論文摘要:提出要重視中學(xué)化學(xué)基本概念與基礎(chǔ)理論的教學(xué)策略,探索、實(shí)踐并總結(jié)了基本概念和基礎(chǔ)理論教學(xué)的不同策略和多種方式。
在初中化學(xué)新課程實(shí)施及上一輪高中化學(xué)新教材實(shí)施過(guò)程中,化學(xué)教育界積累了一定的研究落實(shí)新課程、推進(jìn)新課程的經(jīng)驗(yàn),但也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題。其中,對(duì)化學(xué)基本概念和基礎(chǔ)理論的教學(xué)存在著以下問(wèn)題:部分教師不注重聯(lián)系實(shí)際創(chuàng)設(shè)情境,教學(xué)內(nèi)容缺少時(shí)代性、人文性和教育性,教學(xué)模式僵化、方法單調(diào),學(xué)生學(xué)習(xí)比較被動(dòng),缺少自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)過(guò)程,思維層次低,學(xué)生覺(jué)得化學(xué)基本概念和基礎(chǔ)理論枯燥無(wú)味,缺乏興趣,難以生動(dòng)、活潑、主動(dòng)地學(xué)習(xí)和發(fā)展。
《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》認(rèn)為:教師不再是代表權(quán)威的指導(dǎo)者,而是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的咨詢者、引導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者。教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí),幫助學(xué)生形成終身學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力;引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家那樣去探究化學(xué)科學(xué)的真諦,像科學(xué)家那樣去學(xué)習(xí)化學(xué)科學(xué)知識(shí);培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)方法和創(chuàng)新意識(shí);讓課堂成為一個(gè)師生、生生互動(dòng)交流、積極探討、共同發(fā)展的場(chǎng)所,學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的場(chǎng)所,構(gòu)建“知識(shí)與能力、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀”的場(chǎng)所。因此,我們?cè)诨瘜W(xué)基本概念和基礎(chǔ)理論教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),要以學(xué)生為中心,盡可能地挖掘教材,幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)概念之美,感受理論之實(shí),增加學(xué)生的認(rèn)知體驗(yàn),把學(xué)生能力的培養(yǎng)落到實(shí)處。
為此,我們?cè)O(shè)計(jì)采用了“化學(xué)史引入”等教學(xué)策略和方式。實(shí)踐顯示,合理使用多種策略和方式,可以較好地幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)概念之美,感受理論之實(shí),進(jìn)而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)基本概念和基礎(chǔ)理論的興趣,提高化學(xué)課堂教學(xué)的效益。
知道化學(xué)概念和理論的歷史背景、來(lái)龍去脈,可以增進(jìn)對(duì)化學(xué)知識(shí)的理解;化學(xué)史既是化學(xué)發(fā)展演變的歷史,也是化學(xué)科學(xué)思想的演變和再現(xiàn),有助于培養(yǎng)學(xué)生思想品德;運(yùn)用化學(xué)家的故事、生平、軼事等,可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,創(chuàng)設(shè)新異的情境,提高教學(xué)效果;化學(xué)家們堅(jiān)持實(shí)踐百折不撓的科學(xué)精神和勇于探索大膽創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度,還可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。
