活中常見的或自己熟悉的一些含碳物質。
【師生互動】各小組匯報合作成果,教師帶領學生對相關物質從物質組成的角度進行歸類、總結(按單質、氧化物、酸、鹽、有機物等歸類)。
評析:化學來源于生活,生活中處處有化學。高中化學新課程標準[2]在課程的基本理念中也提到“從學生已有的經驗和將要經歷的社會生活實際出發(fā),幫助學生認識化學與人類生活的密切關系,關注人類面臨的與化學相關的社會問題,培養(yǎng)學生的社會責任感、參與意識和決策能力”。在本節(jié)教學中,教師采用讓學生從生活中去尋找含碳的相關物質,在此過程中讓學生去體驗碳及其化合物的多樣性以及身邊處處都是化學物質,從而意識到學好化學的重要性。具體的實施方法采用的是小組合作的方式。小組合作學習是新課程理念中所倡導的重要學習方式。在小組合作學習中,能夠充分突出學生的主體地位,培養(yǎng)學生主動參與的意識,提高了學生的自學能力、合作能力、語言表達能力和競爭能力等,并且可以使學生在學習中體會成功的喜悅,增強學生的自信心。最后在教師的引導下,師生完成對生活中含碳物質的分類,按著“單質—氧化物——酸——鹽”和“無機物——有機物”的思路進行歸類,充分體現了化學教學中的元素觀。通過元素觀的滲透,讓學生體會:物質是由元素組成的,一種元素可以組成多類物質,體現元素組成物質的多樣性和統(tǒng)一性。讓學生學會:研究一種元素時,可以從它的單質再到氧化物、酸、堿、鹽這條主線開展下去,進而研究相應物質的物理和化學性質,再到它們之間的轉化關系,促進學生對元素化合物知識的自主建構。
3. “碳酸鈉和碳酸氫鈉性質”教學——走進探究式實驗
教學設計思路:
【知識回顧】研究物質性質的基本方法和基本程序。
【探究活動的開展】1.觀察Na2CO3和NaHCO3的外觀,學習碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質。
2.預測Na2CO3和NaHCO3的化學性質。引導學生從物質組成的角度把兩種物質歸類,通過鹽類的通性以及碳酸鈣的性質去預測二者所具有的性質。
3.在教師指導下,制定探究實驗方案(二者與鹽酸、澄清石灰水、NaOH溶液、BaCl2溶液反應以及熱穩(wěn)定性),分小組開展實驗探究。
4.在實驗的基礎上進行總結,分小組匯報實驗成果,在教師的引導下,學生歸納總結Na2CO3和NaHCO3的化學性質。
【探究插曲】部分學生發(fā)現在NaHCO3溶液中加入BaCl2溶液也可以產生白色渾濁,和學生已有的認知產生沖突,教師首先對學生觀察到的現象給予肯定,由于其原因的解釋涉及到較多的反應原理知識,暫時還無法直接給予詳細的解答。教師首先引導學生尊重實驗事實,感興趣的同學課后通過查閱書籍或網絡先做簡單的了解。
評析:法國著名生理學家貝爾納曾深有體會地說:“良好的方法能使我們更好地發(fā)揮天賦的才能,而拙劣的方法則可能阻礙才能的發(fā)揮。”高中化學新課程標準在課程的內容標準中提到“初步掌握化學實驗基本技能,體驗和了解化學科學研究的一般過程和方法,認識實驗在化學學習和研究中的重要作用。”傳統(tǒng)的元素化合物知識教學僅能使學生短暫的獲取相關知識,而不能激發(fā)學生學習的積極性。新課程中倡導學生利用科學的探究程序和方法去研究相關物質的性質,不僅學到了知識,也體驗了科學探究的一般過程,更加激發(fā)了學生學習的積極性。本塊內容首先在教師引導下通過學生回顧研究物質性質的基本程序和方法,進而在科學方法論的指導下展開對碳酸鈉和碳酸氫鈉性質的探究,采用實驗、觀察、分類、比較、小組合作等多種方法于一體,最后在教師引導下,各小組協(xié)作完成對碳酸鈉和碳酸氫鈉性質的歸納。在探究過程中,出現了和預測結果所不一樣的實驗現象,教師及時肯定學生的實驗現象,培養(yǎng)學生尊重實驗事實的科學態(tài)度,引導學生去自主探究、自主解決問題,讓學生對科學探究的過程有了更為深刻的了解。
4. “多種多樣的碳單質”教學——小組課外合作活動
教學設計思路:
【活動內容】同學們利用課下時間閱讀課本相關內容,以4人小組為單位解決下列問題,下節(jié)課分小組進行匯報。
(1)碳的各種單質的物理性質?(2)碳的各種單質物理性質差異的原因?(3)碳的各種單質化學性質是否相同?(4)什么是同素異形體?
