文章編號:1005-6629(2007)12-0063-04中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
教師教學行為的變革、學生學習方式的變革、習題和評價方式的變革是新課程改革的三大熱點。習題和評價改革更是這次新課程改革的難點。
在新課程中,強調學生的主動參與,重視學生的每一次靈光閃現或“固執己見”,突出對同一問題的不同看法、不同思路、不同過程的解析,突出對學生不同理解的問題進行研究。在更加重視能力教育、創新教育、獨立設計實驗的今天,我們的習題也應該向這個方向轉變。辨析題是一種很好的習題模式。
1 化學辨析題的概念
“辨析題”顧名思義是要辨而析之,先分辨,再分析,然后論證。隨著新課程改革的穩步推進,辨析題開始在化學學習和習題中嶄露頭角,這也是新課程改革所寄予厚望的一種試題,它展現了教學方法的變革,突出了學生在學習中的主體地位,更契合新課程“高觀點、大視野、多角度”的教材觀和能力觀。
辨析題,既然是辨析,就至少會包括兩個不同的觀點來解釋同一現象或問題,而由于所持觀點的不同,生生之間、師生之間就會展開有益的辨論,這樣既拓展了師生的思維寬度,又培養了師生的創新能力、語言表達能力、設計實驗能力。
2化學辨析題的形式
化學辨析題包括很多類型,有課堂實驗的創生,有生活現象的創生,有常見疑問的創生,有自我反思的創生。“辨析題”對學生能力的生成有很大幫助。理科辨析題的答案又不同于文科試題,它往往有固定的答案,也就是說,雖然可以從多個角度去分析同一問題,但卻只有一個答案是較為合理的,而其他的答案都是對這個合理答案的有益的“佐證”。
2.1 課堂實驗的創生
課堂學生實驗是我們學習化學的重要手段,是學生獲得知識的重要途徑,也是學生產生疑惑的重要途徑之一,適當地引導學生進行分析,會使學生學習能力得到很大的提高。
例1.乙醛使溴水褪色的原因
必修2教材中介紹了乙醇氧化的實驗:把一端彎成螺旋狀的銅絲放在酒精燈外焰上加熱,待銅絲表面變黑后立即把它插入盛有約2 mL乙醇的試管里,反復操作幾次。注意聞生成物的氣味,并觀察銅絲表面的變化。
⑴實驗室可用化學方法替代“聞生成物的氣味”,寫出該化學方法的化學反應方程式
實驗發現溶液的酸性明顯增強,所以甲同學的猜想正確,乙醛被溴水氧化成乙酸。
課堂教學是教學的主陣地,是學生學習能力提高的主要手段,抓好課堂教學是學生能力提高的關鍵。
2.2 對課外實驗現象的創生
開放實驗室使學生得到了更多親身體驗的機會,在實驗室中,教師適時的引導是學生豐富知識,發展能力的重要手段。
例2.Cl2使滴有酚酞試液的NaOH紅色溶液褪色的主要原因探究
向含有酚酞的氫氧化鈉溶液中,逐滴滴加新制氯水,邊滴邊振蕩,直到紅色褪去。對于紅色消失的原因,甲同學認為是氯氣與水反應生成的HCl和HClO中和了NaOH所致;乙同學認為是氯氣與水反應生成的HClO具有強氧化性,使酚酞被氧化成了無色的物質。
您認為哪一種觀點正確?并設計實驗證明之。
[引導分析]如果紅色消失的原因是因為酸堿中和,則酚酞還存在,紅色可以重現;如果紅色消失的原因是因為酚酞被氧化,則紅色不可能重現。
[據此設計實驗]向上述剛好褪色的溶液中再滴入一些NaOH溶液,若紅色重現,則甲同學解釋正確;若紅色不再重現,則是乙同學的解釋正確。加入NaOH溶液后,溶液沒有變成紅色,所以乙同學的解釋正確。
2.3 在經典考題中創生
經典考題,就是在考試中出現頻率很高、并且常考常新的題目,它突出了我們學習的一個或多個方面的重要知識,要求學生多角度地去分析和解決問題,突出考查學生思維的弱點和易混點。
例3. Mg(OH)2 溶解在飽和氯化銨溶液中的原因探究
[引導分析]在甲、乙兩個同學的分析中,都考慮到了NH4+,甲同學考慮的是NH4+水解顯酸性,而乙同學考慮的是NH4+與OH-離子結合成弱電解質。所以我們在選擇試劑的時候要考慮到這兩個方面,并且控制其中一個變量,選擇一種既能電離出NH4+,溶液又顯中性的,所以選B。向Mg(OH)2 沉淀中加入醋酸銨溶液,若Mg(OH)2 不溶解,說明甲同學的解釋正確;若加入醋酸銨溶液后,Mg(OH)2 溶解則說明乙同學的解釋正確。
