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摘 要:新课程的化学教学中,对比作为一种教与学的有效策略有着广阔的应用空间。传统方法也可以有新创意,结合存在的问题和现状,从实验、性质、原理三个方面进行对比教学模式的研究,通过挖掘教学素材进行对比学习,激发学生自主探究的动力,促进化学知识的结构化,提高学生思维的深刻性,发展学生的化学学科核心素养。
关键词:化学教学;实验;性质;原理;对比
一、对比学习的意义和现状
“对比”是找出研究对象之间共同特征和相异特性的思维过程和方法,从而揭示事物的本质和区别。这种方法不仅广泛地运用于化学研究之中,还经常运用于化学教学之中。
在传统化学教学中,对比的运用常常只局限在知识的形成和辨析过程中,主要是为了提高学生对知识的理解水平,而且通常还是在教师的主导下完成的。可以说,在这种情况下无论是“对比”被运用的深度和广度,还是师生运用“对比”的自觉性和明确性都显著不足,此时“对比”充其量还只是一种理解知识的手段,确切地说还不能称其为教学策略,忽视了学生全面可持续的发展以及核心素养的培养。
二、“传统方法,新创意”对比学习实践
在新课程的化学教学中,对比作为一种教与学的有效策略有着广阔的应用空间。化学教学就是让学生在学习化学中不断体会和领悟其中的化学思想方法,从而潜移默化地发展化学学科核心素养。这当中老师不可能替代学生去接受知识,而只能起到引导的作用。那么如何有效地实施这种引导呢?在教学中适时运用对比法,对教学重点的突出、难点的突破、关键能力的培养有非常重要的作用。笔者将对比法巧妙应用于化学实验、化学概念与原理、物质性质三个方面,以求抛砖引玉。
(一)创设实验对比、引发认知冲突,激发了学生自主探究的动力
实验是化学学科探究的主要方式,是开发学生潜能、发展学生化学学科核心素养的有效途径。充分挖掘实验素材,可进行实验条件、环境、实验过程、实验现象、实验装置、正误操作等多方面的对比。在高中化学教学中运用对比实验开展探究活动,能使实验的观察更有针对性,知识更具系统化、规律化、条理化;能解释一些出乎意料的实验现象,培养学生运用知识解决实际问题的能力;有利于激发学生的探究动力,培养学生的思维能力;有利于创设实验情境,加强直观教学,优化探究过程。
如“化学能转化为电能”的教学中,以Zn与稀硫酸的氧化还原反应为主线创设两个实验对比(见图1),分别从实验装置、实验现象、主要能量转化方式、反应原理等方面多维度地进行对比探究,引发认知冲突,激发探究动力。
这种对比设计,要比传统的探究单个原电池实验更能加深学生对原电池原理以及原电池与氧化还原反应关系的理解。
在“醛的性质和应用”中,教师可以以乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液的反应创设对照实验。(1)Cu(OH)2悬浊液配制:甲组同学试管中取2mL 5%NaOH溶液;滴入4~6滴CuSO4溶液;乙组同学试管中取2mLCuSO4溶液,滴入4~6滴5%NaOH溶液。(2)在上述悬浊液中,加入0.5mL乙醛溶液,加热,得到了两种截然不同的现象和结论,引发认知冲突。通过正误操作的对比,要比直接进行正确操作更能突出该实验成功要确保碱性环境这一关键,更能加深学生对该反应本质和反应条件的理解,也加深了学生对化学反应影响因素的理解,提升了学生实验探究条件的控制能力、分析问题的能力,发展了学生“宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、科学探究与创新意识”的核心素养。
(二)建立性质对比、构建认知结构,促进了化学知识的结构化
物质性质在高中化学学习中至关重要,是学习物质结构、原理、实验的载体。物质性质多样化,一种物质可能具有多种性质,即使一种化学式表示的物质也可能具有完全不同的性质,而且化学性质所体现的化学反应也多样,条件不同反应可能就不同,物质多反应多,使学生学习、记忆起来比较困难。在学习物质性质时采用对比学习,构建知识体系,可以让学生掌握异同、掌握重点的同时避免易错点,促进了化学知识的结构化。
