□ 海南省海口市琼山中学 陈垂胜
新课程元素化合物知识的教学方式探究
□ 海南省海口市琼山中学 陈垂胜
本文针对学生的现有实际情况,探讨了元素化合物的有效教学方式。在教学实践过程中,形成以活动探究为核心,引导学生综合应用合作、交流等多种学习方法来积极、主动、高效地获取知识的课堂活动方式,在活动中落实三维教学目标,培养学生的探究技能和问题解决能力,从而总结出了“目标合理,方法得当,探究科学,指导到位,方式多样”的教学方式。
元素化合物教学方式实践探究
元素化合物知识作为中学化学内容的重要组成部分,是必修模块教学内容的主要组成部分,在化学学习中占有重要地位。传统的元素化合物知识教学往往导致学生在应用物质性质知识解决和分析实际问题的能力较差,迁移能力有待提高。新课程中对元素化合物的知识的处理,突破了传统的以物质为中心的教学模式,不再追求从结构、性质、存在、制法、用途等方面系统地学习和研究物质,而是从学生已有的生活经验出发,从物质的转化入手,引导学生学习身边常见的化学物质,将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动当中,体现其社会应用价值。教材、目标、深广度的变化,必然带来教学方式的转变。
高中新课程的教学可以分为三个阶段:必修、选修和高考复习,学生需要螺旋式上升。必修内容中元素化合物部分的学习目标是,了解和认识一些基本的或典型的化学事实,如物质的物理和化学性质、用途,物质与生活、社会的联系,注重知识的实用性、有效性。所以,在课堂教学中,要认真落实好课程标准,夯实学生基础。普通高中化学课程标准(实验)要求是:根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究,了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质,能列举合金材料的重要应用;通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。从而转变了原来教科书中内容的“繁、难、偏”的现状,保护学生学习化学的兴趣和积极性。具体落实到某个知识内容,如关于铝的学习的教学目标是:
学生能说出金属铝的典型物理性质,如硬度和密度等;了解铝的还原性;能在实验基础上写出铝与强碱溶液反应时的化学方程式(离子反应方程式);知道Al2O3是一种两性氧化物,能写出与强酸、强碱溶液反应的化学方程式;能在小组实验后说出Al(OH)3的物理性质及两性,并能用化学方程式表示制备过程;认识铝及其重要化合物在化学性质上与其他常见金属的不同;能列举铝合金材料在生产和生活中的重要应用。
有了很明确并且操作性很强的学习目标后,学生运用观察、实验和查阅资料等多种手段获取信息,并能通过分析、比较、归纳、概括的方法对所获取的信息进行加工,从而获取新的知识。学生在自主学习活动中感受到化学生产、生活与社会有着密切的关联,从而更加关注社会与生活,形成终身学习的习惯。
对学生学习方法的指导,应包括化学记忆的方法、活动探究和提出问题的方法、解题方法的指导。
掌握好化学的记忆方法,能高效而轻松地记忆化学知识。化学记忆的方法多种多样,对物质的颜色的记忆主要靠分类记忆;对概念的理解和记忆要把握好其本质特征,抓住关键词,如原电池的正负极和电解池的阴阳极的判断不能死记,要从得失电子方向去理解记忆;对化学方程式的记忆主要有实验联想法、反应规律法和对比法等。总之,要善于抓住本质特征,认真分析,深刻体会。
物质的转化是元素化合物学习目标的核心内容,要求学生的学习要从社会出发,结合身边的现象,采用分类、比较、预测、归纳、分析、概括等方法进行活动探究学习,对所学物质的共性和个性才会有更加深刻的认识。例如在课堂活动中,指导学生利用比较、归纳和综合等方法学习金属与氧气、水、酸和盐溶液反应,并比较不同金属间的差异性;从钟乳石的形成过程和高炉炼铁的反应原理及化学事实探讨碳元素间的转化;通过预测结合阅读材料进行硅及其化合物性质的学习,侧重从元素观和分类观来预测二氧化硅的性质;通过比较的方法学习浓硫酸、硝酸的氧化性。在学习过程中要善于指导学生从逆向思维、异常变化、类比异同和因果推断的角度去提出问题,并认真做好记录。
解题方法的指导并不是应试教育的重现,而是知识学习的升华。从指导学生缜密的审题过程中养成严谨的科学态度,从一题多解的训练过程中培养学生思维的发散性、灵活性和广阔性,从一题多变中开阔学生的思维,迁移到物质的化学变化也受到外界条件的影响,从而提高学生进行综合探究实验的设计能力。
