【摘要】在高一教學銜接期,要做好化學觀念建構的銜接教學任務,重點幫助學生建構分類觀、元素觀、微粒觀、變化觀、守恒觀等化學基本觀念,旨在實現中學化學基本觀念學習的連貫性和遞進性,更好地將初高中化學知識銜接起來。
【關鍵詞】化學觀念;化學教學;教學銜接
化學基本觀念的學習價值在于促進學生學習方式的轉變、增進學生對知識的理解、促進學生學習能力的提高。因此,在高一階段初高中化學教學銜接黃金期,教師要重視實施“觀念建構”教學策略,做好分類觀、元素觀、微粒觀、變化觀、守恒觀等化學基本觀念建構銜接教學。
一、分類觀建構的教學銜接策略
沒有分類就沒有學科,就無法進行科學研究。類別意識(分類思想)、正確地給物質分類是學好化學的第一步。不會分類,不知道物質的類別,就很難理性地認識物質和把握物質的組成、結構、物理性質、化學性質、存在、制法乃至用途等。
1.在高一開學初期銜接好必備的化學基本知識
進入高中化學學習,必須具備最基本的化學知識,這些知識主要有:必記的元素符號、常見化合價及推算元素化合價的方法、化學式及其含義、常見的酸根或原子團、初中化學28個基本概念,還有無機化合物化學式的讀寫,這是學生的易錯點,現在的初中化學教材中,沒有系統介紹氧化物、酸、堿、鹽等化合物的命名,因此在高一開學初期必須銜接好無機化合物的命名,讓學生熟練做到化學式和化學名稱準確關聯。這些是能否準確給物質進行分類所必備的知識點,也是學好化學的最基本知識。
2.在“物質的分類及其轉化”教學中銜接好分類方法
在初中化學教材中,僅學習了物質的簡單分類,而高一化學新教材中,第一章第一節特意編排了“物質的分類及其轉化”教學內容,做到了與初中化學無縫銜接,讓學生意識到要學好化學,必先學會給物質進行分類的重要性。本節內容主要介紹了兩種常用的分類方法:一是用樹狀分類法從不同層次給物質分類,二是用交叉分類法從不同角度給物質分類。在教學實施過程中,教師一定要引導學生把混合物、純凈物、單質、化合物、酸、堿、鹽等類別用樹狀分類法從不同層次梳理出彼此之間的隸屬關系的思維導圖,并列舉一定量的實例進行說明。通過學習這兩種分類方法,讓學生明白給物質分類時要依據一定的“標準”,根據不同的分類標準,同樣的物質可以屬于不同類別的物質,使學生學會從不同層次、不同角度全面立體地認識新事物的思想方法。
二、元素觀建構的教學銜接策略
化學元素觀的理解中心為:宏觀的物質世界是由110多種元素組成的,這些元素是固定不可改變的,但是不同元素的結合可以形成不同的物質。從化學元素的視角來觀察物質世界是化學學科特有的基本思想方法,建立化學元素觀,對物質世界的認識就會變得井然有序、條理清晰。
1.聯系實際生活,建立元素觀基礎概念
“元素”的基本釋義是指構成事物的基本因素,并不是化學學科的專有名詞,生活中經常聽到“元素”的說法。化學學科中,元素是指具有相同的核電荷數(即核內質子數)的一類原子的總稱。化學元素在自然界中的存在形式為游離態或化合態,因此,物質可分為單質和化合物;核電荷數、原子半徑、最外層電子數等決定元素的性質,因此元素有金屬元素與非金屬元素之分。這樣,就能夠幫助學生建立元素觀基礎概念。
2.了解元素組成,感受元素有序性和多樣性
在高中階段,將在初中的基礎上更加系統地學習化學元素周期表和元素周期律,學生將會了解到各種化學元素的自然秩序,并能運用同族元素的遞變規律來推斷其他化學元素或化合物的性質,從中也感受到化學元素的有序性。
