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摘要:以初三化学复习课“从微观的视角认识物质及其变化”为例,基于教材内容,精用对比思想,至繁归简,提升学生的思维能力。
关键词:中考复习;对比思想;至繁归简
文章编号:1008-0546(2016)04-0039-04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.04.015
化学是一门在分子、原子水平上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学。初中化学教学要求帮助学生建立正确的微粒观,即从微观的视角描述物质的组成和构成,对物质进行分类,解释物质性质和变化。新授课教学中,学生基于初中物理的学习,他们对分子、原子、元素的概念并不陌生,但苏科版八(下)物理教材给出的分子模型与人教版九(上)化学教材给出的分子模型略有不同,部分学生产生了认识误区,不能建立分子是由原子构成这个概念。就如我们最熟悉的水,不少同学最初认为冰和水不是同种物质,然后认为水是由氢原子和氧原子构成;学了水的组成又认为水是由氢分子和氧分子构成的;学习中和反应又理解为水是由氢离子和氢氧根离子构成;认不清分散在溶液中的粒子是分子还是离子。
其实,整个初中化学关于“粒子观”内涵的认识是从物质的构成和水溶液两个认识体系完成的。教材所拟定的学生认知发展线呈现自然、逻辑关系清晰,主要从宏观—微观—符号三个层次来构建,构建方式采用了大量的图片、实验、问题、活动等,让学生观察、想象、类比,降低学习难度,循序渐进,步步深入。而教者常常重视了概念的孤立建构,忽视概念的功能价值,没有帮助学生建立对物质和微粒关系的认识,以及化学反应和物质性质的认识。
在初中化学复习教学中,精用对比思想将众多的概念至繁归简是使学生实现高效复习的途径之一。因为对比法是对事物各个方面进行对照,从而揭示其共同点和差异点,弄清它们的区别和联系的一种逻辑思维方法,也是化学研究中认识物质的一种基本方法,还是自然科学论中的主要成员。至繁归简,是达芬奇的格言,也是乔布斯设计哲学的核心。简单,能够与人记忆里更多的素材产生联想,容易被接受;也常常因为简单,人们能够轻而易举地让瞬间记忆变成长久记忆。
如何创设情境探查学生微观认识本身的认识偏差,有效地落实化学基本观念?笔者近两年尝试了以教材内容为起点,精用对比思想,至繁归简,努力提升学生的思维能力为出发点和着力点。
环节1 从微观视角认识物质及其类别
人教版初中化学教材从封面到不同章节呈现出不同物质的微观模拟图,例如:
复习中,同时展示6幅图,同学们看似熟悉又有一丝陌生,基本都知道图4代表的是金刚石和石墨,而对上册课本的封面表现出惊讶的神情。从这些个例能说出构成物质的粒子可以是分子或原子或离子。其实,懂这点还远远不够。在此,教师引导学生用对比的眼光寻找一幅图自身的对比点和图与图之间的对比点。经小组讨论交流,获得了很多信息。
生1:图1说明冰和水都是由水分子构成,冰和水是同种物质。
生2:图4金刚石和石墨虽然都是由碳原子构成,但碳原子排列方式不同,它们是不同的物质。
生3:不同的分子构成不同的物质,同种原子构成的分子形成单质,不同原子构成的分子形成化合物。
生4:钠、汞这些金属由原子构成;非金属也有的由原子构成,如:金刚石和石墨。
生5:图5氯化钠是由钠离子和氯离子构成,不能说成氯化钠分子。
同学们热情高涨,出现思维大爆发,在与学生的互动交流中,部分同学对图5和图6提出质疑:
生1:图5表示的是钠与氯气反应生成氯化钠,氯气由氯分子(Cl2)构成,图中是不是应该出现一个氯分子与两个钠原子?
生2:图6上面看似由分子构成,溶于水出现了离子,为什么?
