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1.引言
現行的人教版高中化學教材中,關于氧化還原反應方程式沒有給出詳細的配平步驟,使得氧化還原反應反應方程式的配平在教學過程中并不是那么得心應手。在高三總復習中,對氧化還原反應方程式進行配平是大多數學生都很迷惑的問題,而此項內容又是高考的熱點之一,如何為學生歸納出一套通用、可行的配平方法成為教師研究的話題。以下是我根據學生的思維特點,結合前人的理論經驗總結出的普遍高中學生易于接受的關于氧化還原反應方程式配平方法。
2.配平原則
①電子守恒:氧化劑和還原劑得失電子總數相等。
即化合價升高總數=化合價降低總數
②質量守恒:反應前后各原子的種類和個數不變。
即原子個數守恒。
③離子電荷守恒:離子反應前后,陰、陽離子電荷總數相等。
3.配平步驟
(1)標價態:寫出反應物和生成物的化學式,標出發生氧化還原反應的元素的化合價。
(2)列變化:標出反應前后元素化合價的變化。
(3)求總數:依據得失電子守恒,使化合價升高和降低的總數相等。
(4)配系數:根據質量守恒,反應前后原子的種類和個數不變。
例題1:按配平步驟配平
5.缺項氧化還原反應方程式的配平
配平方法:
①先利用“化合價升降法”配平含變價元素的物質的化學計量數;
6.結語
氧化還原反應與非氧化還原反應的區別,在于反應中是否有電子的轉移。通過以上分析可知,氧化還原反應方程式的配平的關鍵點是在考慮電子轉移的前提下,確定反應前后各物質的化學計量數。從本質上看,這類配平同樣是依據質量守恒,確定反應前后原子數和分子數的一個推斷過程。在這一推斷過程中,使用化合價作為分析問題的工具,肯定會比直接考慮得失電子數更簡單。
在氧化還原反應中通常以元素化合價變化作為配平根據。化合價是一個與元素及原子團有關的抽象化學概念,如何把化合價變化數與具體的參與氧化還原反應的物質的分子數聯系起來,恰恰是深入理解氧化還原反應本質及把握其配平方法的關鍵。同時,讓學生用觀察的方法配平化合價未發生變化元素的原子。所謂觀察的方法,多數學生把其理解為逐個元素去看,而不知主次。在參與氧化還原反應的元素的系數確定后,其余元素化學計量數的確定其實有規律可循。
參考文獻:
[1]陳凌.配平氧化還原反應方程式的技巧[J].廣東化工,2009,36(7):287-288.
一、引入課題
[投影展示]配平下列反應式:C■H■+O■―CO■+H■O Na■O■+CO■―Na■CO■+O■
[學生討論]筆者在巡查過程中聽到學生這樣討論:
這兩個反應很熟悉,但怎么一下子配不平了。好像能配平,但我就是平不了。
第一個中氧元素出現了三次,我用不了最小公倍數法。第二個中只有氧變價,可怎么變的呀。
我記起來了,第二個是2,2,2,1……
“我配平了!”有個平時成績不太理想的學生突然驚呼道。旁邊有同學立即湊過去,卻又很快散開,同時把目光轉向教師。此時,我就勢了解該學生的配平情況。可該學生低著頭,回答道:“老師,我是配平了,但我是湊的!”
二、教學過程
[教師引導]是的,這就是化學方程式配平中的觀察―分數配平法,即易學易用的巧“湊”法,配平過程中先用觀察法配平簡單元素,較復雜的元素留在最后用“湊”的辦法暫時將其配平,然后用等式性質將方程的系數化為互質的整數。
[例題分析]配平下列反應式子:C■H■+O■――CO■+H■O
此題若用最小公倍數法來配平,在配平O原子會遇到困難,即左邊O原子2個,右邊O原子3個,最小公倍數為6,但用此法無法配平之。
此題涉及四種物質,即C■H■、O■、CO■、H■O,其中有三種物質中含有氧元素,顯然,O原子的配平較復雜,則不應最先配平O原子,一般最后配平O原子,可先配平H原子和C原子。
[學生展示]如何配平C■H■+O■――CO■+H■O呢?在實際教學中學生發明了如下配平方法。
步驟:(1)配平H原子,左邊H原子1個,右邊H原子1個。故原式照寫。
(2)配平C原子,左邊C原子2個,右邊C原子1個。故在CO■前配寫數字2,C■H■+O■――2CO■+H■O。
(3)分數法配平O原子,即在O■前配個分數,使左右兩邊O原子個數一樣多。因為此刻左邊O原子2個,右邊O原子5個,則在O■前配寫分數“5/2”。C■H■+5/2O■――2CO■+H■O
(4)在每個化學式系數前,乘以分數的分母“2”。2C■H■+5O■――4CO■+2H■O,即完成了此反應的配平。
[教師小結]觀察―分數法配平化學方程式的步驟是:
(1)首先在單質存在的一邊中,選定一個比較復雜的化學式,假定此化學式的系數為1。
(2)在其他化學式前面分別配上一個適當的系數(可以是分數),把除單質元素以外的其他元素的原子數目配平。
(3)然后,在單質化學式前面配上適當的系數(可以是分數),把單質元素的原子數目配平。
(4)最后,把方程式中各化學式前的系數同時擴大適當的倍數,去掉各系數的分母,化學方程式就配平了。
[教師引導]按照此“湊”的配平方法,Na■O■+CO■――Na■CO■+O■
這一反應方程就只需要在O■前配二分之一了。對這一經常用到化學方程式,有些同學就不用背系數了呀。(有同學啞然失笑)
[教師引導]根據這一配平方法,請同學們回顧一下以前學過的常考的難點方程。
1.CH■CH■OH+Na――CH■CH■ONa+H■
2.Na■O■+H■O――NaOH+O■
3.Al+H■O+NaOH――NaAlO■+H■
4.CH■CH■OH+O■――CH■CHO+H■O
[教師點撥]這個反應是高中化學中常考的特殊反應,相信有些同學都記住了該方程的系數。但對該反應的酌配平過程卻是比較模糊的。用這種觀察―分析法使得對于該反應的配平思路變得簡單且清晰。應用觀察―分數法能很好地化解中學階段有機化學方程式配平中這幾個難點,大大減輕了同學們的學習負擔。
[教師小結]通過同學們的歸納與討論,這些方程都是中學階段常考且配平有一定難度的方程,通過觀察―分數法配平,能輕易地突破難點。
[技巧總結]1.應用觀察法配平一般元素時應把握“由簡到繁”的原則;
2.應用分數法配平較難元素時一般應將單質前的系數改為分數而將方程暫時“湊”平。
三、課后反思
