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關鍵詞:學生發展核心素養;科學素養;高中化學核心素養
文章編號:1005C6629(2017)2C0003C05 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
根據教育部《關于全面深化課程改革 落實立德樹人根本任務的意見》而的《中國學生發展核心素養》,從文化基礎、自主發展和社會參與三個方面,明確了中國學生應具備的、能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。學生發展核心素養的培養需要學科教育的共性貢獻與個性貢獻,認識和發揮高中化學課程教育對學生發展核心素養的貢獻,就必須研究和分析高中化學核心素養的建構視角。
1 從學生發展核心素養建構高中化學核心素養
學生發展核心素養涉及文化學習領域、個體自我發展領域和社會參與互動領域,反映了個體與自我、社會和文化的關系。學生發展核心素養是所有學生應具有的最關鍵、最必要的共同素養,是每個個體都必須獲得的不可或缺的素養。學生發展核心素養的形成,能使學生成為更為健全的個體,能夠更好地適應未來社會的發展變化,為終生學習和發展打下良好的基礎,并為社會健全和良好發展做出貢獻。學生發展核心素養指向對“培養什么樣的人”問題的回答,與《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010~2020年)》提出的“促進人的全面發展、適應社會需要”的教育質量根本標準相一致[1]。
化學是在原子、分子水平上研究物質的組成、結構、性質、變化及其應用的一門基礎學科,化學不僅與經濟發展、社會文明關系密切,也是材料科學、生命科學、環境科學、能源科學和信息科學等現代科學技術的重要基礎,化學在促進人類文明可持續發展中發揮著日益重要的作用。普通高中化學課程是與九年義務教育《化學》或《科學》相銜接的基礎教育課程,不僅對科學文化的傳承和高素質人才的培養具有不可替代的作用,更重要的是高中化學課程是落實立德樹人根本任務、促進學生發展核心素養形成和發展的重要載體。
表1中分析了高中化學課程對學生發展核心素養的貢獻,從中可以清晰地看出:高中化學課程對學生發展核心素養的形成和發展具有不可替代的作用,其中既有與其他學科教育對學生發展核心素養的相同貢獻,也有其自身的特殊貢獻。
在化學科學發展的歷史進程中,化學領域的每一個重大的理論進展、每一個重要的發現和發明,都是基于實驗研究或經過實驗事實檢驗的,尊重事實和證據、基于證據推理形成結論,從結構與性質相系的視角表征物質的結構和性質,從變化與平衡相統一的視角揭示物質變化的規律,是化學科學重要的科學研究視角和思維方式;創造和識別物質是化學科學的重要特征,化學發展的歷史從本質上說就是一部不斷創新的歷史,創新是化學科學發展的重要動力源泉之一,也是化學學術共同體的思維品質;化學科學發展的成果是人類智慧的結晶,是人類在創造之路上不畏艱險、百折不回、勇于實踐創新的結果,化學科學帶給我們的不僅是一種知識的進化和思維的啟發,還有一種力量的支撐、精神的鞭策和創造的信念。讓高中生像化學家那樣學習和探究化學科學的原理和方法,像化學家那樣用辯證的、歷史的和發展的觀點分析和解決問題,一定能發展學生的思維品質。
化學科學的任務之一是致力于探明物質世界的規律,這不僅是化學學術共同體堅持實事求是的科學精神、獨立思考和勤于探索、敢于質疑和批判的結果,也是化學學術共同體在國際視域下對話與交流、爭論與合作的過程中不斷創新發展的結果,同樣是化學學術共同體中的不同研究方法、不同觀念和不同學術理論包容發展的結果。讓學生像化學家那樣探究和學習化學,能幫助學生發展批判質疑的思想品質,拓展國際視野,尊重世界多元文化的多樣性,具有團隊意識和互助精神。