如在介紹元素周期律的發(fā)現(xiàn)時(shí),把老高中教材(人民教育出版社,下同)中關(guān)于從18世紀(jì)中葉到19世紀(jì)中葉的100年間,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,新的元素不斷地被發(fā)現(xiàn),有關(guān)元素分類的假設(shè)——三素組、八音律、門(mén)氏周期表的相關(guān)內(nèi)容(詳情略)打印在學(xué)案上供學(xué)生閱讀與體會(huì)。
20世紀(jì)以來(lái),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)于原子的結(jié)構(gòu)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。人們發(fā)現(xiàn),引起元素性質(zhì)周期性變化的本質(zhì)原因不是相對(duì)原子質(zhì)量的遞增,而是核電荷數(shù)(原子序數(shù))的遞增,也就是核外電子排布的周期性變化。這樣才把元素周期律修正為現(xiàn)在的形式,同時(shí)對(duì)于元素周期表也做了許多改進(jìn),如增加了0族。
學(xué)生通過(guò)以上閱讀,明白了科學(xué)家也走過(guò)彎路,進(jìn)而減輕了對(duì)概念和理論的陌生感和畏懼感。此時(shí),再加上教師的講解與提示提問(wèn),學(xué)生不僅能夠了解到元素周期律的誕生發(fā)展的較完整的過(guò)程,更好地理解和把握元素周期律的實(shí)質(zhì),而且可以體會(huì)到前人在科學(xué)方法、創(chuàng)新意識(shí)方面的努力,進(jìn)而激發(fā)自己的學(xué)習(xí)興趣與動(dòng)力。
在對(duì)元素周期律的“同周期元素的性質(zhì)遞變”進(jìn)行教學(xué)時(shí),我們不僅安排學(xué)生分組做了na、mg、al及其化合物的常規(guī)實(shí)驗(yàn),還設(shè)計(jì)了它們對(duì)應(yīng)的最高價(jià)氧化物的水化物的ph值的測(cè)定實(shí)驗(yàn)。通過(guò)直觀的現(xiàn)象的鮮明對(duì)比,學(xué)生了解了na、mg、al的化學(xué)活潑性的差異。而通過(guò)定量的ph值的測(cè)量,學(xué)生感言“仿佛看到了逐漸活潑的al、mg、na在以不同的速率跳動(dòng)!”
在對(duì)氧化還原反應(yīng)進(jìn)行教學(xué)時(shí),如何讓學(xué)生真正理解其電子轉(zhuǎn)移的實(shí)質(zhì),一直困惑著我們。在深入研究新教材的基礎(chǔ)上,為了解決“通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明電子轉(zhuǎn)移”的問(wèn)題,我設(shè)計(jì)了zn-cu原電池的實(shí)驗(yàn),電流表指針的偏轉(zhuǎn)表明了電子轉(zhuǎn)移的結(jié)果——電流的產(chǎn)生。再配上精心選取的flash動(dòng)畫(huà)演示。在此基礎(chǔ)上,還補(bǔ)充了老教材上的“氧化還原指示劑”實(shí)驗(yàn):“把4g葡萄糖和4gnaoh加入一個(gè)透明帶蓋的塑料瓶中,再加入大半瓶水和2~3滴亞甲基藍(lán)試液(一種氧化還原指示劑)。加蓋后振蕩,溶液呈藍(lán)色,靜置后溶液變?yōu)闊o(wú)色,再振蕩溶液又變?yōu)樗{(lán)色,靜置后又變?yōu)闊o(wú)色,這個(gè)顏色變化過(guò)程可以多次重復(fù)?!睂W(xué)生很快就能分析出氧氣是氧化劑,葡萄糖顯還原性。
在講授“元素周期表和元素周期律的應(yīng)用”時(shí),從教學(xué)目標(biāo)的確定開(kāi)始就注意貼近學(xué)生實(shí)際,注重知識(shí)的應(yīng)用與做題的反思體會(huì),使每一個(gè)教學(xué)目標(biāo)都有對(duì)應(yīng)的達(dá)成措施,把對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)落到實(shí)處。
[練習(xí)1]:2004年,某甲宣布發(fā)現(xiàn)了一種比f(wàn)2氧化性更強(qiáng)的單質(zhì),某乙宣布制得了一種比hf更穩(wěn)定的氣態(tài)氫化物。試判斷其可信度并分析應(yīng)用了什么知識(shí)?