根據組成元素的不同,純凈物可分為單質和化合物,化合物又可再分為氫化物、氧化物、酸、堿、鹽等不同類別的物質;有些組成元素相同的物質,性質卻不相同,例如金剛石、石墨和C60互稱為同素異形體,組成元素雖然相同,但是由于原子結合方式不同,導致它們的物理性質不一樣;又如Na2O和Na2O2、CO和CO2、H2O和H2O2、SO2和SO3等各組物質之間,雖然組成元素相同,但是化學性質卻各不相同。還有有機物中的同分異構體,組成元素相同,性質卻不同。由此,感受到化學元素的多樣性。
3.深化元素觀念,建立以某元素為核心的物質家族
元素觀的形成要實現在元素知識教學的功能價值上,而不是僅停留在元素符號的表征上面。要利用價類二維圖讓元素及其化合物知識結構化,看到某一種元素,就能想到該元素家族中若干種物質之間的關聯。例如學習硫及其化合物時,可以引導學生繪制出硫及其化合物的價類二維圖(見圖1)。
通過這樣深化后的化學元素觀,能讓學生在頭腦中通過物質作為載體,以某元素為中心,相互間轉化作為主線,用價類二維圖把某元素家族不同物質有機地組織起來,不再是一盤散沙,從而形成有體系的知識結構,最終形成自己的思維認知結構。
三、微粒觀建構的教學銜接策略
化學是從微觀視角來研究物質的組成、結構、性質及其變化規律的一門自然科學。微粒觀認為物質是由肉眼直接看不到的微粒構成的,物質無限可分,大到宇宙,小到微粒。中學化學中對微粒世界主要有三類認識:一是對微粒性的認識,二是對微觀作用的認識,三是對微觀構型的認識。
1.理清元素、物質及微粒間的關系,加深認識微粒性
宏觀上,物質由元素組成;微觀上,物質由分子、原子或離子構成。在學習“物質的分類及轉化”章節時,就要先引導學生理清元素、物質及微粒間的關系(見圖2),從而加深對微粒性的認識。
2.學習“化學鍵”,完善認識微觀作用
初中階段,通過實驗讓學生認識到微粒永不停息地做無規則運動,微粒間有一定的間隙,在外力的作用下微粒的運動速率和間隙會發生一定的改變。高中階段,在學習化學鍵時還要知道,構成物質的微粒之間存在著相互作用,根據微粒性質及其作用強弱的不同,可以分為兩類:化學鍵(含離子鍵、共價鍵)、分子間作用力(含范德華力、氫鍵)。學習這些內容后,學生會對微觀作用有較完整的認識。
3.學習“物質結構”,深化認識微觀構型
初中階段學生已經知道物質是由不同微觀粒子構成的。高中階段,在“物質結構”模塊中將較為系統地學習原子結構、分子結構、晶體結構等知識,認識到微觀結構是指構成物質的微粒在空間排列組合構成的幾何形狀,如水分子是“V”形,氨分子是三角錐形,甲烷分子是正四面體形等,從而發展了學生的微粒觀,更準確地認識物質,做到研究或理解具體物質的化學問題時,能全面深入微觀世界去分析、解釋、論證。
4.繼續用“宏觀—微觀—符號”三重表征思維學習化學知識,強化微粒觀
“宏觀—微觀—符號”三重表征是化學獨特的表示物質及其變化的方法,也是化學科獨特的學科思維。從宏觀、微觀和符號三種水平上認識和理解化學知識,并建立三者之間的內在聯系,能在三種表征之間自由、靈活地轉換,從而形成化學學科特有的三重表征的思維方式(見圖3),是學好化學必備的核心能力之一。
初中階段,教師經常用“宏觀—微觀—符號”三重表征思維引導學生學習化學知識,中招考試題也經常出現“宏觀—微觀—符號”三重表征情境的考題。高中階段,教師也要繼續沿用“宏觀—微觀—符號”三重表征思維引導學生學習化學知識,如在電離方程式、離子反應、氧化還原反應、鹽類的水解等知識的學習中,用三重表征思維強化微粒觀(見圖4)。
四、變化觀建構的教學銜接策略