如“镁的提取及应用”教学中,设置下列问题:“如何将Mg2 从海水中分离出来?”学生提出沉淀法:转化为Mg(OH)2或MgCO3。给出常温下两者溶解度的资料卡,让学生对比选出最佳方法。沉淀Mg2 时,KOH、Ca(OH)2、NaOH、Ba(OH)2何种碱好?为什么?设计实验证明:取2mol/LMgCl2溶液两份,一份加饱和石灰水,一份加NaOH溶液。对比现象:前者沉淀不明显(用激光笔照射:有丁达尔现象),后者有明显沉淀。给出四种碱每吨价格的资料卡,学生最终选择石灰乳。学生对设计的实验方案从现象明显、成本低廉等角度对比,选择最佳方案,完善了從海水中提取镁的流程,巩固了镁及其化合物的性质,培养了学生寻求知识根源的科学精神。
如在“含氮化合物复习课”中设置情境:瑞典ASES公司设计用于驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池示意图(见图2):写出两极反应式,判断交换膜类型。“将正极通入的O2分别换为Cl2、NO2,两极反应式和电池反应又是怎样的?”通过对比分析将电化学知识与元素化合物复习有机地联系在一起,发展了电化学认识思路的结构化水平,培养了学生运用知识解决实际问题的能力,发展了学生对化学价值的认识水平,发展了学生“证据推理、科学态度与社会责任”的核心素养。
(三)引导理论对比、掌握理论本质,提高了学生思维理解的深刻性
化学的很多概念和理论既有相似之处,又有本质区别。学生在认知过程中,若不能联系具体事例,认清它们的相同点和不同点,往往会导致认识上的混淆和思维上的混乱。如:元素和核素;同位素、同系物、同素异形体、同分异构体;简单原电池、盐桥原电池和电解池;化学平衡、电离平衡、水解平衡等概念和理论。另外,与其他学科相比,化学知识分散、零碎,往往是用这种理论解释这种现象,另一种类似的现象又用另一种理论来解释,难免使学生望而生畏,造成学习上的困惑、思维上的障碍。对比学习可以帮助学生简单直观地理解概念、理论,更好地揭示概念和理论的本质,提高学生思维理解的深刻性。 如“原电池的工作原理”教学中,针对单液原电池的缺陷,学生将Zn与CuSO4溶液分放在两池,从“如何连接两池”的问题情境出发,学生探究:用导线连接,测电流。换成浸湿KCl溶液的滤纸条连接,测电流。最后换成装有KCl饱和溶液的琼脂连接,测电流。对比多个连接两池介质的电流效果,从而分析为什么用盐桥来连接两池,揭示了盐桥的作用,从简单原电池自然改进到了效率更好的盐桥原电池,一举突破了盐桥原电池的疑难理论。在“影响盐类水解的因素”教学中,学生设计并实验探究温度对水解平衡Fe3 3H2O Fe(OH)3 3H 的影响:可取少量FeCl3溶液甲乙两份,乙加热,使Fe(OH)3粒子数目增多,与甲对比颜色变深;使c(H )增大,用pH传感器测甲、乙的pH进行对比。设疑:Fe(OH)3粒子数目增多,有没有更好的方法“看”出这种变化?用激光笔照射有丁达尔现象。教师展示课前已加热15分钟FeCl3溶液的试管丙,有红褐色沉淀,与甲、乙对照。产生问题:加热,平衡右移,使得产物Fe(OH)3和盐酸越来越多,反应为何没有倒回去?分别蒸干MgCl2和CuSO4溶液所得固体是什么?从而领悟了从海水中提取镁流程中,加热MgCl2 6H2O得到无水MgCl2选择的条件,提高了学生思维的深刻性。通过实验对比,透过宏观现象的变化,揭示条件改变、平衡移动使微观粒子发生改变这一本质。从宏观辨识到微观探析的角度,突破“越热越水解”这一理论难点,培养了学生的逻辑思维能力和解决实际问题的能力,发展了学生的化学学科核心素养。
三、结束语
本文通过创设实验对比、建立性质对比、引导理论对比三个方面阐述了对比学习在化学教学中的应用,帮助学生区别相近、易混淆的概念,使之明了化;建立知识的内部联系,使之系统化;理解、掌握化学反应原理,使之准确化;形象比喻抽象的概念理论,使之直观化;培养、提高学生的逻辑思维能力,使之理性化。学生发现问题、分析问题及解决问题能力,知识迁移能力,收集及处理信息的能力以及合作与交流能力都有了比较明显的提高。
综上所述,对比法在高中化学教学中有着突出作用。它不仅能使一些不容易掌握的概念變得简单而直观,也使得化学实验的教学更富有思考性和逻辑性。在教学过程中,教师如果根据教学内容的实际情况,巧妙地、有创意地设计一些对比,培养学生进行有价值的对比学习,既可帮助学生深刻理解和掌握教学内容,又能激发学生学习化学的兴趣,培养学生的化学思维能力和自主学习能力,全面发展学生的化学学科核心素养,这将是使他们受益终身的宝贵财富。
参考文献:
孙强.浅析比较法在化学教学中的作用和实施[J].新课程研究(上旬刊),2011(9):43-45.