[分析]:1.第一周期元素中非金屬性最強(qiáng)的是f,鹵族元素中非金屬性最強(qiáng)的也是f,因此f是所有元素中非金屬性最強(qiáng)的。2.元素的非金屬性強(qiáng)弱體現(xiàn)在物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)上:①單質(zhì)與氫氣反應(yīng)的難易;②氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性;③最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性強(qiáng)弱。
[分析]:a應(yīng)用同周期、同主族元素原子半徑的變化規(guī)律。b應(yīng)用同周期元素金屬性的變化規(guī)律。c、d應(yīng)用同主族元素非金屬性的變化規(guī)律。
[分析]:a、應(yīng)用同主族元素金屬性的變化規(guī)律。b、應(yīng)用周期性知識(shí)無(wú)法解答,可從已知知識(shí)h2co3是弱酸、h3po4是中強(qiáng)酸解決。c、比較元素非金屬性強(qiáng)弱應(yīng)用最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性強(qiáng)弱,而不是無(wú)氧酸的酸性強(qiáng)弱;hf與hcl的酸性強(qiáng)弱不知,但可從第六主族氧與硫的氫化物的酸性強(qiáng)弱推出規(guī)律。d、在水中的溶解性不是元素金屬性強(qiáng)弱的判斷依據(jù),但也有一定的規(guī)律性;已知ca(oh)2微溶,mg(oh)2難溶,即使不太知道ba(oh)2可溶,也可以得出規(guī)律進(jìn)而做出解答。
通過(guò)對(duì)教師精選練習(xí)的解答與分析,再加上同伴和教師的補(bǔ)充,在不知不覺(jué)中,學(xué)生對(duì)相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的掌握達(dá)到了預(yù)期的程度。
科學(xué)(science)、技術(shù)(technology)與社會(huì)(society)教育,即“sts教育”是當(dāng)代科學(xué)教育實(shí)踐的重要理念,環(huán)境(environment)教育則是公民科學(xué)素養(yǎng)教育的一個(gè)重要組成方面。由科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境構(gòu)成的stse教育強(qiáng)調(diào)科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)、環(huán)境的相互關(guān)系,重視科學(xué)技術(shù)在社會(huì)、生活環(huán)境和社會(huì)發(fā)展中的應(yīng)用,是指導(dǎo)和實(shí)施學(xué)科教育的新理念。stse教育的顯著特征是把當(dāng)今與科技相關(guān)的重大社會(huì)問(wèn)題及具有地方影響的問(wèn)題納入教育特別是科學(xué)課程之中,包括科技的應(yīng)用問(wèn)題、科技發(fā)展動(dòng)向問(wèn)題和科技的社會(huì)倫理問(wèn)題等。當(dāng)學(xué)生看見(jiàn)所學(xué)知識(shí)在許多方面都有應(yīng)用時(shí),就會(huì)涌現(xiàn)出一股強(qiáng)烈的求知欲望,在化學(xué)學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出前所未有的自覺(jué)性和主動(dòng)性。
該催化劑是消除汽車(chē)尾氣中nox(如no)的催化劑,在不加任何其他物質(zhì)的情況下,將污染物質(zhì)氮氧化合物和一氧化碳轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體,達(dá)到對(duì)氮氧化合物、一氧化碳綜合處理的目的。該催化劑對(duì)nox的轉(zhuǎn)化率最高可達(dá)55.6%,而且穩(wěn)定性好,壽命長(zhǎng),有良好的抗中毒特性。
思考:汽車(chē)尾氣中含有co和no,它們?cè)谵D(zhuǎn)化成無(wú)毒氣體時(shí),從氧化還原反應(yīng)角度看分別表現(xiàn)了什么性質(zhì)。
學(xué)生在順利解答完之后,得出結(jié)論:可以利用物質(zhì)中元素所處的價(jià)態(tài),推測(cè)它可能具有的氧化還原性。同時(shí),學(xué)生感慨:原來(lái)概念與理論真的是實(shí)用的!我一定要學(xué)它!
