關(guān)于中學(xué)化學(xué)基本概念與基礎(chǔ)理論的教學(xué)策略研究

7/7關(guān)于中學(xué)化學(xué)根本概念與根底理論的教學(xué)策略研究:提出要重視中學(xué)化學(xué)根本概念與根底理論的教學(xué)策略,探索、實(shí)踐并總結(jié)了根本概念和根底理論教學(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)了一些問題。其中,對化學(xué)根本概念和根底理論的教學(xué)存在著以下問題:局部教師不注重聯(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)比擬被動,缺少自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)過程,思維層次低,學(xué)生覺得化學(xué)根本概念和根底理論枯燥無味,缺乏興趣,難以生動、活潑、主動地學(xué)習(xí)和開展。?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;培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)方法和創(chuàng)新意識;讓課堂成為一個師生、生生互動交流、積極探討、共同開展的場所,學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的場所,構(gòu)建“知識與能力、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀〞的場所。因此,我們在化學(xué)根本概念和根底理論教學(xué)設(shè)計(jì)時,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,我們設(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)根本概念和根底理論的興趣,提高化學(xué)課堂教學(xué)的效益。1化學(xué)史引入:原來概念與理論是這樣產(chǎn)生的知道化學(xué)概念和理論的歷史背景、來龍去脈,可以增進(jìn)對化學(xué)知識的理解;化學(xué)史既是化學(xué)開展演變的歷史,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,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)的開展,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。20世紀(jì)以來,隨著科學(xué)技術(shù)的開展,人們對于原子的結(jié)構(gòu)有了更深刻的認(rèn)識。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,同時對于元素周期表也做了許多改良,如增加了0族。學(xué)生通過以上閱讀,明白了科學(xué)家也走過彎路,進(jìn)而減輕了對概念和理論的陌生感和畏懼感。此時,再加上教師的講解與提示提問,學(xué)生不僅能夠了解到元素周期律的誕生開展的較完整的過程,更好地理解和把握元素周期律的實(shí)質(zhì),而且可以體會到前人在科學(xué)方法、創(chuàng)新意識方面的努力,進(jìn)而激發(fā)自己的學(xué)習(xí)興趣與動力。2實(shí)驗(yàn)“形象化〞:原來概念與理論是形象實(shí)在的在對元素周期律的“同周期元素的性質(zhì)遞變〞進(jìn)行教學(xué)時,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)了它們對應(yīng)的最高價氧化物的水化物的pH值的測定實(shí)驗(yàn)。通過直觀的現(xiàn)象的鮮明比照,學(xué)生了解了Na、Mg、Al的化學(xué)活潑性的差異。而通過定量的pH值的測量,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!〞在對氧化復(fù)原反響進(jìn)行教學(xué)時,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根底上,為了解決“通過實(shí)驗(yàn)來證明電子轉(zhuǎn)移〞的問題,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)說明了電子轉(zhuǎn)移的結(jié)果——電流的產(chǎn)生。再配上精心選取的FLASH動畫演示。在此根底上,還補(bǔ)充了老教材上的“氧化復(fù)原指示劑〞實(shí)驗(yàn):“把4g葡萄糖和4gNaOH參加一個透明帶蓋的塑料瓶中,再參加大半瓶水和2~3滴亞甲基藍(lán)試液(一種氧化復(fù)原指示劑)。加蓋后振蕩,溶液呈藍(lán)色,靜置后溶液變?yōu)闊o色,再振蕩溶液又變?yōu)樗{(lán)色,靜置后又變?yōu)闊o色,這個顏色變化過程可以屢次重復(fù)。〞學(xué)生很快就能分析出氧氣是氧化劑,葡萄糖顯復(fù)原性。3適時穿插練習(xí):原來概念與理論的應(yīng)用是有規(guī)律可循的在講授“元素周期表和元素周期律的應(yīng)用〞時,從教學(xué)目標(biāo)確實(shí)定開始就注意貼近學(xué)生實(shí)際,注重知識的應(yīng)用與做題的反思體會,使每一個教學(xué)目標(biāo)都有對應(yīng)的達(dá)成措施,把對學(xué)生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識的培養(yǎng)落到實(shí)處。為了講解“位—構(gòu)—性〞的關(guān)系,我們設(shè)計(jì)了如下練習(xí):[練習(xí)1]:2019年,某甲宣布發(fā)現(xiàn)了一種比F2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?[解答]:都不可信[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)弱表達(dá)在物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)上:①單質(zhì)與氫氣反響的難易;②氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性;③最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性強(qiáng)弱。[練習(xí)2]:以下表達(dá)中正確的選項(xiàng)是A.原子半徑:OB.金屬性:Na>Mg>AlC.穩(wěn)定性:H2O>H2S>H2SeD.酸性:H3PO4>H2SO4>HClO4分析:應(yīng)用了什么知識?[解答]:B、C[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。[練習(xí)3]:填“>〞、“=〞、“<〞A.堿性:Mg(OH)2__Ca(OH)2B.酸性:H2CO3__H3PO4C.