錢勝
摘要:由于學生認知水平的局限、教學的階段性等諸多原因,初中化學教學中的某些結論性知識只具有相對的正確性,教學中不宜把這些問題講解得過死而導致“絕對化”。筆者通過自己對一些外國教材的了解并結合自己的教學實踐,以實驗和概念原理教學中的幾個問題為例強調初中化學教學不宜“絕對化”,否則會扼殺學生的創造能力,讓學生陷入非此及彼的思維誤區。教學中某些“絕對化”的做法是與新課程改革的核心理念背道而馳的,應當引起關注,從而把握好教學的度,避免教學中的“絕對化”。
關鍵詞:實驗教學;概念原理教學;絕對化
文章編號:1005–6629(2014)2–0034–03 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
義務教育化學課程標準指出:教學中應以提高學生的科學素養為主旨,激發學生學習化學的興趣。幫助學生了解科學探究的基本過程和方法,發展科學探究能力,獲得進一步學習和發展所需要的化學基礎知識和基本技能[1]。這就要求教師應本著科學、嚴謹的態度來進行日常教學。
但一些教師在教學中往往會出現“死摳”教材,造成教學的“絕對化”。“絕對化”的危害在于:容易在學生的腦海中形成非此及彼的狹隘觀念,使學生思維固化而缺乏創造力。而化學問題的復雜性決定了到目前為止,人類對一些基本化學問題的認識尚不準確、不完全,某些所謂的正確結論,通常是具有階段性和相對性的。正如偉大的革命導師列寧同志曾講過:“真理向前多走一步就成了謬誤。”此話深刻地提示了一個道理:真理總是相對的,沒有絕對的真理,也沒有絕對的謬誤。本文擬舉例說明化學教學中“真理”的相對性,以避免教學中的“絕對化”。
1 實驗教學應防止“絕對化”
1.1 二氧化碳收集方法
眾所知周,二氧化碳能溶解于水。教材中指出,在通常狀況下,1體積水可以溶解1體積的二氧化碳,增大壓強會溶解得更多[2]。教師往往因此把二氧化碳的收集方法“絕對化”:二氧化碳只能用向上排空氣法收集,而不能用排水法收集。學生也把這一結論當成放之四海皆準的普遍真理而堅信不疑。但如圖1所示:日本教材中注明所展示的二氧化碳的收集方法,帶給我們的反思卻是深刻的。
圖中所示的收集方法有a:向上排空氣法,b:排水法。其實,CO2在水中的溶解度并不大而且溶解的速度也比較緩慢,只要不是精密實驗,CO2既可以用向上排空氣法收集,也可以用排水法收集(CO2的損失很少)。實踐證明,用排水法收集CO2,既可以觀察集氣的快慢,又可以提高純度。在精密實驗中,為了降低CO2在水中的溶解性,可以采取排稀酸或排溫熱水的方法收集CO2。
因此,教學中“絕對化”地處理二氧化碳的收集方法是欠科學的。
1.2 用試管加熱固體藥品
現行的各種版本的初中化學教材中對于加熱試管中的固體藥品,都有嚴格的操作要求。即在加熱時試管底部應略高于試管口,目的是防止藥品中的濕存水受熱汽化成水蒸氣,然后在試管口冷凝成小水珠沿著試管內壁倒流回試管底部而引起試管底部炸裂。
據筆者了解國外的部分教材,特別是發達國家的教材中對于此操作并不強調試管底部一定略高于試管口,其原因是這些發達國家的試管品質良好,就算在加熱過程中有水珠倒流也不至于使試管底部炸裂。由此看來,加熱固體藥品時是否應保持試管底部略高于試管口,并不是科學性的問題,而是與試管質量的好壞有著密切關系。若在教學中過分地強調,并硬性地作為一種實驗操作要求是沒有理論根據的。