1.觀察―分數配平法的理論依據
前蘇聯著名心理學維果斯基的“最近發展區理論”,認為學生的發展有兩種水平:一種是學生的現有水平,指獨立活動時所能達到的解決問題的水平,另一種是學生可能的發展水平,也就是通過教學所獲得的潛力。二者之間的差異就是最近發展區。教學過程中應首先找準學生已經掌握的知識,以學生現有水平為出發點,通過教師的引導,調動學生的積極性,發揮其潛能,讓學生水到渠成地跨越“最近發展區”,達到新的較高級的發展水平,然后在此基礎上進行下一個發展區的發展。
觀察―分數法的生長點:
(1)觀察配平法化學方程式:在配平化學方程式時,學生最先想到的是觀察法。觀察法常見的思路是:首先通過觀察,找出方程兩邊各只出現一次(即最簡單)的元素,先配平這種元素,然后再配平其他元素,最后配平方程中最復雜的元素。
(2)數學中方程式的性質:等式的兩邊同時乘或除以同一個不為0的數所得的結果仍是等式。
2.提出觀察―分數配平法的過程
筆者通過多年教學經驗總結,找出學生在學習過程中難配平且又常考的化學反應,這些化學反應往往用觀察法或最小公倍數法難配平。在此基礎上歸納其共同特征,提出了用觀察―分數配平法解決這些重難點方程。同時運用“最近發展區”理論,找到生長點,讓學生在教師的引導下主動建構這一新配平方法,讓學生自己實現了“跳一跳,摘果子”的學習過程。
“高中化學高效課堂”是在教學目標規定的課時下,采取高效的教學方法,幫助學生在最短的時間內最大限度地掌握課本知識與技能操作,并能有充裕的實踐能力進行課外知識延伸,為學生建立一個自主學習、樂學悅教、優質學習的以高效課堂為核心的高質量教育生態系統。那么對于如何全面構建高中化學高效課堂的有效策略,我認為以下幾條策略對實現高效的化學課堂有著至關重要的作用,希望對構建優質課堂起著拋磚引玉的作用。
一、優化教師授課方式,落實高效課堂環境
教師是高效課堂的保證,高效課堂首先需要一名活力四射、熱情積極的授課教師。首先教師具有一定的整合教材和調控課堂氛圍的能力。課前要求教師能夠充分備課,熟練掌握教材內容,優化授課的每個環節。授課過程中,其語言要有張有弛、有聲有色,能充分感染學生情緒,使學生積極融入課堂,避免學生走神的情況。在教書重點內容時,逐步放慢講課速度,使學生能充分內化重點知識,做到主次分明。例如,在高中化學元素周期表中進行前二十個元素的背誦時,教師可把其元素編成一個故事或者朗朗上口的口訣,氫氦鋰鈹……鈉美鋁硅磷等,教師可將其變成“侵害里皮朋,嘆蛋養父難,那美女歸林、留綠牙加鈣”等形式,幫助學生高效記住這些元素,并能做到久記不忘,提高學習效率。又如學習電子層結果相同的離子時,其核電荷數越多離子半徑越小。這個知識點學生平常做題時容易混淆,想錯離子半徑到底是變大還是變小,此時教師就可以發揮想象力,形象地對其描述讓學生牢固記住,可以說:“大家都知道人多力量大,這個原理,然而對于電子層的構成也是類似,它的核電荷數多了,其量就大了,力量大就能緊緊地抱在一起,他們之間的空間就小了,所以核電荷數越多,離子半徑就越小。”只有通過靈活把握課堂、將知識點趣味化,才能保障高效課堂順利進行,強化學生的理解力。
二、創設有效課堂提問,促進知識的深度理解
新課標明確指出,學生是課堂的主體,鼓勵學生積極參與課堂,勇于回答教師提出的問題是一種有效的教學組織形式,提問形式是重要的教學手段。只有出現了問題才能促進學生進一步思考,高質量的提問方式可以有效激活學生的問題意識,便于打開學生思維,提高學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。優質的提問方式同時是一門教學藝術,運用好這門技術能夠對課堂氛圍起到設疑、激趣、引思的良好效果。例如在“氧化還原反應”實驗中,為了讓學生對化學反應的原理和需要的試劑有著清晰的概念,我通常引導學生對其實驗步驟和運用的實驗方法進行質疑:①在氧化還原反應中,辨別它是氧化還原反應,而不是中和反應或分解反應的依據是什么?②為什么進行試驗的過程中要按部就班地進行?③為什么利用MnO■進行氧化還原反應時,只能與濃鹽酸進行反應,而不能與稀鹽酸進行反應?教師就通過這樣一步步進行發問,能夠有效激發學生的學習興趣,利于活躍課堂氣氛。在授課過程中,對提問環節進行藝術設計,能有效幫助學生吸收有關知識點,明顯提高課堂教學效率。
三、建立良好的師生關系,成就和諧高效的課堂環境
古今中外教育家都十分重視良好的師生關系,融洽、和諧、充滿信任的師生關系能夠讓學生對于教師的授課具有高度的認同度。同樣,融洽的課堂氣氛對于促進學生自主探究、自主學習、團結合作有著極為重要的作用,師生之間相互理解、相互溝通可以在授課過程中達到師生之間的共鳴。只有學生愿意主動配合教師的授課方式,精神愉悅,才能高效完成課堂的學習任務,并做到及時內化、吸收。反之,如果學生對于任課教師具有一定的抵抗情緒,就會因為厭倦此授課教師從而厭倦這門學科。高中化學的理論知識教學內容本身具有一定程度的枯燥性,合理運用師生互動,較易構建高效化學課堂。怎樣建立良好融洽的師生關系呢?這就需要教師在授課過程中能夠充分考慮學生感受,能夠尊重學生的個性發展,在授課方式上稍加改變,保護學生的自尊心和自信心。例如:學習物質的量、化學計算、配平方程式等內容時,學生在這一階段,時常多次對于某一種類型的計算題反復計算不正確,此時教師應該多以鼓勵學生的方式進行講解。為了保護回答問題的同學的自尊心,教師應該用語重心長、真摯的語言告訴全體同學,這部分是化學學習的重難點,這位同學能夠對這道計算題理解到這種程度已經做得很好了。通過這樣緩解學生在眾同學面前回答不上問題的尷尬,能夠有效地讓學生對老師充滿信任、感恩之情。這樣就能有效構建師生之間和諧的關系,使師生之間的信任度倍增,有效優化高中化學課堂氛圍。
結語
總之,高效的課堂環境是教育實踐者不懈的追求,只有在實踐過程中不斷探索、歸納、總結出一條優質高效的教學方法,并全面考慮在授課過程中可能出現的各種突發事件,在平常細節上做有心人,遇到問題抓好落實,才能夠打造優質高效的化學課堂,從而全面推動素質教育的發展。
參考文獻:
[1]段棟苗.新課程背景下構建高中化學高效課堂的探索與研究[D].湖南師范大學,2014.