[引導分析]硝酸銅分解產生的混合氣體中氧氣的體積分數與空氣中氧氣的體積分數基本相同,將帶火星的木條插入,若NO2不支持燃燒,則木條不會復燃。所以甲同學說的正確。設計簡單實驗證明,就是先制取純凈干燥的NO2氣體,然后把帶火星的木條插入NO2中觀察現象。
[據此設計實驗]用金屬銅與濃硝酸反應制取NO2氣體,并用濃硫酸或無水氯化鈣進行干燥,再將帶火星的木條伸入二氧化氮中觀察現象。
實驗現象是帶火星的木條復燃,說明NO2可以助燃。
2.4在學習的困惑處進行創生
CO32-和HCO3-結合H+能力的強弱問題、濃稀硝酸的氧化性問題都是學生常常感到困惑的地方,抓住這些地方對知識進行創生,有助于學生理解和知識的再生成。
例5.CO32-和HCO3-結合H+能力強弱問題探究
甲同學認為HCO3-結合H+能力強,理由是在等質量的碳酸鈉和碳酸氫鈉固體中加入等體積等濃度的鹽酸,碳酸氫鈉中產生氣體速率快;
乙同學認為CO32-結合H+能力強,理由是在同一溫度下相同濃度碳酸鈉溶液和碳酸氫鈉溶液的pH,前者大于后者。
[引導分析]CO32-與H+的反應是分步進行的:CO32-+H+=HCO3- ;HCO3-+H+=H2O+CO2,在碳酸鈉和碳酸氫鈉混合溶液里滴加鹽酸,若CO32-結合H+能力強,則不會馬上產生氣泡;若HCO3-結合H+能力強,馬上有氣泡產生。
[據此設計實驗]取相同體積、相同濃度的碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液放入同一試管中,再滴加鹽酸,如果馬上有氣泡產生,則是HCO3-先結合H+;如果是滴入一定量鹽酸后才產生氣泡,則是CO32-先結合H+。
實驗結果是滴加一定時間后才產生氣泡,所以CO32-結合H+的能力強。
例6.探究濃、稀硝酸誰的氧化性強
濃硝酸與銅反應能生成NO2,稀硝酸與銅反應能生成NO。濃、稀硝酸哪種氧化性強?甲同學認為稀硝酸的氧化性強,原因是濃硝酸和銅反應產生NO2,氮元素的化合價降低1,而稀硝酸和銅反應時產生NO,氮元素的化合價降低3,氮元素得電子數后者大于前者;乙同學認為濃硝酸的氧化性強,原因是從反應條件和劇烈程度看,常溫下濃硝酸與銅反應時速率快,稀硝酸與銅反應的速率慢,加熱時才有明顯反應。你認為甲乙兩同學誰的觀點更正確?請設計一個簡單的實驗方案直接證明。
[引導分析]此題是我們在教學中學生經常感到疑惑的問題。通常,我們都是要求學生記憶:氧化劑的氧化性表現在它氧化還原劑的能力,而與本身被還原的程度無關。在此處,我們可以選擇一個能被其中一種酸氧化而不能被另一種酸氧化的物質來進行比較,選擇NO。
[據此設計實驗]用排水法收集兩試管NO氣體,用膠塞塞好,然后用注射器向一支試管中注入一定量的濃硝酸,另一支試管里注入一定量的稀硝酸,看哪種酸能將NO氧化成紅棕色的NO2,能將NO氧化成紅棕色NO2的這種酸氧化性就強。
實驗現象是濃硝酸可以把NO氧化變成紅棕色,反應方程式為:2HNO3+NO=3NO2+H2O。
2.5 對學習中的意外現象進行創生
意外現象就是和常規推理不同的現象,意外現象更能激發學生的好奇心和探究欲望,在意外現象的意境中,教師如能進行合理的引導,學生的思維活性會得到大大的提高。
例7.鋁片與c(H+)濃度相同的鹽酸和硫酸反應探究
同學們在做實驗時發現,純度、質量、表面積都相同的兩鋁片與c(H+)濃度相同的鹽酸和硫酸在同溫同壓下反應時產生氫氣的速率差別很大,鋁與鹽酸反應速率更快。甲同學認為是Cl-對反應具有促進作用,而SO42-對反應沒有影響。乙同學認為是Cl-對反應沒有影響,而SO42-對反應具有阻礙作用。甲、乙兩同學的觀點誰正確?你能否提出其他可能的原因,并設計一個簡單的實驗方案直接證明。
[引導分析]根據離子反應2Al+6H+=2Al3++ 3H2↑,又由于Al相同,(H+)又相同,按原理分析,應該反應速率相同,但實際情況是反應速率相差很大。而兩溶液中是陰離子不同。由于預先控制了反應的其他條件,兩次實驗時反應速率不一樣的原因,只有以下五種可能:
原因1:Cl-對反應具有促進作用,而SO42-對反應沒有影響;
原因2:Cl-對反應沒有影響,而SO42-對反應具有阻礙作用;
原因3:Cl-對反應具有促進作用,而SO42-對反應具有阻礙作用;
原因4:Cl-、SO42-均對反應具有促進作用,但Cl-影響更大;
