时间:2023-08-15 17:23:33
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇物质的量在化学中的应用,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
(宁晋中学 河北 宁晋 055550)
【摘 要】在化学教学中,引导学生建立“物质的微粒观”和物质变化的“动态平衡观”是非常重要的,尤其是在化学教学的启蒙阶段,就应该引导学生初步完成这两种化学观念的建立,这将为整个中学化学的学习奠定基础。
【关键词】化学教学;两种化学观念;建立
开放式化学教学是新课程提出的一个基本理念,教师要在教学过程中不断探索与思考,使开放式化学教学成为学生自主学习的一种新型的课堂学习模式,从而培养学生终身学习的能力。
1. “物质的微粒观”是化学教学中的核心观念 “物质的微粒观”主要包括:物质是由肉眼看不见的微粒构成的;微粒总是在不断运动的;微粒间有一定的间隔;微粒间存在着相互作用。其核心是微粒作用观,即不同层次的微粒本身是有结构的,微粒结构就是内部微粒间作用的结果;物质变化也是微粒间相互作用的结果。形成“物质的微粒观”对于学生理解和解释宏观的事实和现象,理解化学反应的实质,了解化学符号的意义等方面具有重要的意义。
(1)“物质的微粒观”在物质变化中的应用。物质的固、液、气三态变化就会很自觉地应用物质是由微观粒子构成的,微粒总是在不断运动的,微粒间有一定的间隔来分析和理解。初中学生对于物质的溶解,电解质在熔融状态或在水溶液中的电离等这些抽象概念不易理解。但如果建立了“物质的微粒观”,学生很容易从微粒的角度来分析构成电解质的微粒在加热或在水溶液中离解为离子的行为。
(2)“物质的微粒观”是学生学习物质的量及元素周期律的基础。高一同学感到高中化学难学其重要原因之一就是没有很好地建立起“物质的微粒观”,缺乏对微观粒子的想象力。物质的量及其单位摩尔的教学历来是高中化学中最难攻克的堡垒,关于这部分教学内容教材经过几次修改,但最终仍然是教学的重点和难点。原因就是“物质的微粒观”的建立不到位,学生难以把宏观的物质与微观粒子结合起来,难以从微观粒子的角度来解释宏观的现象。因此教学中教师要设计多种教学方法,如:向学生展示微观粒子的图片、模型、资料等引导学生突破“物质的微粒观”这个瓶颈问题,为物质的量的学习奠定基础,使学生更好地理解摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等相关概念。
(3)“物质的微粒观”在氧化还原反应中的应用。氧化还原反应概念的形成建立在电子转移和微粒变化的基础上,而不能只停留在得氧失氧或化合价的升降;对于原电池和电解池工作原理要引导学生分析正负极或阴阳极的电极反应和电子的定向移动,使学生进一步明白氧化还原反应的实质及其在生产、生活中的应用。有机化合物的学习中对分子结构的分析是关键,同分异构体和同系物是有机化学中的两个重要概念,这两个概念的学习必须从分子结构开始。
(4)“物质的微粒观”的建立在教学中的几点策略。在教学中可以借助微观粒子的图片如:中科院利用超真空扫描隧道显微镜用探针在硅晶体表面“写”下的“中国”两个字以及用超真空扫描隧道显微镜拍摄到的原子或分子的照片等。也可以创设适宜的学习情景来增加学生对微观粒子的感性认识如:上课前在教室里洒下一些香水,给学生于嗅觉的刺激,淡淡的幽香使学生心旷神怡也可以使学生真实地感受物质的微粒性和微粒的运动性。让学生将一只充气的气球通过压缩使体积变小;让学生分别量取10毫升水和10毫升酒精,再把两种液体混合,观察混合后的液体的体积是多少。使学生在动手操作中感悟分子间是有间隙的。引导学生发挥想象力编写化学小论文对微观粒子的大小、结构、运动等进行想象,也可以举行有关微观粒子的想象力作品比赛,通过教学实践证明学生对这样的教学活动非常感兴趣,参与的积极性很高。
(5)微粒观的建立,可以通过以下几个方面。①实验法。例如:探究微粒运动的实验。向盛有少量蒸馏水的小烧杯中滴入2-3滴酚酞试液,再向其中加少量浓氨水。现象:滴入浓氨水后,溶液由无色变为红色。结论:氨气分子是不断运动的。生活中的一些现象,其中很多都包含着物质构成的微粒观,教学中要引导学生通过实验进行分析和探究。②类比法。在探究分子之间间隔时,如先做实验将50ml酒精加入50ml水中混合后体积小于100ml,调动学生的积极性,激发学生探究。然后再演示向半烧杯花生米中加入半烧杯大米,结果两者混合后不够一烧杯。但学生发现花生米的空隙中有大米,大米的空隙中有花生米。将微观的知识转变为宏观的现象,这样学生就不难理解分子、原子之间有间隔。并且对于将50ml酒精加入50ml水中混合后体积小于100ml也能够轻而易举的理解了。 ③模型法。我们知道分子是由原子构成的,在学习了原子和分子的关系之后,可以引导学生制作分子结构模型(比例模型或球棍模型),如:O2、H2、H2O、CO2等等,帮助学生理解原子和分子之间的关系,进一步理解分子的含义。④模拟法。多媒体技术在教学中的应用,给化学教学带来了很大的改观,特别是物质的微观结构。对于常见的物理变化如:挥发、溶解、扩散等;对于常见的化学变化如:电解水、中和等;如果用多媒体课件进行动画模拟,直观明了,可以加深学生对分子原子概念的理解。
2. “动态平衡观”的建立对化学学习至关重要 在教学中可以设计这样一个实验:将一块儿有缺损的明矾晶体向学生充分展示后并让学生记住它的形状,然后放入其饱和溶液中,过一段时间后让学生观察:析出的晶体的形状与原先放入的晶体形状有什么不同。同时借助多媒体技术将明矾晶体溶解和结晶的过程用多媒体课件的动画效果向学生展示出来,帮助学生直观理解物质的溶解达到溶解平衡以后是一个动态平衡的过程。并引导学生用微粒的观点解释这一宏观的现象,即物质的溶解达到溶解平衡以后溶质“不再溶解”,但溶解过程并没有停止,只不过单位时间内扩散到水分子中去的溶质微粒的数目与单位时间内回到晶体表面结晶的微粒数目相等,建立了一个溶解的动态平衡。如果学生在头脑中已经建立了溶解的“动态平衡观”,那么学生在学习弱电解质的电离平衡时,会自觉应用微观粒子的观点去解释弱电解质的电离,对于电离平衡的建立也会自觉应用溶解的动态平衡去迁移、去理解。高二化学有关可逆反应的化学平衡,盐类水解、有机化学中酯的水解、蛋白质的水解等也都存在“动态平衡”的建立。而这些知识点是中学化学中的重点又是难点。
关键词:概念图;物质的量教学;知识迁移能力
文章编号:1005-6629(2010)01-0021-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
1 传统“物质的量”教学中存在的问题
物质的量是高中化学理论的一个知识点,是整个高中化学教学的重点和难点之一。普通高中课程标准实验教科书《化学1》(江苏教育出版社)中该单元教材是以“物质的分类及转化”、“物质的量”、“物质的聚集状态”、“物质的量的浓度”、“用物质的量进行计算”为主线编写的。在传统教学中,学生表现的具体问题有:
1.1概念的内涵混淆不清
对物质的量、物质的质量、物质的量浓度、摩尔质量和气体摩尔体积的概念混淆不清,对应的单位也搞不清。如物质的量浓度的单位为mol・L-1,气体摩尔体积的单位为L・mol-1;摩尔质量是指单位物质的量的物质所具有的质量,单位为g・mol-1;相对原子质量的指原子的质量与0.012 kg C-12的1/12的比值,没有单位。但两者在数值上是相等的。
1.2外延把握不准
物质的量表示含有一定数量粒子的集体。是计量原子、分子、电子、中子或离子等微观粒子的一种基本物理量。但初学者往往会把宏观物质用物质的量来表示:如1摩尔大米,5摩尔大肥猪等错误概念;22.4 L・mol-1是特指在标准状况下的气体的摩尔体积。气体摩尔体积的定义是单位物质的量的气体所占的体积,只能应用于气体。学生常认为标准状况下1 mol水的体积为22.4 L,这种说法是不正确的。
1.3在概念之间无法建立有意义的联系
阿伏加德罗常数指的是1 mol任何粒子的微粒数,符号为NA。即指0.012 kg C-12中所含有的碳原子数,近似值为6.02×1023。不能把相对原子的质量、阿伏加德罗常数和物质的量的概念相联系。
1.4在问题解决中不能调用相关概念