源于人類生活、服務于人類生活的化學,與人類的生活息息相關、密不可分,化學科學的發展促進著人類物質和精神文明的進步。運用化學原理和化學技術,解釋生活中的化學現象,解決生活中的化學問題,提高人類生存質量和生活質量,是化學科學對人類的重要貢獻之一。學生從生活和生產實際中探究和學習化學,既是運用化學原理、觀念和方法解釋生活中的化學現象和解決生活中與化學相關的問題的過程,也是形成解決未來生活中可能面臨的陌生、復雜甚至不可預測的問題的能力的過程。
恩格斯曾經說過,“化學既是關于自然的科學,又是關于人的科學。在當代科學的發展趨勢中,它們正在走向統一。因此,化學不僅僅是認識生命與進化的手段,也是人類生存和獲得解放的手段”。化學學科發展過程中處處充滿的人文情懷和審美情趣,同樣發展著學生的“人文底蘊”。當今,人類的生活已經被合成材料、合成藥物、農化產品等20世紀最重要的發明所包圍,今天及未來都要靠化學來支撐,沒有化學的世界是難以想象的,正如美國有機化學家、有機合成之父伍德沃德所說,“在上帝創造的自然界旁邊,化學家又創造了另一個世界”。即使在人類社會面臨人口增長、能源資源匱乏、環境污染等挑戰的今天,這些問題的解決方法和手段絕對離不開化學。化學已經并正在作出不可替代的重要貢獻,在應對21世紀人類共同面臨的挑戰中依然肩負重任。讓學生像化學家那樣探究和學習化學,不僅能夠促進學生成為自然界的創造者、合理利用者和改造者,而且能夠使學生成為自然界的友好保護者和綠色化學理念的踐行者,實現人類與自然和諧相處和人與自然、社會的可持續發展。
由上述分析可知,提升學生發展核心素養需要讓學生學習化學課程。一是化學課程能服務于發展學生的“文化基礎”方面的核心素養:讓學生了解化學知識、原理和觀念,并運用所習得的化學觀念和思想解決生活中與化學相關的問題;能讓學生形成“尊重事實和證據并基于證據推理形成結論、從結構與性質相聯系的視角表征物質的結構和性質、從變化與平衡相統一的視角揭示物質變化的規律”等化學特征思維方式;能讓學生從化學科學的發展進程中,形成并發展批判質疑的思維品質和創新意識。二是化學課程能服務于發展學生的“自主發展”方面的核心素養:讓學生學習源于人類生活服務于人類的化學,認識化學科學發展對人類生活的貢獻和作用,以提高學生的生存和生活質量,激發學生濃厚的學習興趣和強烈的崇尚科學的志向;讓學生像化學家們那樣學習和探究化學,不僅學習化學知識,還體驗探究過程和方法,掌握科學學習方法,初步形成終身學習的意識和能力。三是化學課程能服務于發展學生的“社會參與”方面的核心素養:讓學生像化學家們那樣學習和探究化學,學會對話與交流、合作與分享,發展團隊精神和合作意識;讓學生通過綠色化學理念、STSE相關內容的學習,形成低碳節能的生活習慣,發展應用化學技術解決實際問題的操作技能和能力;讓學生通過化學成果對當下和未來社會所作貢獻和產生的風險的認識,形成社會責任感和可持續發展的觀念;讓學生通過食品安全、危險化學品的使用和環境保護等法律法規的學習,形成遵紀守法的行為規范。
2 從科學素養建構高中化學核心素養
化學是自然科學領域的一門重要基礎學科,化學核心素養必然是科學素養的重要組成部分。根據科學素養的內涵確定化學核心素養,是化學核心素養建構的重要視角之一。
通常認為,科學是一種知識體系、研究過程和社會建制。科學是人運用實證、理性等方法,就自然以及社會乃至人本身進行研究所獲取的知識的體系化結果[2]。雖然人們對科學素養內涵的認識還沒有完全統一(見表2),但分析比較不同國際組織和學者對科學素養內涵的共同要素,不難發現,化學核心素養包含化學知識與觀念、化學思維與方法、科學探究與實踐、科學精神與責任。