酸性:HF__HClD.溶解性:Ca(OH)2__Ba(OH)2體會:應(yīng)用了什么知識?[解答]:A、<,B、<,C、<,D、<[分析]:A、應(yīng)用同主族元素金屬性的變化規(guī)律。B、應(yīng)用周期性知識無法解答,可從知識H2CO3是弱酸、H3PO4是中強(qiáng)酸解決。C、比擬元素非金屬性強(qiáng)弱應(yīng)用最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性強(qiáng)弱,而不是無氧酸的酸性強(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;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。[點(diǎn)評]:通過新舊知識的整合來解決問題,這也是一種創(chuàng)新。[練習(xí)4]:以下可以說明硫的非金屬性比氧弱的是體會:應(yīng)用了什么知識?[解答]:A、B、C、D[分析]:判斷元素的性質(zhì)強(qiáng)弱,不僅可以應(yīng)用周期律知識,還可以應(yīng)用氧化復(fù)原知識。[練習(xí)5]:按半徑從小到大排列以下微粒A組:S、Cl、K、Ca[解答]:Cl[分析]:影響元素原子半徑的因素①電子層數(shù)。例:O<S②核電荷數(shù)。例:S>Cl應(yīng)用以上得出的規(guī)律解答B(yǎng)組:S-2、Cl-、K+、Ca2+[解答]:Ca2+[分析]:先比擬電子層數(shù),電子層數(shù)相同再比擬核電荷數(shù)。[補(bǔ)充]:③(同一元素不同離子)電荷高半徑小。例:Fe2+>Fe3+通過對教師精選練習(xí)的解答與分析,再加上同伴和教師的補(bǔ)充,在不知不覺中,學(xué)生對相應(yīng)知識點(diǎn)的掌握到達(dá)了預(yù)期的程度。4聯(lián)系STSE:原來概念與理論是實(shí)用的科學(xué)(Science)、技術(shù)(Technology)與社會(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)教育那么是公民科學(xué)素養(yǎng)教育的一個重要組成方面。由科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境構(gòu)成的STSE教育強(qiáng)調(diào)科學(xué)、技術(shù)與社會、環(huán)境的相互關(guān)系,重視科學(xué)技術(shù)在社會生產(chǎn)、生活環(huán)境和社會開展中的應(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)的重大社會問題及具有地方影響的問題納入教育特別是科學(xué)課程之中,包括科技的應(yīng)用問題、科技開展動向問題和科技的社會倫理問題等。當(dāng)學(xué)生看見所學(xué)知識在許多方面都有應(yīng)用時,就會涌現(xiàn)出一股強(qiáng)烈的求知欲望,在化學(xué)學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出前所未有的自覺性和主動性。如在講解氧化復(fù)原反響的應(yīng)用時,我們選取了“石油化工科技網(wǎng)〞上的一條信息作為素材:用于汽車尾氣處理的催化劑專利申請?zhí)?03120993.9授權(quán)公告日:2019.02.16該催化劑是消除汽車尾氣中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)化為無毒氣體,到達(dá)對氮氧化合物、一氧化碳綜合處理的目的。該催化劑對NOx的轉(zhuǎn)化率最高可達(dá)55.6%,而且穩(wěn)定性好,壽命長,有良好的抗中毒特性。思考:汽車尾氣中含有CO和NO,它們在轉(zhuǎn)化成無毒氣體時,從氧化復(fù)原反響角度看分別表現(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)中元素所處的價態(tài),推測它可能具有的氧化復(fù)原性。同時,學(xué)生感慨:原來概念與理論真的是實(shí)用的!我一定要學(xué)它!5聯(lián)系比照:原來概念與理論是相聯(lián)相通的通過小結(jié),學(xué)生“發(fā)現(xiàn)〞了金屬與非金屬的對應(yīng)規(guī)律:同周期從左向右,元素的金屬性越來越弱,而非金屬性那么越來越強(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)也有各種各樣的對應(yīng)關(guān)系。受此啟發(fā),學(xué)生對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)反響,Cl2是非金屬單質(zhì),能與金屬單質(zhì)(與非金屬單質(zhì)相反)反響;Na能與酸反響,Cl2能與堿(與酸相反)反響;水、鹽無相反概念,故Na、Cl2都與二者反響。唯一不對應(yīng)的是非金屬單質(zhì)能與非金屬單質(zhì)反響,而金屬單質(zhì)與金屬單質(zhì)不反響,對應(yīng)得似乎不夠工整。實(shí)際上,兩種非金屬單質(zhì)反響時,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)不能反響的原因是因?yàn)榻饘賳钨|(zhì)不能顯非金屬性。在此根底上,學(xué)生對金屬的知識主線:單質(zhì)→氧化物→對應(yīng)水化物→對應(yīng)鹽對應(yīng)鹽←氫化物←單質(zhì)→氧化物→對應(yīng)水化物→對應(yīng)鹽如:NaCl←HCl←Cl2→Cl2O→HClO→NaClO也就有了更深刻的理解和更深入的把握:由于Cl的正價較多,還可以把Cl2右邊的知識主線寫出更多的來。如:Cl2→?→?→KClO3或Cl2→ClO2→?→?等。從知識主線看,由于金屬沒有負(fù)價,金屬知識主線比非金屬知識主線少了左半邊,對應(yīng)得并不工整。雖然也有的題目中會出現(xiàn)金屬氫化物如NaH,但Na仍為+1價,H為-1價,并不是通常意義上的氫化物(二元素組成,氫為+1價)。6嘗試創(chuàng)造:原來概念與理論是可以由我開展的對于元素周期律的理解,教師不應(yīng)滿足于學(xué)生只掌握書本和教師提供的知識。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Mg、Ca、Ba對應(yīng)的堿和硫酸鹽的溶解性的比擬,可以得出同一主族元素對應(yīng)的堿在水中的溶解性從上往下越來越大,而硫酸鹽的溶解性從上往下越來越小;通過課本提供的“同主族元素非金屬性從上往下越來越弱〞,不僅可以推出課本上提供的“最高價含氧酸的酸性越來越弱〞,還可以導(dǎo)出其對應(yīng)的“無氧酸的酸性越來越強(qiáng)〞,如HBr的酸性比HCl強(qiáng);凡此等等,不一一贅述。通過這些嘗試與創(chuàng)造的體驗(yàn),學(xué)生感慨:原來概念與理論也可以由我提出由我開展!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