在有关方程式和一些基本计算中,运用物质的量进行计算,既方便又快捷。许多高一学生尽管对有关物质的量的公式早已滚瓜烂熟,但是在很长一段时间内,却不能正确应用相应的公式和原理来解题。例如,先把物质的量转化为质量,再换算成物质的量或气体的体积的同学也大有人在。
在物质的量的教学过程中,对知识的横向联系和综合程度的要求提高,在能力上要求从形象思维向抽象思维飞跃。 多年的教学实践表明,由于接触化学时间不长,学生很难将化学中的概念、事实、理论进行有机结合,他们头脑中的化学知识往往是彼此孤立的、零散的,不易形成较完整的化学知识网络结构。这就要求教师在物质的量的教学中,采取一定的教学策略帮助学生形成较为完整的认知结构,实现意义学习。
2 概念图在物质的量教学中的优势
心理学表明,理论知识的学习过程是学生通过积极的思维活动,对各种各样的具体事例进行分析、概括,从而把握同类事物的共同关键特征的过程[1]。 物质的量的概念贯穿于整个高中化学教学的始终,特别是在化学计算中它更处于核心的地位。概念图作为一种能够有效促进概念间知识联系、加强概念间理解的教学工具,能够在很大程度上帮助学生发展一种理解化学概念和现象的整体性知识框架。可以避免学生对知识的死记硬背,实现知识点之间的贯通理解和转换, 有利于认识事件的本质和规律,构建知识网络结构, 提高学生的知识迁移能力。概念图在支持物质的量的教学方面具有以下优势:
(1)形象性:概念图能够以简洁明了的图形形式,表现物质的量理论复杂的知识结构,从而形象地呈现物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、物质的量浓度、气体摩尔体积等各概念知识点之间的联系。
(2)整体性:物质的量的教学是抽象的,对高一的初学者来说是易混淆、难理解的。利用概念图能将该知识以整体的、一目了然的方式呈现出来,有利于学生全面理解相关的概念。
(3)综合性:“物质的量”的知识理论性较强,抽象程度高,经常有很多学生面对综合性问题束手无策,即使经过大量训练,效果仍然不理想。历来被认为是造成学生成绩分化、学习困难的重点知识之一。在教学过程中,概念图作为围绕主要概念来组织综合信息的工具,进行知识拓展,有独特的优点。
(4)层次性:概念图可以通过确定物质的量与其他各概念之间的因果联系,区分物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、物质的量浓度和气体摩尔体积,形成概念的层级次序,建立各概念之间的关系,提高对各概念的理解。
(5)经济性:由于在人的信息加工系统中,短时记忆容量有限,因此,人们必须具备表征知识的各种各样的经济方式,以适应这一系统结构的有限性需求。
3概念图的制作步骤和教学分析
以限定型概念图制作为例,概念图的制作一般有以下几个步骤:
第一步,确定关键概念和概念等级。
选定某一知识领域后,找出该主题的关键概念以及与之相关的其他概念,并一一列出。然后,对这些概念进行排序,从最一般、最概括的概念到最特殊、最具体的概念依次排列。
第二步,初步拟定概念图的分层和分支。
把所有的概念写在活动卡片上,移动卡片讨论概念可能的连接, 按照概念的纵向分层和横向分支, 在工作平台上排列卡片,初步拟定概念图分布。
第三步,建立相关概念的连接。
把每一对相关的概念用短线连接,并在连线上用适当的连接词标明两者的关系。这样,同一领域及不同领域中的知识通过某一相关概念相连接,再经过修改后各概念及其关系就清晰可见,所绘的概念图就基本确定了。此外,还可把说明概念的具体事例写在节点旁。
第四步,反思完善概念图。
对各人绘制的概念图初稿分组进行讨论及补充,构建小组图;然后全班再讨论,综合成一个概念图。随着学习的深入,学习者对原有知识的理解会加深和拓宽,所以要对概念图不断修改和完善,使概念图真正成为知识建构的有力工具。
以“物质的聚集状态”作为教学案例。物质的聚集状态的变化实质是分子等微观粒子间相互作用的变化所致。以固体、液体和气体三种情况的微观和宏观性质的比较以及分子间距离的变化,很自然能引出了“气体摩尔体积”的基本概念。
对全班学生教学前后制作的概念图进行统计和分析,得出以下结论。
由上表可以看出:
(1)从节点情况看,学生在教学前制作的概念图中的正确节点(即概念),大多数都列出了三种聚集状态的微粒特征、宏观性质、以及影响体积的因素等,同时,还将影响体积的三种因素列了出来。还有一些同学列出了固体和液体相对应的例子,说明大部分学生已基本掌握了概念图的制作要点。由于教材的内容容易让学生接受,通过自学,学生已基本掌握了教学内容。
统计表明,对影响不同聚集状态的粒子数目、粒子大小、粒子间的距离的节点,尤其是气体摩尔体积这一节点有相当一部分同学缺失,甚至出现了错误,其中能举出正确例子的同学很少。说明这一部分内容,学生自学后的掌握情况不好,对影响气体体积的因素没有完全理解,而气体摩尔体积的概念和公式的应用是教学需解决的重点和难点。
(2)从教学前概念图中的命题来看,大多数学生能从物质的微粒特征的结构和运动方式以及宏观性质的形状和能否被压缩的角度进行分析,并用合适的连接词连接,构成正确的命题。正确命题数目的差异主要在影响气体的气体以及气体摩尔体积的公式。
本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文
分析一些学生的错误命题,发现在粒子数目、粒子大小、粒子间的距离节点上出现了错误连接。由此可以看出,少数同学在自学过程中没有理解这三种影响因素对不同聚集状态物质体积的影响。
本案例让学生自学、展开讨论,并分析其他同学制作的概念图,学生就易发现自己制作的概念图中的层级结构是否合理;节点和命题是否正确的;所举例子是否正确,还有哪些知识没有理解。教学后学生制作的概念图的正确节点和命题明显增多。主要增加了影响气体体积的外界条件―温度和压强,而且能举出正确的例子。尤其突出的是,许多同学不同程度地标出了三种不同聚集状态影响体积的关系,还有约18.6 %的学生标出了阿伏加德罗定律和气体摩尔体积的关系,这些都是创新性命题。这说明一方面教师的概念图教学策略是有效的;另一方面说明这些学生在尝试着建构自己的认知结构。但有少数学生未能从这方面作出出尝试,原因可能是学生在画概念图时也许更关注的是不同层交或同一层次内部节点和节点之间的命题,而对于交叉层次间存在的命题缺乏思考;还有可能是学生缺乏将概念体系进行整合的意识和能力。
4 研究结论
(1)在学习中使用概念图的学生,所识记的概念数量多,知识点数量大,知识面明显拓宽,使学生既重视基本概念的学习、深刻地掌握知识的内涵,又扩大知识的外延,将概念内涵与外延及分散的概念组成了有机的概念体系,对概念的把握更为准确和深刻。
(2)采用概念图教学策略,学生对知识的保持和提取更为有效,提取的途径增多,在问题情境中能够对知识产生积极、有效的迁移,能够熟练地运用所学的知识去解决实际问题,对学生整体学习能力起到较好的促进作用,知识的迁移应用能力显著增强。
(3)概念图使师生的思路更开阔和清晰,能激发学生的学习兴趣,使学生在课堂上更积极活跃地参与学习;教师的教案更加灵活而篇幅大大减少;学生的笔记更加简明、清晰,更利于学习。
总之,概念图不论是对学生的学习还是对教师的教学,都有着不可低估的教学意义,对提高教学质量、减轻学习负担也有着重要的意义。
参考文献:
[1]李广洲.化学教育统计与测量导论[M].南京:南京师范大学出版社,1998.
[2](美)John.Best认知心理学[M].北京:中国轻工业出版社,2000.
[3]袁维新.概念图:一种促进知识建构的学习策略[J].学科教育,2003(4).
[4]王磊.科学学习与教学心理学基础[M].西安:陕西师范大学出版社,2002.
[5]蔡其勇.化学教学中学生科学素质培养研究[J].重庆教育学报学院,2004(5).
[6]张英锋,张永安.新《高中化学课程标准》提高学生科学素养的理念[J].学科教育,2004(11).
[7]吴中英.品味“物质的量”教学[J].化学教育,2004(8).
[8]胡喜丽.中学化学中引入概念图策略的实验研究.天津师范大学教育硕士论文,2005.
[9]张冬梅.中学化学教学测量与评估中的概念图研究.南京师范大学硕士学位论文,2004.
[10]张军.化学基本概念教学策略的研究.天津师范大学教育硕士学位论文,2004.