化學知識與觀念是人類在科學實踐中認識物質世界及其變化過程所形成的知識體系和經驗總結,是化學學術共同體通過科學探究,運用科學思維與方法,從分子層次對物質的組成、結構、性能和轉化規律等進行研究所形成的化學核心概念和學科觀念。通過高中化學課程學習,學生能建立構成物質是客觀存在的、物質是由元素組成和微粒構成,物質的結構決定物質的性質,物質的轉化是有條件的、轉化過程中遵循質量和能量守恒等化學學科核心觀念。
化學思維與方法是人類化學探索活動中對感性認識材料進行加工處理并形成科學結論的思維方式與途徑,是學生順利學習化學知識和解決化學問題過程中所應用的具有化學學科特質的思維視角和方式。在高中化學學習和化學問題解決中,學生能夠結合生活經驗,通過觀察和實驗獲取物質及其變化的感性認識,運用分析與綜合、歸納與演繹、抽象與概括、假設與建模等方法形成理性認識;能夠通過實驗等方法獲取檢驗科學結論的證據,并基于證據進行推理;能根據物質的組成元素、構成微粒及微粒間作用力的差異對物質進行分類,能從宏觀、微觀相結合的視角對物質及其變化進行化學符號等形式的表征。
科學探究與實踐是人類在認識自然界的過程中,獲取證據、建構解釋的各種活動和方式,所有科學研究成果都是科學探究與實踐活動的結晶,科學探究與實踐也是學生學習化學、培養創新精神和實踐能力的重要活動方式。通過高中化學課程學習,學生能認識科學探究與實驗在化學研究和學習中的作用,能在化學實驗與探究中有效地與同伴合作和交流;掌握物質合成、分離和提純、組成檢驗和測定、性質和應用等化學實驗的方法和技能,能設計和實施簡單的實驗方案,能對觀測的實驗現象和數據做出合理的解釋;具有將化學研究成果應用于生產和生活實際的意識,能運用科學探究的方法解決或解釋生活中與化學相關的簡單實際問題。
科學態度與價值觀是人類在科學發展過程中形成的對自然、科學實踐、科學技術與社會關系的整體認識,是人類活動的道德精神和價值取向在科學研究和實踐中的體現。通過高中化學課程學習,學生能保持對物質及其變化的好奇和探究欲望,具有積極地探索科學問題的熱情;理解化學科學的人文內涵,贊賞化學科學對提高人類生活質量和促進人類社會發展的作用,能用變化和發展的觀念看待化學科學;能初步形成對科學、技術、環境與社會的相互關系的正確認識,尊重生命、關愛自然、崇尚科學,具有用科學倫理道德權衡化學技術成果運用于實踐的利弊的意識。
3 從化學科學建構高中化學核心素養
建構化學核心素養必須明白什么是化學。我國著名化學家徐光憲先生是這樣定義化學的:化學是用Z方法研究X對象的Y內容以達到W目的的科學。具體地說,化學是用實驗、理論和計算機模擬的方法研究原子、分子片、結構單元、分子、高分子、原子分子團簇、原子分子的激發態、過渡態、吸附態、超分子、生物大分子、分子和原子的各種不同維數、不同尺度、不同復雜程度的聚集態和組裝態,直到分子材料、分子器件和分子機器的合成和反應,制備、剪裁和組裝,分離和分析,結構和構象,粒度和形貌,物理和化學性能,生理和生物活性及其輸運和調控的作用機制,以及上述各方面的規律、相互關系和應用的自然科學[3],化學的目的和其他科學技術一樣是認識世界和改造世界,但現在應該增加一個“保護世界”。
首先,從本體論的視角看化學可回答化學是什么的問題。化學是探索物質的科學,致力于揭示客觀存在的物質的本來面貌,包括物質的組成、結構、微粒的相互作用、聚集狀態等;致力于揭示物質通過化學變化轉化為新物質的規律,包括物質轉化條件,轉化過程中的質量和能量的守恒,轉化過程的方向、速度和限度等。
其次,從認識論的視角看化學可回答化學是如何研究和認識物質的問題。化學科學發展的歷程說明,化學通過觀察和實驗獲得對物質及其變化的感性經驗,再從宏觀與微觀相聯系、結構與性質的關系的視角,通過分類比較、分析綜合、歸納概括、抽象推理、假設、建模等科學思維方法,形成對物質本質及其變化規律的認識,并將新的認識通過實驗進行檢驗。化學對物質的認識和研究,需要化學相關學科和技術的交叉、融合和滲透,需要團體和國際間的合作和共同發展。
