分析化學(xué)知識(shí)在高中化學(xué)中的體現(xiàn)和教學(xué)策略研究

王愛(ài)香，張國(guó)文

(臨沂大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,山東 臨沂 276005)

開(kāi)設(shè)高中化學(xué)的目的是讓學(xué)生了解化學(xué)學(xué)科體系，掌握化學(xué)基本概念、原理、實(shí)驗(yàn)技能，形成化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)[1]。分析化學(xué)作為化學(xué)的重要組成部分，高中化學(xué)有多處體現(xiàn)，這部分內(nèi)容的教學(xué)也引起了廣大一線教師的重視，一些教師對(duì)此發(fā)表了自己的觀點(diǎn)。

蘭建祥研究了高考化學(xué)試題中的中和滴定分析及其教學(xué)，以幫助學(xué)生初步認(rèn)識(shí)多種常見(jiàn)的滴定分析，達(dá)到對(duì)中和滴定知識(shí)遷移和拓展的目的[2]。湯亞芳研究了任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式在"酸堿滴定法"教學(xué)中的應(yīng)用，這種探究式學(xué)習(xí)能更好地激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性，使學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解更深刻[3]。陳云等人將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式引入到分析化學(xué)教學(xué)中，有利于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生掌握的知識(shí)更牢固[4]。惠陽(yáng)等人研究了提高分析化學(xué)課堂吸引力的教學(xué)策略，讓學(xué)生成為分析化學(xué)課堂的主人翁，真正吸引他們投身其中[5]。夏淑萍提出用"案例教學(xué)法"開(kāi)展分析化學(xué)教學(xué)，將高中化學(xué)的3個(gè)定量實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生切實(shí)體會(huì)到了化學(xué)的用途，提高了學(xué)生的核心素養(yǎng)[6]。

分析化學(xué)相關(guān)知識(shí)的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生掌握定量分析的原理、分析方法，形成"量"的觀念，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。這部分知識(shí)的教學(xué)方法與其他類(lèi)型知識(shí)的教學(xué)方法有所不同，本文將通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查高中教師對(duì)分析化學(xué)知識(shí)教學(xué)的現(xiàn)狀，存在哪些問(wèn)題，應(yīng)該采用那些教學(xué)策略提高教學(xué)效果，為一線教師的教學(xué)提供參考。

1 調(diào)查概況

調(diào)查方法以網(wǎng)絡(luò)問(wèn)卷調(diào)查為主，結(jié)合訪談，選取臨沂三區(qū)九縣10 所高中的85名化學(xué)教師作為調(diào)查對(duì)象，發(fā)放問(wèn)卷85份，有效答卷82份。調(diào)查項(xiàng)目分為教學(xué)內(nèi)容處理、教學(xué)目標(biāo)制定、教學(xué)方法實(shí)施三個(gè)方面。

2 調(diào)查結(jié)果與分析

2.1 對(duì)“分析化學(xué)相關(guān)知識(shí)”的認(rèn)知

由調(diào)查結(jié)果可以看出，多數(shù)老師對(duì)高中化學(xué)中的“分析化學(xué)相關(guān)知識(shí)”有一定的關(guān)注度，認(rèn)為"分析化學(xué)相關(guān)知識(shí)"在高中化學(xué)知識(shí)體系中比較重要(67.07%)，在高中階段有必要了解一些儀器分析方法，如核磁共振波譜法(100.00%)、質(zhì)譜法(91.12%)，“分析化學(xué)相關(guān)知識(shí)”在高考中比較熱(50.00%)，“分析化學(xué)相關(guān)知識(shí)”的主要教學(xué)目標(biāo)是學(xué)習(xí)分析化學(xué)基本原理(73.17%)、定量分析方法(81.71%)，多數(shù)老師沒(méi)有系統(tǒng)總結(jié)過(guò)高中化學(xué)中的"分析化學(xué)相關(guān)知識(shí)"(91.46%)，講授過(guò)酸堿滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定和重量分析，講授配位滴定的教師較少(6.10%)，多數(shù)老師認(rèn)為"分析化學(xué)相關(guān)知識(shí)"的重點(diǎn)是相關(guān)計(jì)算(82.93%)、分析方法(63.41%)和分析化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)(62.20%)的掌握，難點(diǎn)是相關(guān)計(jì)算(73.17%)。

2.2 對(duì)“分析化學(xué)相關(guān)知識(shí)”的教學(xué)

