《化学反应原理》模块有效教学的设计策略

苏永平 张昀

[关键词]化学教学；化学反应原理；知识体系；模块；设计策略

[中图分类号]G633.8[文献标识码]C

[文章编号]1004-0463(2012)06-0052-02

《化学反应原理》模块作为高中化学新课程选修课程中重要的组成部分，是化学学科理论基础之一，也是高考必选模块。由于研究对象的复杂性和关联性、研究层次的多样性和交错性、研究方法的综合性和实用性，成为学生学习、教师教学的难点。如何理解除模块的教学功能、把握教学内容的深度和广度，运用多元化的设计策略来提高教学的有效性呢?本文就此问题谈谈自己在这方面的教学实践体会。

一、从课程标准的研读中领悟《化学反应原理》模块的教学功能价值

高中化学课程标准指出：《化学反应原理》模块的内容主要从化学反应与能量、化学反应速率和化学平衡以及溶液中的离子平衡等三个方面来探索化学反应的规律及其应用。通过本模块的学习让学生在以下四个方面得到发展：一是认识化学变化中能量转化所遵循的基本原理，初步形成关于物质变化的正确观念。二是了解化学反应中能量变化所遵循的规律，知道化学反应原理在生活、生产和科学研究领域中如何应用。三是赞赏运用化学反应原理合成新物质对科学技术和人类社会文明所起的重要作用，能列生产、生活和自然界中的有关化学变化现象进行合理的解释。四是激发学生学习化学的兴趣。化学反应原理揭示了化学反应的本质规律，它能帮助学生深入理解元素化合物知识，促进学生的化学反应知识系统化、结构化，帮助学生发展逻辑推理能力，促进学生的化学素养。通过该模块的学习要让学生学会怎样看待物质和物质变化、学会研究化学和化学变化的方法、学会怎么看待化学，学化学可以干什么，即化学研究可以促进人类社会的和谐发展。为有志于从事化学及其相关专业的学生提供较为完整和系统的化学反应原理的相关知识，为他们将来进一步学习化学打好基础。

二、研究教材的知识体系。把握教学的深度和广度

化学反应原理是人类总结得到的化学反应的一般规律，涉及化学反应的能量转化、方向、限度、速率以及机理等方面的问题。与原教材有相似之处，与《化学必修2》也有相似之处，但同中有变。内容变化了，增加了熵与熵变、化学反应的方向性、电离常数、沉淀溶解平衡等知识；要求变化了，某些知识的教学要求有所提高，例如，盖斯定律从“阅读”提高到“能用盖斯定律进行计算”，化学平衡常数从“了解”提高到“知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应的转化率”等；内容组织也发生了很大变化，增设了很多栏目引导学生探究、分析、比较、归纳，更加关注化学与社会的联系，突出化学的应用价值。该模块教学内容的深度和广度主要抓住两条线：一个是模块线，同样的教学内容在不同模块的功能定位、教育价值、教学的深度和广度是不一样的；第二条线就是要纵向地看到必修、选修和高考这三个层级在处理相关内容时的学习水平差异性。不可盲目拓宽原理内容的深度和广度，找准内容的定位。注意与必修内容的衔接(原电池、电解池、化学反应速率和限度)，注意教材内部内容的衔接(反应焓变一反应方向的判断一化学平衡移动一溶液中的离子平衡，如电离平衡、水解平衡、溶解平衡等)，注意与大学内容的衔接(焓变、熵变、化学反应的方向、沉淀溶解平衡)。例如，原电池这部分内容在必修阶段就是为了建立“化学反应能够把化学能转换成电能”这样一个观念，以原电池作为模型来帮助学生建立能量转换的观点，所以它的重点不在于对原电池的构成条件的认识，也不在定量的计算。在《化学反应原理》模块中的要求是理性的认识水平，要讨论电极反应、电池反应、原电池的本质，包括原电池的各种变式金属腐蚀的问题也会涉及到。不能因为看到高考题出这样的题就认为必修教学讲原电池也要讲到这个水平，这就违反了学生的认识规律，违背新课程“分阶段学习、螺旋式上升”的特点，是不符合新课程的课程结构设置的。

三、运用多元化的教学设计策略，提高教学的有效性

1 明确知识脉络，抓住认知脉络，设置问题线索，提供事实和证据。建构主义理论认为：对学习内容较为深刻的理解和掌握是通过学生主动建构来达到的，而不是通过教师向学生传播信息获得的。学习者在一定的情境下学习，或利用自己原有认知结构的有关经验同化新知识，或通过“顺应”、改造、重组原有的认知结构来同化新知识，理解、掌握学习内容。教学设计强调以学生为中心，强调教学环境的设计，强调利用各种信息资源来支持学生的自主学习和协作学习，强调学习过程的最终目的是完成知识的意义建构。基于以上要求，教师在进行教学设计时可以先分别进行以下线索的设计知识脉络一已知脉络一问题线索一解决问题的证据，然后再形成一个完整的教学设计。