关键词:溶液的配制与分析;教学设计;教学反思
文章编号:1008-0546(2016)10-0069-04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.10.024
一、对教学内容的认识
1. 课程标准的要求和教材的编排
对于《化学1》中“溶液的配制与分析”,《普通高中化学课程标准(实验)》的要求是“体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用”,初步认识实验、比较等科学方法以及“实验方案设计、实验条件控制、数据处理等方法在化学学习和科学研究中的应用”[1]。
苏教版教材将“溶液的配制与分析”安排在《化学1》专题1“化学家眼中的物质世界”的第二单元“研究物质的实验方法”之中,并编排在“物质的分离与提纯”和“常见物质的检验”等主题之后。可见,教材是要让学生了解溶液的配制与分析是研究物质的一种实验方法,并引导学生对研究物质实验方法的认识能从定性研究提高到定量研究的层面,以培养学生的定量意识和定量思维。
另外,从“化学家眼中的物质世界”专题所涉及的内容来看,“溶液的配制与分析”还能从“化学”和“科学”的视角,引导学生观察生活、生产中的溶液与溶液配制,让他们在认识“溶液的配制与分析”在生活生产应用的同时,“认识并欣赏化学科学对提高人类生活质量和促进社会发展的重要作用”[2]。
2. 学情基础分析
学生在九年级化学学习中,已经学习了质量分数的概念以及一定质量分数溶液配制的方法,而且在与学生的交流中了解到他们对这部分知识掌握得比较牢固,几乎所有的学生都能熟记质量分数的概念以及一定质量分数溶液配制方案中的实验步骤、实验仪器和操作要点。物质的量浓度与质量分数虽在表达溶液浓度时涉及的物理量不同,但在配制溶液实验方案中实验步骤、实验仪器、实验操作等方面有较大的相似度。引导学生从已有的质量分数概念和一定质量分数溶液的配制方案入手,通过比较、迁移,可以有效降低学生学习的难度,激发学生学习的兴趣。
另外,初中化学实验主要侧重于定性实验、验证性实验,虽然学生已掌握一定质量分数溶液的配制方法,但更多的是对实验方案的识记、操作规范的训练,学生未能真正理解概念与实验方案间的密切关系,也就不能很好地将实验方案的设计思路举一反三。所以,本节内容的学习中,教学目标不能仅定位于对新实验方案的识记,而应引导学生紧扣物质的量浓度的概念,设计实验方案、细化实验操作、分析实验误差,最终形成实验设计的基本思路。
基于以上两点,笔者将“溶液的配制与分析” 教学目标定位为:(1)从生活的视角感知溶液――多角度联系实际,引导学生从生活的视角去观察和关注生活中溶液浓度大小、溶液浓度的表达方式、溶液的配制等,体会溶液浓度与科学知识的关系,溶液的配制对生活生产的重要性以及科学研究方法对改变生活的重要作用,增强学生学习本节内容的兴趣与热情,学会感受和欣赏化学的社会价值。(2)从科学的视角研究溶液――引导学生运用“实验”“比较”的科学方法,通过小组讨论、自主迁移、自主建构和自我反思进行新知识的学习,让学生在理解物质的量浓度概念、初步掌握配制一定物质的量浓度溶液方法的同时,增强定量意识,并初步建构实验设计的基本思路。
二、教学流程
学习任务一:从不同的视角,认识溶液的“浓”和“稀”与生产、生活及科技的关系。
学习活动1:结合苏轼《饮湖上初晴后雨》中的“欲把西湖比西子,淡妆浓抹总相宜”,体会诗人眼中“浓”和“稀”的寓意。
学生活动2:体会美食家、艺术家等对溶液“浓”和“稀”的看法。
学习活动3:以NaCl溶液为例,体会溶液“浓”和“稀”的含义,并思考鉴别浓食盐水和稀食盐水的方法。
学生活动4:结合下列材料,了解在科学家眼中溶液“浓”和“稀”蕴含的科学知识。
材料1:1916年,英国高性能军用飞机发动机上首次使用乙二醇作为防冻液,而乙二醇的浓度与防冻液的凝固点密切相关。
材料2:世界上最大的运用反渗透原理进行水质纯化的工厂位于沙特阿拉伯的朱拜勒,其中的有关技术参数与盐水的浓度密不可分。
设计意图:
(1)学习活动1、2将“溶液”放入诗的意境和生活情境中,引导学生从不同人的视角来理解溶液浓度大小与生活方方面面的密切关系。
(2)学习活动3一方面是引导学生运用初中所学的物理、化学、生物知识解决问题,如用物理学中的溶液浓度与密度的关系,化学中溶液浓度与溶解能力的关系,生物学中溶液浓度与细胞失水能力的关系;另一方面是揭示溶液浓度与科学知识的关系,引导学生从科学的视角认识溶液。
(3)学习活动4引导学生从科学家的视角更全面的认识溶液中蕴含的科学知识,使他们对溶液的认识从定性转向定量,体会溶液浓度准确表达的重要性,同时自然过渡到认识溶液浓度定量表达方式的学习环节。
学习任务二:结合生活情境,认识溶液浓度的多种定量表达方式,初步认识溶质的物质的量浓度概念。
学习活动1:结合生活情境中的有关图片,理解各种不同浓度表达方式的含义。
图片:标有5%、52%vol、每100mL 3.0g、5.2×10-4 mol/L等浓度的葡萄糖注射液、白酒、牛奶的包装盒及血检报告单。
学习活动2:科学研究中常需要知道一定体积的溶液中所含溶质的物质的量,思考哪种溶液浓度的表达方式更合适。
设计意图:引导学生认识溶液浓度表达方式的多样性,在不同的领域或因不同的目的可以用不同的表达方式,而且这些浓度的表达方式都能体现溶质、溶剂、溶液三者之间的量的关系。帮助学生突破原有的溶质质量分数的认知框架,真正理解溶液浓度的含义,同时学习“物质的量浓度”的概念,并对“物质的量浓度”概念形成初步的认识。
学习任务三:初步学习配制一定物质的量浓度的溶液,并在实验的设计中再次认识溶质的物质的量浓度的概念。
学生活动1:回忆初中学过的“配制一定质量分数溶液”的操作步骤和实验用品。
学生活动2:以“配制一定质量分数溶液”的实验操作为依据,设计“准确配制100 mL 0.1 mol・L-1 Na2CO3溶液”的实验方案。
学生活动3:小组间互相评价、讨论,在教师的指导下突破难点形成最终方案。
设计意图:
(1)从学生的已有知识出发,引导学生运用迁移、比较的方法,设计配制一定物质的量浓度溶液的方案,以降低学生实验设计的难度,激发学生实验设计的兴趣。
(2)让学生在方案的设计中发现两个实验操作的主要差别,即“粗略配制”与“准确配制”、“溶液质量”与“溶液体积”的差别,从而再次认识和理解“物质的量浓度”的概念,并明确该实验成功的关键点是确保溶质质量的准确性和溶液体积的准确性,从而引出准确控制溶液体积的量器――容量瓶的结构和使用方法。
(3)在实验方案的设计过程中,始终引导学生将物质的量浓度的概念与实验操作紧密结合起来,让学生体会概念与实验间的密切关系,逐步养成理论与实际相结合的思维方法。
学习任务四:初步学习实验误差分析的方法,并在反思中完善对实验方案的设计。
学生实验1:配制100 mL 0.1 mol・L-1 Na2CO3溶液。
学生实验2:测定所配溶液的电导率值,并与标准溶液的电导率值进行比较。
学生活动:分析导致所配溶液误差的原因,完善细化溶液配制的实验方案。
设计意图:
(1)通过实验,让学生感受到理论上的实验设计和实际操作之间的“距离”。只有在真实的实践过程中,才能发现实验设计中未尽的细节之处,如溶解固体时所用水的量的控制,玻璃棒引流时操作的要点,溶液体积最终控制时胶头滴管的使用等等,从而进一步认识到定量实验的设计需要不断地完善和修正。
(2)让学生从所配溶液电导率数值的误差入手,回顾并反思实验的各环节,分析造成所配溶液浓度误差的原因。并引导学生归纳总结出误差分析的依据是物质的量浓度的概念,从而让学生进一步认识理论与实际相结合的意义。
学习任务五:梳理提炼,初步形成定量实验设计的一般思路。
学生活动:在教师的引导下,建构定量实验设计的一般思路(如图1)。
设计意图:结构化的知识,有利于学生的迁移和应用。
学习任务六:从生活的角度,认识溶液配制在生活中的应用。
图片:溶液配制在农药稀释、消毒液配制、镀银工艺、水再生处理中的应用。
设计意图:从更广阔的视野认识溶液的配制,再次体会科学技术对生活、生产的影响。
学习任务七:归纳总结,布置作业。
学习活动:谈谈现在眼中溶液“浓”和“稀”的变化。
作业布置:在生活中寻找与溶液浓度、溶液配制有关的素材,从科学的视角分析其中的知识和方法。
设计意图:再次回到“眼中的世界”,意在让学生从生活、化学的角度重新审视自己对溶液浓度及溶液配制的认识,体会在学科知识、学科方法和学科观念等方面的收获。
三、教学反思
1. 注重教学内容的“大风范”