在“分析化學(xué)相關(guān)知識(shí)”的教學(xué)中多數(shù)教師采用的是講授教學(xué)法(100.00%)和練習(xí)教學(xué)法(84.15%)；認(rèn)為有效的提問(wèn)應(yīng)注意圍繞教學(xué)目標(biāo)精心設(shè)計(jì)問(wèn)題(89.02%)，提問(wèn)要難易適度并注意層次性(82.92%)，提問(wèn)時(shí)注意學(xué)生已有的知識(shí)、給學(xué)生思考的時(shí)間、提問(wèn)后的反饋(65.85%)；多數(shù)教師沒(méi)有做酸堿滴定實(shí)驗(yàn)(87.71%)，或是采用看視頻(網(wǎng)上下載)的方法(54.88%)；對(duì)于分析化學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，多數(shù)教師開(kāi)門(mén)見(jiàn)山，直接講實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容(68.29%)，少數(shù)老師創(chuàng)設(shè)情境，提出問(wèn)題；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中多數(shù)老師關(guān)注操作是否規(guī)范(76.83%)，結(jié)果是否準(zhǔn)確(70.73%)，滴定管讀數(shù)是否正確(57.32%)。

3 “分析化學(xué)相關(guān)知識(shí)”教學(xué)存在的問(wèn)題與策略研究

3.1 存在的問(wèn)題

3.1.1 對(duì)“分析化學(xué)相關(guān)知識(shí)”重視程度不夠

盡管部分教師認(rèn)為高中化學(xué)中的“分析化學(xué)相關(guān)知識(shí)”比較重要，但是認(rèn)識(shí)不夠深刻，沒(méi)有把它放在整個(gè)化學(xué)學(xué)科中去考慮，沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)分析化學(xué)對(duì)科學(xué)發(fā)展的重要作用，因此，一些老師沒(méi)有認(rèn)真總結(jié)過(guò)高中化學(xué)中的“分析化學(xué)相關(guān)知識(shí)”，更沒(méi)有研究這些知識(shí)的教學(xué)，還有相當(dāng)一部分老師沒(méi)有做分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)，只是觀看網(wǎng)上下載的實(shí)驗(yàn)視頻，或只是講解實(shí)驗(yàn)。

3.1.2 對(duì)“分析化學(xué)相關(guān)知識(shí)”教學(xué)目標(biāo)定位層次偏低

由于部分教師沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)到分析化學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的“定量觀”、嚴(yán)謹(jǐn)求是的科學(xué)態(tài)度、誠(chéng)信的品質(zhì)等方面的作用，許多老師更看重"學(xué)習(xí)分析化學(xué)基本原理、定量分析方法、掌握相關(guān)計(jì)算"等基本教學(xué)要求。

3.1.3 對(duì)“分析化學(xué)相關(guān)知識(shí)”教學(xué)方法單一

由于多數(shù)教師沒(méi)有系統(tǒng)總結(jié)“分析化學(xué)相關(guān)知識(shí)”，只是在做題過(guò)程中遇到分析化學(xué)方面的習(xí)題，才對(duì)用到的分析原理、計(jì)算方法、裝置特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行講解，更有的老師就題論題，采用的教學(xué)方法局限于講授法和練習(xí)法，不利于學(xué)生對(duì)分析化學(xué)知識(shí)有一個(gè)系統(tǒng)整體的認(rèn)識(shí)。

3.1.4 對(duì)“分析化學(xué)相關(guān)知識(shí)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)忽略學(xué)生的主體地位

“化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科”，要想學(xué)好化學(xué)離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)，分析化學(xué)更是如此，準(zhǔn)確的分析結(jié)果決定于準(zhǔn)確的操作。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，許多老師不做實(shí)驗(yàn)，更不給學(xué)生提供動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，而是讓學(xué)生觀看視頻，甚至是干干巴巴的講實(shí)驗(yàn)，這大大挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)分析化學(xué)知識(shí)甚至是化學(xué)的積極性，更不能培養(yǎng)學(xué)生的“定量觀”、嚴(yán)謹(jǐn)求是的科學(xué)態(tài)度。

3.2 教學(xué)策略研究

3.2.1 構(gòu)建分析化學(xué)知識(shí)體系，利用思維導(dǎo)圖進(jìn)行教學(xué)

四大滴定反應(yīng)類(lèi)型知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系密切，學(xué)生在復(fù)習(xí)中反思?xì)w納總結(jié)，有效建立起內(nèi)在聯(lián)系，讓滴定分析內(nèi)容渾然一體，可以為自己減輕學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)；教師可應(yīng)用思維導(dǎo)圖有效解決學(xué)生知識(shí)碎片化嚴(yán)重的問(wèn)題。