师:同学们真的是非常棒!发现了物质溶于水前后粒子的变化。氯化氢气体由氯化氢分子构成,溶于水,在水分子作用解离出自由移动的氢离子和氯离子,而氢氧化钠本身就是由离子构成,固体状态下离子不自由,溶于水,在水分子作用解离出自由移动的钠离子和氢氧根离子,而且氢氧根离子是带电的原子团,看成一个整体。可溶性的酸碱盐在水溶液中都会有自由移动的阴阳离子。
结合以上学生自主形成的规律,再让学生在组内举一反三,互相纠错。当然,复习课的目的不是单纯地储备知识,而在于提高学生的分析、解决问题的能力,培养学生化学思维能力的过程。为了进一步从微观的角度认识物质的类别,设计如下问题:
“○”和“● ”表示不同元素的原子, 根据下列示意图思考:
(1)上图中A属于混合物的理由是什么?还有哪个图也表示混合物?
(2)上图C所示物质属于单质的理由是什么?图B表示哪类物质?
(3)上图中还有哪个图中也含有和B同一类的物质?哪个图中可能含有氧化物?
(4)能用图C所示的物质有哪些?写出它们的化学式。
以上训练基于对比中认识模型,认识物质的分类,从宏观—微观—符号三个层次彰显概念的认识功能,促进学生微观认识的发展。
环节2 从微观视角认识物质的性质
物质的组成和结构决定物质的性质,教师为学生搭建合适的对比点,让学生从微观的角度思考物质性质的异同点,如下图:
问题:(1)由图1中两种原子分别构成的单质,化学性质不同的根本原因是什么?
(2)由图2可知一氧化碳和二氧化碳的组成元素相同,但性质为什么不同?
(3)图3中的两种物质的溶液都能使酚酞变红,都能和盐酸发生反应,原因是溶液中都含有哪种粒子?
(4) 图4中的金刚石和石墨都是由碳原子构成的,它们的物理性质差异却很大,原因是什么? 对于以上问题的交流与讨论,学生会从不同的角度认清什么结构决定什么性质,学会了再举例。但是部分学生还会爆发出一些新的问题,如:
生1:金刚石和石墨物理性质有较大的差异,但化学性质为什么相似?
生2:氢原子和钠原子最外层电子数都为1,化学性质相似吗?而氦原子和氖原子最外层电子数不同,化学性质好像还相似?
生3:碳酸钠溶液为什么会像氢氧化钠溶液一样显碱性?
此环节,让学生先练习,再激疑,从不同的角度、不同的层次、不同的背景进行合理的转化,以“变”促“辩”,在各种形式的对比中培养学生思维的广阔性、深刻性和发散性,有助于化学知识的灵活迁移。
环节3 从微观视角认识物质的变化
从微观视角认识宏观物质的变化,有利于认清变化的本质。初中阶段,有关水的变化是我们研究的典型代表。如图1和图2(图1中 “●”表示氧原子,“○”表示氢原子)。
围绕与水相关的三个变化,要求学生从宏观和微观的角度对比分析变化1和变化2、变化2和变化3,说明变化前后哪些粒子发生改变,哪些粒子没有发生改变?解释化学变化的实质是什么?写出化学方程式。
学生经过独立思考、组内交流。获得信息如下:
生1:变化1是化学变化,变化2是物理变化;物理变化中分子种类不变,分子之间的间隔发生变化,变化1中氢分子和氧分子改变,分子分解为原子,原子再重新组合成新分子,即水分子。
生2:变化2前后原子种类、个数没有改变;分子的数目发生改变。
生3:变化3是两种物质在溶液中离子交换,H 和OH-结合成难解离的粒子水分子。
由此,学生感到区分物理变化和化学变化相对容易,分析化学变化的实质稍有难度。教师适时提升归纳,由分子构成的物质发生化学变化常常是分子的破裂,原子的重新组合。而酸碱盐溶液中发生的复分解反应,常常是离子交换产生一些难解离的物质,如:沉淀、气体或水。为了进一步巩固化学变化不同的实质,进行如下即时训练。
下面三幅示意图分别表示生成氯化钠的不同化学反应。请根据图示回答相关问题:
(1)图1是金属钠与氯气反应生成氯化钠的微观示意图。简述氯化钠的形成过程。
(2)图2描述了NaOH溶液与盐酸反应的微观实质,图中A、B、C分别表示哪三种粒子?你能再举出一个类似的反应吗?