對于近些年來的化學高考題目進行分析,可以發現其在守恒思想知識點方面設置考題所占的分值比例越來越大。而守恒思想在高中化學學習中是必不可少的一種方法,如果我們廣大的高中學生能夠掌握守恒思想的本質,抓住題目設置中相關變化的始態與終態,而忽略中間所進行的過程,就可以快速建立起等式關系,簡化解題思路,迅速得出正確答案,起到事半功倍的效果。因此,對于如何正確運用守恒思想建立起關系式進行分析,得出其在高中化學解題方面的技巧方法來,有著非常重要的意義。將這些學習經驗加以總結能夠為其他高中學生在運用守恒思想方法時提供一些參考借鑒作用。
一、在平衡類計算題方面巧用守恒思想
計算題在高中化學中所占的比例很大,有很多計算題其實是無需詳細計算就可以得出答案的,特別是一些選擇題。而在高中化學平衡計算中運用守恒思想可以實現快速解題的目的,有些時候還能驗證計算答案是否正確。其中經常用到的守恒思想有電子守恒、電荷守恒、質量守恒以及物料守恒等。
例1.在恒溫條件下,把a molN2和b molH2的混合氣體通入到一個容積固定的密閉容器中并發生以下反應:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)。如果反應進行到某一時刻t時,nt(N2)= 13mol,nt(NH3)= 6mol。試計算a的值。
解析:在常規解題思路中,根據化學反應方程式,列出相應的等式,從而進行求解。
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)
初始(mol): a b 0
轉化(mol): 3 9 6
平衡(mol): 13 9 6
由于n(初始)= n(平衡)+ n(轉化),因此代入已知數據,可以解得a為16mol。
而運用守恒思想解題時,根據反應前后氮元素守恒,反應前氮元素僅在N2中存在,反應平衡后氮元素在N2以及NH3中存在,因此得出等式n(N2)= nt(N2)+ 1/2n(NH3),代入已知數值得出n(N2)=16mol。
例2. 在一密閉容器中加入碳以及水蒸氣,一定溫度下發生如下反應:
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) (1)
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) (2)
當反應進行完全并達到平衡時,得知c(H2)=1.9mol/L,c(CO)=0.1mol/L,那么c(CO2)為多少( )。
A. 0.1mol/L B. 0.9mol/L
C. 1.8mol/L D. 1.9mol/L
解析:在常規解題思路中,根據化學反應方程式,列出相應的等式進行求解。假設在第一步反應中所得到的 CO是x mol/L,在第二步反應中所消耗的CO是y mol/L,那么
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
轉化: x x
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)
轉化:y y y y
因此在反應達到平衡之后,可以得出關系式c(H2) = x + y = 1.9mol/L,c(CO) = x-y = 0.1mol/L,從而解得y = 0.9mol/L,也就是c(CO2)為 0.9mol/L。
而運用守恒思想解題時,根據原子守恒定律,反應生成的CO與CO2中的氧原子都是由原料中的H2O所得到的,而H2O中的氫原子都轉化生成H2,根據氫原子守恒得到c(H2) = c(H20),根據氧原子守恒得到c(H2O) = c(CO) + 2c(CO2) 。將已知數值c(H2)=1.9mol/L,c(CO)=0.1mol/L代入上述等式中,得到c(CO2) = 0.9mol/L,因此答案為B。
二、在氧化還原反應類計算題方面巧用守恒思想
氧化還原反應也是高中化學學習中的一個重點與難點,在解決這一類試題時,通常的做法是寫出化學方程式并配平,再運用電子得失守恒進行計算。因此可以毫不夸張地說涉及到氧化還原反應的化學計算題必然要運用守恒思想。
例3. 將標況下3.36 L的Cl2通入100mlFeBr2溶液中,Cl2全部被還原,并且溶液中Br-的溶度與Cl-的溶度相等,那么原FeBr2溶液的物質的量濃度為( )
解析:這是關于氧化還原反應知識點的計算題,在解題時要抓住題干中的關鍵點:Cl2被全部還原,且c(Cl-)=c(Br-);同時題干中還有隱含的條件:FeBr2中的Fe2+被全部氧化,而Br-被部分氧化。在分析出這些已知條件之后,可以運用不同的守恒方法進行解題:
方法一 電荷守恒法
由反應可以得知氧化還原反應的產物為FeCl3、FeBr3以及Br2,根據電荷守恒定律:電解質溶液中陽離子所帶電荷總數等于陰離子所帶電荷總數,可知所得電子的總物質的量等于×2×1 = 0.3mol。由于溶液中c(Cl-)=c(Br-),根據電解質溶液中正電荷總數等于負電荷總數,得出關系式:c(Fe3+)×0.1L×3 = 0.3mol×2,從而得出c(Fe3+) = 2mol/L。由于溶液中的Fe3+全部來源于Fe2+,且是等物質的量轉化,所以可以得到原FeBr2溶液的物質的量濃度也等于2mol/L。
方法二 電子得失守恒
在氧化還原反應中,存在著得失電子相等的定律,也就是還原反應所得電子總數與氧化反應所失電子總數相等。假設FeBr2的物質的量濃度是x mol/L,那么:還原劑所失電子總數=氧化劑所得電子總數。由于反應中存在未被氧化的Br-,Cl2全部被還原,因此Cl2所得電子的總物質的量=Fe2+所失電子的總物質的量+Br-的總物質的量未被氧化的Br-的總物質的量,即:×2×1 = x mol/L×0.1L×1+2x mol/L×0.1L×1-×2×1。得出x為2mol/L。
此外,這一題目還可以運用原子守恒以及質量守恒方法進行求解,但是其計算過程較為繁冗,且計算原理與電荷守恒以及電子得失守恒相近,因此這里不再進行贅述。
例4. 將1.92g的Cu加入到一定量的濃HNO3中進行反應,在反應過程中,隨著反應的不斷進行,Cu含量不斷減少,反應所得到的氣體顏色逐漸變淺。當Cu反應完全時,共得到標準狀況下1.12L的氣體。那么參加反應的HNO3的物質的量為多少。
解析:在反應開始時,Cu與濃HNO3反應生成NO2氣體,但是隨著反應的進行,HNO3的濃度逐漸降低,所得到的氣體為NO。因此在本題中所生成的氣體為NO2與NO的混合氣體,根據氮原子守恒可以得出:n(HNO3) = 2n[Cu(NO3)2]+n(NO)+n(NO2)=2n[Cu(NO3)2]+n(氣體),代入已知數據可以解得參與反應的HNO3的物質的量為0.11mol。
三、在解決混合氣體分子量方面巧用守恒思想
例5.把33.6L的 NO2、NH3以及O2混合氣體通過稀H2SO4后,混合氣體的總體積減小為11.76L,氣體體積均在標準狀況下測得,而溶液質量則增加了26.4g,同時通過稀H2SO4之后的混合氣體仍然可以讓帶火星的木條復燃。求之前的混合氣體平均相對分子質量。
