刘必胜
摘要:中学化学中有很多复杂、抽象的知识点,有些地方涉及到繁杂计算,学生学习时都会不自觉地产生一定的排斥心理。这时候如果能够创设良好的学习情境,打造优质的互动氛围,会取得事半功倍的教学成效。作者在“反应热”教学部分,采用了情境创设教学方式,取得了很好的教学效果。
关键词:情境创设;课堂教学;反应热
文章编号:1008-0546(2020)02-0021-03 中图分类号:G632.41 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2020.02.007
“反应热”在化学《必修二》和《选修四》中都有出现。“反应热”部分涵盖了化学能与热能的相互转化及其应用、吸热反应、放热反应、反应热(焓变)、正确书写热化学方程式,能根据盖斯定律进行有关反应热的简单计算等内容。这部分内容枯燥、理论性较强还涉及到计算。学生对这部分内容学习有一定的畏惧心理,普遍兴趣不高。在以往这部分内容教学中教师总是处在主要地位,而学生常常只是被动地单纯听课,很少有学生做课前预习,课后复习更是寥寥无几。教学效果相对较差。
针对上述问题,创造一些生动活泼、新颖有趣且富有挑战性的情境,有助于提高教学的有效性。因此,创设情境模式教学尝试就显得重要和有意义了。
一、教学设计思路
心理学认为,学习者只有对事物有了兴趣之后,才会产生了解这个事物的内驱力,才会有学习的愿望。问题情境创设,是激发学生学习内驱力的一种重要方式,也是化学课堂教学的重要一环,更是一个教师教学基本功的体现。只有让学生在实际情境中参与进来,才能真正将学生引入到学习的道路上。
反应热部分理论化严重,内容相对比较单调、枯燥,而且还需要学生进行计算。很多学生学习这一部分内容时都比较抵触。这部分教学尝试采用情境创设教学方法,将这部分的教学知识参考学生的兴趣爱好,与实际情境结合,将教学内容融入实际的教学情境中,使得抽象的知识变为实际生活中用到的实用知识,并且对应设计成任务组的形式来完成,让学生在自己喜欢的环境氛围中进行学习是一个很好的教学尝试。
二、主要教学环节
1.创设情境一:直接进行反应热计算学生比较反感。我们可以尝试对生活中的问题从化学的视角来解决。因此,我们联系生活设计了一个解决实际问题的情境引入课堂(见任务一)。如此,可以激发学生的兴趣,调动学生的学习积极性。
任务一:以前南京城市用气都是水煤气,但是现在南京城市用气是天然气。请你结合南京市民用管道燃料的燃烧热及价格等信息(表1),分析使用哪种燃料更经济合算?
从单位体积燃料完全燃烧释放的热量和价格角度等综合估算。使用等体积的天然气释放热量是水煤气的3倍左右,但天然气价格只有水煤气的2倍(2004年)。使用等体积的液化气释放热量是天然气2.5-3.3倍,但液化气价格却是天然气的5倍左右。
学生积极思考后讨论最终得出结论:使用天然气相对更经济合算。
2.创设情境二:已知CO和H2的燃烧热近似相等,天然气燃烧热是水煤气3倍左右。如果没有各物质具体燃烧热数据,你能否从分子组成上通过估算解释这个现象?(根据化学式,学生会展开各种设想。由于好奇心,最后必然会有学生得到下面的设想:一个CH4可以假想近似为一个CO分子和两个H2分子捏合而成(图1)1
3.创设情境三:有了情境二的设想后,不少学生有了更进一步的大胆设想。很多学生认为CH4分子应该看作1个c原子和2个H2分子“捏”在一起的产物更精确。盖斯定律指出:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。利用盖斯定律能否让上述设想得到验证呢?见任务三。
任务三:实际上很多同学早已经看出但不敢说出:CH4应该看作1个c原子和2个H2分子“捏”在一起的产物更加贴切。1mol甲烷释放的热量与1mol碳和2mol氫气的燃烧放热总量相等吗?
4.情境创设四:刚才是从宏观角度来进行了推断。我们能否再从微观角度进行证实呢?!见任务四。
任务四:从微观角度来看,1mol甲烷燃烧释放的热量与1mol碳和2mol氢气的燃烧放热总量为何不等?请考虑c(金刚石,s)+2H2(g)=CH4(g)有能量变化的微观原因是什么(图4)?结合表3键能数据,估算其反应热。
5.归纳小结:见图5。
最后再通过“高考真题再现”和“仿真训练”两种形式(略)进行强化训练(其实这也是高考真实情境的创设)。学生普遍积极性很高,一节课下来,学生个个都劲头实足、意犹未尽。
三、研究总结
本节课教学中,主要创设了四个情境。这四个情境具有整体相关性。在每个情境中都设置了一个主要任务。而这些任务的设置都是环环相扣,层层递进的。
任务一中,学生进一步理解了“燃烧热”的含义,学会了根据“燃烧热”进行估算解决实际问题。感受到了我们学习化学理论知识还要结合生活实际才能正确应用。
任务二中,学生大胆从分子构成层面做出估算假设,然后进行理论验证。学生进一步理解了“反应热”(焓变)。初步体会到了“盖斯定律”的妙用。
任务三中,学生从分子构成层面做出精算假设,然后自觉地进行了理论验证。再一次理解“反应热”(焓变)。并自觉地利用“盖斯定律”解决问题。
任务四中,学生在任务三的基础上,进一步从微观“原子占有率”以及“键能”角度分析了化学反应的热效应,并进行了计算验证。
热化学部分内容的教学通过这种情境教学模式的创设后,孩子也深深感受到了化学学习的实用价值,兴趣陡然上升。通过分层次地提出问题、思考讨论问题和解决问题也感受到了学习过程的快乐。自然这部分知识学习效果非常明显。
笔者所带的两个班级。高二(2)班按照传统模式授课,高二(6)按照情境创设模式教学。原先这两个班级层次相当,人数及性别比例接近且期中考试均分也是比较接近。后期测试情况对比,明显后者居优。
学生为什么视学习化学为畏途?原因在于化学充斥着众多的抽象符号、深奥原理和复杂的反应式。为师者要引导学生认识到化学与我们的生活息息相关,化学原理无时无处不存在于我们身边。巧妙地创设情境,可以拉近学生与化学的距离,以引起学生的态度体验,以浓厚的兴趣和探究的欲望走进化学。情境创设有很多方式,有目的地引入或创设具有一定情绪色彩的、以形象为主体的生动具体的场景,如:讲述故事、展开访谈、形象描述、生活游戏、常识辩论、影视剧作,甚至古人的诗歌等等,可以激发学生的学习兴趣。在情境中生疑,在体验中慎思,在问题中生发探究的欲望,在探究中相互讨论、解决问题,整个过程下来,学生思维能力就会得到很大提升。
当然,本文只是在“热化学”部分尝试了创设情境教学。今后在其他内容的教学过程中,笔者也将针对学习内容,创设出更多的教学情境。让学生学习化学不再感到压力,能够在轻松愉快的氛围中学习,将学习演绎成一场故事,甚至是在欣赏一首诗歌!