評析:小組課外合作活動是課堂教學的延伸和擴展。作為一種學習方式,和課內學習相比,它不受課堂時間和空間的限制,學生有更多的自主性和選擇性。它是激發(fā)學生學科興趣、提高學習積極性、培養(yǎng)學生自主學習能力和合作探究能力的一條重要途徑。化學小組課外合作活動的形式可以采用課外閱讀、化學制作(模型、標本等)、化學實驗活動等。在這節(jié)課的教學中,由于碳單質的內容初中已經有所涉及且難度相對較小,在課堂教學時間相對緊張的情況下,筆者采取小組課外合作活動的形式讓學生先自主合作學習,利用下節(jié)課時間以小組匯報的形式完成本塊教學。這樣的安排,既解決了本節(jié)課教學時間較為緊張,難以把全部知識當堂完成的問題,又充分鍛煉了學生自學、合作、解決問題的能力。
三、教學總結
本節(jié)課的教學,筆者首先通過精美圖片去創(chuàng)設問題情境引入本節(jié)課的主題同時激發(fā)學生繼續(xù)學習的興趣,再通過設置學生小組合作活動走進生活中去尋找含碳物質,讓學生自主建構碳的元素線。由于本節(jié)課的重點是碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質,故筆者在教學時對教材內容體系進行了適當的調整,把課堂的主體時間用來探究二者的性質。在碳酸鈉和碳酸氫鈉性質的學習上,筆者引導學生充分利用方法線,以研究物質性質的基本程序為線索,以分組探究實驗為載體,采用多種科學研究方法于一體,對兩種物質進行共性和特性的學習。對于碳單質的學習,靈活采用了小組課外合作活動的學習形式,作為課堂教學的有效補充。作為一節(jié)市級公開課,通過實際的教學效果來看,在整節(jié)課中學生有較高的學習積極性,整個教學過程能夠充分體現“以學生為主體,教師為主導”的新課程理念,滲透學習元素化合物知識的科學學習方法,實現三維教學目標。結合本節(jié)課的教學以及對元素化合物教學的課堂實踐,筆者在此談三個方面的內容。
1. 學生學習積極性的激發(fā)
偉大的科學家愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師。”如果一個人對某事物有了強烈的興趣,他就會積極主動的去關注、去認識、去研究,并在這個過程中產生愉快的情緒和體驗,從而更好地去掌握相關知識。作為化學教師,我們要采用各種方法去激發(fā)學生對化學學科的熱愛,提高他們學習化學的興趣。例如:良好師生關系的建立,引人入勝的課堂教學(如:精彩的課堂引入,豐富多樣小組活動和探究實驗的開展,對學生適時的鼓勵性評價等),形式多樣的課外活動的開展等。總之,學習興趣,它是主動學習的前提,參與探究活動的動力,也是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神的源泉,我們必須重視對學生興趣的培養(yǎng)和科學引導。
2. 學生元素觀的建立
正是因為人類對化學元素的認識,才使人類對物質世界形成了條理有序的認識。作為學生,如果沒有建立起元素觀,那么他對物質世界的認識則是零零散散和混亂無序的。當他接觸到眾多的單質、化合物時,他將力不從心、無所適從。新課程標準中提到讓學生形成有關化學科學的基本觀念。在教學中,教師要引導學生建立元素觀:物質是由元素組成的,有限的元素組成了成千上萬的化學物質,物質可以按照元素組成進行分類,每一類物質具有它們的通性,物質間的轉化本質是元素原子間的重新組合。學生通過元素觀的建立,能用元素的觀點認識物質,建立起相應的元素家族,例如:金屬元素—相應單質—氧化物—堿—鹽;非金屬元素—相應單質—氧化物—氫化物—含氧酸—鹽。結合科學研究的基本方法對典型物質性質進行學習,就會很容易建立起家族內各類物質之間的轉化關系,從而達到元素化合物知識由點到線再到面的系統(tǒng)建構。