(3)图3表示反应的化学方程式为_____________。
其实,微观过程不仅体现“质”的变化,也同时体现“量”的变化,教材中呈现的下图隐含了“质量守恒定律”的内容,也可写出该反应的化学方程式,理解到这种程度也是中考的重要考点。
综合以上三个环节,要求学生独立思考一道题:如下图是某化学反应的微观过程示意图( “●”表示氧原子,“○”表示氢原子)
(1)从宏观的角度看,物质C属于________(填“混合物”或“纯净物”)。
(2)从微观的角度看,物质A是由__________(填“分子”、“原子”、“离子”)构成的。
(3) 参加反应的A和B的微粒个数比为________;质量比为___________________ 。
(4)该反应的化学方程式为____________________,基本反应类型是__________________________________________。
结果反馈,大多数同学能在较短的时间独立完成,说出正确的思路和方法,表现得非常开心。
静心反思,本节课课堂效果非常好,学生的注意力集中,时而一片寂静、陷入沉思;时而争先恐后地发表自己的想法,大胆地质疑,可取之处在于起点低,基于教材内容,学生在运用所学知识阐述自己观点的同时,不仅进行了复习、巩固,还在对比思考中,至繁归简,形成规律,掌握方法。其次,复习的过程是暴露问题的过程,设计的系列问题激发学生寻找答案,适时的脚手架,让学生倍感轻松,跳起来就够到胜利的果实,学生很快就能构建自身的化学知识网络。复习中,学生由于不断努力、不断进步,显得信心百倍,踌躇满志,学习兴趣随之提高,学习效果显而易见。
参考文献
[1] 人民教育出版社课程教材研究所化学课程教材研究开发中心.化学(九年级上下册)[M].北京:人民教育出版社,2012
[2] 张晓玲.借力教材 推动课改——以《物质构成的奥秘》为例[J].中小学教材教学,2015,3:41-44
关键词:中考复习;对比思想;至繁归简
文章编号:1008-0546(2016)04-0039-04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.04.015
化学是一门在分子、原子水平上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的自然科学。初中化学教学要求帮助学生建立正确的微粒观,即从微观的视角描述物质的组成和构成,对物质进行分类,解释物质性质和变化。新授课教学中,学生基于初中物理的学习,他们对分子、原子、元素的概念并不陌生,但苏科版八(下)物理教材给出的分子模型与人教版九(上)化学教材给出的分子模型略有不同,部分学生产生了认识误区,不能建立分子是由原子构成这个概念。就如我们最熟悉的水,不少同学最初认为冰和水不是同种物质,然后认为水是由氢原子和氧原子构成;学了水的组成又认为水是由氢分子和氧分子构成的;学习中和反应又理解为水是由氢离子和氢氧根离子构成;认不清分散在溶液中的粒子是分子还是离子。
其实,整个初中化学关于“粒子观”内涵的认识是从物质的构成和水溶液两个认识体系完成的。教材所拟定的学生认知发展线呈现自然、逻辑关系清晰,主要从宏观—微观—符号三个层次来构建,构建方式采用了大量的图片、实验、问题、活动等,让学生观察、想象、类比,降低学习难度,循序渐进,步步深入。而教者常常重视了概念的孤立建构,忽视概念的功能价值,没有帮助学生建立对物质和微粒关系的认识,以及化学反应和物质性质的认识。