1.3 實驗室制備二氧化碳的原理
二氧化碳的實驗室制法是初中化學實驗教學的重要內容。實驗室制備二氧化碳應選用大理石(石灰石)和稀鹽酸,而不用大理石(石灰石)與稀硫酸反應[3],其原因是大理石(石灰石)與稀硫酸反應會很快生成膏狀的硫酸鈣覆蓋在固體表面,使反應終止。以上結論儼然成為金科玉律,為一代一代的學生“牢記”。
而重慶巴蜀中學的劉懷樂老師曾撰文中指出[4],在驗證侯氏制堿法的反應原理:NH3+CO2+H2O+NaCl= NaHCO3+NH4Cl的實驗中,為確保上述實驗成功,所用的CO2最好用石灰石粉末與稀硫酸反應制備,因為這種CO2是比較“純凈”的,不含有HCl。劉懷樂老師還在《中學化學實驗與教學研究》一書中有如下闡述[5]:
(1)不能用塊狀的石灰石跟濃硫酸及稀硫酸反應來制二氧化碳;
(2)不宜用粉末狀的石灰石跟濃硫酸反應來制取二氧化碳;
(3)可以用粉末狀的石灰石跟稀硫酸反來應制取二氧化碳。
如圖2所示,用石灰石粉末與稀硫酸反應可以得到快速而平穩的二氧化碳氣流。所以,在教學中強調用石灰石(大理石)制取二氧化碳時只能用稀鹽酸,而不能用稀硫酸是片面而絕對化的。
1.4 Cl-的檢驗
通常檢驗Cl-的方法是在待檢測溶液中加入硝酸銀溶液,若有白色沉淀生成,再滴加稀硝酸,若白色沉淀不溶解,則說明原溶液中含有Cl-。這一操作似乎成了檢驗Cl-的唯一真理。
事實上,可以和Ag+反應生成白色沉淀,且不溶于稀硝酸的離子除Cl-外還有SCN-。所以檢驗Cl-的正確操作是:第一步,在溶液中加入硝酸銀,若有白色沉淀生成;第二步,在沉淀中加入足量的氨水,過濾;最后,在濾液中加再滴加稀硝酸,若有白色沉淀生成,則說明原溶液中含有Cl- [6]。
筆者建議教學時應告訴學生,初中所學習的Cl-檢驗方法只是粗糙的檢驗方法,而更科學、更嚴謹的方法還有待同學們在后續的課程中加強學習。這種講法既防止了在教學中的絕對化傾向,同時又為以后的教學留下懸念,激發學生繼續學好化學的動力。
2 概念及原理教學應防止“絕對化”
在當前的概念及原理教學中仍然頻現死摳概念的誤區,筆者想借用以下幾個實例加以論證。
2.1 催化劑的教學
催化劑是初中化學中的重要基本概念。教學中,教師都會強調催化劑的質量和化學性質在反應前后都不會改變,但此說法實有不夠嚴謹之處。
催化劑能改變化學反應速率是不爭的事實,但由于催化劑的作用機理十分復雜,迄今為止人們對此知之甚少。目前普遍被人們所接受的理論是催化劑大都參與了化學反應,改變反應的活化能,從而改變化學反應速率。但隨著反應的進行,催化劑的催化效能(化學性質)往往會發生改變。以MnO2催化雙氧水分解為例,其實重復使用后的MnO2的催化能力并非不改變,而是在不斷降低。因為MnO2常存在α、β、γ、δ等多種變體,各種變體的催化效能是不相同的,它們的活性排序為:α-MnO2>γ-MnO2>δ-MnO2>β-MnO2,MnO2在多次催化后晶型可能轉化為δ-MnO2、β-MnO2,導致催化效能降低[7]。為了保持MnO2的催化活性,可用熱的稀硫酸進行活化。所以,教師在教學中斬釘截鐵地強調催化劑的概念,死摳“一變二不變”確有不妥之處。
2.2 中和反應的教學
