何雪薇 王喜貴



摘要:文章以人教版化學教科書中關于“化學反應速率和限度”知識內容為研究對象,從教科書內容呈現方式、編寫特點以及課標要求來對這部分內容進行銜接分析,體現出知識系統性增強,學習思維轉變、知識難度加深、學習活動要求多樣等特點,并針對這些特點提出了提高銜接意識、更新教學方法、加強學法指導等教學建議。
關鍵詞:初高中化學;反應速率;化學平衡;銜接性
隨著新課程改革的推進,為了適應《義務教育化學課程標準(2011)》、《普通高中化學課程標準》的要求,初高中化學教科書無論是在內容還是在結構上都做出了相應的改變。初高中化學課程的課程性質、目標、內容、教學方式、評價方式都有很大不同,這就使得初高中教學銜接成為了教師和學者所關注的焦點問題?!盎瘜W反應速率和限度”貫穿于整個中學化學階段,是聯系生產生活實踐的紐帶,是中考、高考以及會考必考的內容,研究有關“化學反應速率和限度”內容的銜接具有重要的意義。基于此,本文對人教版九年級義務教育化學教科書、普通高中課程標準實驗教科書化學2(必修)及選修4中有關于“化學反應速率和限度”的內容進行了銜接性分析研究。
一、“化學反應速率和限度”的呈現方式及課標要求
1.呈現方式
人教版初高中化學教科書針對“化學反應速率和限度”的內容,在不同冊教科書中的不同章節里呈現,見表1,在每個章節中知識內容含量和呈現的方式都能體現不同教科書知識間的變化與銜接。
2.課標要求
國家課程標準是教材編寫、教學、評估和考試命題的依據,要對中學化學教科書中“化學反應速率和限度”知識的銜接性進行研究,就要理解課程標準對這部分知識的要求與建議,見圖1與圖2。
從上圖可以分析出,《義務教育化學課程標準》對此部分知識只是通過探究實驗滲透化學反應有快慢之分的思想,并沒有對其進行明確定義,注重與生活實際聯系。
由上圖可知,《普通高中化學課程標準》對化學反應速率和化學平衡有定性和定量的認識,要理解其含義、本質、規律,并且能夠解釋一定的化學現象,拓展了很多相關的新概念、新知識,更加重視與生活、生產、科學研究的聯系與作用。
二、“化學反應速率和限度”的銜接性分析
1.銜接特點
根據上述對中學化學教科書“化學反應速率和限度”出現的位置、課標要求以及銜接方式的分析,總結出此部分知識在初高中化學中有著知識系統性增強、難度加深、注重綜合能力培養等銜接特點。
(1)知識系統性增強,學習思維轉變
針對化學反應速率這部分知識,在初中化學中是讓學生通過觀察金屬與氧氣、酸反應的實驗現象,體會化學反應有快慢之分,是對知識的一種感性認識。在高中化學2中,第二章定性的學習了化學反應速率的定義、單位,通過實驗探究影響化學反應速率的因素,初步引入了化學反應的核心知識。在選修4第二章中更加系統詳盡地給化學反應速率下定義、明確其單位、計算公式以及簡單應用,通過定量實驗對化學反應速率進一步的理解,同時明確可逆反應的概念。在第二節中讓學生學會從能量的角度通過實驗探究反應速率的影響因素,并將其與分子間有效碰撞頻率的關系結合,解釋改變反應速率的原因,重點體現這些核心知識。
對于化學反應限度的知識,在初中化學中通過探究防止鐵制品銹蝕的方法,增強學生保護資源意識的同時向學生傳達了化學反應限度可以改變的思想。而在高中化學2的第二章中以化學史實為例理解可逆反應,并通過速率和時間變化的二維坐標圖形成化學平衡的概念,聯系生產生活中人們希望促進有利反應,抑制有害反應,涉及到化學反應條件改變可以引起化學反應的變化,知識具有較強的邏輯性和順序性。在選修4中,第二章擴展到從溶液飽和角度介紹可逆反應、化學平衡,并通過溫度影響化學平衡的實驗,初步建立“化學平衡移動”的思想,結合化學反應能量的知識,理解焓變、熵變與化學反應進行的方向的關系;通過各類計算更深層次的從定量的角度介紹化學平衡常數以及弱電解質的電離平衡、水的電離、鹽類水解平衡、難溶電解質溶解平衡相應的平衡常數,這時所接觸的化學反應限度的知識已經呈現出較強的系統性。
對于“化學反應速率和限度”的知識,學生在初中的學習過程中,以感性認識為主,注重思想滲透,學習方式主要是聽教師講解;而在高中階段,學生要轉換學習思維,以定性和定量方法去學習此部分知識,同時要開拓思維學會探究,能夠進行一定的邏輯推理及相應的計算。
(2)知識具有一定重疊性,難度加深
學習是建立在已有的知識或者經驗上進行的,教科書在安排學習內容時,要體現內容的前后聯系,同時根據學生認知水平的能力相應加深新知識的難度。下面以探究化學反應速率的影響因素為例進行闡述,見表2。
在初中化學上冊,通過探究二氧化錳在過氧化氫分解制取氧氣中的作用,學生了解二氧化錳作為催化劑能夠影響反應快慢。在高中化學2中通過實驗分別探究溫度、催化劑對過氧化氫分解速率的影響,讓學生結合一些生活和實驗現象思考,得出固體的表面積、反應物的狀態、溶液的濃度等都可以影響化學反應速率。在選修4中,緒言部分介紹了活化能、活化分子、有效碰撞等概念,第二章提出化學反應速率與分子問的有效碰撞頻率有關,通過實驗分別探究濃度、壓強、溫度、催化劑對化學反應速率的影響,不僅從宏觀上分析了影響因素,也從微觀角度解釋各個影響因素如何改變了分子間的有效碰撞頻率。選修4中對化學反應速率影響因素的學習,與初中、化學2的知識有一定的重疊性,但是要求對知識的本質有更深理解,能夠總結簡單規律,從定性分析到定量、宏觀與微觀的轉化,對學生認知水平和能力要求更高。