解析:這一計算題如果按照常規的做法,需要先寫出反應方程式并根據已知關系式列出等式,再代入數值得到混合氣體的平均相對分子質量。這樣計算時過程非常繁瑣,且涉及到的計算量很多,容易出錯。但是如果運用質量守恒定律,那么這道題就會變得非常簡單,其計算過程為:
由于混合氣體在通過稀硫酸之后沒有其他新的氣體產生,因此根據質量守恒定律可知,原混合氣體的總質量為26.4g加上11.76L氣體的質量,可以得到以下關系式:
r(混)==28.8
即原混合氣體的平均相對分子質量為28.8。
四、在解決溶液中離子濃度關系問題方面巧用守恒思想
不論是何種類型的電解質溶液,都存在著下述的等量關系,即:陽離子帶的正電荷總量=陰離子帶的負電荷總量的等量關系,化合物中離子(或原子)個數固定的比例關系以及酸失去的質子和堿得到的質子數目相同的關系。對于涉及到電解質電離方面的計算題時,只要巧用這三種關系式就可以輕松得出題目的答案來。
例6. 在1mol/L的Na2S溶液中,以下關系式中錯誤的是( )
A.c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=c(Na+)
B. c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
C.c(NaHS)+2c(H2S)=c(NaOH)
D.c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)=c(OH-)
解析:在Na2S當中,存在著關系式n(Na+)=2n(S2-),當Na2S溶于水形成水溶液時,硫元素以三種形式存在,分別是S2-、HS-以及H2S。根據物料守恒定律可以得出c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=c(Na+),因此A選項正確。
在Na2S溶液中存在著Na+、H+、OH-、HS-以及S2-離子,而陽離子所帶電荷總量等于陰離子所帶電荷總量,溶液呈現電中性,從而可以得出1×c(Na+)×V+1×c(H+)×V+(-1)×c(OH-)×V+(-1)×c(HS-)×V+(-2)×c(S2-)×V=0。式中V為溶液的總體積,經過簡化以后可以得到c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-),因此B選項也正確。
在Ns2S溶液當中,其H+與OH-都是由水電離所得到的,同時得到的H+與OH-是等物質的量的關系,因此n(H+)= n(OH-),而H+在溶液中存在的形式有三種,分別是H+、HS-以及H2S,因此可以得出c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)=c(OH-),即D選項正確。D選項運用的是“酸失去的質子和堿得到的質子數目相同”這一等量關系,而在C選項中缺少c(H2O)這一項,因此是錯誤的,答案為C。
總而言之,守恒思想在整個高中化學解題與學習中都是非常重要的一種手段,同時也是最為行之有效的一種方法。如果我們學生勤加訓練,平時注意多運用守恒思想來解題,那么定會起到事半功倍的效果,在提高解題效率之余也能夠培養起對于化學學習的興趣。此外,將守恒思想與其他方法相結合運用到高中化學學習中,也是未來高中化學課改的必然趨勢,值得我們廣大的高中學生去多加思考與摸索。
【參考文獻】
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文章編號:1008-0546(2013)01-0019-02
中圖分類號:G633.8
文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.01.007
現行初中化學教材知識量少,淺顯易懂。高一新生往往會帶著化學易學的預期步入高中化學課堂,卻料想不到高中化學概念抽象,內容信息量大,對思維能力要求高,更加注重知識的理解與應用,頓時感到初中的學習方法難于適應高中化學的學習。對于那些不能及時調整學習狀態,一下子找不到適宜學習方法的學生,直接導致學習化學興趣下降,信心不足,化學成績不理想。針對這種普遍存在的問題,高中化學教師應及時對學生進行心理疏導,在教學中處理好初高中化學知識的銜接,幫助學生改善學習方法,重塑學習化學的信心。
普通高中化學課程目標在過程與方法這一維度上要求學生具有較強的問題意識,能夠發現和提出有探究價值的化學問題,敢于質疑,勤于思索,逐步形成獨立思考能力。由此可見,問題解決在高中化學學習過程中的重要性。以問題組織教學,精心創設問題情境,讓學生在情境中發現問題、提出問題,激發學生參與學習活動的意識,形成學習動機,并逐步提高問題解決的能力,就可讓學生盡快適應高中化學的學習。現結合魯科版化學必修課程教學,談談問題解決在初高中化學銜接教學中的應用。
一、以初中化學知識的認識局限創設問題情境,激發學生學習動機
人們對知識的學習,不同階段認識會有所不同,初始階段認識常較片面,有一定的局限性。新知識教學中若能以這種認識局限性創設問題情境,制造認識沖突,便能激發學生學習的動機。如初中階段對反應類型的判斷主要是依據四種基本反應類型,教師若讓學生判斷Fe2O3+3CO2Fe+3CO2反應屬于哪種基本反應類型?學生就會感到所學知識的局限性,產生學習新的反應類型分類方法的動機。
再如氧化還原反應知識是中學化學教學的重點和難點之一,貫穿于中學化學教材的始終。在初中階段,學生僅從得氧失氧角度認識氧化還原反應,即物質得氧的反應叫做氧化反應,物質失氧的反應叫做還原反應,這種認識明顯存在局限性。在高中氧化還原反應的教學中,教師就應充分利用這種認識局限性,創設以下問題情境,來激發學生的求知欲。
①試各列舉出三個初中化學所學的“氧化還原反應”與“非氧化還原反應”,比較它們除了在得氧、失氧方面不同外,還有什么不同的地方?
②利用①的分析結果,從得失氧和化合價升降的角度來分析Zn+2HCl=ZnCl2+H2反應是否是氧化還原反應?
③從得失氧和化合價升降的角度分析C+2CuO=2Cu+CO2反應,探究元素化合價變化與元素被氧化還原之間存在怎樣的關系?
④從得失氧和化合價升降的角度分析反應C+O2=CO2,判斷氧化反應和還原反應是否同時存在于同一反應中?
以上一系列問題較好地利用了學生認知脈絡,逐步遞進,起到了很好的銜接、過渡、升華作用,通過這些問題組織課堂教學,能不斷激發學生學習動機,保持學生思維的活躍性,隨著思維的逐漸深化,便讓學生對氧化還原反應的概念有了重新的認識。
二、以初中化學知識的螺旋上升開展問題教學,培養學生問題意識