再其次,從價值論的視角看化學可回答化學科學發展理想目標的問題。從化學科學發展的目標看,化學科學是為了認識、改造和保護世界。化學科學在生命科學、能源科學、材料科學、環境科學、航天航空和信息技術等領域的滲透和融合,促進了化學等相關科學的發展,化學與社會、技術、環境等和諧相處過程中促進了人類生活質量的提高和社會進步。
基于化學學科視角建構化學核心素養,可從化學研究方法、研究對象、研究內容和研究目標等方面分析。化學是以實驗、理論(數理)和計算機模擬等方法研究物質的,而實驗方法是最基礎和最重要的研究方法,高中化學教育要發展學生通過實驗獲取物質及其變化的證據、基于證據推理形成結論的思維能力,發展學生通過實驗探究解決與化學相關實際問題的能力;化學研究對象是分子層次的物質,而中學化學課程中所探究的大多數是分子、原子、離子等微粒層次構成的物質,高中化學教育要讓學生形成物質結構與性|相聯系的科學觀念,具有宏-微-符相結合表征物質及其變化的能力;化學研究內容是物質的組成、性能、變化規律及其應用,高中化學教育要讓學生形成化學變化是有條件的、化學變化與平衡相統一的學科觀念,具有運用觀察、實驗、理性分析、模型建構等方法探究物質及其變化的能力;化學研究的目的是認識世界、改造世界和保護世界,高中化學教育要讓學生形成化學、技術、環境與社會和諧、可持續發展的價值觀,發展科學精神和社會責任感。
綜合從學生發展核心素養、科學素養和化學課程的學科價值與育人價值等方面分析和建構高中生化學核心素養,我們可以發現:(1)高中化學核心素養應該包含化學學科觀念、化學學科思維、科學探究實踐和化學學科價值追求等方面。其中,化學學科觀念是化學學科知識和原理的高度抽象和概括,處于化學知識的核心位置;化學學科思維是除了一般科學思維外具有化學特征的思維方式,如從結構與性質相聯系、變化與平衡相統一的視角分析和解決問題的思維方式等;科學探究實踐是以化學實驗為主的探究,強調用實驗方法探究分子層次物質的結構、組成、性質和變化規律,用實驗方法學習和研究化學;化學學科價值追求是基于實證對物質世界的探索和創造,并追求人與自然的和諧、可持續發展。(2)高中化學核心素養是學生在化學課程學習過程中形成和發展的,離開了科學、正確的化學學習過程和學習方式無法形成化學核心素養。學生只有通過自主、合作、探究等多樣化的學習方式,才能在學習過程中自主獲取化學學科知識、形成化學學科觀念、體驗化學實驗探究的過程、運用化學特征的思維方式分析和解決實際問題、認同和踐行化學學習價值追求。
參考文獻:
[1]趙婀娜.今天,為何要提“核心素養”[T].人民日報,2016:20.
一、做好初高中銜接
初中化學從啟蒙開始到畢業參加中考,時間僅有短短一年。而現行初中化學教材中的許多知識點與高中化學的內容緊密相聯,如:初中的原子結構的初步知識和高中的元素周期律。初中的酸、堿、鹽、單質、氧化物間的相互變化與高中的元素及化合物的性質。初中的各反應物、生成物間的質量比與高中的各反應物、生成物的物質的量之比,等等。為了更好地學習高中的新知識,為了溫習鞏固初中的已有知識,我們選擇了在進行高中化學教學之前對初中的以下幾個知識點進行了銜接。銜接內容如下:
1、初高中學習方法的區別(2課時)
教師介紹初高中在教材、學法、課時等方面的不同---1課時
座談會:請高三的化學優秀生與同學們進行交談、經驗傳授---1課時
2、化學基礎知識(2課時)
個體歸納與集體總結相結合
3、化學反應及其規律(2課時)
主要介紹初中的一些常見反應及類型
4、化學實驗(2課時)
布置實驗,學生自行設計方案動手操作
5、化學計算練習(1課時)
二、重視課前的預習
