韩利峰
在高中化学选修课教学中,笔者运用乐趣教学法,让学生从“好之者”向“乐之者”过渡,让教师的教和学生的学变得有滋有味。
一、升华内涵 提升内力
在现行高中化学教材中,为体现知识的深广度和合理性,常常引入一些大学化学的知识,编者用心良苦,但对教师和学生都有很大的难度。而在知识拓展类选修课中,教师恰好可以利用这一特点对知识内涵进行升华,以提升学生学习的内驱力。
案例1 “平衡思维”之“万能的平衡常数”
师:化学平衡常数的表达方式及其意义大家都很清楚,那么在“平衡思维”中,平衡常数仅仅就是一定温度下某个可逆反应达到平衡的一个标志性常数吗?回答是否定的,我们还可以从平衡常数对化学平衡移动及其影响因素,勒夏特列原理,判断化学平衡与否以及等效平衡等多方面应用此常数解决问题。
生:疑问写在脸上,无附和。
师:我们先从浓度商QC谈起。某一可逆反应aA(g) + bB(g)?葑 cC(g) + dD(g)
任意时刻有QC = ■,请大家思考QC与化学平衡常数K的关系,即如何判断反应进行的 方向。
生1:当反应处于平衡状态时QC = K。
生2:当QC > K时,反应逆向进行;当QC < K时,反应正向进行。
师:非常好,但是一定要强调“在温度不变的条件下”,还要清楚一点,K表达式中的分式,分子和分母是有连带关系的,反应正向进行,分子增大,分母减小;反应逆向进行,分子减小,分母增大。
师:接下来看看平衡常数与勒夏特列原理的关系。
生:学生聆听,想一探究竟。
师:我们先来看看浓度,大家都知道,增大反应物浓度平衡正向移动,试着用平衡常数去分析。
生:有些疑惑,有的在思考,有的在草稿纸上演算。
师:结合QC,当我们增加反应物浓度,例如增加c(A)时,瞬间QC将会小于K,那么平衡将会向正反应方向移动,浓度变化为:c(B)肯定减小,c(C)和c(D)肯定增大,但要维持K不变,c(A)肯定比原来的大且比增值小,这就是勒夏特列原理所论述的“改变影响平衡的一个因素,平衡将向着减弱这种改变的方向移动”,强调的是“减弱”,不是逆转。大家理解了吧?试试看,其他的因素呢?
生:恍然大悟,开始讨论其他因素的影响。
二、增大外延 拓宽眼界
参加化学知识拓展类选修课的学生一定是对化学有浓厚兴趣的,教师在教材编排上和教学设计中都应该在本学科的外延方面对学生有所交待,让他们开阔眼界,提升素养。
案例2 “外延思维”之“教材编排”
导电塑料—聚乙炔
瑞典皇家科学院于2000年10月10日决定,将2000年诺贝尔奖授予日本科学家白川英树、美国科学家马克迪尔米德和黑格,以表彰他们对导电塑料的发现。
*科学家的成长经历*
人们都知道塑料与金属不同,通常情况下是不导电的。在实际生活中,人们经常将塑料用作绝缘材料,普通电线中间是铜导线,外面包着的就是塑料绝缘层。但令人惊奇的是,荣获2000年诺贝尔化学奖的三位科学家打破了我们的习惯思维,再次使我们对自然科学的发展有了一个新的思考角度。他们发现,通过一些更改可以使塑料成为导体。
*失误引出重大发现*
1970年的一天,白川教授在实验室指导学生做“乙炔气制取聚乙炔”实验时,一个学生误把比实际用量多1 000倍的催化剂加入试剂中,结果得到的不是预想中的黑色聚乙炔粉末,而是一种银光闪闪的塑料薄膜。白川没有责备这位粗心的学生,而是进一步研究了实验的条件和产物的结构……
*导电塑料的导电机理*
所谓导电塑料,其实属于有机共轭高分子材料。这类材料是一种简单分子形成的长链聚合物,是由重复单元链段组成的,而每个单元链段是由局域的σ键和非局域的π键构成……
*导电塑料的神奇应用*
在理想的条件下,它们不仅具有类似于金属的高导电性,而且具有重量轻,易加工,材料来源广等特点。同时让科学家感兴趣的是,这类新材料可能使人类在不久的将来拥有便携的、可卷曲的、柔韧性强的电视机和其他大屏幕显示器……