高中很多化學知識是初中知識的螺旋上升。初中對知識大多只要求“知其然”,而高中必須要“知其所以然”。如初中學生只記住Cu不與鹽酸反應,Fe與鹽酸反應不生成FeCl3,只能生成FeCl2的結論,而其中原由并未深究。高中在初中學習酸通性的基礎上,螺旋上升到對酸的氧化性研究,學生通過高中學習才認識到:酸與金屬的反應本質是發生氧化還原反應,鹽酸等非氧化性酸的H+氧化性較弱,不能將Cu氧化,只能將Fe氧化成Fe2+;而強氧化性酸(如HNO3、濃H2SO4)則能與Cu發生反應,Fe可被HNO3氧化成Fe3+。
針對螺旋上升知識點的教學,教師在創設問題情境時應融合初中所學知識,這樣可消除學生畏難情緒,充分調動學生的積極參與,使學生敢于質疑、敢于發現問題和提出問題。例如初中階段只學了過量的CO2氣體能使澄清石灰水先變渾濁后變澄清,而到了高中階段則上升為除了CO2氣體, SO2氣體也可發生類似現象。因此,在SO2的教學中,教師可演示將SO2(實驗前未告知學生是SO2)通入澄清石灰水的實驗,待學生觀察現象后,讓其判斷該氣體是什么氣體?學生根據初中所學的已有知識一定會回答是CO2。這時,教師可讓一學生聞氣體的氣味,之后進行追問:該氣體有刺激性氣味,會是CO2嗎?這樣教師通過創設學生熟悉的“CO2與澄清石灰水反應”的實驗情境,而實驗結果又與學生原有認知產生沖突,便極大調動了學生的求知欲望。接下來教師進行演示實驗,把SO2氣體分別通入裝有品紅溶液、酸性KMnO4溶液、溴水的試管,并讓學生在觀察實驗現象過程中思考以下問題:①SO2與CO2都是酸性氧化物,除了具有相似的化學性質外,SO2還具備哪些CO2所沒有的化學性質?②SO2中的S元素與CO2中的C元素均為+4價,試從氧化性、還原性角度分析二者有何不同?實驗結束后,教師可啟發引導學生討論分析現象產生的原因,這樣學生對SO2還具有CO2不具備的漂白性、還原性的知識難點,就相對容易理解。最后由學生總結比較SO2與CO2的性質異同點,就可獲得較好的教學成效。
三、以高中化學實驗能力的新要求進行問題探究,提升學生問題解決能力
高中化學實驗能力要求高于初中化學實驗,更加注重實驗的分析、探究與設計。化學是一門以實驗為基礎的科學,學生要學好高中化學就必須學習實驗研究的方法,學會從實驗中分析和解決問題,掌握運用化學實驗學習化學知識的能力。在銜接教學中應充分應用實驗素材培養學生觀察思考能力,引導學生對觀察到的實驗現象做本質的分析,從感性認識上升到理性認識,逐步形成較強的分析解決化學實際問題的能力。
例如金屬鈉的教學,可讓學生回顧初中所學金屬的物理和化學性質,再通過隨堂實驗,讓學生親自體驗鈉的取用、與H2O的反應進程。實驗前教師可設置以下問題供學生思考探究:①剛切割的金屬鈉表面在空氣中如何變化?鈉投入到水中有哪些現象?②試著解釋產生這些現象的原因是什么?③鈉的保存和取用與鈉的這些性質有關嗎?經過學生的討論切磋,不僅對鈉的性質有較為深入的理解,還會對金屬的性質有全新的認識。接著,教師趁熱打鐵,提出“鈉投入CuSO4溶液會看到何現象?化學反應方程式如何書寫?”的問題讓學生分析解決。有的學生說會看到紅色物質產生,有的學生說看不到紅色物質而是看到氣體和藍色沉淀產生。不同的思維火花在課堂上空激烈碰撞,強烈的探究欲迫切要求追根尋源,此情此景,教師手中的演示吸引了所有未知的目光,學生開足馬力運轉的思維機器使問題不再成為他們的障礙,很快取得了共識。正是由于金屬Na非常活潑,在CuSO4溶液中優先與H2O反應生成NaOH,再和CuSO4結合成藍色的Cu(OH)2沉淀。
顯然,充分運用化學實驗開展教學,就會收到屢試屢驗的效果。直觀的現象不僅有助于學生對知識問題的感知,更有助于學生對知識的理解、分析和運用。
四、問題解決應用于初高中化學銜接教學中應注意的幾個問題
1.要遵循學生認知規律,把握好知識深廣度
新課程化學必修模塊在教學要求上比之前雖有了較大的降低,但從初高中化學銜接教學的角度看仍有頗大的梯度。因此教師在初高中化學銜接教學中,尤其要嚴格控制知識的深度和廣度,避免“一竿子插到底”,而違背了學生的認知規律。例如“氧化還原反應”的教學,若花大量時間讓學生根據電子得失數目對氧化還原反應方程式進行配平;“物質的量”教學過早進行差量法、守恒法等計算技巧訓練,就會給學生學習帶來不必要的心理負擔,從而產生畏學、厭學情緒。
2.要重視問題情境創設,設計好問題適宜度
問題情境優劣的關鍵在于創設,因為不是任何問題都能激發問題解決的動機,只有問題創設恰到好處,才能收到事半功倍的效果。筆者教學體會主要是要優選題位、題鏈和時機。題位也就是恰當的問題位于學生認知的“最近發展區”,即在學生學習的“新舊知識的結合點”之上;題鏈即諸多的問題應有一定的梯度,且能逐層遞進;時機即問題提出的時機一般隨著教學進程而展現,但也要視學生主體活動的變化而機動。
3.要注重問題解決過程,發揮好學生主體性
問題總是在教學過程之中逐步解決的,這就要求師生共同努力,教學相長。教師教學中要改變單一的傳授模式,重視課堂發問、詢問、追問功能,教師可讓學生說出他們的思維過程,從中診斷其存在的知識漏洞或方法偏頗,以便補正。對于初高中化學銜接問題的解決,高中教師往往對來自不同初中學校學生學習化學的知識狀況不甚了解,因此教師應主動面向學生,尋找其共同性和差異性,以便教學有的放矢。同時,學生最了解自己的底細,最有發言權,因此更要充分發揮學生的主體作用,讓學生在參與中獲得自我完善。
總之,初高中化學銜接教學中教學方法的應用可謂“仁者見仁、智者見智”,但殊途同歸,目的都是為了幫助學生盡快地尋找到適宜的學習方法,轉變學習方式,改被動為主動,真正成為學習的主人,快速適應高中化學的學習,不斷提升問題解決的能力,提高自身的科學素養。
化學科有兩大特點:1.化學的形成和發展,起源于實驗又依賴于實驗,是一門以實驗為基礎的自然科學2.化學“繁”。這個“繁”實際上就反映了化學學科知識點既多又分散,并且大量的知識需要識記的特點。因此,我們不能把以前學數學、物理的方法照搬來學化學,而要根據化學科的特點取舍、創新。筆者根據化學科本身的特點總結了一些化學科目的學習方法,供大家參考:
一、課前要及時預習
上課前一天,一定要抽出時間自覺地預習老師第二天要講的內容。學會先預習,后聽課這種良好的學習方法。預習的好處很多:(1)它能強化聽課的針對性,有利于發現問題,抓住重點和難點,提高聽課效率;(2)它可以提高記聽課筆記的水平,知道該記什么,不該記什么,哪些詳記,哪些略記;(3)它可以節省課后復習和做作業的時間。通過預習時的獨立思考和聽課時留下的深刻印象,從而縮短課后復習和做作業的時間;(4)它可以培養自學能力。預習的過程就是自覺或獨立思考的過程,長期堅持下去,一定會使自學能力得到提高。
二、認真聽課,做好筆記
好的筆記是教科書知識的濃縮、補充和深化,是思維過程的展現與提煉。由于化學學科知識點既多又零碎、分散,所以,課堂上除了認真聽課,積極思考外,還要在理解的基礎上,用自己的語言記下老師講的重點、難點知識,以及思路和疑難點,便于今后復習。要學好化學,記筆記也是重要的一環。記筆記除了能集中自己的注意力,提高聽課的效率外,對課后復習也有很大的幫助。所以,要學會記筆記,養成記筆記的好習慣。因此,在認真聽講的同時,還應該記好筆記。高中的化學方程式的掌握,不是背得愈多愈好,而是將它們分類,撐握每一類的反應原理,由表及里、由淺入深、由個別推移到一般。
