楊寬懷
摘 要 基于提升教學效率、增加化學反應原理理論知識教學的趣味性的考慮,從教材模塊整合、引入真實情境、設計探究實驗、深度學習等四個角度,對教材提供的知識及教材引發的內容進行整合,踐行整合性教學。
關鍵詞 化學反應原理;整合性教學;教學效率;深度學習
中圖分類號:G632 文獻標識碼:A 文章編號:1002-7661(2018)07-0226-01
高中化學選修4《化學反應原理》是歷年高考考查力度最大、學生在學習上出現疑難點最多的模塊。為了盡早與高考對接,許多一線教師選擇讓枯燥的理論教學、繁瑣的計算、大量的刷題訓練充斥課堂。這種低效的教學方式導致學生普遍缺少學習積極性,知識掌握不夠扎實,限制了學生的核心素養的提升。如何才能讓教學更加高效,讓學生趣味化生活化地學習該模塊?筆者所在課題組嘗試整合性教學,即通過創設有利于學生學習的情境,探索以教材提供的知識或由教材引發的相關內容與教材本身相融合進行教學的模式。
一、模塊整合高效化
現行高中化學教材版本多、模塊多,必修2與選修4重復的知識點多,能力要求差異過大,如果分別實施教學,費時低效;如果能將眾多模塊知識科學整合,校本化地實施,則有利于減耗增效。以蘇教版為例:可將必修2專題2第二單元化學反應中的熱量與選修4專題1第一單元化學反應中的熱效應兩部分內容進行整合。首先從生活中常見的吸熱和放熱過程入手,引入吸熱反應和放熱反應的概念,接著引入熱化學方程式的書寫和意義,然后從體系能量、活化能、鍵能等角度分析它們與焓變的關系,接下來引入燃燒熱、中和熱的概念,通過實驗測定中和熱,再以有些化學反應的反應熱難以測定為由引出蓋斯定律及其應用,最后討論如何充分利用能源。這樣的處理避免了相同知識點的重復教學,有利于形成較為連貫完整的知識體系。模塊整合可以是同一版本教材內不同模塊內容的整合,也可以是所有版本教材的不同模塊內容間的整合。
二、理論教學情境化
引入生產生活中的情境,可避免理論教學過于抽象。比如通過研究血液的pH與人體健康的關系、電化學CO報警器的工作原理、沉淀溶解平衡原理應用于去除廢水中的重金屬離子等,學生感受到化學是一門很接地氣的學科,求知欲被激起,學習的積極性和主動性得以最大限度的調動。再比如以“‘設計一座硫酸廠”為題,引導學生從原理、設備、選址等角度,綜合設備成本核算、能源消耗、環境保護、交通運輸等因素考慮提出可行性方案。可圍繞以下問題進行設計:選擇硫磺、硫鐵礦還是黃銅礦作為原料?選擇什么樣的制備原理?如何控制反應條件?反應條件的選擇應該基于哪些方面的考慮?廠址的選擇要考慮哪些方面?解決這些問題需要綜合多方面的知識,基于不同的設計理念學生可能會提出多種方案。合理設置情境,有利于使學生獲得“學以致用”的成就感,促進學習方式轉變。
三、實驗探究趣味化
化學是一門以實驗為基礎的自然學科,實驗探究和創新意識是化學學科核心素養的實踐基礎。通過實驗探究有利于更好的掌握知識,可以幫助解決一些疑問和一些實際問題。比如學習放電順序的知識時,可做如下實驗:用惰性電極電解濃度均為1mol·L-1的NaI和NaBr混合溶液,檢驗電解產物。學生通過實驗獲得離子放電有先后順序的知識。再比如,學習反應FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl時,學生存在的疑問是:加入KCl固體是否會使溶液顏色變淺?學生經過理論分析、實驗探究,解決了疑點。教學中可以將補鐵劑中鐵含量的測定、鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測定、飲料的研究等用于解決實際問題的綜合實驗引入,有利于學生樹立用所學的理論知識通過實驗途徑解決實際問題的意識。當然,實驗探究的開展難免會與緊張的課時、學校硬件條件、學情等有沖突,因此要基于實際條件講究適時適度原則。
四、認知層次高階化
教學上設置一些易引發深度思考的問題或補充部分大學知識,能有效提升學生認知層次。例如,已知:MnCO3(s) MnO(s)+CO2(g)ΔH=+116.6kJ·mol-1。①反應若要自發正向進行該選擇低溫還是高溫條件呢?②其他條件不變時,將容器體積壓縮為原來的1/3,化學平衡朝哪個方向移動?③再次達到化學平衡狀態時,容器內的氣壓、CO2的物質的量濃度較原平衡有何變化?可引導學生從熱力學角度入手,通過分析ΔG=ΔH-TΔS是否小于零作出選擇高溫條件的結論;從動力學角度分析外界條件改變后,Qc與Kc的大小關系,作出化學平衡逆向移動的判斷;從溫度不變,K不變的角度,作出盡管化學平衡發生移動但是再次達到化學平衡狀態時,容器內的氣壓、CO2的物質的量濃度與原平衡相同的判斷。分析過程中,學生初步建立了從熱力學和動力學兩個角度研究化學反應的思維模型,同時學生在分析后驚訝地發現,當改變一個外因時,平衡也可以朝著消除這種影響的方向移動,說明教材中有關化學平衡移動原理的表述并不準確。原電池教學時,可引導學生探究原電池是否必須含有兩個活性不同的電極,學生通過研究發現燃料電池、濃差電池等也可以是兩個一樣的電極。這種有意識引導學生高階化的學習知識的教學方式,可避免學生唯教材的思維,有利于引發深度學習,更好地掌握理論知識。
五、結語
整合性教學有助于改變理論教學抽象的現狀,讓教學更加高效。在實施過程中,要注重現代信息技術與教學的深度融合,以解決課堂容量偏大的問題;要根據不同學情設計教學,避免脫離學生實際。
基金項目:本文系2016年度漳州市基礎教育課程與教學研究立項課題“化學反應原理的整合性教學實踐”(課題編號:ZPKTY16034)的研究成果之一。