在現行的初中化學教材中明確指出,中和反應是酸與堿反應生成鹽和水的反應[8]。為了強調中和反應的反應物必須是酸和堿,教師常常舉出如下的“反例”:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,讓學生辨析此類反應是否屬于中和反應。最終的結論是:類似反應不是中和反應。這是一線教師死摳中和反應的通常做法。
筆者曾仔細翻閱過新加坡初中學生所用的英文教材[9]。書中出現了Base和Alkali兩個概念。其中的Alkali與我國教材中“堿”的概念完全對應。當筆者試圖用一個比較確切而簡潔的詞語來翻譯“Base”,卻無法如愿以償。筆者從原版英文教材中查閱到這兩者的關系,如圖3所示:Base包括了Alkalis,正如英文教材中的描述:All alkalis are bases, but not all bases are alkalis(堿屬于bases,但不是所有的bases都是堿)。爾后,筆者又從最新英漢詞典[10]中查到base的解釋:[化]堿,筆者認為這一解釋不夠科學。綜上所述,筆者認為Bases是指堿和堿性氧化物的總稱,但在我國的化學教材中并沒有與之相對應的概念。基于以上前提,英文教材中如下定義中和反應:Neutralisation is the reaction an acid and a base or alkali form a salt and water only。翻譯成中文是:中和反應是指酸與堿或堿性氧化物作用只生成鹽和水的反應。
筆者認為,對于國內外教材對“中和反應定義”的不同處理,我們不必去糾纏到底誰更科學。因為,以不同的視角來審視化學反應帶有主觀色彩,界定中和反應也由下定義者的主觀認識所確定,并沒有改變化學反應的本質,沒有科學與謬誤之區別。因而,筆者認為在教學中去“深入挖掘”中和反應的概念是不宜提倡的。
3 總結
以上所舉的例子,只是初三教學中類似例子的冰山一角,筆者不可能窮盡所有教學中類似的實例。撰文的目的只是希望能引起同行的共鳴,使我們的教學更具有彈性,而不是把問題講得“絕對化”。但是面對上述問題,我們該如何進行常規教學呢?
所有的教學都具有階段性,教學應符合學生已有的認知水平。限于初中階段,學生的認識水平有局限,筆者認為教學中最好還是按教材中編寫的內容來講解,但在教學中不宜得出過于肯定的結論,建議用“大都”、“常常”、“一般”、“通常“等字眼,為教學留下余地,也為學生深入思考和繼續學習留下空間。這樣能激發學生的思維,培養和提升學生的能力,對于培養創新人材是大有裨益的。
參考文獻:
[1]中華人民共和國教育部制定.義務教育化學課程標準[S].北京:北京師范大學出版社,2011:9.
[2][3][8]王晶,鄭長龍主編.義務教育課程標準實驗教科書·化學上冊[M].北京:人民教育出版社,2012:39,113,61.
[4]劉懷樂.純堿生產實驗的秘訣[J].化學教學,2011,(1):48.
[5]劉懷樂著.中學化學實驗與教學研究[M].重慶:西南大學出版社,1996:48.
[6]夏玉宇主編.化學實驗室手冊[M].北京:化學工業出版社,2008:19.
[7]李嘉. MnO2催化劑中毒現象的探究[J].中學化學教學參考,2012,(12):37.
[9] Dr Rex M Heyworth·JGR Briggs. Chemistry Insights‘Olevel·2nd Edition,2010:248,257,272.
[10]顏元叔主編.新英漢詞典[M].廣州:世界圖書出版公司,2002:69.