三、課后及時復習
一堂課的內容,十多分鐘就可以復習完,有時也可以像過“電影”一樣地過一遍。復習能加深理解,復習能鞏固知識。復習要及時,不能拖。復習中不懂的問題要及時請教老師,這樣,在學習上就不會留存障礙,不留疑點,為以后順利學習打好基礎。復習時,要重視教科書,也要讀聽課筆記,要反復讀,邊讀邊回憶老師的講解,邊理解書上的內容。復習并不僅僅是對知識的簡單回顧,而是在自己的大腦中考慮新舊知識的相互聯系,并進行重整,形成新的知識體系。所以,課后要及時對聽課內容進行復習,做好知識的整理和歸納,這樣才能使知識融會貫通,避免出現越學越亂的現象。比如學習了SO2的漂白性就跟氯水的漂白性進行比較,找出兩者的不同之處。
四、認真完成作業
練習是理解消化鞏固課堂知識的重要途徑。但練習要有針對性,不能搞題海戰術,應以掌握基本方法和解題規律為目標。在解題過程中,要注意一題多解和歸納總結,這樣才能達到做一題會一類的效果。如化學計算中常用的技巧法有:守恒法、關系式法、極值法、平均值法、估算法、差量法等。還有化學規范性表達也是應注意的細節。如化學方程式書寫一定要配平、化學式一定要正確,酯化反應有水生成不能漏寫,書寫多元弱酸根水解反應時應分步、可逆,與用量、順序、濃度、條件有關的化學方程式要逐一看清,切不可下手就做;實驗題應從操作、試劑、現象、結論四個方面完整解答;要辨析清楚填空題中對物質表述是填名稱還是填符號、有機物是寫分子式還是結構簡式等。
五、重視化學實驗
在現在的化學學習中,其化學用語是學習化學的基本要素;在化學用語的組成部分中可以分為符號、文字和圖表三種。從目前來看,我們發現現在的高中生在學習化學課程時,對那些化學用語的學習方法存在著很大問題,簡單而又多變的化學式和分子組成等化學用語讓高中生看到就頭痛,即便如此也得花大量的時間去記憶。從而致使很多高中生因為化學課成績差而去選擇需要大量記憶背誦的文科,所以,要解決這一問題已迫在眉睫,只有促進高中生化學知識的系統化、網絡化,才能使化學用語知識結構與問題解決能力都得到發展。對此,筆者針對自身多年來的教學經驗,對高中生學習化學用語的方法提出一些見解。
一、提高學生學習的興趣
化學相對于其他學科來說,化學用語繁多,其中枯燥的元素符號、大量的化學式、電子式、復雜的化學方程式、離子方程式、水解方程式、原電池和電解池的電極方程式等常常讓高中生望而生畏,更何談對化學產生學習的興趣呢?這在很大程度上就降低了高中化學教學的質量。對此,高中化學教師首先要通過多種方法來激發學生學習化學的興趣。在上化學課時,多利用簡單的實驗去啟發高中生理解化學課程中物質的微觀結構和構成元素,要求學生在解決問題時根據特征提取或重組可以作為過渡的化學用語,以方便問題解決。如溶解度曲線的“文字―圖形轉換”,晶體結構的“符號―模型轉換”,化學反應的“文字―符號轉換”或者化學計算中“化學式的變形”等等。另外,在化學用語中,很多知識都是講究規律的,學生若能總結出一定的規律,就會對化學用語的學習產生一定的興趣,例如,部分元素符號,我們可以根據其元素符號與名稱的漢語拼音相似的特點來識記:鋰(Li)、氦(He)、鉍(Bi)等;又如,識記化學式可以根據部分物質的化學式與其名稱具有“名”符其“實”的特點:二氧化碳(CO2)、氫氧化二氨合銀[Ag(NH3)2OH]等。掌握這些規律和技巧后,可以使學習達到事半功倍的效果,同時增強學習的趣味性。總之,只有學生有了學習興趣,才能讓他們發自內心地喜愛上這一門科學,自然也就會在課堂上集中精神進行學習,使化學教學的有效性得以提升。
二、培養高中生規范使用化學用語的好習慣
在高中生學習化學用語時,良好的習慣是很重要的,如何培養良好的習慣呢?首先要規范使用化學用語,其次要多學多用化學用語,用的時候要規范地使用,要用得正確、用得得體、用得合適。再次,還要嚴格要求化學用語讀、寫的規范化。在化學符號中也像英語一樣,有大小寫之分,不同的書寫,其含義也是不同的,比如說,如Mn不能寫MN,CO(一氧化碳)不能寫成Co。化學用語中要弄清數字含義,如Mg2+不能寫成Mg+2,Ca(OH)2不能寫成 CaOH2,還要注意區分化合價,如FeCl2應讀氯化亞鐵,個別學生不注意鐵元素的化合價錯讀成氯化鐵等。還有和數學一樣有上標和下標之分,比如說,寫化學式時,對元素符號的排列一般是“正價前、負價后”,化學式中元素符號右下角腳標數碼的大小,是元素符號的一半,以元素符號右下角處開始寫,露在外面一半。最后就是那些最專業的化學方程式的配平、反應條件和生成物的狀態等等,都是非常嚴格的,只有要求高中生在學習的時候規范化,才能更容易學習化學用語。
在這方面,教師也要嚴格要求高中生規范化使用化學用語,還要布置大量的練習,讓高中生在學習中發現錯誤和糾正錯誤,對那些典型的易錯的進行詳細的分析,使其自行糾正錯誤;還要對平時的語讀和書寫中易犯的錯誤加以糾正,對于那些剛接觸到的新知識,教師要多做示范,讓高中生明白理解并容易記住那些新知識。所以,對那些元素符號、化學式的讀寫及其配平和反應條件都必須做到規范化,對平時的作業和考試要嚴格把關,對那些不規范化的讀寫要及時發現并對其糾正,避免在學習化學用語時擴大或養成不好的習慣。
三、結合實際生活,吸引學生學習的注意力
在上化學課時,我們要多聯系生活,使化學走到生活中去,還要利用簡單的實驗去啟發高中生對化學課程中物質的微觀結構和構成元素的理解,例如用干冰的形成和升華說明物質的狀態變化是分子運動和分子間的間隔發生變化的結果;用掃描隧道顯微鏡拍攝的原子圖像和“原子操縱”技術說明原子的真實存在;讓高中生用針筒壓縮氣體或液體,真實地感受氣體的可壓縮性,感知粒子間存在間隙。
四、指導記憶,寓教于樂
化學用語的學習關鍵是記憶,因而指導學生記憶就顯得很重要。常用的方法有:(1)順口溜,如《十八元素順序歌》一氫二氦鋰鈹硼,碳氮氧氟氖懶蟲,鈉鎂鋁硅磷十五,硫氯牽著老氬公;(2)趣味記憶,如He、I、Be與英語的“他”“我”“是”,Br與“Brother”,Si與“Sister”;(3)歸納辨別法,如Cu與Ca,Na與Ne;(4)趣味性競賽。
總之,化學用語是學習化學的一種重要的工具,學習化學用語的目的就在于應用它去解決化學實際問題,對化學現象進行比較、分析、抽象、概括和邏輯推理。對化學用語的識記,也只有在練習和應用的過程中才能逐步強化和鞏固。
構建相互平等、相互尊重、相互信任的師生關系,必須努力形成民主和諧的教學氣氛,使學生能在一個歡樂、和諧、寬松的環境中學習。它可以調動學生參與的積極性、求知的樂趣,激發學生學習的欲望、熱情,更為重要的是可以誘發學生心靈的感受、體驗,激發起他們的內驅力。如:在教學活動中,鼓勵學生發表不同見解,允許學生向老師提問質疑,在這種情況下,學生心情舒暢,敢于發表自己的見解,積極參與到課堂教學過程中,使之個性得到釋放,獲得心理上的滿足。而教師不能搞一言堂,惟我獨尊,更不能對學生求全責備、諷刺、挖苦等,否則,就會壓抑學生的學習積極性,使追求有效課堂教學成為一紙空文。