编辑 李 争
关键词:化学教学;实验;性质;原理;对比
一、对比学习的意义和现状
“对比”是找出研究对象之间共同特征和相异特性的思维过程和方法,从而揭示事物的本质和区别。这种方法不仅广泛地运用于化学研究之中,还经常运用于化学教学之中。
在传统化学教学中,对比的运用常常只局限在知识的形成和辨析过程中,主要是为了提高学生对知识的理解水平,而且通常还是在教师的主导下完成的。可以说,在这种情况下无论是“对比”被运用的深度和广度,还是师生运用“对比”的自觉性和明确性都显著不足,此时“对比”充其量还只是一种理解知识的手段,确切地说还不能称其为教学策略,忽视了学生全面可持续的发展以及核心素养的培养。
二、“传统方法,新创意”对比学习实践
在新课程的化学教学中,对比作为一种教与学的有效策略有着广阔的应用空间。化学教学就是让学生在学习化学中不断体会和领悟其中的化学思想方法,从而潜移默化地发展化学学科核心素养。这当中老师不可能替代学生去接受知识,而只能起到引导的作用。那么如何有效地实施这种引导呢?在教学中适时运用对比法,对教学重点的突出、难点的突破、关键能力的培养有非常重要的作用。笔者将对比法巧妙应用于化学实验、化学概念与原理、物质性质三个方面,以求抛砖引玉。
(一)创设实验对比、引发认知冲突,激发了学生自主探究的动力
实验是化学学科探究的主要方式,是开发学生潜能、发展学生化学学科核心素养的有效途径。充分挖掘实验素材,可进行实验条件、环境、实验过程、实验现象、实验装置、正误操作等多方面的对比。在高中化学教学中运用对比实验开展探究活动,能使实验的观察更有针对性,知识更具系统化、规律化、条理化;能解释一些出乎意料的实验现象,培养学生运用知识解决实际问题的能力;有利于激发学生的探究动力,培养学生的思维能力;有利于创设实验情境,加强直观教学,优化探究过程。
如“化学能转化为电能”的教学中,以Zn与稀硫酸的氧化还原反应为主线创设两个实验对比(见图1),分别从实验装置、实验现象、主要能量转化方式、反应原理等方面多维度地进行对比探究,引发认知冲突,激发探究动力。
这种对比设计,要比传统的探究单个原电池实验更能加深学生对原电池原理以及原电池与氧化还原反应关系的理解。
在“醛的性质和应用”中,教师可以以乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液的反应创设对照实验。(1)Cu(OH)2悬浊液配制:甲组同学试管中取2mL 5%NaOH溶液;滴入4~6滴CuSO4溶液;乙组同学试管中取2mLCuSO4溶液,滴入4~6滴5%NaOH溶液。(2)在上述悬浊液中,加入0.5mL乙醛溶液,加热,得到了两种截然不同的现象和结论,引发认知冲突。通过正误操作的对比,要比直接进行正确操作更能突出该实验成功要确保碱性环境这一关键,更能加深学生对该反应本质和反应条件的理解,也加深了学生对化学反应影响因素的理解,提升了学生实验探究条件的控制能力、分析问题的能力,发展了学生“宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、科学探究与创新意识”的核心素养。
(二)建立性质对比、构建认知结构,促进了化学知识的结构化
物质性质在高中化学学习中至关重要,是学习物质结构、原理、实验的载体。物质性质多样化,一种物质可能具有多种性质,即使一种化学式表示的物质也可能具有完全不同的性质,而且化学性质所体现的化学反应也多样,条件不同反应可能就不同,物质多反应多,使学生学习、记忆起来比较困难。在学习物质性质时采用对比学习,构建知识体系,可以让学生掌握异同、掌握重点的同时避免易错点,促进了化学知识的结构化。
如“镁的提取及应用”教学中,设置下列问题:“如何将Mg2 从海水中分离出来?”学生提出沉淀法:转化为Mg(OH)2或MgCO3。给出常温下两者溶解度的资料卡,让学生对比选出最佳方法。沉淀Mg2 时,KOH、Ca(OH)2、NaOH、Ba(OH)2何种碱好?为什么?设计实验证明:取2mol/LMgCl2溶液两份,一份加饱和石灰水,一份加NaOH溶液。对比现象:前者沉淀不明显(用激光笔照射:有丁达尔现象),后者有明显沉淀。给出四种碱每吨价格的资料卡,学生最终选择石灰乳。学生对设计的实验方案从现象明显、成本低廉等角度对比,选择最佳方案,完善了從海水中提取镁的流程,巩固了镁及其化合物的性质,培养了学生寻求知识根源的科学精神。