外延思维并不是一定要让学生掌握某个具体的知识点,而是通过阅读联系现有的知识,让学生明白当前化学的重大成就往往在边缘学科、学科的交叉综合中获得,或者利用数学物理方法和技术解决重大化学问题,等等。通过科学家的故事帮助学生培养科学精神、塑造健全人格,帮助学生树立科学的社会观、价值观、道德观。
三、综合拓展 建构网络
高中化学的学习是渐进的,螺旋上升的过程。很多重要的化学知识点是有着紧密的内在联系的,以化学选修课为载体,创设“乐趣点”,让学生围绕某一基本理论或基本规律建构化学知识网络,无疑对其学习有莫大的帮助。
案例3 “网络思维”之“氧化还原反应”
师:同学们,氧化还原反应是一个非常重要的知识体系,大家回忆一下,高一高二的各个专题中都有哪些章节和氧化还原反应相关联。
生:回忆,思考,讨论。
生1:氧化还原反应的概念、化合价、电子转移等。
生2:氧化反应、還原反应、被氧化、被还原、氧化剂与还原剂、氧化产物与还原产物等基本概念。
师:大家可以把这些知识画成网络图吗?
生:在草稿纸上绘制知识网络图。
师:展示优秀作品(例如下图)。
师:还有吗?
生3:还有配平与计算。
师:很好,这是定量方面的。
生4:原电池与电解池的电极反应。
生5:有机反应中也有氧化反应和还原反应的类型。
师:我们可不可以把这些也串联成网络呢?
生:有了兴致,开始作图。
师:展示优秀作品并加以总结引导。
学生在这节课中不仅掌握了知识网络,还进行了一种思维训练,那就是如何构建属于自己的知识网络。利用乐趣教学法设计教学情境把学生吸引进来,不单单为了学习知识,还要让学生带着科学的学习方法和良好的学习习惯走出课堂,让学生受益终身,这也是开设知识拓展类选修课的最终目的。
四、关联拓展 构建体系
在中学阶段,学生学习了多门功课,如果能够将各学科知识关联起来,一定很有趣。如果我们在选修课中将这些关联作为“乐趣点”,构建“大学习”素养体系,学生学习起来岂不“有滋有味”?
案例4 “关联思维”之“教材编排”
“化学与物理”
阿伏加德罗常数及其推论—理想气体状态方程
勒夏特列原理—楞次定律
原电池与电解池—电路基本知识
化学反应中的热量变化—能量守恒定律
…………
“化学与生物”
氨基酸合成蛋白质—氨基酸的脱水缩合
氢氧化铜悬浊液—本尼迪特试剂
DNA的双螺旋结构—基因、遗传物质
生物质能—光合作用
…………
“化学与数学”
镁铝图像题、平衡图像题—数形结合思维
影响平衡的因素—控制变量法
化学中的计算技巧—数字处理技巧及有效数字的使用
溶液的酸碱性计算—对数和指数的基本计算
…………
“化学与语文”
烃的性质—蜡烛有心还惜别,替人垂泪到天明
炼铁工业—何意百炼钢,化为绕指柔
湿法炼铜 —以曾青涂铁,铁赤色如铜
石炭—投泥泼水愈光明,烁玉流金见精悍
石灰石工业—千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲。
粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间
…………
受各种因素的影响,让课程走向综合化目前还不成熟,但是教师要提升对教材的挖掘和更新能力,在拓展类选修课中积极吸收分科教学中带有综合、交叉知识的内容和思维,激发学生“顿悟”,解放学生思想,帮助学生触类旁通,引导学生从整体上把握各科知识关联,构建“大学习”素养体系,优化认知结构。
教师还应在新课改理念的引领下,提升自身的元认知水平,强化自身的研究意识,理解化学学科标准的要求,掌握學科知识间的内在联系,有效利用乐趣教学法,力争把每一堂选修课的作用发挥到极致,使选修课真正成为促进学生主动发展,培养学生学习能力的重要手段。
编辑/王一鸣 E-mail:51213148@qq.com