“溶液的配制与分析”的常规教学一般是将其定位于实验教学,教学内容上侧重物质的量浓度溶液的配制,多采用教师讲解演示与学生模仿演练相结合的教学方法。笔者在设计该课时,将“溶液”作为主角,以“眼中的物质世界”为主线,让学生尝试从不同的角度对“溶液”进行新的认识,并在学习过程中不断丰富、拓展,旨在让学生从生活、科学的角度更深入认识和了解溶液浓度大小对性质的影响,认识溶液浓度表示方法的多样性和必要性,以及理解学习不同浓度溶液配制方法的实际意义。也就是说,本节课教学内容的设计重点并不在概念的计算应用、溶液配制方案的识记、实验操作的规范、实验数据的分析等方面,而是着眼于化学概念、化学实验方案设计、实验操作要点、数据分析方法等要素间的相关性,让学生在设计、测量、分析、反思、归纳的过程中掌握定量实验设计与分析的一般方法(如图2)。唯有将学习置于这样“大”的情境和“大”的目标追求之中,学生才能有更大的胸襟和情怀,在掌握化学学习和科学实践方法的同时,更好地体会化学的价值与意义,并获得自身更好的长远的发展。
2. 注重教学过程的“强逻辑”
“溶液的配制与分析”的常规教学过程一般是按物质的量浓度的概念、物质的量浓度的有关计算、一定物质的量浓度溶液的配制、误差分析等为主线顺势展开的。笔者在教学中设计了三条主线:(1)以溶液浓度为主线,从浓度大小对物质性质的影响到生活中溶液浓度的不同表示方式及含义,再到溶液的配制方法,最后回到生活中溶液配制的意义。(2)以溶液的配制方法为主线,从熟知的配制一定质量分数的溶液到探究如何准确配制一定物质的量浓度的溶液。(3)以物质的量浓度概念为主线,将溶液配制、误差分析紧密融合起来。三条主线相互融合渗透,相互补充。其中第三条主线的设计如图3。
从图3可以看出,学生对“物质的量浓度”概念的理解并不是一步到位的,而是让学生在实验设计中通过“质量分数”和“物质的量浓度”的概念的分析比较,“一定质量分数溶液配制方案”的迁移运用,深化了对物质的量浓度概念的理解。在溶液的配制过程中,本节课也并未采用传统的教师讲解示范、学生模仿演练的学习方法,而是大胆放手让学生在实践中体会学习,在误差分析中反思提高,从而不断完善细化实验方案,并再一次归纳总结出物质的量浓度的概念是误差分析的重要依据,再一次地认识概念并运用概念。整节课学生的认知过程体现了从已有的质量分数迁移到物质的量浓度,从茫然迁移应用配制一定质量分数溶液的方案到理性思考,最终形成“认识―应用―再认识―再应用”的认知方式,让学生深刻体会到概念在实验设计和误差分析中的主导作用,更有利于学生在学习过程中逐步形成理论与实际相结合的思维方式。
3. 注重学生活动的“多层次”
本节课的设计始终以学生活动为主,外显的活动有让学生体会溶液浓度大小对生活、科技的影响,生活中不同浓度表达方式的含义,实验方案的设计,配制溶液的方案,测量所配溶液的导电率等。内隐的活动主要包括两条线,一是思维活动,迁移已有知识设计实验方案、反思实验设计的缺陷、完善实验方案、进行误差分析;二是情感体验活动,感受溶液浓度大小与配制在生活、科技发展中的意义,感受实验设计的严谨,感受科学实验的不易,感受化学概念与实验间的密切关系。只有充分调动学生多层次的活动,才能真正让学生认识化学,理解化学,掌握化学学习的方法。
笔者认为,化学核心概念是处于化学学科中心的知识,是化学学科的主要内容,并具有能有效地联系其他概念的属性。例如,定量研究是化学研究的重要方法,其知识贯穿于整个中学化学内容中。通过定量研究中量的思想,有助于将质量和物质的量这两个重要的物理量联系起来(质量是宏观上量的积累,物质的量是微观粒子数目的积累),所以定量研究可以看做是中学化学阶段的一个核心概念。
一、核心概念在教学中的作用
根据化学知识的特点,可将化学知识分为三类:理论知识、事实性知识和操作性知识。理论知识可以包括化学概念(如物质的量)和化学理论(如物质的结构理论),是中学化学的骨架。事实性知识主要指的是元素化合物知识,是理论知识的承载,也是中学化学的重要组成部分。操作性知识主要是实验操作、实验技能等。本文认为核心概念能有意义的组织和引领理论知识和事实性知识。
奥苏伯尔在有意义的学习中提出了下位学习法(如图1)。下位学习法是指在上位概念1的引领下,联系已有的知识,通过同化的方法学习新的知识的过程。本文认为在下位学习法中,概念1即是核心概念,它的作用是引领和组织零散的知识。
■
图1 下位学习
同样,在化学教学中,也应为新知识寻找理论归属即核心概念,在核心概念的引领下,将新知识的学习与已有知识的建立联系,使新知识的学习成为一个同化的过程,构建以核心概念为中心的知识网络。
二、核心概念引领作用在化学教学中的应用
新版化学教材涉及两个必修、六个选修模块,每个模块中又包含3~7个专题不等。将如此多的专题有意义的联系起来的关键,就是核心概念。
(一)核心概念与事实性知识教学
元素化合物知识在学生头脑中一直是以内容繁多、杂乱的形象存在,被普遍看作是学习的负担。事实上,学习元素化合物知识的意义不是识记化学反应方程式,而是充实、丰富学生化学理论。因此在教学中,教师应为其找到理论归属,即围绕核心概念展开教学。
例如,化合反应是学生学到的第一个反应类型,之后教师会以化合反应的教学模式为范例,讲授置换反应、分解反应、复分解反应。因此学生对化合反应这个概念一般都能掌握。高中阶段,化合反应等基本反应类型还会成为氧化还原反应的教学切入口,可见它们在中学化学中占有一定地位。因此可将它们看做是化学核心概念,并在教学中应充分发挥它们的引领作用。
以化合反应为例,首先根据反应物的特征,将化合反应分为三类:(1)两种单质的化合反应;(2)一种单质和一种化合物的化合反应;(3)两种化合物的化合反应。其次建立初步的分类架。根据学生高中阶段学到的化学反应知识,又可以具体的将单质分为金属和非金属,建立如表一的框架。继而考量苏教版必修一中出现的化学反应发现:硅的化合物与硫、钠、氮等单质的化学反应一般都是化合反应,并可将它们补充到以化合反应为核心概念建立的框架中。同时发现,教材中出现的4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3这种由三种反应物反应生成一种生成物的反应,和SO2+O2 ■ SO3这种可逆反应,也可以归属为特殊的化合反应。因此就建立起一个完善的化合反应概念框架(如表一)。
通过如此的归纳发现,苏教版必修一中很多化学反应都可以归纳到表一中。结合化合反应概念特点,无疑减轻了学生的记忆负担。对于置换、复分解、分解反应也同样如此。
教师在讲解事实性知识时,要联系核心概念,在其引领下扩大学生原有认知结构,使新知识变成可以被核心概念同化的分支,以此来建立整体的化学观。
(二)核心概念与理论知识性知识教学
与元素化合物知识不同,理论性知识的特点是较强的抽象性、逻辑性、概括性。在教学中发挥核心概念的引领作用,在已有知识的基础上展开教学,能减少新概念的陌生感。
以物质的量的概念教学为例。现有的教学设计,多是从物质的量的概念入手创设情境,使抽象概念形象化。其中比较典型的是快速数出募捐的零钱、快速数出大米的情境创设。笔者认为在物质的量的概念教学中,除了上述教学策略之外,发挥核心概念作用的教学,也会有积极的效果。
物质的量是中学化学的重要概念之一,是表示微观粒子数目的集合体。由于学生在生活中不常接触到这个物理量,并且从概念的描述上并不能建立形象的模型,所以学生存在一定的学习困难。但是从定量研究的角度来看,质量和物质的量都是定量研究中的重要物理量,质量是表示物体所含物质的多少的物理量,物质的量是表示微观粒子数目的物理量。微粒也是一种物质,因此可以说物质的量和质量就是在微观和宏观上相对的两个物理量,它们可以通过摩尔质量建立有如图二的概念关系,也可以说物质的量是质量的微观表述。建立这样的联系后,就可以将陌生的物质的量转嫁到学生熟悉的质量身上。在核心概念的引领下,联系已有知识,在理解中突破了物质的量的概念教学。
四、结论
中学化学教给学生的不应该是化学概念和化学方程式的集合,而应是一个整体的学科思维。在知识呈现爆炸式的增长的今天,不能期望学校教育穷尽学生一生所需的知识。根据化学的特点,在中学教育中应肩负起培养学生解决问题的能力和深层次思考的责任。教师在教学内容的处理上,对于学过的知识不应弃之不理,应在核心概念的引领下,将其与新知识建立联系,并结合学生的认知特点,有序的传授知识,使学生构建整体的学科观。这样学生学习便有如上台阶一般可以有序、可持续发展。这便是以核心概念为中心的教学的主要思想。
[参 考 文 献]
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准[S].北京:人民教育出版,2003.
[2]普莱顿・D・费德恩.等.教学方法――应用认知科学 促进学生学习[M].王锦.等.译.上海:华东师范大学出版社,2006.
[3]H・林恩・艾里克森.概念为本的课程与教学[M].兰英译.北京:中国轻工出版社,2003.
[4]M・P・德里斯科尔.学习心理学――面向教学的取向[M].王小明,等译.上海:华东师范大学出版社,2008.