(3)學習活動多樣,注重能力培養
教科書中不同欄目的設置,能夠體現對內容的不同要求,欄目設置的多樣化,對學生分析、邏輯、推理、探究等能力有不同的要求,見表3。
由表3可以看出,從初中化學到選修4欄目設置越來越豐富,既有利于學生對知識的理解和學習,也體現出了對學生學習要求的提高,同時注重對學生各方面綜合能力的培養。下面以化學反應速率、化學平衡的相關計算內容為例進行具體分析,見表4。
初中化學針對此部分內容并沒有涉及計算。化學2中給出化學反應速率的定義,學生可以根據定義推出公式,但課標中沒有相應的計算要求,教科書的課后習題中也沒有相關計算內容。在選修4中給出化學反應速率和化學平衡常數、轉化率的定義及計算公式,能應用于簡單計算,在相應的課后習題中都有體現,并通過實驗探究、科學視野等欄目介紹電離常數、水的離子積常數、鹽的水解常數、溶度積的定義和計算公式,知識的呈現上由易到難,所學公式也越來越復雜,對學生演繹推理、計算能力有一定的要求,但此部分內容設計銜接性不強,初高中知識跨度較大,選修中突然出現較多計算,學生可能無法較好地適應、學習。
可見教科書對學生活動要求提高,逐步培養學生的科學探究能力、動手操作能力、演繹推理思維能力,能夠體現新課程理念,促進學生全面發展。
三、教學建議
通過上述對教科書中化學反應速率和限度的銜接性分析,為了使一線初高中化學教師能夠重視初高中知識的銜接性,并且能夠更好地進行銜接性教學,從教育觀念、教法、學法等方面提出以下幾點建議供化學教師參考。
首先,要轉換教育觀念,具有銜接意識。初高中教師要認清教學現狀,知道初高中化學知識存在重復、斷層和盲點,加強相互之間的交流,可以互相聽課,也可以多進行一些教科書內容、教法的交流會,或者初高中學校舉行一些銜接教學的培訓活動。通過這些活動,高中教師可以熟悉初中對一些化學知識講解的深廣度,而初中教師可以根據高中教師的教學進度,適當調整教學為高中化學打下基礎。要有意識地避免初高中的斷層和銜接不當的問題出現。
其次,要更新教學方法,注重綜合能力培養。很多初中化學教師由于化學是初入門學科的限制,知識沒有很強的系統性以及中考壓力的限制,不得不采用灌輸式教學,為學生劃重點,學生對很多知識點處于“知其然不知其所以然”的階段,而到了高中之后知識的深廣度明顯增加,教師教學方法也有很大變化,大部分學生基礎知識不扎實,對新知識又不能很快理解,這就要求教師要更新教學方法,仔細研究初中和高中課程標準的目標要求,比較其異同,全面了解初高中知識體系,找準初高中知識的斷層、銜接點,為銜接教學做準備。在講授新知識時,以學生實際情況為主,要有意識地引導學生聯系舊知識,復習和區分舊知識。學會采用啟發探究式、合作式教學,結合生活生產實際以及社會熱點問題去創設學習情境,激發學生的學習興趣,設置多樣的學習活動,注重學生綜合能力培養,促進學生全面發展。例如在學習高中化學2中化學反應速率的內容時,教師可以讓學生回憶初中學習過的金屬緩慢氧化的現象以及不同金屬與酸反應的現象,來引導學生聯系學過的知識,再結合課本思考與交流的圖片與問題,給出化學反應速率的定義,引導學生結合生活現象,思考還有什么可以影響化學反應速率,學生給出自己的猜想與假設,并設計探究方案,教師給學生提供儀器與藥品,讓學生自己動手操作檢驗,最后教師根據學生實驗情況進行補充總結,課后作業除了課后習題應多留一些思考題,學生可以通過上網查閱資料或者自己動手做家庭小實驗。
最后,加強學法指導,培養良好學習習慣。改變死記硬背、機械模仿的學習方法,引導學生自主學習,學會課前預習,課上注重理解知識,傳授抓重點記筆記的方法,課后學會自己總結,培養學生的“化學思維”,學會思考質疑、培養科學探究的思維和能力。學習方法的指導應貫穿于教學的各個環節,結合學生實際情況進行指導。例如實驗課時指導學生觀察現象,傳授實驗操作和實驗設計方法,讓學生自己設計實驗并動手操作,并在實驗后嘗試自己總結分析;在學習難溶電解質的溶解平衡時,可以通過課前發導學案讓學生預習并回顧之前所學的相關知識,課上可以將本節課重點知識的標題羅列到黑板上,讓學生分組選取代表上講臺為大家講解所預習到的知識,教師補充總結;也可以讓學生通過畫示意圖的方式來講解,課后可以讓學生將本章節的知識用思維導圖的方式進行總結鞏固,同時讓學生查閱資料并交流,讓學生養成良好的學習習慣。
總而言之,人教版中學化學教科書中有關“化學反應速率和限度”的內容,充分體現了新課程理念,體系完整、設置合理、各教科書之間呈現出不同的銜接特點,教師應該充分利用這些特點選用恰當的教學策略進行教學。當然其中也存在一些銜接不足的現象,需要教師和學生共同做出努力,改善不足,使初高中化學教學進行得更順暢。