《化學反應原理》模塊有效教學的設計策略

蘇永平 張昀

[關鍵詞]化學教學；化學反應原理；知識體系；模塊；設計策略

[中圖分類號]G633.8[文獻標識碼]C

[文章編號]1004-0463(2012)06-0052-02

《化學反應原理》模塊作為高中化學新課程選修課程中重要的組成部分，是化學學科理論基礎之一，也是高考必選模塊。由于研究對象的復雜性和關聯性、研究層次的多樣性和交錯性、研究方法的綜合性和實用性，成為學生學習、教師教學的難點。如何理解除模塊的教學功能、把握教學內容的深度和廣度，運用多元化的設計策略來提高教學的有效性呢?本文就此問題談談自己在這方面的教學實踐體會。

一、從課程標準的研讀中領悟《化學反應原理》模塊的教學功能價值

高中化學課程標準指出：《化學反應原理》模塊的內容主要從化學反應與能量、化學反應速率和化學平衡以及溶液中的離子平衡等三個方面來探索化學反應的規律及其應用。通過本模塊的學習讓學生在以下四個方面得到發展：一是認識化學變化中能量轉化所遵循的基本原理，初步形成關于物質變化的正確觀念。二是了解化學反應中能量變化所遵循的規律，知道化學反應原理在生活、生產和科學研究領域中如何應用。三是贊賞運用化學反應原理合成新物質對科學技術和人類社會文明所起的重要作用，能列生產、生活和自然界中的有關化學變化現象進行合理的解釋。四是激發學生學習化學的興趣。化學反應原理揭示了化學反應的本質規律，它能幫助學生深入理解元素化合物知識，促進學生的化學反應知識系統化、結構化，幫助學生發展邏輯推理能力，促進學生的化學素養。通過該模塊的學習要讓學生學會怎樣看待物質和物質變化、學會研究化學和化學變化的方法、學會怎么看待化學，學化學可以干什么，即化學研究可以促進人類社會的和諧發展。為有志于從事化學及其相關專業的學生提供較為完整和系統的化學反應原理的相關知識，為他們將來進一步學習化學打好基礎。

二、研究教材的知識體系。把握教學的深度和廣度

化學反應原理是人類總結得到的化學反應的一般規律，涉及化學反應的能量轉化、方向、限度、速率以及機理等方面的問題。與原教材有相似之處，與《化學必修2》也有相似之處，但同中有變。內容變化了，增加了熵與熵變、化學反應的方向性、電離常數、沉淀溶解平衡等知識；要求變化了，某些知識的教學要求有所提高，例如，蓋斯定律從“閱讀”提高到“能用蓋斯定律進行計算”，化學平衡常數從“了解”提高到“知道化學平衡常數的涵義，能利用化學平衡常數計算反應的轉化率”等；內容組織也發生了很大變化，增設了很多欄目引導學生探究、分析、比較、歸納，更加關注化學與社會的聯系，突出化學的應用價值。該模塊教學內容的深度和廣度主要抓住兩條線：一個是模塊線，同樣的教學內容在不同模塊的功能定位、教育價值、教學的深度和廣度是不一樣的；第二條線就是要縱向地看到必修、選修和高考這三個層級在處理相關內容時的學習水平差異性。不可盲目拓寬原理內容的深度和廣度，找準內容的定位。注意與必修內容的銜接(原電池、電解池、化學反應速率和限度)，注意教材內部內容的銜接(反應焓變一反應方向的判斷一化學平衡移動一溶液中的離子平衡，如電離平衡、水解平衡、溶解平衡等)，注意與大學內容的銜接(焓變、熵變、化學反應的方向、沉淀溶解平衡)。例如，原電池這部分內容在必修階段就是為了建立“化學反應能夠把化學能轉換成電能”這樣一個觀念，以原電池作為模型來幫助學生建立能量轉換的觀點，所以它的重點不在于對原電池的構成條件的認識，也不在定量的計算。在《化學反應原理》模塊中的要求是理性的認識水平，要討論電極反應、電池反應、原電池的本質，包括原電池的各種變式金屬腐蝕的問題也會涉及到。不能因為看到高考題出這樣的題就認為必修教學講原電池也要講到這個水平，這就違反了學生的認識規律，違背新課程“分階段學習、螺旋式上升”的特點，是不符合新課程的課程結構設置的。