2重视运用逻辑推理，凸现原理形成过程。化学反应原理是人们通过对大量化学反应的观察、比较、分析、综合、抽象、概括等思维过程形成的，它的形成是由特殊到一般、由具体到抽象、由现象到本质的认识过程。因此，在教学中要抓住这部分内容的基本特征——定性分析与定量计算相结合、感性认识与理性分析相结合，采用归纳法、运用逻辑推理得到一般规律性结论，达到深化对过程本质认识的目的。在教学设计过程中应注意通过实验、图像、表格、多媒体课件、录像等常见的直观教学手段，将化学原理具体化、形象化、直观化，有利于启发学生的思维，完成由感性认识向理性认识的飞跃。例如，在进行化学平衡状态的教学中，可以采用正、逆反应速率与时间关系图进行直观教学；在电化学基础的教学中可以采用多媒体课件模拟微观过程来直观演示原电池、电解池原理等。

3重视概念学习的层次性，关注概念的形成和发展过程，体现概念的科学性。教学过程中要注意化学基本概念的层次性。概念教学的处理要把握四个层次：概念本身的内涵和外延；概念教学时所使用的方法和策略，即如何去研究概念，如何获得概括性本质的认识；概念本身承载了认识的方法和认识问题的思路；不仅建立具体的概念，还要形成基本观念，要关注概念的形成、发展过程。根据教学经验或问卷调查探查学生的已有概念，找到学生认识的生长点，再通过设置问题情境、合作探究来完成对概念、原理的认识。例如，在“焓”的教学中，既不要引导学生从化学热力学的严格定义上了解“焓”的概念，也不能避而不谈，要让学生知道“焓”是科学家为了便于计算反应热而定义的一个物理量，它的数值与物质具有的能量有关。

4重视问题情境的创设，凸现概念原理的探究过程，落实科学素养的培育。问题情境的创设能够激发学生产生发现问题和解决问题的渴求和欲望，当他们面临某一情境时会自发地产生“为什么”、“其中蕴涵着什么问题”、“怎样去解决它”、“有没有新的问题”等一连串的想法，并最终让发现和解决问题成为一种习惯、一种需要。教材中的“活动与探究”一方面通过活动的程序性内容介绍，让学生进行研究能够“研有所据”，达到“研有所获”；另一方面通过“方法导引”和“资料在线”，对于重点的探究活动给予化学问题解决策略和一般思路的提示，或者为学生思考、分析有关问题，进行实验探究活动提供有关的理论依据和理化数据。通过对问题情境的设计，有效地培养学生收集、获取信息的能力，使用和加工信息的能力等，让学生在创造性获取新知识的同时，强化对科学探究能力的培养。例如，以“测定盐溶液的酸碱性”实验探究作为盐类水解原理及规律的研究的问题情境，以资料“工业废水中重金属离子的处理”作为沉淀溶解平衡移动研究的问题情境，引导学生积极探究，都会有很好的效果。

5关注生活中的化学，将化学知识原理的学习和生活中的化学问题结合，学以致用。化学反应原理理论性很强，教学中容易忽视理论与实际的联系，陷入到教学误区中，从而导致理论脱离实际，致使学习者逐渐丧失学习化学的兴趣。教学中要尽可能地从解决生活中的问题人手，如“为什么自行车会生锈”、“如何防止自行车等零件腐蚀”等，介绍金属腐蚀的原理及防腐措施；从生活中的电池人手，认识三类电池，并学会评价电池的优劣，提高环保意识和生存意识。在“化学反应速率和化学平衡”教学中，可以联系合成氨以及接触法制硫酸等化学工业生产条件的选择、酶催化剂催化特点的研究等内容来认识控制反应条件在生活生产中的实际意义；在“溶液中的离子平衡”教学中，可以联系发酵粉发酵原理、人体体液中的离子平衡等内容来深化对化学平衡理论的学习；在“沉淀溶解平衡原理”的教学中，可以联系石灰岩洞中钟乳石、石笋等的形成这一自然现象，也可以联系水垢中氢氧化镁是怎样形成的这一生活问题来学习有关溶解平衡的知识，从而进一步激发学生学习的积极性和主动性，体现学习“有用化学”的课程理念。