3. 讓學生掌握科學探究的基本方法
通過元素觀的建立,學生理清了元素與物質之間的關系,學會了建立相應的元素家族。那么如何去研究物質的具體性質呢?這就需要方法論的指導。通過對研究物質性質的基本程序的學習,可以讓學生掌握科學探究的一般順序,指導學生該如何去做。分類的方法和價態(tài)的規(guī)律可以指導學生如何對物質的性質進行預測。運用分類的方法,分門別類地對物質及其變化進行研究,可以總結出各類物質的一般性質和特性。運用價態(tài)的規(guī)律我們可以預測物質可能具有的氧化和還原性,更好地認識同種元素不同價態(tài)物質之間的轉化以及如何轉化。通過實驗和觀察的方法,我們可以去驗證我們的預測結果,探索物質未知的性質,進而得到物質所具有的物質通性、氧化還原性質和特性。通過比較的方法,認識物質性質之間的異同,有利于更好的對物質性質的理解。
學生一旦樹立了元素觀,掌握了科學探究的基本方法,對學生來講,元素化合物知識的學習將是在教師的引導下,充分發(fā)揮自身的主觀能動性,采用科學的探究方法,從被動學習變?yōu)橹鲃訉W習,對元素化合物知識的一個自主建構過程,進而達成教學的三維目標。以上是本人對元素化合物教學的一些初淺認識,如何更好地落實元素化合物教學中的三維目標,還有待于老師們的不斷探索和總結。
一、借助生活現象,提高學生的應用意識
生活中有太多的化學現象,如:女士使用的口紅中有油、蜂蠟、二氧化鈦和染料。染料由兩種化學物質組成,一種是熒光素,一種是溴。炸油條的生面里預先揉進了食堿和明礬。皮蛋的澀味可以加點食醋去除等等,這些都是我們生活中常見、常用的東西,而且,這些物質的構成都和化學有著十分密切的關系,由此,可以看出化學與日常生活有著密切的聯(lián)系,所以,在教學過程中,我們要充分利用這一特點,讓學生在自己熟悉的生活現象中,找到學習化學的興趣,提高學生應用化學的意識。
例如:在學習“用途廣泛的金屬材料”時,由于學生對金屬比較熟悉,所以在授課時,我讓學生說說身邊有哪些是金屬材料制成的,并說出是由哪種金屬制成的,如:鋁合金鍋、鎳合金門窗、司母戊鼎青銅器、軸承等等,學生紛紛列舉了許多金屬制品。由于本節(jié)課的教學目的是讓學生明確合金的概念以及合金的性質,了解常見的合金的主要組成、機械性能和用途,因此,我讓學生總結了這些金屬制品的性質和特點,為什么要用這些材質。在這個過程中,不僅在熟悉的環(huán)境中調動了學生學習的積極性,也提高了學生的主動學習能力,為學生的全面發(fā)展打下了良好的基礎。
二、創(chuàng)設問題情境,提高學生的探究意識
化學作為一門科學性學科,創(chuàng)新精神和探究意識是必不可少的,然而,對于長期接受傳統(tǒng)教育的學生來說,他們已經習慣了依賴教師,因此他們的主動探究意識比較弱,所以,化學教師可以借助問題情境的創(chuàng)設,讓學生在解決問題的過程中提高探究意識。
近日,筆者有幸觀摩了福州第八中學杜開顏特級教師執(zhí)教的“物質的分類”示范課。杜老師采用問題教學法,將“知識問題化,問題情景化”,層層遞進,步步深化,不僅讓學生對所學知識有了一個全面正確的理解,而且在過程中完成了對所學知識的意義建構,確實初步完成了學生分類觀的培養(yǎng)任務。
一、教學設計概述
杜老師將本節(jié)內容設計成三個總問題,每個總問題下又按照思維的深度分解成若干個小問題,形成一系列的問題串。問題串環(huán)環(huán)相扣,脈絡清晰地將教學的思路呈現出來。學生在這些問題的解決過程中逐漸達成對知識點由淺到深、由點到面的全面理解。最后的總結說明,達到畫龍點睛的效果。這樣的教學模式能夠清晰明朗地讓學生了解到本節(jié)課講授的內容,有助于他們進行歸納和反思。
問題一:什么是化學?