三、運用多元化的教學設計策略，提高教學的有效性

1 明確知識脈絡，抓住認知脈絡，設置問題線索，提供事實和證據。建構主義理論認為：對學習內容較為深刻的理解和掌握是通過學生主動建構來達到的，而不是通過教師向學生傳播信息獲得的。學習者在一定的情境下學習，或利用自己原有認知結構的有關經驗同化新知識，或通過“順應”、改造、重組原有的認知結構來同化新知識，理解、掌握學習內容。教學設計強調以學生為中心，強調教學環境的設計，強調利用各種信息資源來支持學生的自主學習和協作學習，強調學習過程的最終目的是完成知識的意義建構。基于以上要求，教師在進行教學設計時可以先分別進行以下線索的設計知識脈絡一已知脈絡一問題線索一解決問題的證據，然后再形成一個完整的教學設計。

2重視運用邏輯推理，凸現原理形成過程。化學反應原理是人們通過對大量化學反應的觀察、比較、分析、綜合、抽象、概括等思維過程形成的，它的形成是由特殊到一般、由具體到抽象、由現象到本質的認識過程。因此，在教學中要抓住這部分內容的基本特征——定性分析與定量計算相結合、感性認識與理性分析相結合，采用歸納法、運用邏輯推理得到一般規律性結論，達到深化對過程本質認識的目的。在教學設計過程中應注意通過實驗、圖像、表格、多媒體課件、錄像等常見的直觀教學手段，將化學原理具體化、形象化、直觀化，有利于啟發學生的思維，完成由感性認識向理性認識的飛躍。例如，在進行化學平衡狀態的教學中，可以采用正、逆反應速率與時間關系圖進行直觀教學；在電化學基礎的教學中可以采用多媒體課件模擬微觀過程來直觀演示原電池、電解池原理等。

3重視概念學習的層次性，關注概念的形成和發展過程，體現概念的科學性。教學過程中要注意化學基本概念的層次性。概念教學的處理要把握四個層次：概念本身的內涵和外延；概念教學時所使用的方法和策略，即如何去研究概念，如何獲得概括性本質的認識；概念本身承載了認識的方法和認識問題的思路；不僅建立具體的概念，還要形成基本觀念，要關注概念的形成、發展過程。根據教學經驗或問卷調查探查學生的已有概念，找到學生認識的生長點，再通過設置問題情境、合作探究來完成對概念、原理的認識。例如，在“焓”的教學中，既不要引導學生從化學熱力學的嚴格定義上了解“焓”的概念，也不能避而不談，要讓學生知道“焓”是科學家為了便于計算反應熱而定義的一個物理量，它的數值與物質具有的能量有關。

4重視問題情境的創設，凸現概念原理的探究過程，落實科學素養的培育。問題情境的創設能夠激發學生產生發現問題和解決問題的渴求和欲望，當他們面臨某一情境時會自發地產生“為什么”、“其中蘊涵著什么問題”、“怎樣去解決它”、“有沒有新的問題”等一連串的想法，并最終讓發現和解決問題成為一種習慣、一種需要。教材中的“活動與探究”一方面通過活動的程序性內容介紹，讓學生進行研究能夠“研有所據”，達到“研有所獲”；另一方面通過“方法導引”和“資料在線”，對于重點的探究活動給予化學問題解決策略和一般思路的提示，或者為學生思考、分析有關問題，進行實驗探究活動提供有關的理論依據和理化數據。通過對問題情境的設計，有效地培養學生收集、獲取信息的能力，使用和加工信息的能力等，讓學生在創造性獲取新知識的同時，強化對科學探究能力的培養。例如，以“測定鹽溶液的酸堿性”實驗探究作為鹽類水解原理及規律的研究的問題情境，以資料“工業廢水中重金屬離子的處理”作為沉淀溶解平衡移動研究的問題情境，引導學生積極探究，都會有很好的效果。

5關注生活中的化學，將化學知識原理的學習和生活中的化學問題結合，學以致用。化學反應原理理論性很強，教學中容易忽視理論與實際的聯系，陷入到教學誤區中，從而導致理論脫離實際，致使學習者逐漸喪失學習化學的興趣。教學中要盡可能地從解決生活中的問題人手，如“為什么自行車會生銹”、“如何防止自行車等零件腐蝕”等，介紹金屬腐蝕的原理及防腐措施；從生活中的電池人手，認識三類電池，并學會評價電池的優劣，提高環保意識和生存意識。在“化學反應速率和化學平衡”教學中，可以聯系合成氨以及接觸法制硫酸等化學工業生產條件的選擇、酶催化劑催化特點的研究等內容來認識控制反應條件在生活生產中的實際意義；在“溶液中的離子平衡”教學中，可以聯系發酵粉發酵原理、人體體液中的離子平衡等內容來深化對化學平衡理論的學習；在“沉淀溶解平衡原理”的教學中，可以聯系石灰巖洞中鐘乳石、石筍等的形成這一自然現象，也可以聯系水垢中氫氧化鎂是怎樣形成的這一生活問題來學習有關溶解平衡的知識，從而進一步激發學生學習的積極性和主動性，體現學習“有用化學”的課程理念。