學(xué)生依據(jù)思維導(dǎo)圖將酸堿中和滴定法同其他三種滴定反應(yīng)類(lèi)型有機(jī)聯(lián)系在一起，教師在引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)思維導(dǎo)圖的過(guò)程中讓學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立思考的習(xí)慣，對(duì)滴定法從反應(yīng)類(lèi)型方面進(jìn)行分類(lèi)歸納和總結(jié)，提高學(xué)生分類(lèi)表征的核心素養(yǎng)，學(xué)生通過(guò)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)了解自身不足，有針對(duì)性復(fù)習(xí)，進(jìn)而熟悉滴定反應(yīng)的基本原理和各類(lèi)型滴定反應(yīng)的一般規(guī)律，完善知識(shí)體系，完整地認(rèn)識(shí)滴定分析。

3.2.2 精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，鼓勵(lì)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)

鼓勵(lì)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，在教師指導(dǎo)下，學(xué)生結(jié)合自己的學(xué)習(xí)需求、認(rèn)知水平等，自主完成實(shí)驗(yàn)課題的確定，方案設(shè)計(jì)和內(nèi)容實(shí)施，在自主實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中學(xué)生學(xué)習(xí)熱情高漲，主動(dòng)性提高，這對(duì)提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展有明顯的積極意義[7-8]。

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生練習(xí)實(shí)驗(yàn)操作、鞏固分析化學(xué)知識(shí)、形成量的觀念、養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度和誠(chéng)信的品質(zhì)至關(guān)重要，因此必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，滴定分析實(shí)驗(yàn)更適合學(xué)生實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)樂(lè)趣，深入理解實(shí)驗(yàn)滴定原理，學(xué)生才能獲得解決實(shí)際問(wèn)題的能力，教師用心引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目緊密貼合實(shí)際，將專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)與生活生產(chǎn)結(jié)合起來(lái)。如用高考題目，高錳酸鉀回滴草酸鈉的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，正是解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題高錳酸鉀法測(cè)定水樣化學(xué)需氧量的關(guān)鍵一步，教師可統(tǒng)籌實(shí)驗(yàn)資源和環(huán)境條件鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)完整實(shí)驗(yàn)，學(xué)生依據(jù)自身水平和需求進(jìn)實(shí)驗(yàn)室操作，深度學(xué)習(xí)超前學(xué)習(xí)，認(rèn)真完整地完成預(yù)設(shè)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，深刻認(rèn)識(shí)并切實(shí)掌握氧化還原滴定反應(yīng)類(lèi)型和返滴定法的原理。

3.2.3 實(shí)施合作學(xué)習(xí)，開(kāi)展模塊化課堂教學(xué)

隨著新課改提出，合作學(xué)習(xí)業(yè)已成為教研重點(diǎn)和普及的教學(xué)策略，在變革教學(xué)組織形式、發(fā)展學(xué)生個(gè)性特長(zhǎng)方面舉足輕重[9]，模塊化課堂已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。

學(xué)生學(xué)習(xí)四大滴定反應(yīng)類(lèi)型的過(guò)程中以酸堿中和滴定為基礎(chǔ)，只有對(duì)這一基礎(chǔ)滴定反應(yīng)類(lèi)型輕車(chē)熟路，吃透滴定原理，才能在學(xué)習(xí)新滴定反應(yīng)類(lèi)型的時(shí)候做到無(wú)影樹(shù)栽。在酸堿中和滴定法中，滴定終點(diǎn)的判斷及現(xiàn)象表述是教學(xué)重點(diǎn)，教師在結(jié)合板書(shū)前可讓學(xué)生分組討論表述形式，老師課堂巡視，比較整合各小組的表達(dá)，取精刪冗，最終形成準(zhǔn)確嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋硎觥！爱?dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液后，(錐形瓶中的原待測(cè))溶液變色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原來(lái)顏色”。此時(shí)恰好達(dá)到滴定終點(diǎn)。不少學(xué)生在自主探索和組內(nèi)交流時(shí)應(yīng)認(rèn)識(shí)到在達(dá)到滴定終點(diǎn)前會(huì)看到溶液顏色深度的變化，甚至?xí)霈F(xiàn)色彩上短暫的變化或消失，這時(shí)應(yīng)放慢滴加速度。判斷滴定終點(diǎn)的多次練習(xí)，半滴操作的觀看與操練，滴定曲線圖的概念吸收，學(xué)生從中進(jìn)一步認(rèn)識(shí)“量”的重要性，克服主觀上"量"的隨意，強(qiáng)化宏微結(jié)合和實(shí)驗(yàn)探究的核心素養(yǎng)。