如在“含氮化合物复习课”中设置情境:瑞典ASES公司设计用于驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池示意图(见图2):写出两极反应式,判断交换膜类型。“将正极通入的O2分别换为Cl2、NO2,两极反应式和电池反应又是怎样的?”通过对比分析将电化学知识与元素化合物复习有机地联系在一起,发展了电化学认识思路的结构化水平,培养了学生运用知识解决实际问题的能力,发展了学生对化学价值的认识水平,发展了学生“证据推理、科学态度与社会责任”的核心素养。
(三)引导理论对比、掌握理论本质,提高了学生思维理解的深刻性
化学的很多概念和理论既有相似之处,又有本质区别。学生在认知过程中,若不能联系具体事例,认清它们的相同点和不同点,往往会导致认识上的混淆和思维上的混乱。如:元素和核素;同位素、同系物、同素异形体、同分异构体;简单原电池、盐桥原电池和电解池;化学平衡、电离平衡、水解平衡等概念和理论。另外,与其他学科相比,化学知识分散、零碎,往往是用这种理论解释这种现象,另一种类似的现象又用另一种理论来解释,难免使学生望而生畏,造成学习上的困惑、思维上的障碍。对比学习可以帮助学生简单直观地理解概念、理论,更好地揭示概念和理论的本质,提高学生思维理解的深刻性。 如“原电池的工作原理”教学中,针对单液原电池的缺陷,学生将Zn与CuSO4溶液分放在两池,从“如何连接两池”的问题情境出发,学生探究:用导线连接,测电流。换成浸湿KCl溶液的滤纸条连接,测电流。最后换成装有KCl饱和溶液的琼脂连接,测电流。对比多个连接两池介质的电流效果,从而分析为什么用盐桥来连接两池,揭示了盐桥的作用,从简单原电池自然改进到了效率更好的盐桥原电池,一举突破了盐桥原电池的疑难理论。在“影响盐类水解的因素”教学中,学生设计并实验探究温度对水解平衡Fe3 3H2O Fe(OH)3 3H 的影响:可取少量FeCl3溶液甲乙两份,乙加热,使Fe(OH)3粒子数目增多,与甲对比颜色变深;使c(H )增大,用pH传感器测甲、乙的pH进行对比。设疑:Fe(OH)3粒子数目增多,有没有更好的方法“看”出这种变化?用激光笔照射有丁达尔现象。教师展示课前已加热15分钟FeCl3溶液的试管丙,有红褐色沉淀,与甲、乙对照。产生问题:加热,平衡右移,使得产物Fe(OH)3和盐酸越来越多,反应为何没有倒回去?分别蒸干MgCl2和CuSO4溶液所得固体是什么?从而领悟了从海水中提取镁流程中,加热MgCl2 6H2O得到无水MgCl2选择的条件,提高了学生思维的深刻性。通过实验对比,透过宏观现象的变化,揭示条件改变、平衡移动使微观粒子发生改变这一本质。从宏观辨识到微观探析的角度,突破“越热越水解”这一理论难点,培养了学生的逻辑思维能力和解决实际问题的能力,发展了学生的化学学科核心素养。
三、结束语
本文通过创设实验对比、建立性质对比、引导理论对比三个方面阐述了对比学习在化学教学中的应用,帮助学生区别相近、易混淆的概念,使之明了化;建立知识的内部联系,使之系统化;理解、掌握化学反应原理,使之准确化;形象比喻抽象的概念理论,使之直观化;培养、提高学生的逻辑思维能力,使之理性化。学生发现问题、分析问题及解决问题能力,知识迁移能力,收集及处理信息的能力以及合作与交流能力都有了比较明显的提高。
综上所述,对比法在高中化学教学中有着突出作用。它不仅能使一些不容易掌握的概念變得简单而直观,也使得化学实验的教学更富有思考性和逻辑性。在教学过程中,教师如果根据教学内容的实际情况,巧妙地、有创意地设计一些对比,培养学生进行有价值的对比学习,既可帮助学生深刻理解和掌握教学内容,又能激发学生学习化学的兴趣,培养学生的化学思维能力和自主学习能力,全面发展学生的化学学科核心素养,这将是使他们受益终身的宝贵财富。
参考文献:
孙强.浅析比较法在化学教学中的作用和实施[J].新课程研究(上旬刊),2011(9):43-45.
编辑 李 争