二、掌握科學記憶方法
高中化學課知識容量大,識記內容較多,學生記憶有一定難度。在高中化學課教學中,幫助學生掌握學習方法,對于提高學生的學習成績有很大作用。這里筆者主要講一下口訣記憶法。它是指把本身聯系很少的材料,根據它的內容要點,編成整齊對稱、偶句押韻,朗朗上口的語句,使之富于趣味性。這種記憶方法稱為口訣記憶法。使用這種方法,使人們能快速、方便地記憶,又不易忘記。例如,氧化還原反應是高中化學的重要知識點,是歷年來高考熱點之一,化合價升高,失去電子,該元素被氧化,這種物質是還原劑,可運用口訣“升失氧還原劑”。在講授有關化學方程式的計算過程中,可采用順口溜為:“化學式子要配平,換算純量代方程;左右單位要相應,上下單位須相同;遇到兩個已知量,要找不足來計算;遇到多步反應時,關系式法是捷徑”。這樣,使學生感到繁瑣的知識不再難記,而是在不知不覺中達到記憶效果。
三、設計新穎導入方法
愛因斯坦對教師修養曾提出過三點基本要求:一是德,即崇高的思想品德;二是才,即知識淵博;三是術,即高超的教學藝術技巧。教學離不開藝術。只有講究藝術的教學,才能取得最佳的教學效果,而課堂教學藝術是教學藝術的集中表現。課堂教學藝術包括很多方面,課堂導課藝術是其中一個重要的組成部分。導課是一堂課的開端,良好的開端是成功的一半。富有藝術性的導課,能牽引整個教學過程,引人入勝,收到先聲奪人的奇效;富有情趣的導課能引起學生的認知沖動,打破學生的心理平衡,激發學生的學習興趣、學習熱情。如在學習“甲苯”時我們可以通過講如下故事來引入新課:1912年至1913年間,德國在國際市場上大量收購石油,很多國家的石油商爭著要與德國成交,有的還盡量壓低售價,但是德國卻只購買婆羅洲石油,并急急忙忙運到德國本土去,由此看來,德國人專購婆羅洲的石油,必然是別有用心的了。德國人安的是什么心?令人奇怪的是揭開這個謎的并不是政治家,而是化學家。化學家在對婆羅洲的石油化學成份進行分析之后,馬上警告世人說:“德國人在準備發動戰爭了!”化學家憑什么依據破了這個謎,得出這樣的結論?(教師反問道,停了停,讓大家深思片刻,然后說。)大家要知道這個謎,今天學好了新課,就會知道的。
此外,高中化學課教學的導入方式還有很多,例如:游戲導入法,即教師利用青少年貪玩好動的心理性格特征,采用游戲的形式來進入新課的導入方法等。在教學實踐中,教師要根據實際情況選擇適宜的方法,這樣才會達到最佳的教學效果。
四、精心設計演示實驗
化學是一門以實驗為基礎的學科,化學演示實驗又是能激發學生學習化學興趣的重要手段,也是推行創新教育的重要體現。心理學告訴我們,當外界刺激物新奇的吸引住學生的注意力時,在大腦皮層上就產生穩固而強烈的興奮中心,使得暫時聯系更容易形成和鞏固。這種相應的強化是學生進而理解現象和本質以達到鞏固知識的必要條件。實驗現象以新奇刺激對學生的知識理解、消化起到十分積極的作用。在化學教學中,精心設計演示實驗,在積極做好教材規定要做的實驗的同時,針對學生難理解的內容,補充并改進演示實驗,推行創新教育是實施素質教育的重要手段之一。例如,在學習“鹽的水解”時,首先安排學生做了在醋酸鈉、氯化銨、氯化鈉三種鹽的水溶液中分別滴入石蕊試液的分組實驗,讓學生仔細觀察顏色的變化。酸和堿能使指示劑變色,有些鹽為何也能使指示劑變色?實驗可以使學生情緒高漲、興趣油然而生,教師便可以因勢利導,讓學生繼續探索新問題。
五、開展化學課外活動
培養高中生學習化學的興趣,僅靠課內教學是不夠的,還應結合學生個性特征開展豐富多彩的化學課外活動,發展學生的興趣。化學課外活動的內容及方式很多,如“化學游戲晚會”、“化學知識講座”、“化學知識競賽”、“化學園地”、“化學展覽會”等。如“化學知識講座”可以講講“空氣與水污染的危害、原因及防護”、“溫室效應的原因”、“酸雨的形成”、“當代軍事與化學”、“化學與日常生活的關系”等。同時還可以利用節假日,組織學生對當地生態保護區、水土保護區和環境污染區等進行實地考查,使他們認識到人與氣溫、氣候、空氣、谷物增產、水土流失、環境保護等都存在著密切關系。
反思能力是學習能力的一種,學生通過對學習過程、學習內容的反思來理解消化學到的知識,提出新的看法,解決遇到的問題和困難。在化學教學中,培養學生的反思能力尤為重要,化學作為一門實驗性課程,要求學生具有獨立思考意識和創新能力,這就需要在教學中,培養學生的反思學習能力,從而提高學生在化學學習方面的科學素養、創新能力。化學教學反思能力的培養可以通過以下幾個方面來進行。
一、設置問題情境,培養學生的反思習慣
在課堂教學中,教師可以設置問題情境,通過提出問題來引導學生進行思考,問題的設置有一定的技巧,為了提高學生的反思能力,教師不是隨意提出一個問題,而應該多方式、多角度地來設置問題,比如,教師可以提出一個問題,讓學生通過查閱資料、進行實驗的方式來解決問題,或者是設置一個具有爭議性的問題,讓學生對不同的情況進行思考。另外,教師還可以鼓勵學生進行提問,培養學生的問題意識。高中化學的知識已經相對比較專業,除了要學習基本的理論知識之外,教師還可以結合現實情況來培養學生的反思能力,比如,教師可以提出現實問題,如:空氣質量檢測中的數據是怎么得出的?空氣中的污染物都有哪些成分?它們是怎么形成的?通過這些問題可以開拓學生的思維,讓學生反思生活中的化學現象,并通過學到的知識來解決問題。久而久之,可以讓學生形成反思的習慣。
二、采用變式教學,培養學生的反思能力
在化學教學中,習題教學是重要的一部分,通過變式,學生可以清晰明確地理解化學反應、化學現象的產生。而在變式教學中,常常有一題多變、一題多解的情況,這種題目可以鍛煉學生分析問題和解決問題的能力,同時讓學生反思哪種方法能夠最快捷地得出答案。比如:24molH2S在30molO2中燃燒能夠得到多少量的SO2?對于這個題目,大多學生會用比較常規的解決方法,先計算O2的量,再計算SO2的量,但是還可以用原子守恒法、配平法、待定系數法、關系式法和按得失電子數進行十字交叉計算來得出最終的結果,對不同的方法進行分析,可以開拓學生的解題思路,讓學生在對解題方法的反思中找到適合自己、更加便捷的思路。
三、提供自主實驗機會,培養學生的反思能力
實驗是化學教學的重要組成部分,化學中的大部分知識都是通過實驗得來,因此,化學教學應多給學生提供自主實驗的機會,而不是多進行觀摩類實驗。在實驗教學中,教師也應該多給學生進行思考的機會,而不是讓學生只按照教師提供的實驗方法來重復實驗步驟。比如,在講二氧化硫的還原性時,教師可以給學生提供相關的實驗材料,讓學生進行自主選擇,通過學生的已有知識體系讓學生以小組的方式來完成實驗,并觀察具體的現象,從而得出結論,而后教師再進行相關的總結,并引出下面的課程內容,這樣學生在學習新知識時就會更加輕松。
四、利用考試來提高學生的反思能力