新课程在元素化合物的知识中依然强调关注学生的已有经验和将要经历的经验,提倡“从生活走进化学,从化学走向社会”。这就要求在教学的过程中,要充分挖掘反映化学与社会、环境、个人生活实际及其他科学技术的联系、相互作用和影响的学习素材,作为学生学习知识的载体,来调动学生学习的兴趣和积极性,达到加深对环境和社会生活问题的理解和认识,拓宽学科视野,并做出思考和决策,最终促进知识的有效迁移。
作为获取元素化合物知识的载体,在社会生活当中随处可见。从2001年广州钠落水发生爆炸的“水雷”事件引入金属钠的学习;从氧化铝的性质、焰色反应可以联系五彩缤纷的烟花;从SiO2的用途来学习其质硬、不溶于水的性质;联系第二次世界大战中的化学武器、氯气泄漏事件、洪涝灾害时漂白粉的使用进行氯气的学习;从海带中提取碘和从海水中提取溴的学习中了解卤素的性质;进行SO2的教学时,联系起空气质量报告、“酸雨”、“劣质银耳”等;从“魔鬼谷”、“雷雨发庄稼”中认识氮的转化;从司机酒后驾车的检测和干洗店去掉衣服上的圆珠笔油的方法引入乙醇的学习;从饮食健康的角度分析乙醇、乙酸、酯类和油脂的性质;从一天的饮食营养平衡介绍糖类、蛋白质的性质及作用。
积极开展实验探究是有效教学的重要途径,是延续学生课堂学习兴趣的最好办法。演示实验要引导学生注意观察、分析实验现象,并得出元素化合物的性质、离子反应及其发生条件、氧化还原反应本质等。对于容易完成的实验可让学生动手完成,比如钠与水的反应、金属与酸的反应、氢氧化铝的制备、硅酸的制取和离子检验等。探究性实验在强调实验安全的基础上要敢于放手,引导学生提出设计方案、画出实验装置图并完成探究实验,学会通过实践来解决问题,又从实践中发现新的问题。
例如在探究加热铝箔的实验中,合理引导学生去分析实验条件的异同,从现象中去解释和理解变化过程;探究碳酸钠和碳酸氢钠的性质时,引导怎么设计实验方案能在同等条件下去比较两者的热稳定性;过氧化钠与水、二氧化碳的反应可以设计成“魔术”去完成;铁与水蒸气反应实验的探究,可引导学生分析怎样制水蒸气、怎么创造反应条件、怎么检验产物等问题的解决办法;氢氧化亚铁的制备时怎样防止空气与产物接触,能看到产物生成的现象;Fe2+和Fe3+的转化探究实验可以引导学生先从氧化还原的角度分析,设计实验并相互评价后再进行实验;二氧化氮完全被水吸收实验方案的设计要引导学生分析一氧化氮、二氧化氮的性质,并从原料的充分利用和环境保护方面去设计;喷泉实验的原理是什么,实验成功的关键是什么,城市的喷泉又是什么原理;浓硫酸的特性可设计浓硫酸使火柴棒燃烧的“魔术”,去探讨浓硫酸的吸水性、脱水性和强氧化性。
新课程标准要求让学生进行合作、交流、自主探究等多种学习活动,在活动中落实三维目标。这就要求教师要以探究为核心的多样化教学方式进行教学。教学中结合所学内容的特点,开展不同的探究活动,给学生提供探究的机会和空间,进行大胆的预测、提问、思考和交流。人教版必修教材中设计了“科学探究”、“实践活动”、“思考与交流”、“学与问”等栏目,实际上就是建议教师一定要开展探究活动,应该组织学生讨论,而后教师要引导学生对活动结果进行反馈评价、整合和笔记,实现教学方式的多样化。
在教学实践中,教师可让学生先行设计实验探究方案,并进行具体的实验操作、记录,完整地感受科学探究的全过程。实验过程中注意引导学生对实验、观察、资料收集、数据处理、类比、对比等学习方法,同时引导学生在实验活动中主动发现问题、解决问题,全面理解实验在科学研究中无可替代的作用。例如在学完了钠与水反应的实验后,“科学探究”栏目为:“铁不能与冷、热水反应但能否与水蒸气反应?”要求学生根据要求设计实验并完成实验,记录实验现象。在学完了H2在Cl2中燃烧的实验之后,“思考与交流”栏目为:“通过H2在Cl2中燃烧的实验,你对燃烧的条件及其本质有什么新的认识?”引起了学生的积极思考与激烈讨论,使得旧知识得到升华。“实践活动”栏目符合知识联系实际的新课程理论,在学习完合金的知识后,“实践活动”栏目要求“调查你经常使用的交通工具(自行车、汽车或火车)使用了哪些纯金属、那些合金?”结合学生对合金知识的掌握,通过分析、调查,使得学生了解合金在实际生活中的应用,让学生明白生活中处处存在化学。“学与问”类似授课时的追问,指导学生对刚学的知识进行疏导整理。例如氯气的性质一学完,“学与问”立即引导学生对氯气使用的利与弊进行探讨,让学生在思考中增强对知识的认识和理解。另外,在学完氯化铵的性质后,也可以设计提问:“能否用分解氯化铵固体的方法来制取氨气?”学完硝酸的性质之后可让学生自行设计实验方案制取并收集纯净的NO和NO2气体。
在知识的深广度上,必修内容中的元素化合物知识要求低了很多,但课时有限,还要落实三维目标,促进学生学习方式的转变,积极构建高效课堂绝非易事。经过认真学习、摸索和实践,我对这一块的教学提出了“模拟情境引入、科学探究活动、观察比较归纳、互动交流反思”的教学模式,并做了一些初步的探索,希望引起共鸣,更期望得到专家和有经验教师的指导。