催化劑是初中化學中的重要基本概念。教學中,教師都會強調催化劑的質量和化學性質在反應前后都不會改變,但此說法實有不夠嚴謹之處。
催化劑能改變化學反應速率是不爭的事實,但由于催化劑的作用機理十分復雜,迄今為止人們對此知之甚少。目前普遍被人們所接受的理論是催化劑大都參與了化學反應,改變反應的活化能,從而改變化學反應速率。但隨著反應的進行,催化劑的催化效能(化學性質)往往會發生改變。以MnO2催化雙氧水分解為例,其實重復使用后的MnO2的催化能力并非不改變,而是在不斷降低。因為MnO2常存在α、β、γ、δ等多種變體,各種變體的催化效能是不相同的,它們的活性排序為:α-MnO2>γ-MnO2>δ-MnO2>β-MnO2,MnO2在多次催化后晶型可能轉化為δ-MnO2、β-MnO2,導致催化效能降低[7]。為了保持MnO2的催化活性,可用熱的稀硫酸進行活化。所以,教師在教學中斬釘截鐵地強調催化劑的概念,死摳“一變二不變”確有不妥之處。
2.2 中和反應的教學
在現行的初中化學教材中明確指出,中和反應是酸與堿反應生成鹽和水的反應[8]。為了強調中和反應的反應物必須是酸和堿,教師常常舉出如下的“反例”:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,讓學生辨析此類反應是否屬于中和反應。最終的結論是:類似反應不是中和反應。這是一線教師死摳中和反應的通常做法。
筆者曾仔細翻閱過新加坡初中學生所用的英文教材[9]。書中出現了Base和Alkali兩個概念。其中的Alkali與我國教材中“堿”的概念完全對應。當筆者試圖用一個比較確切而簡潔的詞語來翻譯“Base”,卻無法如愿以償。筆者從原版英文教材中查閱到這兩者的關系,如圖3所示:Base包括了Alkalis,正如英文教材中的描述:All alkalis are bases, but not all bases are alkalis(堿屬于bases,但不是所有的bases都是堿)。爾后,筆者又從最新英漢詞典[10]中查到base的解釋:[化]堿,筆者認為這一解釋不夠科學。綜上所述,筆者認為Bases是指堿和堿性氧化物的總稱,但在我國的化學教材中并沒有與之相對應的概念。基于以上前提,英文教材中如下定義中和反應:Neutralisation is the reaction an acid and a base or alkali form a salt and water only。翻譯成中文是:中和反應是指酸與堿或堿性氧化物作用只生成鹽和水的反應。
筆者認為,對于國內外教材對“中和反應定義”的不同處理,我們不必去糾纏到底誰更科學。因為,以不同的視角來審視化學反應帶有主觀色彩,界定中和反應也由下定義者的主觀認識所確定,并沒有改變化學反應的本質,沒有科學與謬誤之區別。因而,筆者認為在教學中去“深入挖掘”中和反應的概念是不宜提倡的。
3 總結
以上所舉的例子,只是初三教學中類似例子的冰山一角,筆者不可能窮盡所有教學中類似的實例。撰文的目的只是希望能引起同行的共鳴,使我們的教學更具有彈性,而不是把問題講得“絕對化”。但是面對上述問題,我們該如何進行常規教學呢?
所有的教學都具有階段性,教學應符合學生已有的認知水平。限于初中階段,學生的認識水平有局限,筆者認為教學中最好還是按教材中編寫的內容來講解,但在教學中不宜得出過于肯定的結論,建議用“大都”、“常常”、“一般”、“通常“等字眼,為教學留下余地,也為學生深入思考和繼續學習留下空間。這樣能激發學生的思維,培養和提升學生的能力,對于培養創新人材是大有裨益的。
參考文獻:
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[6]夏玉宇主編.化學實驗室手冊[M].北京:化學工業出版社,2008:19.
[7]李嘉. MnO2催化劑中毒現象的探究[J].中學化學教學參考,2012,(12):37.
[9] Dr Rex M Heyworth·JGR Briggs. Chemistry Insights‘Olevel·2nd Edition,2010:248,257,272.
[10]顏元叔主編.新英漢詞典[M].廣州:世界圖書出版公司,2002:69.