【关键词】数学思想 化学问题 模型
高考化学考试说明中,对考生思维能力的考查内容有明确的界定,其中有重要的一条, 就是“将化学问题抽象成为数学问题,利用数学工具,通过计算和推理(结合化学知识), 解决化学问题的能力”。数学思想方法在化学中有着极其重要的应用,每年的高考试题,都涉及许多化学计算,而解决化学计算问题,离不开数学工具。数学思想方法非常丰富,只要我们能理解这些思想方法的内涵,把握本质,结合化学问题的具体情境,将化学问题抽象成数学问题,就能应用数学手段给予解决。
一、典例剖析
近几年高考化学试题Ⅱ卷中的化学计算题,要求考生能将题目中各种信息转变成数学条件,或通过计算,或通过讨论足量、适量、过量、不过量等各种边界条件,或通过判定物质系统中某些成分在某个物理量方面的特点,利用代数方程、不等式、不定方程、几何定理、数轴、图像等数学工具,灵活机智地将化学问题抽象成数学问题,用数学语言描述化学物质和化学过程所隐含的量变规律,应用数学方法解决化学问题。
[例题]某氨水中c(NH4+)=0.5mol/L时达到电离平衡,若向其中加入c(NH4+)=0.5mol/L的NH4Cl溶液后,氨水的电离程度将 ( )
A.减小 B.增大 C.不变 D.无法判断
解析:不少同学认为加入NH4Cl后,NH4+的浓度增大,氨水的电离平衡向逆向移动,氨水的电离程度将减小;还有同学认为氨根离子的浓度不变,故平衡不移动,氨水的电离程度将不变。其实,这道题只需用电离平衡常数就行了,因为在相同的条件下平衡常数是不变的。假设加入NH4Cl后平衡不移动,则此时NH4+的浓度不变,由于NH4Cl溶液水解显酸性,则OH-的物质的量减小,由于NH4Cl溶液中也有NH3H2O,故NH3H2O的物质的量增大。由此可知,加入NH4Cl溶液后, c(OH-)/c(NH3H2O)变小,则c(NH4+)・c(OH-)/c(NH3H2O)
二、解题方略
1.平均值法
混合物某个物理量的平均值,必定介于组成混合物的各成分的同一物理量的数值之间。换言之,混合物中两个成分的这一物理量,肯定一个比平均值大,一个比平均值小。应用这个原理作为解题条件,可判断混合物的可能组成,增加解题条件。
2.图像法
数学中的数形结合思想同样适合于解决化学问题。化学过程中的量变关系用图像表达,很直观。考生一方面要善于用图像表达化学变化过程,揭示化学变化过程的量变规律,另一方面,要善于观察试题中的图像,能读懂图像所体现的化学内涵。
3.极值法
同一系统中的物质,由于受某些因素的制约,各成分的量往往有一个取值范围。通过对某个成分的量的最大值和最小值的讨论,可以获得一些有价值的结论,从而发掘隐含条件,开辟解题捷径。
[例题] 0.03 mol Cu 完全溶于硝酸,产生氮的氧化物(NO、NO2.N2O4)混合气体共0.05 mol 。该混合气体的平均相对分子质量是 (A)30 (B)46 (C)56(D)66
解析:NO、NO2.N2O4 三者的物质的量分别为:x mol、y mol、z mol
x + y + z = 0.05 ①
依据反应过程,铜化合价升高的总数等于硝酸被还原化合价降低的总数,得:
3x + y +2z = 0.06 ②
②式减去①式得:2x + z = 0.01。故,NO 物质的量的最大值为 0.005 mol ,N2O4 物质的量的最大值为 0.01 mol。若 NO 的量 为 0.005 mol,则 N2O4 的量为零,NO2 为 0.045 mol。混合气体的平均相对分子质量为44.4;若 N2O4 的量为 0.01 mol,则 NO 的量为零,NO2 为 0.04 mol。混合气体的平均相对分子质量为55.2。则混合气体(NO、NO2.N2O4)的平均相对分子质量必定介于 44.4 和 55.2 之间,故答案选 B。
4.模型法
把化学问题转化成数学模型,然后用化学原理解题,这样就使化学试题很直观,不易出错。
[例题]在1标准状况下,把1molNO2气体装入体积固定容积为1升的密闭容器里,一段时间达到平衡,2NO2(g)=N2O4(g)。平衡后,再往容器里加入NO2,再次达到平衡后,则容器里的NO2物质的量的百分含量 ( )
A、增大 B、减小 C、不变 D、不能确定
解析:在做这类题时,不少同学会认为在改变影响平衡的条件时,人为因素大于平衡移动因素,即加入NO2,则NO2的含量肯定增大,选A。其实选A是错误的。
一、做好化学实验。帮助形成概念
做好化学实验,对实验现象进行观察和思考是形成化学概念的重要方式,直观的实验现象能使学生获得生动的感知,最能调动学生积极思维。例如在“质量守恒定律”概念的教学中,先提出问题:“物质发生化学变化时,生成的各物质的总质量与参加反应的各物质的总质量是否相等?”接着教师做磷在密闭容器中燃烧的实验。称得反应前后物质的总质量相等。再让学生分组做好两个实验:氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液的反应;氯化钠溶液和硝酸银溶液的反应,发现两个反应的生成物的总质量和反应物的总质量都相等。在实验事实的基础上,归纳出“质量守恒”的本质。这时。学生的认识还处于感性认识阶段,尚未认识“质量守恒”的本质。那么,紧接着引导学生从宏观现象深入到微观世界,抓住“化学反应的实质”进行分析推理:(1)化学反应的过程是原子重新组合的过程;(2)反应前后原子的种类没有改变;(3)反应前后原子的数目没有增减;(4)每种原子的质量没有变化;因而反应后生成物的总质量与反应前反应物的总质量没有变化;并且反应后生成物的总质量与反应前反应物的总质量必然相等。至此,由有限几个实验得出的结论方能印证普遍规律,学生对“质量守恒定律”的认识也由感性认识上升为理性认识。
在概念教学中。化学实验的目的主要是让学生获得感性认识,为进一步发展到理论认识做准备。实验结果本身并不会自发地呈现其内在的本质规律,必须启发、引导学生对实验中获得的事实、现象进行逻辑思考,运用分析、比较、推理、概括、归纳、综合等思维方法,进行“去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里”的思维加工,经过科学抽象,得出体现本质的、规律性的认识,从而实现从感性认识的升华,这是概念教学的中心环节。
二、突出关键字词的理解,准确把握概念
化学基本概念一般是以定义的方式表达的。定义是揭示概念内涵的逻辑方法,因而定义的文字要精辟,有严密的逻辑性和科学性。教学中必须抓住概念定义中的关键字词,讲清讲透,力求使学生准确理解概念。
例如“固体溶解度”这一概念,教师必须对下列四个关键词语咬文嚼字、讲清讲透:(A)一定温度;(B)100克溶剂;(c)饱和溶液;(D)溶质的克数。其中A、B、C是缺一不可的条件,D是结论,即必须同时满足A、B、c三个条件,这时溶解的克数才是溶解度。再如。在“催化剂”概念中,强调“变”和“不变”;在酸碱定义中强调“全部”二字等。
三、相关概念进行比较教学
初中学生往往对化学概念理解不深,形成的概念模糊,似懂非懂,因此做题时经常出现差错。在教学中可列举几组实例进行比较,在对比中明确它们的本质区别和联系,加深对概念的理解,锻炼学生的抽象能力。如在“元素”和“原子”概念形成之后,比较分析它们的区别和联系,即元素是宏观概念,描述物质的宏观组成,只论种类,不论个数,而原子是微观概念,描述物质的微观结构,既讲种类,又讲个数。元素是具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子的总称。
在讲述“氧化物”概念时,为了避免学生形成“含氧化合物就是氧化物”的错误观点,叙述基本概念之后,可写出化学式:CO2、Fe2O3、CUO、H2O、SO3等,让学生讨论每类物质各由几种元素组成,哪一类是氧化物,为什么,在思考讨论中,通过比较达到加深理解基本概念的目的。
四、注意概念的巩固、深化和发展
概念形成之后。一定要使学生通过复习和反复运用来掌握和巩固,决不能让学生满足于死记硬背和一般性理解。在教学过程中一是要注意组织练习,当学生学过有关概念后,教师应有目的、有针对性地布置一些练习题,使学生通过习题实践,巩固和增强学生应用概念的能力;二是分析错误及时改正。此外,还应用多种形式对学生掌握情况进行考查了解,根据反馈发现的问题及时有针对性的采取补救措施。
五、归纳总结找联系,掌握系统概念
化学基本概念不是孤立的、松散的,而是相互联系的。在阶段复习和总复习中,要特别对概念做好归纳总结,找出概念间的内在联系,并按照这种联系建立起概念的体系,使学生掌握系统的概念,学生掌握了系统的概念,才能真正灵活运用概念,高屋建瓴地分析和解决化学问题。可以说,使概念系统化,是概念教学中一项十分重要的任务。
有关化学基础知识的基本概念可以分为物质的微观结构、物质的分类、物质的性质、物质的变化、化学用语、化学量、化学计算等几类,同类概念可建立同类的概念体系。例如物质的分类可建立单质、氧化物(碱性氧化物、酸性氧化物)、酸、碱和盐彼此联系的概念体系,物质的微观结构可按照名称建立概念体系等等。不同类概念也应根据相关的联结点建立起概念的网络。
化学与社会生活实际有着广泛而紧密的联系,新教材突出体现了化学与社会发展的关系,突出了STS思想。而物质的化学变化这一主题更是与社会联系紧密,是初中五个主题中的一个重要组成部分,是帮助学生归纳、整理一些化学物质、化学现象的必要手段,所以对这一主题的教学是不容忽视的。