1.談談你對化學的認識?
2.物質的組成如何表達?
3.物質的結構如何表達?
4.物質的組成、結構、性質、用途的關系?
小結:1.化學是研究物質的組成、結構、性質以及變化的一門學科。
2.化學研究范疇是微觀領域。
問題二:研究物質的方法是什么?
1.什么是分類?
2.分類的標準是唯一的嗎?
3.分類的目標和意義是什么?
4.學生活動:生活中,我們會遇到如下物質,如硫酸銨、空氣、乙醇、碘酒、碘、石墨、銅、食鹽水、氫氣。請對這些物質進行合理分類,并說明你分類的理由和依據。
小結:1.不同的分類標準可以得出不同的分類體系。
2.要正確地分類,必須熟悉各種物質的組成和性質。
問題三:物質的組成分類
1.通過組成對物質進行分類的標準是什么?
2.學生活動:實驗室中有下列物質,請根據物質的組成對它們進行分類。鎂、氯氣、氯化鐵溶液、醋酸(CH3COOH)、碳酸鈣、二氧化硫、氧化鈣、葡萄糖。
3.學生活動:推測醋酸可能的化學性質。舉出實例,寫出相應的化學方程式。
小結:同一類物質因為在組成上的相似,致使它們在化學性質上具有相似性。
總結本節(jié)課的主要內容:
1.簡單了解關于分類的一些常識。
2.學會根據物質的組成對物質進行分類。
3.認識同一類物質在組成和性質上的相似性。
4.復習初中化學中的一些基本概念。
二、教學過程的觀察與分析
1.前概念認知水平的獲取
新知識的獲取和學習是在已有的認知水平和經驗基礎上的主動建構過程,在此過程中不斷形成、拓展、驗證和修改舊的認知,是一個新舊連接、動態(tài)進步的持續(xù)發(fā)展過程。建構主義的學習理論提出:“學習是一個由個體主動建構知識的過程,學習者不僅僅是單方面的刺激接受者,而是會對從外部反饋的信息進行主動的選擇、加工、批判。”教學的設計和開展一定要圍繞著學生的實際情況展開,只有獲取學生的前概念認知水平,明白學生的真實水平,在教學活動中,我們才能始終圍繞學生的認識需求,按照從形象到抽象、從簡單到復雜、從物質性質到化學原理的教學規(guī)律,使學生能夠循序漸進地實現準確掌握概念的目標。
杜老師的這節(jié)課的內容雖然是物質的分類,但是她并沒有單刀直入地直接進行分類問題的談論,針對授課學生是高一新生,剛剛接觸高中化學,她把話題先引向了“什么是化學”。讓學生各抒己見,談談通過初中的學習,對化學學科的一些感性的認識。在學生的片面的、不完整的答案中,杜老師很好地了解到學生已經知道了什么,他們的化學知識的真實水平,為后續(xù)課堂的展開奠定基礎。一節(jié)成功的化學課的關鍵在于你是否清楚地了解認識到你的學生知道了什么和不知道什么。杜老師利用了開場三分鐘的學生討論,做了極為成功的示范。
2.創(chuàng)設生活情景幫助理解
教學情景解決的是學生認識過程中的形象與抽象、實際與理論、感性與理性以及舊知與新知的關系和矛盾。對于化學概念的教學,存在的最大問題就是概念太過抽象,這讓習慣于直覺型經驗思維的學生難以理解。為了幫助學生理解分類,杜老師聯(lián)系生活,通過生活中我們熟悉的例子:商場中商品的分類、書店里書籍的分類。比較直觀地將學生思維過渡到抽象型思維,發(fā)揮他們的主觀能動性,讓學生自行歸納出三個問題的答案。(1)什么是分類?――應用一定的標準將事物歸類。(2)分類的標準是唯一的嗎?――分類的標準不同,可以得到不同的分類體系。(3)分類的目的和意義是什么?――使大量的事物有序。這種情景教學的模式從學生熟悉的角度出發(fā),將現實生活與化學知識通過一定關系關聯(lián)起來,引導學生從感性的思維轉變?yōu)槔硇运季S,大大加深了對分類知識的理解和遷移。