應試教育是當前教育體系的弊端,但是,就現在的人才選拔、考評機制來看,還不能完全擺脫考試,當然,在國外來看,考試與評分也是考查學生學習成果的重要方式。在當前的課改形勢下,教師要明確考試的目的不是為了區別成績,而是為了讓學生了解到自己的不足。比如,經過考試,學生可以清晰地看到自己究竟有哪些內容沒有吃透,并通過回顧式學習來解決自己考試中出現的問題。化學教師應幫助學生形成通過考試測評來進行反思的習慣,把考試當作學習的一種形式,而不是作為競爭的結果。總之,化學教學中反思教學對學生的學習起著重要的指導作用,反思教學通過逐漸改變學生的思維習慣,來讓學生養成自動思考、敢于懷疑、善于發現、優于總結的學習模式,一方面加強了學生的思考能力、創新能力;另一方面,提高了學生的學習效率,促進了學生的全面發展。
參考文獻:
一、從兩例高考試題看電化學試題中必考的基本問題
答案 B。
簡析 選項A和B都是相關氧化還原反應特征分析問題(判斷產物、判斷反應物),選項C是電極判斷和電極反應式書寫問題,選項D是離子定向移動規律判斷問題,都是電化學的基本問題。
判斷電池中的正極、負極,判斷電解池中的陰極、陽極,是電化學試題中最重要的基本問題。命題人常要求解題者從以下依據進行判斷:
(1)根據反應物的還原性、氧化性判斷。電池中負極上是還原劑發生還原反應,正極上是氧化劑發生還原反應。
(2)根據反應產物判斷。電解池中,陰極上發生還原反應生成還原產物,陽極上發生氧反應生成氧化產物。電池中也可以根據反應產物判斷,負極上發生氧化反應生成氧化產物,正極上發生還原反應生成還原產物。
(3)根據裝置圖中標示的電子流動方向判斷。這時要注意分清是“電流方向”還是“電子移動方向”,要防止大意失荊州。
(4)根據相連接電池(或電解池)判斷。電池與電解池相連接的裝置中,可根據外電源的負極、正極判斷電解池中陰極、陽極。
第2類、書寫(或判斷)電極反應式
考查電化學的試題,必定要書寫電極反應式,因為電極反應式是分析電池、電解池的基礎。因此,后階段復習電化學內容時,要熟記書寫電極反應式的要求,要熟練掌握一些較復雜電極反應式的書寫步驟和技巧。
(2)蓄電池中,可根據充電時電極反應式書寫放電時的電極反應式,或根據根據放電時的電極反應式書寫充電時的電極反應式。
(3)掌握水溶液(酸性、堿性、中性)中的電極反應式配平技巧。在酸性溶液中,不要在電極反應式中出現OH-離子,要用H2O、H+來配平;在堿性溶液中,不要在電極反應式中出現H+離子,要用H2O、OH-來配平;在中性溶液中,一般不在反應物中出現H+ 離子或OH- 離子,但可根據情況在產物中出現OH- 離子或H+ 離子。
(4)根據題給信息,書寫并配平非水體系中的電極反應。如,在固體氧化物作電解質時,可以用O2- 離子來配平,在熔融碳酸鹽作電解質時可以用CO2、CO32- 等粒子來配平。
第3類、判斷離子移動方向
電池、電解池工作時,在電極上的氧化反應、還原反應的帶動下,電極和外電路上必定有電子定向移動,內部的電解質中必定有離子發生定向移動,形成電荷傳遞的閉合回路,這是電池、電解池工作時的基本特征。在電化學相關的試題中,判斷離子定向移動方向是考查頻度較高的一類基本問題。解答這類基本問題時,要注意以下幾點:
(1)電池內部,陰離子要向負極作向移動,陽離子要向正極定向移動;電解池內部,陰離子要向陽極定向移動,陽離子要向陰極定向移動。
(2)除了電極反應帶動離子定向移動外,在電池、電解池內部還存在由于濃度因素使離子擴散移動,所以不同離子定向移動情況差異較大。一般情況下,在電極上參加反應的離子、電極反應過程新生成的離子,移動比較明顯,其他離子移動不一定會有明顯移動。如在銅、鋅、稀硫酸構成的原電池中,H+、Zn2+ 離子移動比較明顯。
(3)判斷離子定向移動時,要注意裝置中離子交換膜的影響,要特別注意區分各種離子交換膜(如,陰離子交換膜、陽離子交換膜、質子交換膜等)存在時離子移動的特征。
第4類、分析(或判斷)氧化還原反應特征
從根本上看電池、電解池問題是氧化還原反應的兩種特殊表現形式,基于些,高考試題常常會以電池、電解池為載體來考查氧化還原反應的一些基本特征。常見有:
由于化學課程的開展一般都在初三開設,比起其他中考考查的學科學習時間十分短暫,學生們在這短短的一年期間,既要學習這一門陌生的學科,又要在最后一學期展開中考復習,許多教師為了教學進度或是為了應付中考,常常在學生們剛上完新課后就將相關內容的中考習題布置為學生們的練習題,或是作為課堂例題讓學生們思考并解決,忽略了學生們對新知識的消化吸收過程,沒有在教學計劃中考慮到學生們的理解能力問題.并且長期以來的傳統教育模式留存下來的疑問難以斬草除根,許多教師在講評作業習題的時候常常會忽略真正的主體:學生在課堂中的作用,沒有站在學生的角度思考問題,不在乎學生們是否能夠跟上教師們快節奏的教學進度,從而在教學過程中出現了一些問題,如在講解作業習題的時候,教師們的提示往往超過了學生們的思考速度,教師沒有足夠的耐心等待學生們思考到引導的那一程度就進行講解,剝奪了學生們獨立思考的時間.并且在課堂提問時,常常針對某些思維節奏較快的學生,忽略了全班師生平等的原則.在講解某些知識點時,常常會忽略從這個知識點可以引發出的問題,只在乎教材中出現的知識點,不利于學生們拓寬知識面.
除此之外,許多教師往往處于一種讓學生們提高化學學習意識的目的布置大量的習題,但教師們往往會忽略布置大量習題的結果會導致學生們的作業質量下降,同時學生們的學業壓力也會加大,當然教師們需要在課堂上處理作業的時間也會相應增加,出現多方不利的局面,不能真正提高學生們的化學學習水平.
二、注重初中化學習題教學高效
教師們在做化學相關習題的選擇時,要做到合理科學.首先要認真閱讀教材,同時研究近年來中考考點的變化趨勢,選擇有代表性的知識點不重偷南疤猓做到有的放矢.選擇習題,最好選擇既可以讓學生們鞏固所學知識點又能夠給學生們拓寬知識面的練習題,例如在學習方程式配平這一節內容時,教師們可以選擇一些在初中化學知識外的但又很具有代表性的化學方程式,如2Na+2H2O2NaOH+H2,Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2讓學生們做配平練習,這樣既可以考查學生們對方程式配平知識點的掌握,又可以拓寬自己的知識面,學習到初中化學之外的部分知識點,為高中化學的學習做一些鋪墊.
在教學過程中,教師要引導學生們掌握正確審題的思路,找出問題考查的知識點到底需要哪些相關的概念、化學方程式等等,通過仔細審題找到問題與條件的關系,從而找到解題入手的關鍵切入點,找到正確的解題思路.例如,含有部分雜質的Fe與稀H2SO4反應,看清題目中的分子個數、原子個數等,問題中需要的答案是準確數量還是數量之比,參與反應的元素是純還是還有雜質,找到準確的解題思路,仔細審題是關鍵.
在習題的解答過程并不終止于算出正確答案,而是要講求多角度思考問題,依據不同的思路運用不同的解題方法,得到最終相同的答案,一道題找到多種方法解答,這樣不僅能夠培養學生們運用綜合知識解決問題的能力還能夠拓寬學生們的思路,使腦海中的知識網更加廣闊更加密集.因此,在習題講解的過程中教師們注意多布置一些能夠做到一題多解的題目,鍛煉學生們靈活運用知識的能力.