“物质的化学变化”共分为三个二级主题:化学变化的基本特征,认识几种化学反应,质量守恒定律。本主题包括了初三化学很多概念和基本原理,理论性较强,它是以各物质间的化学反应为载体的,因此,各物质间反应的规律以及应用情况介绍和具体物质的性质,变化知识星湖联系,也和生产生活重点实际互相联系,紧密结合。故在本主题的教学中有着丰富的情景素材可供选择,另外老师也要设计一些典型的化学实验为教学服务。我在教学实际中主要是通过以法来传授给学生的。
一、指导学生进行探究活动,通过实验让学生获得理论知识,完成学习目标
在化学变化和物理变化的教学中,我常选择这些实验指导学生自己完成:水的沸腾,胆矾的研碎,纸张的燃烧,向硫酸铜溶液中加氢氧化钠溶液。学生通过这四个简单的实验对比,就会从“有无新物质的生成”这一角度对两个变化有了深刻的认识。在讲吸热反应和放热反应时,让学生亲身体验:向生石灰中倒入水,燃烧,木炭还原氧化铜这几个实验,学生通过亲身的体验就会对这几个反应有一个完整的认识。这样老师常创设探究性实验,学生通过完成实验而得到一些理性的认识,既强化了学生实验的能力,又培养了学生思考分析问题的能力。当然,像质量守恒定律内容的探究,金属活动性的探究无疑也是我们需要通过探究性实验来完成教学任务的。采用探究式的教学法,不仅为老师省了“力”,而且有利于培养学生知识和能力的生成性。
二、注重新旧知识的衔接
本主题内容在教材和教学过程中是分散安排的,与元素化合物知识紧密衔接。教学每一个课题时都要注意夯实基础,也为以后的课题做好建基,一步一个脚印,不可急于求成,不能使任何一节课的知识成为学生脑中的空中楼阁。
三、重视学习情境的创设
自然界和生产生活的化学变化的现行时时都有发生。要善于运用生产生活中的现象创设学习情境。如生活中有关缓慢氧化的例子、吸热反应和放热反应的例子等等,都可以作为教学时的情景素材,另外,老是平时收集的关于化学的一些小故事、化学新闻、化学趣事、科学论文、实物图片、模型和影像资料等都可以用于创设学习情境,老师要充分利用这些情境,激发学生的学习兴趣,引导学生主动学习。
四、化学俗语和化学韵语的使用,在增强学生学习趣闻性的同时,可以加深记忆
如本主题中涉及的内容可编为俗语如描述化学变化的:化学变化,颇有特征,不同物质,伴随而生,现象各异,五彩缤纷,放热发光,颜色变更,产生沉淀,生成气体。如质量守恒定律的韵语:反应前后、质量相等,原子数目、没有减增,客观事实、实验证明,原子种类、没有变更,原子相等、没有减轻,前后质量、必然相等。再如“根据化学方程式计算”的韵语:一解二设最后答,化学方程式不能差,准确寻找质量比,纯量代入不掺假,所有单位要一致,列式计算解决它。像这样的口诀在化学的学习中是很常见的。
化学是一门以实验为基础的学科,通过实验形成规律,构建知识体系,形成认知。不论是新授课还是复习课,化学教师要适时、适度地向学生渗透这些学科思想,这样才能使学生尽快入门,轻松学习化学,提升学生能力,有效地解决化学问题,才能取得令人满意的学习效果。守恒思想、分类思想、均值与极值思想、分段函数思想在中学化学中应用很广泛,也可以教学生学会学习,掌握科学的学习方法。
一、分类思想
对事物分类是认知世界的重要方法,分类思想也是一种重要的学习方法,通过分类可以更好地认识归纳物质的性质,达到事倍功半的效果,对概念的理解更加深刻。在化学教学中通过对物质种类的分类可以掌握物质的性质,例如酸碱盐的分类,可以更好地学习方程式的书写,掌握酸碱盐的通性。无论在初中还是高中都占有重要地位;氧化物的分类可以加深酸性氧化物、碱性氧化物性质的认识,可以学氧化碳、二氧化硫、二氧化硅和碱的反应,氧化镁、三氧化二铁等不同类别物质的性质;化学反应的分类可以加深理解氧化还原反应、离子反应,并正确书写方程式;对基本概念分类可以对溶液、胶体学习;通过对有机物的分类学习烷、烯、炔,卤代烃、醇、酚、醚、醛、酸、酯的性质,可以更好地学习有机物性质,在研究有机物性质时对官能团的研究可以掌握各类有机物的性质。
二、守恒思想
化学守恒随处可见,包括质量守恒、电子守恒、电荷守恒、原子守恒,在化学计算中及电解质溶液中有重要的应用。守恒既是高中化学学习的重点也是难点,在高考中也占有重要地位。在元素化合物计算中以质量守恒、电子守恒为主,利用化学反应前后原子数目和种类不发生变化可以计算质量分数。例如,在氧化还原反应中电子守恒为主,利用氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数进行计算、配平、化合价的计算、得失电子数目。在电解质溶液中以电荷守恒、物料守恒、之子守恒的应用为主。利用电解质溶液显中性阳离子所带电荷总数等于阴离子所带电荷总数;利用水电离出的氢离子浓度等于氢氧根离子浓度分析质子守恒;利用弱电解质的电离平衡和盐的水解平衡分析物料守恒。
三、极值思想
极值思想在化学中的应用具有一定普遍性,在有多个变量的条件下更具有广泛性,例如在混合物的计算中计算化学质量分数,在化学平衡反应限度的问题,2SO2+O2■2SO3反应从SO2和O2开始或者从2SO3开始分析可能的浓度,酸碱稀释加水时PH值的变化,氧化还原中分析一种氧化剂(还原剂)与多种还原剂(氧化剂)反应时生成物的情况。在研究可逆反应的限度时也会用到极值思想,在金属与酸反应的计算时可以考虑金属反应的情况,在混合物的计算中也可以进行极值假设。
四、分段函数思想
分段函数虽然是数学中的重要问题,但是在化学中分析反应的产物也是常见的,例如NaOH和CO2的反应,可以通过数轴表示量不同得到不同产物的情况,在氧化还原反应中例如FeBr+Cl2的反应,由于还原性Fe2+大于Br-,反应时通入Cl2的量不同,得到产物不同,由于先氧化Fe2+在氧化Br-,通过数轴表示可以很清晰的反应通入Cl2不同的量得到是Fe3+还是Br2。利用分段函数更加利于学生理解得到产物的情况。
参考文献:
谢芝泽.中学化学创新教学的实施探讨[J].山西青年,2013(8):82.
关键词:高中化学;主体性;互动因素
高中化学的学习主要是培养学生从微观层面了解物体构成元素中的基本反应,通过对物体主要构成成分的分析可以帮助学生从自然科学的角度认识物质的变化反映规律。因此在具体的教学过程中,学生更需要具有自我学习和探索未知化学知识的意识形态,而教师则需要从中引导并关重学生在学习中遇到的问题。
一、高中化学教学中学生主体性学习意识的重要性
1.高中化学的学习难度决定了学生需要具有自我学习的状态
学生在高中阶段所学习的化学知识是在初中阶段学习基础化学知识的前提下对化学相对应的化学理论的进一步探索和学习的过程,这种学习的形式和内容需要学生对化学基本的反应现象有主动探求的意识,然后在初步了解这些化学知识后可以对对应的化学现象有自己的看法和总结内容。比如在学习氧化还原反应时,学生在了解三氧化二铁这种物质时基本了解该物质的特性,但是这种物质在具体的化学反应中所表现出的特有属性并没有被学生所知晓,因此学生可以通过对比这一类物质的化学反应式得出这些物质在具体的化学反应中的共同点,从而对氧化还原反应有更深的认识。在高中的化学学习中,由于学习难度较大,需要学生能够对一些比较难以理解的化学计量方式可以尝试从不同的角度去分析这种特定方式的化学表达方式,因此学生通过主体性的学习方式去解决学习中遇到的问题十分重要。
2.化学学习中各个知识内容是紧密联系的
由于化学知识的各个部分都处于相互联系的基础之上,而学生发挥主体性的学习精神刚好可以在教师指导因素下发现不同物质的组成结构。比如在学习“摩尔”这种物质质量表示方法时,学生很容易想到这种形式的表达肯定是以科学家的名字命名的,但是摩尔的出现又给了计算物质质量新的平台,学生在化学学习中可以将物理学习中物质的质量同化学中的物质结合起来理解,因此学生需要具有主体性的学习探索思维作为发现和运用这种理论的意识。在高中的化学学习中,教师需要在具体的教学中对学生的学习方法以及自身的教学理论进行适当调整,以保证学生在接触认识化学理论时能够充分发挥良好的主体意识。
二、如何保证学生在化学学习中发挥主体性
1.对化学学习中的知识内容进行必要的铺垫讲解
在化学学习过程中一般需要让学生了解化学物质中的分类主要是有机化学和无机化学两种情况,因此学生在学习这些物质时必须对有机化学的分类标准有细致的了解,然后才能发挥自身的主体性进行学习。比如有机化学主要是指含有碳物质化学,也就是具有“碳”分子的化学物质统称为有机化学。学生在学习有机化学时很容易通过自身的了解想到其对立面无机化学的分类标准,这样学生的主体性学习思维就能通过教师对基本知识内容的铺垫对其他化学内容的学习起到很好的示范作用。显然,这种教学形式对于学生在后续的化学学习中有非常重要的引导作用,特别是在新课改的前提下,学生需要发挥实践探索的学习意识,而不是一味地依靠教师的单方面教学,学生的主体性学习模式也是化学教学中非常重要的应用方法。
2.教学中注重与学生的互动
学生在学习化学知识的同时,首先接触到具体的化学知识在学生发挥主体性的学习时一般都会出现两种结果,而学生是否可以对对应的化学知识有充分的认识,需要教师与其进行互动交流。这类的互动因素使得教师的化学教学更加有效,同时也会促使学生在具体的化学学习中将自身所接触的陌生知识取得更加完善的认识,并且学生对化学知识的学习需要在运用自身的主观能动性的前提下及时与教师进行沟通。比如在学习化学资源的运用中,学生可以了解矿物资源和海水资源的主要分布特点,而在如何开发利用上学生一般都会有自己的看法,这时候就需要学生与教师进行互动并考虑教师的建议。因此在高中的化学教学中,教师需要与学生在互动因素的有利条件下同学生的主体性学习方法有机结合起来。