在初中化学复习教学中,精用对比思想将众多的概念至繁归简是使学生实现高效复习的途径之一。因为对比法是对事物各个方面进行对照,从而揭示其共同点和差异点,弄清它们的区别和联系的一种逻辑思维方法,也是化学研究中认识物质的一种基本方法,还是自然科学论中的主要成员。至繁归简,是达芬奇的格言,也是乔布斯设计哲学的核心。简单,能够与人记忆里更多的素材产生联想,容易被接受;也常常因为简单,人们能够轻而易举地让瞬间记忆变成长久记忆。
如何创设情境探查学生微观认识本身的认识偏差,有效地落实化学基本观念?笔者近两年尝试了以教材内容为起点,精用对比思想,至繁归简,努力提升学生的思维能力为出发点和着力点。
环节1 从微观视角认识物质及其类别
人教版初中化学教材从封面到不同章节呈现出不同物质的微观模拟图,例如:
复习中,同时展示6幅图,同学们看似熟悉又有一丝陌生,基本都知道图4代表的是金刚石和石墨,而对上册课本的封面表现出惊讶的神情。从这些个例能说出构成物质的粒子可以是分子或原子或离子。其实,懂这点还远远不够。在此,教师引导学生用对比的眼光寻找一幅图自身的对比点和图与图之间的对比点。经小组讨论交流,获得了很多信息。
生1:图1说明冰和水都是由水分子构成,冰和水是同种物质。
生2:图4金刚石和石墨虽然都是由碳原子构成,但碳原子排列方式不同,它们是不同的物质。
生3:不同的分子构成不同的物质,同种原子构成的分子形成单质,不同原子构成的分子形成化合物。
生4:钠、汞这些金属由原子构成;非金属也有的由原子构成,如:金刚石和石墨。
生5:图5氯化钠是由钠离子和氯离子构成,不能说成氯化钠分子。
同学们热情高涨,出现思维大爆发,在与学生的互动交流中,部分同学对图5和图6提出质疑:
生1:图5表示的是钠与氯气反应生成氯化钠,氯气由氯分子(Cl2)构成,图中是不是应该出现一个氯分子与两个钠原子?
生2:图6上面看似由分子构成,溶于水出现了离子,为什么?
师:同学们真的是非常棒!发现了物质溶于水前后粒子的变化。氯化氢气体由氯化氢分子构成,溶于水,在水分子作用解离出自由移动的氢离子和氯离子,而氢氧化钠本身就是由离子构成,固体状态下离子不自由,溶于水,在水分子作用解离出自由移动的钠离子和氢氧根离子,而且氢氧根离子是带电的原子团,看成一个整体。可溶性的酸碱盐在水溶液中都会有自由移动的阴阳离子。
结合以上学生自主形成的规律,再让学生在组内举一反三,互相纠错。当然,复习课的目的不是单纯地储备知识,而在于提高学生的分析、解决问题的能力,培养学生化学思维能力的过程。为了进一步从微观的角度认识物质的类别,设计如下问题:
“○”和“● ”表示不同元素的原子, 根据下列示意图思考:
(1)上图中A属于混合物的理由是什么?还有哪个图也表示混合物?
(2)上图C所示物质属于单质的理由是什么?图B表示哪类物质?
(3)上图中还有哪个图中也含有和B同一类的物质?哪个图中可能含有氧化物?
(4)能用图C所示的物质有哪些?写出它们的化学式。
以上训练基于对比中认识模型,认识物质的分类,从宏观—微观—符号三个层次彰显概念的认识功能,促进学生微观认识的发展。
环节2 从微观视角认识物质的性质
物质的组成和结构决定物质的性质,教师为学生搭建合适的对比点,让学生从微观的角度思考物质性质的异同点,如下图:
问题:(1)由图1中两种原子分别构成的单质,化学性质不同的根本原因是什么?
(2)由图2可知一氧化碳和二氧化碳的组成元素相同,但性质为什么不同?
(3)图3中的两种物质的溶液都能使酚酞变红,都能和盐酸发生反应,原因是溶液中都含有哪种粒子?
(4) 图4中的金刚石和石墨都是由碳原子构成的,它们的物理性质差异却很大,原因是什么? 对于以上问题的交流与讨论,学生会从不同的角度认清什么结构决定什么性质,学会了再举例。但是部分学生还会爆发出一些新的问题,如:
生1:金刚石和石墨物理性质有较大的差异,但化学性质为什么相似?