原因5:Cl-、SO42-均對反應具有阻礙作用,但Cl-影響更小(或SO42-影響更大 )
此時我們也是采用進行控制變量的方法,在兩支試管中放入等體積等濃度的鹽酸,加入等質量、等表面積、外形和組成相同、表面經過砂紙充分打磨的鋁片,然后在一支試管中加Na2SO4固體,觀察反應速率。同理在硫酸中加NaCl。
[據此設計實驗]取四片等質量、等表面積、外形和組成相同、表面經過砂紙充分打磨的鋁片,分別放入到兩只盛有同體積、c(H+)相同的稀硫酸的試管中和兩只稀鹽酸的試管(四只試管的規格相同)中:
1.在盛有硫酸的一支試管中加入少量NaCl或KCl固體,觀察反應速率是否變化;(沒加的試管作為參照物)
2.在盛有鹽酸的試管中加入少量Na2SO4或K2SO4固體,觀察反應速率是否變化。(沒加的試管作為參照物)
實驗現象是觀察到實驗1中加入NaCl或KCl固體的試管中反應速率加快,實驗2中兩試管反應速率相當,因此得出了結論:Cl-對反應具有加速作用,而SO42-對反應幾乎沒有影響,甲同學的假設是完全正確的。
實驗是解決化學辨論題的一個法寶。化學實驗是化學認識的源泉,是啟迪學生思維、培養能力的有效途徑,是培養學生科學態度、科學方法的必由之路,是培養學生創新意識和實踐能力的重要手段。而設計實驗又能培養學生的設計能力、控制變量分析問題的能力。
3 化學辨析題的功能
學貴有疑,大疑則大進,小疑則小進;學貴有辨,大辨則大成,小辨則小成。辨析的過程就是知識成長和能力提高的過程,有辨析就有相互學習和探討的機會,就會有相互的進步和成長,就會有知識的生成。
3.1辨析題有利于學生創新精神和實踐能力的培養
孔子日:“不憤不啟,不悱不發,舉一隅不以三隅反,則不復也。”“辨析題”能給學生提供互相討論的寬松環境,讓他們的潛力得到充分發揮,思維更加活躍,從而迸發出更多的智慧和靈感。創新是素質教育的基本要求,創新精神和實踐能力的培養是素質教育的核心,而體驗是創新精神和實踐能力得以產生的中介。辨析過程由于學生的親身體驗、自我反思,從而幫助學生養成創新意識、創新思維和創造習慣。
3.2 辨析題有利于確保學生在學習中的主體地位
辨析,是人的內心世界的一種發展變化的過程,學生在辨析中,必須是自我的融入與感悟,主體的角色在感悟中得到完全認同。辨析題實際上就是強化學生對教學的主動參與和對學習內容的積極把握,使人的自然性、社會性和自主性和諧發展,從而生成新的主體。學生不再是一味聽教師講、看教師做,而是通過自己的分析、討論進行方案設計來學習化學知識。在這樣的學習氛圍中,就能激發學生主動參與的熱情。
3.3 辨析題有利于加速知識經驗的轉換
辨析題打破了原有題目常規做法,打破了學習中機械孤立的學習狀態,促使學生在解決問題時能綜合運用已有的知識和經驗,從而獲得新的結果和感受。學生在課堂教學中不斷接受知識,積累經驗,但是這種知識和經驗往往是平面的、抽象的,難以內化為學生獨特的知識結構。這就需要在認識主體與認識客體之間建立一個通道,這個通道就是有效的高質量習題。通過這個通道,學生就能夠比較迅速地融入到知識對象之中,從物境到情境,再到意境,有所感悟。
3.4辨析題有利于促進積極情感的生成
情感的生成取決于人的感受的積累和發展,辨析是情感的促進劑。在解決辨析型題目中,學生會受到更直接、更親切、更鮮明、更強烈的刺激;同時由于學生往往運用多種感官去分析事物,因此會受到多感官刺激。更強烈、多感官的刺激喚醒學生已有的背景經驗,并與之融通,激發出真正的情感。
3.5辨析題有利于培養學生的學習興趣
孔子曰:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者”。實踐證明,當學生親自探究實驗現象產生的原因和規律時,充分討論甚至是爭論,就會激發發學生的求知欲。
沒有辨析,就不會有自我知識的進一步建構;沒有辨析,就不會有創造的發生;沒有辨析,實踐不會得到深刻的反思,實踐能力不會得到長足的發展。因此,辨析題是學生學習能力創生的極佳手段和良好平臺。
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注:“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。”