综上所述,在高中的化学教学过程中,学生的主体性学习意识需要学生在学习中能够对一般的化学现象和化学物质的分类有基本的了解,然后及时与教师进行沟通以此获得更好的学习体验。正是由于高中化学学习有一定的难度,并且是对整个中学阶段化学知识的总结性教学,所以需要学生能够发挥自身的主体性学习意识,这样学生对化学的学习也能够更加稳固。
参考文献:
关键词:生物电子显微学;农业高等院校;研究生;教学
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)30-0152-02
电子显微镜是一种超微结构分析精密仪器,主要用于观察被检测样品的内部结构和表面形态特征变化的研究。随着电镜技术的不断发展与农学、动物医学、动物科学、园林、食品与药品、草业与环境等农学生命科学科的应用越加紧密[1]。在农业专业学科的教学和科研中,可通过电子显微镜对动物和植物细胞的细胞壁、生物膜、叶绿体、线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、微体、中心体、细胞骨架和细胞质内含物(如糖原、脂类、蛋白质),以及细菌的特殊结构;微生物超微结构如:菌体鞭毛、菌毛、芽孢、荚膜等结构、病毒的囊膜、衣壳、霉病菌菌丝和孢子等形态,以及化工材料的化学结构元素分析,含水样品、含油样品、放气样品、加热样品、冷冻样品进行观察工作。因此,在农业高等院校研究生教学中开设《生物电子显微镜技术课程》,可以有效地提升各学科整体教学质量和科研能力,为教学和科研服务。
一、《生物电子显微学技术》课程的教学内容与要求
1.《生物电子显微学技术》课程的理论教学内容。《生物电子显微镜技术》理论课程20学时,教学内容包括:电子显微镜的发展与应用、透射电子显微镜原理与制样、扫描电子显微镜原理与制样、免疫电镜细胞化学技术、冷冻切片技术与冰冻蚀刻、酶电镜细胞化学技术、电镜放射自显影技术、生物大分子电镜超微细胞化学技术、电镜原位分子杂交技术。
2.《生物电子显微学技术》课程的实验教学要求。在实验教学中要使学生掌握仪器的基本操作方法,生物样品超薄切片技术、半薄切片技术、负染技术、细胞化学定位技术、扫描电镜临界点干燥技术、离子溅射技术、细胞冰冻蚀刻技术等样品制备方法,使学生能够学会运用电子显微镜技术对动植物组织细胞超微结构和功能的研究方法和技术手段。
二、生物电子显微镜技术在农学专业研究生教学中的应用
1.免疫电镜细胞化学技术在农学专业研究生教学中的应用。免疫电镜技术是免疫化学技术与电镜技术结合的产物,根据抗原抗体的高度特异性结合原理,用高电子密度的标记物(如:金、铁蛋白等)在超微结构水平上检测某些抗原性物质的定位、定性、半定量的一种方法[2]。目前免疫电镜技术主要包括酶免疫电镜技术、免疫铁蛋白技术和免疫胶体金技术,此外还有抗体杂交技术、凝集素电镜标记技术和铁蛋白-抗铁蛋白电镜复合物技术。可用于农业作物抗旱、抗旱品种选育,品种间生长发育组织学特性表征抗原的定位分析;动物疾病微生物学鉴定、诊断和致病机制研究;动物组织胚胎发育,干细胞诱导发育研究,动物肿瘤的组织学诊断;林果品种发育结构特征等领域的科研研究。
2.冷冻切片技术与冰冻蚀刻在农学专业研究生教学中的应用。冷冻切片技术是利用液氮快速冷冻技术,在冷冻超薄切片机中进行冷冻切片。省去了传统的戊二醛/俄酸固定、乙醇脱水、丙酮置换等有机溶剂操作过程,避免了化学药剂的处理,样品结构、成分不发生变化,实现快速固定,快速制片、快速研究与诊断的能力,保持了细胞或组织的生物活性物质的原始状态。冷冻蚀刻技术是利用物理冷冻断裂方法对生物样品组织细胞进行断裂和复型相结合的制备透射电镜样品技术,用透视型电子显微镜观察细胞或细胞器的内、外表面微细的三维结构或膜内微细结构分析的方法[3]。可用于动植物新鲜组织细胞的超微结构、生物大分子和某些元素在组织内分布、免疫抗原电镜标记、细胞酶活性标记、电镜放射自显影等细胞的化学和细胞成分的定量定性分析。
3.酶电镜细胞化学技术在农学专业研究生教学中的应用。电镜酶细胞化学技术是通过酶的特异性细胞化学反应来显示酶在细胞内的定位技术。一般先将酶原位固定在细胞内,再使它与特定的底物起反应,底物的分解物经过捕捉反应沉着于发生分解的原位上,最后使沉着物变为在电镜下可以看到的物质。在整个处理过程中必须保存酶的活性不受破坏。目前能在电镜下定位的酶有三大类即水解酶、氧化还原酶和转移酶[4]。
电镜酶细胞化学技术可应用于农作物棉花、小麦、玉米、水稻等作物的生长发育、品种选育、营养成分检测等方面研究;动物生长代谢机制、不同畜禽品种间组织细胞形态学和生理生化机制差异;牛、羊等畜产品贮藏方法和无公害研究;动物超微解剖学、动物生理功能机制、动物发病机制、动物病原微生物形态、动物免疫学机制、动物药物作用机理、药物成分和结构等方面研究工作。
关键词:化学学科观念;教学策略;优秀课
文章编号:1005—6629(2013)5—0004—03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
于2012年12月举行的江苏省高中化学优秀课评比活动,以“基于培养学生学科观念的高中化学课堂教学”为主题,以“碳酸钠的性质与应用”、“镁的提取及应用”、“铝的氧化物和氢氧化物”、“铁、铜及其化合物的应用”4个金属及其化合物的教学课题为载体。本次教研活动对于高中化学教学中进一步落实学生学科观念的培养目标具有积极意义。
1 中学化学学科观念的主要内涵及其教学价值
自“形成有关化学科学的基本观念”列为中学化学课程目标以来,如何实施基于观念建构的课堂教学成了化学教育的热点问题。一般认为,化学学科观念不是具体的化学知识,也不是化学知识的简单组合,而是学生通过化学学习后在头脑中建立起来的概括性认识,也就是在深入理解化学学科特征的基础上所获得的对化学的总括性认识。具体表现为个体主动运用化学思维方法认识身边事物或处理问题的自觉意识和思维习惯。
关于化学学科观念的内涵,国内外学者从多种不同角度展开研究。其中最为简明的表述是将化学基本观念分为知识类观念、方法类观念和情意类观念3个维度,继而又分为元素观、微粒观、变化观、实验观、分类观和化学价值观6个方面。由此建构的化学学科基本观念体系如图1所示。
中学化学学科观念的教学价值主要表现在以下3个方面:(1)有利于激发学生对化学学习的持久兴趣。注重化学学科基本观念的教学,促使学生不断形成和巩固必备的学科基本观念。学生就会尝试运用这些基本观念进行新的学习活动与实践活动,当他们运用自身观念在实践中获得成功体验的时候,就能深化他们对化学知识价值的认识,从而更加乐于探究物质变化的奥秘,体验科学探究的艰辛和喜悦,并感受化学世界的奇妙与和谐。(2)有利于增进学生对化学知识的深入理解。化学学科观念是以化学知识为载体而存在的,它的形成以对具体化学知识的深入理解为前提,同时化学学科观念又“具有超越事实的持久价值和迁移价值”,能促进学生在后续的学习中进一步深入理解化学知识。例如,学生在初步形成元素观和微粒观之后,就容易发现有关元素化合物知识中的内在规律,能从微观的层面理解物质的性质、反应的现象以及物质之间的转化关系。(3)有利于促进学生化学学科素养的全面发展。化学基本观念的形成既是认知性的,也是体验性的。教师全面把握化学课程中的学科观念体系,并进行基于观念建构的学科教学,能够使学生亲身体验化学知识的发现过程和应用价值,感悟化学知识中蕴含的思想、观点和方法,从而实现化学学科素养的全面提升。
2 金属及其化合物教学中学科观念的培养策略
纵观27位选手的教学设计可以发现,金属及其化合物的教学为实现化学学科基本观念的教育功能,主要的教学策略包括以下4个方面。
2.1通过分析物质的构成,让学生从微观层面理解物质的性质
“化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学”,微粒观是化学学科基本观念的重要组成部分。在中学化学课程范畴内,微粒观主要包括物质是由分子、原子、离子等不同种类的微粒构成的,物质的微观结构决定了物质的宏观性质,化学反应是微粒间按照一定方式相互作用的结果等几个方面的内涵。
对于碳酸钠和碳酸氢钠的教学,一位教师从以下两个方面关注学生微粒观的培养:一是在引入新课之后,先让学生分析碳酸钠和碳酸氢钠的组成,让学生从中发现“碳酸钠和碳酸氢钠的阳离子相同,阴离子的组成上相差一个氢原子”,再引导学生依据“物质的组成决定物质的性质”的已有认识,探究碳酸钠和碳酸氢钠性质的相似性和差异性。二是在比较碳酸钠和碳酸氢钠与酸反应的教学环节中,先让学生“在2个小药瓶中分别放入等质量的Na2CO3和NaHCO3固体,再通过针筒注入等体积等浓度的盐酸,观察针筒的变化”,以获得“NaHCO3与盐酸反应更剧烈,生成气体的体积更大”的实验现象。在学生思考其中的原因时,再进行演示实验,“向加有酚酞试剂的Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸’’,并设问“在向Na2CO3溶液中滴加盐酸时会产生少量气泡,经过振荡气泡会消失,这又是为什么?”然后继续演示“在充满二氧化碳的饮料瓶中加入碳酸钠溶液,饮料瓶变瘪”的实验,同时播放模拟溶液中粒子结合方式的动画,以说明碳酸根与酸反应是分步的,先结合一个氢离子生成碳酸氢根,再结合氢离子生成二氧化碳,从而解释“NaHCO3与盐酸反应更剧烈,生成气体的体积更大”的实验现象。