“凡事預則立,不預則廢” ,預習是基礎。我們經常說“向四十分鐘要效率”,如何要效率,課前預習便是提高效率的方法之一。在預習過程中,對即將要學習的新課能夠做到心中有數,知道哪些內容能夠自己弄懂,哪些內容自己無法弄懂,聽課時,便可集中精力去聽那些自己沒弄懂的部分,這樣可以變被動聽課為主動聽課,變盲目聽課為帶著疑問聽課,使聽課變得更有針對性了,能夠更好地抓住課堂學習的重點和難點。例如:高一教材中“物質的量”的學習,如此抽象的名詞在沒有預習的前提下學生很難接受,很難理解,會出現知識的“攔路虎”,影響進一步的學習,但如果有了課前預習,學生就會大概知道“物質的量”也是一個國際通用的基本物理量,對它的概念和研究范疇有了一定的了解,再加上老師在課堂上的生動講述,學生也就會更容易理解這個內容了。下面介紹常見的預習方法:
(1)專題單元結合預習法:首先粗讀整個單元、整個專題的內容,把握整體,然后找出本單元、專題的重點、難點和疑點,理出頭緒。想一想每一部分的主要內容是什么,對難點和疑點應該如何掌握,如何理解?為什么要這樣理解?從另一個角度理解行不行?哪些知識是記憶性的?哪些知識是看不明白,等等。這樣就為上課時搞清、搞懂、掌握、記憶所學知識打下了堅實的基礎。
(2)習題試解法:習題試解法是指在預習完教材之后,馬上看一看課后的練習題和學案上的練習(化學課前教學先提供一份導學案),然后對照教材進行試解,這樣在試解過程中,就會檢驗出預習的情況,是懂還是不懂。例如:對化學實驗方法一節來說,通過對教材的習題試解后,就可理出本節的重點內容是:①過濾的操作要點,②分液的條件,③離子的檢驗方法,④實驗操作的安全問題。
三、重視課堂的實驗教學
化學是一門實驗性很強的學科,是培養學生學習化學興趣的有效手段。興趣是學習的動力源泉,學生學習最怕的就是沒有動力。而我們的化學實驗,反應產生的各種千變萬化的現象正是吸引學生注意力、培養學生興趣的最佳良藥。
實驗能提高學生的學習的興趣。實驗具有千變萬化的現象,其中又蘊涵著各種化學原理,是喚起學生學習興趣的有效手段。如:Fe2+和Fe3+之間的相互轉化,我設計為實驗教學,學生的興趣大大提高了,這部分知識點也理解得更加透徹了。用榨汁機把青蘋果榨成汁,果汁短時間顯淺綠色,放置幾分鐘時間,蘋果汁很快變成了較深的黃色,加入維生素C藥片粉末,攪拌溶解,蘋果汁很快黃色變淺或變為原狀。該實驗來源于日常生活現象――蘋果汁的變色。內含的化學知識:Fe2+和Fe3+之間的相互轉化,即蘋果汁中的Fe2+被氧化劑(氧氣)氧化為Fe3+,Fe3+被還原劑(維生素C)還原成Fe2+。
實驗中,由于各種原因,有時實驗現象會與我們的預期結果出現反差,就是我們所說的實驗不成功了。其實,我個人覺得這并不會影響實驗的功能,甚至有時候我們需要故意做一些這樣的實驗來強化某些知識。就拿化學反應方程式的書寫來說,總有一些同學不把反應的條件當一回事。酚酞遇堿變紅色遇酸不顯色,高中學生都知道,但在濃度高于2mol/L的氫氧化鈉溶液中加入酚酞,它會變紅,振蕩褪色;再滴加酚酞變紅色,振蕩又褪色;在濃度高于80%的濃硫酸中加入酚酞,溶液顯橙紅色,振蕩不退色。例舉該實驗不是想說明其中的原理,也不是說前面的結論有錯誤;我想它可以幫助我們解決這樣一個問題:“老師辛辛苦苦強調化學反應條件的重要性,而學生置若罔聞,時常在書寫方程式時把反應條件置于一邊給忘了”。而這個實驗會使我們認識到在實驗中,條件的改變會引起反應質的變化,關系到實驗的成敗。通過該實驗可以給學生一種震撼,讓學生體會并認識到化學反應中條件控制重要性。
四、重視課后的知識鞏固
做好課后復習,鞏固課堂知識,是學好化學的不可缺少的重要環節。復習時經過“回憶再現”,回憶不起來的地方,搞不清楚的問題,大部分可在課后再讀之中得到解決。復習時,我們應強調讓學生全面過目,對理解的、記住的部分不必花費很多功夫,對不理解、未能記住的地方要多花些時間。課后再讀也包括對課堂筆記的整理,在閱讀教材的過程中,將不完全的筆記補齊,將記得不準確、不正確的筆記修改過來,力求筆記的完整、正確、實用。使之線索清楚、重點突出,成為適合自己的復習資料。