化學變化觀與平衡思想是化學學科核心素養的重要組成部分,它能讓學生認識到物質不是靜止的,是在不斷運動的,物質的變化即化學反應是有條件、有方向的,能讓學生學會從內因和外因、量變到質變分析物質的化學變化規律。可以引導學生從不同的角度來認識物質間的轉化,根據不同的化學反應規律來認識物質間的轉化。
1.根據具體反應條件不同產物不同或現象不同,建構化學變化有條件的變化觀
在初中階段,學習了一些條件不同產物不同或現象不同的化學反應。在高中階段,這樣的化學變化情況更多,我們教師要幫助學生做好銜接,建構化學變化是有條件的變化觀,只要改變反應條件(如溫度、濃度、壓強、催化劑等),可以讓化學反應朝著利于我們需要的方向進行。培養學生的條件意識,為以后利用化學原理服務于生活、生產實際提供有益的方法奠定基礎。
2.通過歸納總結化學反應規律,建構化學變化有規律的變化觀
化學是研究物質變化規律的一門自然學科,所以我們教師要引導學生建構化學變化有規律的變化觀。初中階段,學習了第一個重要規律,即質量守恒定律;在學習酸堿鹽時,學習了酸的通性、堿的通性等變化規律;在初中復習階段,歸納總結出“八圈圖”轉化規律。高中階段,可以在復習這些規律的基礎上,讓學生根據已學的知識寫出Na、Na2O、NaOH、NaCl、NaCO3五種物質間相互轉化的化學方程式,并引導學生歸納總結“成鹽規律”。在離子反應的學習中,通過實驗探究引導學生真正理解復分解反應的條件,歸納出酸、堿、鹽之間的反應規律。在學習氧化還原反應后,引導學生歸納出化學反應中普遍存在著“強制弱規律”,不論氧化還原反應,還是非氧化還原反應,一般都是遵循“強制弱規律”,例如置換反應中,活潑性強者制活潑性弱者;復分解反應中,強酸制弱酸、強堿制弱堿等,熟練掌握“強制弱規律”,便可以輕松掌握各種繁雜的化學反應。此外,關于氧化還原反應的規律,還有轉化規律、價態規律和先后規律等,我們教師要引導學生理解掌握好這些化學反應規律,從而能利用反應規律去預測陌生的化學反應,為我們生活生產所利用。
五、守恒觀(守恒思想)建構的教學銜接策略
守恒思想可以歸結為四種守恒:物料守恒(包括質量守恒、元素守恒、原子守恒、離子守恒等)、電子守恒、電荷守恒和能量守恒,每種守恒都要在相應階段相應章節及時建構,及時掌握。
1.初中階段需要建構的守恒觀
在質量守恒定律、化學方程式的教學過程中,就要幫助學生建構質量守恒、元素守恒、原子守恒等守恒觀。在原子結構的學習中,初步建構原子呈電中性是因為核內質子和核外電子數目相同所帶電荷相反的電荷守恒觀。
2.高中階段需要建構的守恒觀
在離子反應學習中建構離子守恒觀,再進一步建構電荷守恒觀。在氧化還原反應學習中建構電子守恒觀;在化學與能量變化學習中建構能量守恒觀;在電解質溶液中離子濃度大小比較的學習中進一步建構物料守恒、電荷守恒、質子守恒觀。守恒思想在化學定性分析中和定量計算中運用較為普遍。在高中階段,不僅要注意強化學生的守恒意識,還要讓學生善于運用守恒思想來解決有關定量問題。
高中階段繼續學習的化學基本觀念還有:結構觀、實驗觀、化學計量觀、平衡觀(動態平衡思想)、辯證思想、定性與定量思想、解決問題程序化思想、化學價值觀等。教師需要意識到初高中化學知識的連貫性和遞進性,完善已經習得的知識體系,補充化學教材中沒有包含的知識盲點,驅動學生不斷進行高水平的思維活動,充分挖掘知識的內在含義,從而融會貫通,舉一反三。
【參考文獻】
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