上述案例中,教师主要从对物质微粒构成的分析入手,用“结构决定性质”的观念指明探究物质性质的方向,并在促进学生认识物质性质的同时,形成从微观层面理解物质性质和变化的思维方式。
2.2通过探究多样的转化反应,让学生在实验中发现物质的性质
物质是不断变化的,变化是有层次的,物质变化的层次性随外界条件的不同而不同,其中化学变化是化学研究的重要内容,而且化学变化也是有—定规律可循的。按照化学变化的规律可以实现物质之间的转化并合成所需要的新物质,同时根据物质在化学变化中的表现也可能发现物质的某些性质,完善物质的有关知识体系。
在铝的氧化物和氢氧化物的教学中,一位教师通过两个不同思维方向的实验室制备氢氧化铝方法的探究,使学生充分认识氢氧化铝的两性。教学过程中,首先引导学生由胃药选择氢氧化铝作为中和胃酸过多的试剂,而不选择氢氧化钠或氢氧化钙的事实,形成氢氧化铝是一种弱碱的猜想。然后引导学生通过碱与可溶性铝盐反应制备氢氧化铝实验的探究,发现氢氧化铝能溶于过量氢氧化钠溶液而不溶于过量氨水的现象,认识氢氧化铝的弱酸性以及氢氧化钠、氨水、氢氧化铝碱性由强到弱的变化规律,得出制备氢氧化铝的较好方案之_是“可溶性铝盐和弱碱反应”。进而引导学生通过酸与可溶性偏铝酸盐反应制备氢氧化铝实验的探究,发现氢氧化铝能溶于过量盐酸而不溶于过量碳酸的现象,认识氢氧化铝的弱碱性以及盐酸、碳酸、氢氧化铝酸性由强到弱的变化规律,得出制备氢氧化铝的又_较好方案是“可溶性偏铝酸盐和弱酸反应”。这一对实验室制备氢氧化铝方法的探究过程,不仅帮助学生认识了氢氧化铝的两性,同时还有利于学生完善认知结构中物质分类的知识体系。
在上述案例中,教师注意从引导学生实现有关物质之间的转化人手,让学生根据物质在变化中的表现认识新物质的性质,形成从转化的角度认识物质性质的思维方式。
2.3通过分析物质的归类,让学生在比较中认识物质的性质
“分”、“别”、“类”等观念,是随着社会分工的出现而自然产生的重要观念。分类是“根据对象的共同点和差异点,将对象区分为不同的种类,而且形成一定从属关系的不同等级的系统的逻辑方法”。运用分类观念不仅能使有关化学物质及其变化的知识系统化,还可以通过分门别类的研究,发现物质及其变化的规律。
关于氧化铝的教学,一位教师从物质的类别人手,引导学生经历了对氧化铝的分类提出猜想、设计验证和得出结论的探究过程。首先,通过“毛刷实验”的视频引入新课,并指导学生进行“毛刷实验”制得少量氧化铝,在引导学生回忆氧化物分类的基础上,让学生对氧化铝是属于碱性氧化物还是酸性氧化物提出猜想。然后,设问“能否尝试设计出一个实验,去探究这种由你们亲手制出的白色固体究竟属于酸性氧化物还是碱性氧化物?”在对学生设计的实验方案进行评价和调整之后,让学生进行氧化铝分别与盐酸和氢氧化钠溶液反应的实验,发现氧化铝既溶于盐酸又溶于氢氧化钠溶液的性质。最后结合有关反应的化学方程式,使学生认识到氧化铝既可以和强酸反应生成铝盐,又可以和强碱反应生成偏铝酸盐,从而认识到氧化铝属于两性氧化物。
在上述案例中,教师注意从引导学生对物质进行归类分析入手,让学生通过与同类已知物质的比较认识新物质的性质,同时形成从分类的角度认识物质性质和变化的思维方式。
2.4通过将学科知识联系社会生活,让学生真实感受化学学科的价值
本次优秀课评比活动所安排的4个关于金属及其化合物的教学课题,都与生产、生活具有紧密的联系。授课教师在教学设计中都注意了利用这些知识对学生进行化学价值观的培养,像膨松剂、镁合金汽车、神舟飞行器、红宝石、蓝宝石、阿尔茨海默症、斯达舒、速菲力、青砖红砖等是本次优秀课评比活动中的高频词语。正如多位教师在反思自己的教学设计时所说的,化学教学要让学生”从生活走进化学、用实验探究化学、从化学走向社会”,或要让学生感受到“生活中充满化学,用化学看懂生活”。
随着化学科学的发展,人们已经逐渐体会到“迅猛发展的化学已成为生命科学、材料科学、环境科学、能源科学、信息科学等领域的重要基础,它在解决人类社会发展过程中面临的有关问题、提高人类的生活质量、促使人与自然和谐相处等方面发挥着重要的作用。”中学化学教学为了让学生深切地体会到学科的这一特点,就应该使化学教学贴近生产和生活实际,让学生感受到化学知识的实用价值。
3 基于学科观念建构的化学教学应注意的几个问题
相对于学科知识而言,中学化学课程中的学科基本观念,除了与有关概念和原理相对应的内容以外,大多具有一定的隐蔽性,而且学科观念的培养不是一蹴而就的。结合本次优秀课评比活动可以看出,基于观念建构的化学教学应该注意以下几个问题:
首先,教师要善于发现课程或教材中的学科观念体系。早在1995年就有学者指出,“对于教师来说,更重要的是发现教材中的科学观念体系”。因为只有这样,教师才能全面把握学科观念的基本内容,明确学科观念与学科知识的主要结合点,并有的放矢地进行系统的教学设计在引导学生理解化学核心概念和基本原理的基础上,逐步习得化学学科的有关基本观念。
【关键词】初中化学;对比实验;教学需求分析;运用策略与方法
在初中的化学教学中,利用对比性的实验方法来开展教学是十分常见。有效的实验不仅能够很好的呈现实验物质的化学性质,还能让学生在实验的过程中用类比的思维快速的记忆知识点,对于学生长期的记忆有着很好的帮助。如何在初中的化学中开展有效的对比实验呢?这也一直广大中学化学教师们在探讨和研究的问题。笔者根据自己近几年来的教学实践经验,论述几个在初中化学教学中开展对比实验要注意的几个问题,结合具体的教学实例来总结一些有效的教学策略与方法。
一、在初中化学教学中开展对比实验要注意的几个问题
在初中的化学教学中,教师在开展对比实验以前,首先要明确几个教学的问题:第一个是该实验的难易程度;第二个是实验在整个实验课程学习中的重要性,第三个是如何突出其对比性。下面我将总结这几个问题对于实验正常开展的重要性:
(一)明确实验的难易程度
在对比实验的应用过程中,教师首先要明确的教学问题是该实验进行的难易程度。在初中的化学实验中,有的对比实验的进行不仅过程较为复杂,其实验的内容也是比较多的,有时候,学生很难在规定的时间里面完成。因此,教师在开展对比实验以前,要根据实验的难度来进行一个实验内容的划分,要在一个合适的教学时间,来开展对比实验。
(二)实验过程的基本演示
在开展实验以前,教师还需要向学生进行一个实验过程的演示。在演示的过程中,教师可以选择自己先在课堂上利用实验器材来进行一个演示,也可以选择利用多媒体的教学媒体,来进行实验教学视频的播放。但是为了课堂教学的安全,大部分的教学更倾向与选择后者。比如,我在教学氧气与二氧化碳、一氧化碳的对比实验时,就是直接在课堂上给学生播放的演示视频。主要是由于一氧化碳是一种有毒气体,教师不易在课堂上进行一个临场的制作。
(三)明确突出实验对比性的教学方法
教师在开展对比实验以前,要能根据学生具体的学习状态,来设计整个实验开展的过程。整个教学设计中包括教师要采取何种方式来组织学生进行实验、实验的^程中要设计何种问题,来引导学生进行学习等,教师要结合具体的实验,来细化教学过程中的各个环节,从而促成一个高效的教学课堂的诞生。
二、如何在初中的化学教学中进行对比实验
(一)通过对比实验,来探索不同或者相反属性物质的化学性质
在初中实验教学中,我们开展对比实验主要是针对不同物质的相反性质来开展的,通过这些物质和另一种相同的物质进行产生的不同的实验结果,进行一个分析、总结、区分,从而让学生牢记这两者之间的区别。例如,我在教学生如何鉴别酸性溶液和碱性溶液时,就是采用的对比实验的方式来开展的。在实验的过程中,我利用到两种实验教学中最为常见的酸性溶液和碱性溶液,即盐酸与氢氧化钠。在选择鉴别的实验溶液上,我分别选择了酚酞与石蕊溶液。在石蕊中加入稀盐酸变红,而在氢氧化钠中则是变蓝;在酚酞中加入氢氧化钠变红,加入稀盐酸则是不变色。通过这两种试剂的不同反应颜色,对比出两种溶液的区别,学生也便于区分。
(二)通过对比实验,进行相同类型的物质化学性质的探索
在初中的化学教学中,我们还可以利用对比实验,来进行相同物质的化学性质的探索。也就是让同一属性的物质,和相同的物质进行反应,最后观察他们的反应结果,从而推断中这一属性的物质的化学性质规律。通过这种方式,学生对于物质性质的记忆将会更加灵活,而不是单纯去死记硬背。例如,我在探讨金属的氧化性这一课题时,就是利用的对比实验来向学生揭示金属的氧化规律。通过不同金属与氧气反应的难易程度,来推断出他们的氧化性。当金属越容易和氧气发生反应时,它的氧化性越高,反之不然。同样,我在探究金属氧化性中,还利用到它们和酸碱反应的难易程度,来反复揭示金属氧化性的规律。通过这种方式,学生对于知识内容的理解、记忆都会更加深刻。
最后值得注意的一点是,教师可以利用分小组来进行对比实验。尤其是在探索相反物质的化学性质时,教师可以将实验的小组分成两个派别。比如上文提到的教学案例――酸碱溶液的区分;教师可以让其中一个派别专门进行酸的颜色的测试,另一个派别的小组则进行碱的颜色的测试,这样不仅能够很好的弥补实验时间的不足,还能让学生之间产生一个良好的互动与学习交流。
结语
在初中化学的实验教学中,教师利用对比性的方法来开展实验教学时,首先要考虑的实验内容是否需要这样一种对比的方式来进行呈现。确定了教学上的需求以后,教师在根据具体的教学内容,来设计对比的过。遵循对比实验中,只能有一个实验的变量,教师来带领学生们进行实验探索。在进行对比实验的过程中,不断的启发学生的思维,让他们养成一个辩证的思维模式。我相信将上述的这些教学策略与方法,运用到初中化学的实验教学中去,一定能让课堂变得更加高效,学生的学习质量也会得到相应的提高。
【参考文献】