五、重視習題的精選及講評
練習是檢測知識掌握情況的有效手段。課程標準和新教材對知識點的要求降低了,現有的許多參考資料無法直接應用,過多的實行“拿來主義”,勢必會出現一定程度的錯誤導向,使學生喪失學習的積極性。因此我們選擇作業時,要根據教學目標,精心編排練習題和測試題,做到選題科學,用題準確,注意從不同角度多練學生易錯、易模糊的知識點。另外,還應考慮到一個班的學生在方方面面的差距,對完成情況定出不同的標準,讓每一個學生都能根據自己的程度獨立完成自己能夠完成的作業,實現學習過程中真正意義上的“躬行”。
關鍵詞: 有機化學;能力;幫助
中圖分類號: G427 文獻標識碼: A 文章編號: 1992-7711(2013)22-077-1
有機化學學科的特點是:有機化合物結構的多樣性,轉化的復雜性,實驗的繁瑣性,應用性強。從具體到抽象、從微觀到宏觀、從本質到現象、從直觀到理論和規律,需要記憶的東西與其他學科相比較多且難,這對學生學好有機化學提出了很高的能力要求。
針對有機化學系統性很強,知識網絡清晰和靈活性較大等諸多特點,筆者經過幾年的教學經驗總結,認為學生在有機化學模塊的學習過程中,需要具備觀察能力、知識建構能力、實驗能力和解決實際問題的能力等諸多能力,注重這些能力的培養可以幫助學生在學習有機化學時收到事半功倍的效果。
一、觀察能力
有機物的結構變化多樣,在有機化學教學中,為了更好地再現有機物的豐富的空間結構,出現了大量的有機結構模型,比如甲烷、乙烯、乙炔、苯、甲醛等常見有機物的結構模型,學生需要仔細觀察這些模型,從而理解一些特殊的空間構型,再如,在講到立體異構時,需要讓學生親手搭建模型,進而仔細觀察,才能更為深刻地理解立體異構是怎么回事。但是,還有很多有機物的結構式是沒有模型可以參考的,這個時候需要學生能夠對寫出的結構式進行觀察,并想象其應有的空間構型,這就對學生的觀察能力提出了更高的要求。同時有機化學的實驗相對比較復雜,這就要求學生對實驗裝置以及不同條件下可能產生的不同實驗結果進行細致入微的觀察才能歸納出準確到位的實驗結論。
在有機化學課堂教學中對學生觀察能力的培養應該是潛移默化的,要讓學生對被觀察的事物有濃厚的興趣,并要善于觀察,具體應做到以下幾點:首先對于每次觀察的目的要明確,重點突出,盡量能做到觀察敏銳、快速和細致;其次要具備從宏觀觀察折射到到微觀想象的能力,例如要能把擺在面前的“死”的分子立體模型“活”化;再次要能夠去粗取精,去偽存真和比較鑒別,并能對觀察到的宏觀現象進行分析、綜合和概括,并總結出一些相對應的結論,還要會用較為簡煉的語言描述一些記憶方法和規律。
二、實驗能力
《普通高中化學課程標準(實驗)》中明確指出,化學實驗對全面提高學生的科學素養有著極為重要的作用,有助于激發學生學習化學的興趣,幫助學生理解和掌握化學知識和技能,啟迪學生的科學思維,培養學生的科學態度和價值觀。由此可見,學生在《有機化學基礎》模塊的學習過程中要注意分析教材中實驗的內涵及其操作,當學生看到具體的實驗現象時,對有些知識的理解不再是抽象的,而是實實在在的。學生通過實驗的研究,既有利于他們對概念的理解,又有助于學生學習興趣的提高。
同時,新教材變演示實驗為“活動與探究”,這相比較過去的教師演示實驗而言,學生的參與性增加了,教師給學生提供一定的實驗用品,引導學生根據所學知識,獨立設計實驗方案對問題進行探究,即變驗證性實驗為探究性實驗。例如有機化學教材中有關醇、酚的性質實驗,原來學生只需“按方抓藥”不用做過多的思考,這樣的結果是學生的主動性和創造性根本得不到發揮,因此,我們有必要引導學生將部分性質實驗改變為探究性實驗。可以說,學生提出的方案越多,思考的角度就越廣,思維就越深刻。與此同時,學生經過交流討論,碰撞出許多創造性思維的火花,不僅給學生增加了活動的機會,讓學生親歷實驗操作的過程,而且還讓學生體驗了科學探究的方法,更能培養學生科學探究的能力。有機化學實驗的繁瑣性要求學生具備較強的實驗理解能力和動手能力。