生2:氢原子和钠原子最外层电子数都为1,化学性质相似吗?而氦原子和氖原子最外层电子数不同,化学性质好像还相似?
生3:碳酸钠溶液为什么会像氢氧化钠溶液一样显碱性?
此环节,让学生先练习,再激疑,从不同的角度、不同的层次、不同的背景进行合理的转化,以“变”促“辩”,在各种形式的对比中培养学生思维的广阔性、深刻性和发散性,有助于化学知识的灵活迁移。
环节3 从微观视角认识物质的变化
从微观视角认识宏观物质的变化,有利于认清变化的本质。初中阶段,有关水的变化是我们研究的典型代表。如图1和图2(图1中 “●”表示氧原子,“○”表示氢原子)。
围绕与水相关的三个变化,要求学生从宏观和微观的角度对比分析变化1和变化2、变化2和变化3,说明变化前后哪些粒子发生改变,哪些粒子没有发生改变?解释化学变化的实质是什么?写出化学方程式。
学生经过独立思考、组内交流。获得信息如下:
生1:变化1是化学变化,变化2是物理变化;物理变化中分子种类不变,分子之间的间隔发生变化,变化1中氢分子和氧分子改变,分子分解为原子,原子再重新组合成新分子,即水分子。
生2:变化2前后原子种类、个数没有改变;分子的数目发生改变。
生3:变化3是两种物质在溶液中离子交换,H 和OH-结合成难解离的粒子水分子。
由此,学生感到区分物理变化和化学变化相对容易,分析化学变化的实质稍有难度。教师适时提升归纳,由分子构成的物质发生化学变化常常是分子的破裂,原子的重新组合。而酸碱盐溶液中发生的复分解反应,常常是离子交换产生一些难解离的物质,如:沉淀、气体或水。为了进一步巩固化学变化不同的实质,进行如下即时训练。
下面三幅示意图分别表示生成氯化钠的不同化学反应。请根据图示回答相关问题:
(1)图1是金属钠与氯气反应生成氯化钠的微观示意图。简述氯化钠的形成过程。
(2)图2描述了NaOH溶液与盐酸反应的微观实质,图中A、B、C分别表示哪三种粒子?你能再举出一个类似的反应吗?
(3)图3表示反应的化学方程式为_____________。
其实,微观过程不仅体现“质”的变化,也同时体现“量”的变化,教材中呈现的下图隐含了“质量守恒定律”的内容,也可写出该反应的化学方程式,理解到这种程度也是中考的重要考点。
综合以上三个环节,要求学生独立思考一道题:如下图是某化学反应的微观过程示意图( “●”表示氧原子,“○”表示氢原子)
(1)从宏观的角度看,物质C属于________(填“混合物”或“纯净物”)。
(2)从微观的角度看,物质A是由__________(填“分子”、“原子”、“离子”)构成的。
(3) 参加反应的A和B的微粒个数比为________;质量比为___________________ 。
(4)该反应的化学方程式为____________________,基本反应类型是__________________________________________。
结果反馈,大多数同学能在较短的时间独立完成,说出正确的思路和方法,表现得非常开心。
静心反思,本节课课堂效果非常好,学生的注意力集中,时而一片寂静、陷入沉思;时而争先恐后地发表自己的想法,大胆地质疑,可取之处在于起点低,基于教材内容,学生在运用所学知识阐述自己观点的同时,不仅进行了复习、巩固,还在对比思考中,至繁归简,形成规律,掌握方法。其次,复习的过程是暴露问题的过程,设计的系列问题激发学生寻找答案,适时的脚手架,让学生倍感轻松,跳起来就够到胜利的果实,学生很快就能构建自身的化学知识网络。复习中,学生由于不断努力、不断进步,显得信心百倍,踌躇满志,学习兴趣随之提高,学习效果显而易见。
参考文献
[1] 人民教育出版社课程教材研究所化学课程教材研究开发中心.化学(九年级上下册)[M].北京:人民教育出版社,2012
[2] 张晓玲.借力教材 推动课改——以《物质构成的奥秘》为例[J].中小学教材教学,2015,3:41-44