學(xué)生通過(guò)合作學(xué)習(xí)掌握了酸堿滴定的基本原理、酸堿滴定操作、相關(guān)計(jì)算和誤差分析后，再去學(xué)習(xí)氧化還原滴定、沉淀滴定和配位滴定其它3個(gè)模塊的知識(shí)就容易多了，因?yàn)楦黝?lèi)滴定之間具有相似點(diǎn)，但是更要注意不同點(diǎn)，其它3個(gè)模塊的學(xué)習(xí)重點(diǎn)是各自的特點(diǎn)。通過(guò)模塊化學(xué)習(xí)，既可以節(jié)省學(xué)習(xí)時(shí)間，又可以深刻理解各類(lèi)知識(shí)之間的相互聯(lián)系，突出不同點(diǎn)，從而提高教學(xué)效果。

3.2.4 實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂，充分發(fā)揮學(xué)生主體作用

對(duì)于基本概念的學(xué)習(xí)，可適當(dāng)采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，高中生的學(xué)習(xí)深度仍然以學(xué)科前期的素養(yǎng)培養(yǎng)為主，一些概念的接受，我們只需先知道它的用處，和其它物理量的關(guān)系，謹(jǐn)慎演算習(xí)題，熟悉以后自然會(huì)明白概念內(nèi)涵，這樣在記憶的基礎(chǔ)上理解一方面降低了學(xué)習(xí)難度，另一方面提高了學(xué)生的計(jì)算能力和對(duì)公式的記憶效果，多次練習(xí)可有效避免學(xué)生出現(xiàn)“眼高手低”[10]。

“物質(zhì)的量”指的是某種確定物質(zhì)的多少，如1.8 kg純凈蒸餾水中就含有100NA個(gè)水分子；在學(xué)習(xí)過(guò)物質(zhì)的微觀組成以后，下一步要建立微觀粒子數(shù)量與宏觀量(質(zhì)量、體積等)的聯(lián)系。作為橋梁，學(xué)生并非一定要用語(yǔ)言詳盡表述“物質(zhì)的量”的涵義，曾有大量化學(xué)工作者用"摩爾數(shù)"來(lái)代替"物質(zhì)的量"表達(dá)，這樣不僅不會(huì)影響工作，還會(huì)使結(jié)果更簡(jiǎn)明，因?yàn)樗膯挝痪褪悄?mole)。作為國(guó)際七大基本物理量之一，“物質(zhì)的量”的應(yīng)用是非常廣泛的，像時(shí)間、溫度一樣，它的吸收過(guò)程重在內(nèi)化和感知。加上"物質(zhì)的量"作為中心概念，其派生概念和所涉公式繁多，這就要求學(xué)生相對(duì)于初中階段，穩(wěn)打自己的計(jì)算能力。教師少講，可以適當(dāng)?shù)胤D(zhuǎn)課堂，提前做好微動(dòng)畫(huà)，可用視頻格式或PPT格式等文件展示"物質(zhì)的量"和其他物理量之間的關(guān)系；學(xué)生多練，將公式的記憶、關(guān)系的疏通連接置于練習(xí)題中，學(xué)生建立的"物質(zhì)的量"與宏觀量和微觀粒子數(shù)之間的聯(lián)系是非人為性的，學(xué)生將宏微結(jié)合的素養(yǎng)培養(yǎng)無(wú)痕于主動(dòng)下的被動(dòng)，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的過(guò)程中亦可點(diǎn)滴滋養(yǎng)累積本能，循序漸進(jìn)培養(yǎng)自身的主體意識(shí)。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)臨沂市的82名高中化學(xué)一線教師的調(diào)查和訪談，了解了當(dāng)前高中化學(xué)中“分析化學(xué)相關(guān)知識(shí)”的教學(xué)情況，分析了教學(xué)中存在的問(wèn)題。分析化學(xué)相關(guān)知識(shí)是化學(xué)學(xué)科的重要組成部分，有助于學(xué)生完善高中化學(xué)知識(shí)體系和結(jié)構(gòu)，因此高中教師可以構(gòu)建分析化學(xué)知識(shí)體系，利用思維導(dǎo)圖進(jìn)行教學(xué)，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，鼓勵(lì)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，實(shí)施合作學(xué)習(xí)，開(kāi)展模塊化課堂教學(xué)，實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂，充分發(fā)揮學(xué)生主體地位，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。