三、知識建構能力
有機化合物轉化的復雜性就要求學生要有很強的建構知識結構的能力。一門學科理想的認知結構理應是一個充滿層次感的金字塔結構,包括范圍最大的那些概念位于金字塔的頂點,它們容納了那些概括性越來越低的一些事實材料。學生自身具備的有關某一學科的認知結構雖然與教材結構是不完全相同的,但主要是由教材結構轉化而來的。對于高中有機化學來說,學生應該建立的認知結構是以有機物的分類(即官能團)為基本框架,以各種官能團的相互轉化為橫向線索的,同時適當的穿插一些陳述性的材料,比如有機化學的發展史、有機化合物的類型和特性等。教學中有效地進行知識組塊能夠梳理知識,使知識網絡化、系統化,這就是具體的良好認知結構的構建。所謂建模,就是建立模型,即建立知識模塊一知識的組織。
一、掌握概念的內涵和外延
新概念的形成,往往是從新事實與學生已掌握的概念間不相適合開始的,其間必然要暴露矛盾.物質間的化學反應,從宏觀上講,是各物質間按一定的質量比進行的,從微觀上講,是各物質的微粒間按一定的個數比進行的.如:Fe+S=FeS,其質量比是56∶32∶88,微粒個數比是1∶1∶1.
涉及到的重要概念有:摩爾、摩爾質量(氣體的摩爾體積、阿伏加德羅常數、阿伏加德羅定律、物質的量濃度等,不求甚解是學習的大敵,對這些概念,決不能停留在記憶上,而要搞清楚它的來龍去脈,深刻理解它的內涵和外延,例如“摩爾”這個概念,可以從以下四個方面來掌握.
1.摩爾表示的意義:“物質的量”的計量單位,是七個國際基本單位之一.
2.摩爾的大小:1摩爾任何物質包含阿伏加德羅常數個微粒.
3.摩爾計量的對象:微觀粒子(分子、原子、離子、質子、中子、電子等)或它們的特定組合.
4.使用時的注意事項:使用摩爾單位時,必須指出微粒的名稱或符號,如“1摩爾硫酸分子”、“0.5摩爾NaCl”.同時也可以通過分析一些實例來加以理解.
二、掌握類比分析
類比是一種非常重要的思維形式,它是由相似、相關事物而連成的一種更廣闊的聯想.通過類比質疑問難,可以由此及彼,靈活應用所學知識,達到融會貫通,避免孤立地看待某些問題,只見其特殊性,不見其普遍性,從而加大類比聯想的跨度,拓寬思維的廣闊性.例如:想要知道1斤大米中含有多少粒米?我們不妨稱量1000粒米的質量,把1000粒米做為一個集體.科學上規定:把12克碳―12所含的原子數(稱阿伏加德羅常數)做為微粒集體.12克碳―12含有的碳原子數是多少呢?12克D1.993×10―23克(1.993×10―23克為1個C―12的質量).衡量物質含有多少個阿伏加德羅常數的微粒,該物質的物質的量是1摩爾.摩爾是表示物質的量的單位,每摩爾物質含有阿伏加德羅常數個微粒.
三、掌握“量”的互變關系
量的互變關系式是進行化學計算的“工具”.學生不但要熟練掌握教材中出現的基本公式,而且要能夠根據基本公式和有關規律推導出其他關系式.關鍵性詞語必須仔細推敲,同時注意闡述構成概念的特定條件,講解其涵義.物質的量跟質量、長度等概念一樣,是一個物理量的整體名詞,不得簡化,增添成分.摩爾與千克、米一樣,是國際基本單位之一,它對應的物理量是物質的量.用摩爾作單位計量物質的多少時,必須指明被計量對象的微粒名稱.阿伏加德羅定律是一個重要的氣體定律,是解決有關氣體計算問題的重要工具,不僅要掌握定律本身,而且還要掌握由定律導出的一系列關系式,如
n1Dn2=V1DV2=N1DN2,ρ1Dρ2=M1DM2,……
的涵義及其應用.