通過(guò)小結(jié),學(xué)生“發(fā)現(xiàn)”了金屬與非金屬的對(duì)應(yīng)規(guī)律:同周期從左向右,元素的金屬性越來(lái)越弱,而非金屬性則越來(lái)越強(qiáng);同主族元素的性質(zhì)也有一定的遞變規(guī)律。不僅如此,元素對(duì)應(yīng)的單質(zhì)、化合物的物理化學(xué)性質(zhì)也有各種各樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系。受此啟發(fā),學(xué)生對(duì)下表的空格做出合理的解釋。
學(xué)生解釋為:na是金屬單質(zhì),能與非金屬單質(zhì)反應(yīng),cl2是非金屬單質(zhì),能與金屬單質(zhì)(與非金屬單質(zhì)相反)反應(yīng);na能與酸反應(yīng),cl2能與堿(與酸相反)反應(yīng);水、鹽無(wú)相反概念,故na、cl2都與二者反應(yīng)。唯一不對(duì)應(yīng)的是非金屬單質(zhì)能與非金屬單質(zhì)反應(yīng),而金屬單質(zhì)與金屬單質(zhì)不反應(yīng),對(duì)應(yīng)得似乎不夠工整。實(shí)際上,兩種非金屬單質(zhì)反應(yīng)時(shí),必有一種較弱的非金屬單質(zhì)顯金屬性,而兩種金屬單質(zhì)不能反應(yīng)的原因是因?yàn)榻饘賳钨|(zhì)不能顯非金屬性。
也就有了更深刻的理解和更深入的把握:由于cl的正價(jià)較多,還可以把cl2右邊的知識(shí)主線寫(xiě)出更多的來(lái)。如:cl2→?→?→kclo3或cl2→clo2→?→?等。從知識(shí)主線看,由于金屬?zèng)]有負(fù)價(jià),金屬知識(shí)主線比非金屬知識(shí)主線少了左半邊,對(duì)應(yīng)得并不工整。雖然也有的題目中會(huì)出現(xiàn)金屬氫化物如nah,但na仍為+1價(jià),h為-1價(jià),并不是通常意義上的氫化物(二元素組成,氫為+1價(jià))。
對(duì)于元素周期律的理解,教師不應(yīng)滿足于學(xué)生只掌握書(shū)本和教師提供的知識(shí)。在做題的實(shí)踐與反思中,教師還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)推導(dǎo)出“自己的規(guī)律”。如通過(guò)mg、ca、ba對(duì)應(yīng)的堿和硫酸鹽的溶解性的比較,可以得出同一主族元素對(duì)應(yīng)的堿在水中的溶解性從上往下越來(lái)越大,而硫酸鹽的溶解性從
上往下越來(lái)越小;通過(guò)課本提供的“同主族元素非金屬性從上往下越來(lái)越弱”,不僅可以推出課本上提供的“最高價(jià)含氧酸的酸性越來(lái)越弱”,還可以導(dǎo)出其對(duì)應(yīng)的“無(wú)氧酸的酸性越來(lái)越強(qiáng)”,如hbr的酸性比hcl強(qiáng);凡此等等,不一一贅述。通過(guò)這些嘗試與創(chuàng)造的體驗(yàn),學(xué)生感慨:原來(lái)概念與理論也可以由我提出由我發(fā)展!
化學(xué)實(shí)驗(yàn)新奇有趣,學(xué)生接觸化學(xué)的初始階段,教師要較多地用實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,但隨著學(xué)習(xí)的深入,教師更應(yīng)及時(shí)揭示化學(xué)概念與理論的迷人魅力,幫助學(xué)生感受化學(xué)概念與理論的優(yōu)美與實(shí)在。唯有如此,學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣才會(huì)持久,才能從化學(xué)學(xué)習(xí)中獲得更多的樂(lè)趣!學(xué)習(xí)化學(xué)也就成了學(xué)生一種持久的樂(lè)趣、一種幸福的享受、一種自覺(jué)的追求。
[1]鐘啟泉,崔允漷,張華.《基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)》解讀.上海:華東師范大學(xué)出版社,2001.
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