催化劑是初中化學中的重要基本概念。教學中,教師都會強調催化劑的質量和化學性質在反應前后都不會改變,但此說法實有不夠嚴謹之處。
催化劑能改變化學反應速率是不爭的事實,但由于催化劑的作用機理十分復雜,迄今為止人們對此知之甚少。目前普遍被人們所接受的理論是催化劑大都參與了化學反應,改變反應的活化能,從而改變化學反應速率。但隨著反應的進行,催化劑的催化效能(化學性質)往往會發生改變。以MnO2催化雙氧水分解為例,其實重復使用后的MnO2的催化能力并非不改變,而是在不斷降低。因為MnO2常存在α、β、γ、δ等多種變體,各種變體的催化效能是不相同的,它們的活性排序為:α-MnO2>γ-MnO2>δ-MnO2>β-MnO2,MnO2在多次催化后晶型可能轉化為δ-MnO2、β-MnO2,導致催化效能降低[7]。為了保持MnO2的催化活性,可用熱的稀硫酸進行活化。所以,教師在教學中斬釘截鐵地強調催化劑的概念,死摳“一變二不變”確有不妥之處。
2.2 中和反應的教學
在現行的初中化學教材中明確指出,中和反應是酸與堿反應生成鹽和水的反應[8]。為了強調中和反應的反應物必須是酸和堿,教師常常舉出如下的“反例”:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,讓學生辨析此類反應是否屬于中和反應。最終的結論是:類似反應不是中和反應。這是一線教師死摳中和反應的通常做法。
筆者曾仔細翻閱過新加坡初中學生所用的英文教材[9]。書中出現了Base和Alkali兩個概念。其中的Alkali與我國教材中“堿”的概念完全對應。當筆者試圖用一個比較確切而簡潔的詞語來翻譯“Base”,卻無法如愿以償。筆者從原版英文教材中查閱到這兩者的關系,如圖3所示:Base包括了Alkalis,正如英文教材中的描述:All alkalis are bases, but not all bases are alkalis(堿屬于bases,但不是所有的bases都是堿)。爾后,筆者又從最新英漢詞典[10]中查到base的解釋:[化]堿,筆者認為這一解釋不夠科學。綜上所述,筆者認為Bases是指堿和堿性氧化物的總稱,但在我國的化學教材中并沒有與之相對應的概念。基于以上前提,英文教材中如下定義中和反應:Neutralisation is the reaction an acid and a base or alkali form a salt and water only。翻譯成中文是:中和反應是指酸與堿或堿性氧化物作用只生成鹽和水的反應。
筆者認為,對于國內外教材對“中和反應定義”的不同處理,我們不必去糾纏到底誰更科學。因為,以不同的視角來審視化學反應帶有主觀色彩,界定中和反應也由下定義者的主觀認識所確定,并沒有改變化學反應的本質,沒有科學與謬誤之區別。因而,筆者認為在教學中去“深入挖掘”中和反應的概念是不宜提倡的。
3 總結
以上所舉的例子,只是初三教學中類似例子的冰山一角,筆者不可能窮盡所有教學中類似的實例。撰文的目的只是希望能引起同行的共鳴,使我們的教學更具有彈性,而不是把問題講得“絕對化”。但是面對上述問題,我們該如何進行常規教學呢?
所有的教學都具有階段性,教學應符合學生已有的認知水平。限于初中階段,學生的認識水平有局限,筆者認為教學中最好還是按教材中編寫的內容來講解,但在教學中不宜得出過于肯定的結論,建議用“大都”、“常常”、“一般”、“通常“等字眼,為教學留下余地,也為學生深入思考和繼續學習留下空間。這樣能激發學生的思維,培養和提升學生的能力,對于培養創新人材是大有裨益的。
參考文獻:
[1]中華人民共和國教育部制定.義務教育化學課程標準[S].北京:北京師范大學出版社,2011:9.
[2][3][8]王晶,鄭長龍主編.義務教育課程標準實驗教科書·化學上冊[M].北京:人民教育出版社,2012:39,113,61.
[4]劉懷樂.純堿生產實驗的秘訣[J].化學教學,2011,(1):48.
[5]劉懷樂著.中學化學實驗與教學研究[M].重慶:西南大學出版社,1996:48.
[6]夏玉宇主編.化學實驗室手冊[M].北京:化學工業出版社,2008:19.
[7]李嘉. MnO2催化劑中毒現象的探究[J].中學化學教學參考,2012,(12):37.
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