摩爾基本關系式:
導出關系式:
1.根據基本公式導出的關系式
(1)n1Dn2=N1DN2
(2)m1Dm2=M1DM2
(等物質的量的兩種物質)
2.平均分子量計算公式
=(n1Dn總)M1+(n2Dn總)M2+…
=(V1DV總)M1+(V2DV總)M2+…
(適用于氣體)
3.物質的量濃度跟溶液質量分數換算公式:
摩爾濃度=1000×密度×溶液質量分數D溶質的摩爾質量
4.根據阿伏加德羅定律和克拉珀龍方程推出的公式(只適用于氣體)
(1)n1Dn2=V1DV2(同溫同壓)
(2)V1DV2=N1DN2(同溫同壓)
(3)V1DV2=M1DM2(同溫同壓同質量)
(4)n1Dn2=p1Dp2(同溫同體積)
(5)相對密度=d1Dd2=M1DM2(同溫同壓)
(6)M=22.4×d(標準狀況)
四、掌握知識點練習
對某些重要的知識點,要重點進行“變式”練習.縱觀歷年的高考試題,有關“阿伏加德羅常數”、“氣體的摩爾體積”、“熱化學方程式的計算”等知識點幾乎年年都考,因此,對這些知識點,要搜集相關的題目及時練習,這樣做不但能有效地鞏固所學知識,還能培養解題能力和發散思維能力.學習知識的目的是為了應用知識分析并解決問題,而應用知識分析并解決問題的目的是為了加深對所學知識的理解和促進學習,它們在學習中的作用是相輔相成的,人們常說“眼過千遍,不如練一遍.”這有力地說明了練在學習中的作用和功能.多年的實踐經驗說明:要想練而得法,并達到活用和運用自如的境地,首先要與教學同步,做好基礎題,這是掌握知識并進行活用的前提,在此基礎上再進行一題多解和多題一解的訓練.通過一題多解來活躍思維,拓展思路,培養發散思維能力;通過多題一解來培養自己從個別到一般、從個性到共性的收斂思維能力,并達到觸類旁通,舉一反三的效果.試題可選用歷年的競賽、高考、會考中典型的、有代表性的試題作為練習的藍本,但一定不要好高騖遠,做基礎題才是至關重要的.
例1化合物A是一種不穩定的物質,它的分子組成可用OxFy表示.10 mL A氣體能分解生成15 mL O2和10 mL F2(同溫同壓).則A的化學式是,推斷理由是.
解析結合題給信息,根據阿伏加德羅定律的推論1可得,
n(A)∶n(O2)∶n(F2)=V(A)∶V(O2)∶
V(F2)=2∶3∶2,
則化學反應方程式為
2OxFy=3O2+2F2.
再根據質量守恒定律得
2x=6,2y=4,
解得x=3,y=2,
故A的化學式為O3F2.
例2把同溫同壓下的11體積的氫氣,5體積的氧氣和1體積的氯氣組成的混合氣體在密閉容器內引燃后,恰好完全反應,所得鹽酸的質量分數為
A.28.85%B.27.5%
C.45.6%D.44.5%
解析混和氣體引燃后發生的反應為
H2+HCl點燃2HCl
2H2+O2點燃2H2O
根據化學方程式中各物質的計量數之比,等于其物質的量之比,以及氣體在同溫同壓下,n1Dn2=V1DV2的原理,由反應方程式可推得混合氣體恰好完全反應,所得鹽酸的質量分數為
2×36.5D10×18+2×36.5×100%=28.8%.
選A.
例3一定質量的無水乙醇完全燃燒[C2H5OH(液)+3O2(氣)2CO2(氣)+3H2O(液)]時放出的熱量Q,它所生的CO2用過量飽和石灰水完全吸收可得100 g CaCO3沉淀,完全燃燒1 mol無水乙醇時放出的熱量
A.0.5QB.QC.2QD.5Q
解析由
C2H5OH+3O2點燃2CO2+3H2O
和CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O
可得關系式C2H3OH~2CO2~2CaCO3.
并推得燃燒時放出Q熱量的乙醇的物質的量為0.5 mol,所以,1 mol乙醇完全燃燒時放出的熱量為2Q,答案為C.
四、掌握技巧的形成