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[摘要]学科观念具有独特的教育功能,教学设计要从学科观念的层面,探寻恰当教学策略,在课堂教学中引导学生领悟学科观念,提升科学素养。
[关键词]化学学科观念科学素养培养策略
[中图分类号]G633.8[文献标识码]A[文章编号]16746058(2015)290091
《普通高中化学课程标准》在课程理念中指出:结合人类探索物质及其变化的历史与现代化学科学发展的趋势,引导学生进一步学习化学的基本观点和基本方法,形成科学的世界观。[1]课堂教学要实现这一理念就要将学科观念渗透于课堂中。复习课的教学历来重视培养学生的解题能力,提高知识的应用能力,却忽略了学生对学科观念的领悟。当前的教学生态环境下,从学科观念的高度整体把握学习内容,在学科观念中探寻培养学生科学素养的教学策略,对于落实课程标准中的理念具有积极的意义。现以氮及其化合物复习为例,谈谈如何基于化学学科观念培养学生的科学素养。
一、基于化学学科观念的氮及其化合物教学策略
化学学科观念当前最简洁的描述是:分类观、结构观、转化观、科学价值观等。
策略一:从物质的分类观建构知识框架
物质的分类观是认识物质的前提,根据研究的需要,依据不同的分类标准,可以得到不同体系的分类结果。这种分类思想是学科的基本观念。氮及其化合物复习课可将有关物质进行分类。
运用物质分类的学科观念能够使知识系统有序,易于建构知识框架,亦能发现物质及其变化规律。在上述分类中从氧化物NO、NO2切入,分析N元素化合价分别为 2, 4,在一定条件都能升高到 5价,因此都具有还原性;含 5价N元素常见物质为N2O5和HNO3,硝酸可由NO、NO2及N2O5与水反应获得,自然引入氮氧化物与水的反应。这也是硝酸制备的重要环节。另外,还可以从氧化还原的角度探讨硝酸的强氧化性。综上可以看出,这一策略从引导学生对物质的分类分析入手,继而深化了学生对物质性质的认识,实现了知识的解析,提升了学生认识的发展。
策略二:从物质的结构观认识物质的性质
结构决定性质,性质反映结构。N2的结构是,三个共价键中,两个为σ键,另一个为π键,牢牢将两个N原子连在一起形成氮气,稳定存在于空气中。氮气与氢气合成氨气需要在特定环境下进行,并且反应有一定的限度。氨气分子中,N与三个H形成三个σ键,一对孤电子对使N-H极化,相互靠拢,在空间便形成了三角锥立体结构,也正是这一对电子使氨气分子之间易形成分子间氢键,表现出特殊的物理性质。在配合物中,氨气分子可以提供电子对形成配位键。NH4Cl是一种完全由非金属元素形成的离子化合物,NH 4离子中由N提供电子对,H提供空轨道形成了配位键。
全面系统地认识常见物质的结构,加深对结构决定性质的再认识,将具体的、孤立的、零散的知识点聚集到核心的、联系的、整合的观念建构中,可发展个体的认识水平,提高学生的科学素养。
策略三:从物质的转化观发展学生的认知水平
在NH3→N2→NO→N2O3→NO2→N2O5→HNO3这条知识主线中,N元素的化合价从-3价升高到 5价,这里发生了氧化还原反应。N2→NH3需要与还原剂在高温、高压、催化剂的条件下发生,反应还具有一定的限度,原因是N2性质稳定。NH3催化氧化成NO的反应中氨气为还原剂,具有还原性;拓展到NH3能和Cl2反应生成NH4Cl和N2、NO2也有氧化性,与NH3反应生成N2和H2O,这就将NH3的还原性完整地呈现了。NO2与H2O生成HNO3发生的是歧化反应,N元素的化合价从 4升高到 5,又降低到 2。
应用知识、解决问题,必须具备熟练的基础知识。从物质的转化观去凝练物质转化过程中的原理,使学生化学学科观念扎根于平时的学习中,有助于学生分析问题、解决问题能力的提高,形成良性的思维互动,达成化学学科素养的提升,发展学生的认知水平。
二、基于化学学科观念培养学生科学素养应注意的问题
首先,要结合学生实际,融合学科观念。从新课程理念看,学科观念是融合在学科知识中的,和知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观联系紧密。教师要把握学科观念的基本内容,有的放矢地进行系统设计,恰当运用教学策略,引导学生理解化学的基本概念和原理,逐步领会学科基本观念,提升科学素养。
其次,要多方位、多层次提炼学科观念,通过实践运用提升学生的学科素养。元素及其化合物知识的学习是中学化学的核心教学内容,充分利用这些事实知识帮助学生提炼学科观念,认同学科观念,利用学科观念本身的迁移价值,进行新知识的学习,进而促进学科素养的提升。
(责任编辑罗艳)
[关键词]化学学科观念科学素养培养策略
[中图分类号]G633.8[文献标识码]A[文章编号]16746058(2015)290091
《普通高中化学课程标准》在课程理念中指出:结合人类探索物质及其变化的历史与现代化学科学发展的趋势,引导学生进一步学习化学的基本观点和基本方法,形成科学的世界观。[1]课堂教学要实现这一理念就要将学科观念渗透于课堂中。复习课的教学历来重视培养学生的解题能力,提高知识的应用能力,却忽略了学生对学科观念的领悟。当前的教学生态环境下,从学科观念的高度整体把握学习内容,在学科观念中探寻培养学生科学素养的教学策略,对于落实课程标准中的理念具有积极的意义。现以氮及其化合物复习为例,谈谈如何基于化学学科观念培养学生的科学素养。
一、基于化学学科观念的氮及其化合物教学策略
化学学科观念当前最简洁的描述是:分类观、结构观、转化观、科学价值观等。
策略一:从物质的分类观建构知识框架
物质的分类观是认识物质的前提,根据研究的需要,依据不同的分类标准,可以得到不同体系的分类结果。这种分类思想是学科的基本观念。氮及其化合物复习课可将有关物质进行分类。
运用物质分类的学科观念能够使知识系统有序,易于建构知识框架,亦能发现物质及其变化规律。在上述分类中从氧化物NO、NO2切入,分析N元素化合价分别为 2, 4,在一定条件都能升高到 5价,因此都具有还原性;含 5价N元素常见物质为N2O5和HNO3,硝酸可由NO、NO2及N2O5与水反应获得,自然引入氮氧化物与水的反应。这也是硝酸制备的重要环节。另外,还可以从氧化还原的角度探讨硝酸的强氧化性。综上可以看出,这一策略从引导学生对物质的分类分析入手,继而深化了学生对物质性质的认识,实现了知识的解析,提升了学生认识的发展。
策略二:从物质的结构观认识物质的性质
结构决定性质,性质反映结构。N2的结构是,三个共价键中,两个为σ键,另一个为π键,牢牢将两个N原子连在一起形成氮气,稳定存在于空气中。氮气与氢气合成氨气需要在特定环境下进行,并且反应有一定的限度。氨气分子中,N与三个H形成三个σ键,一对孤电子对使N-H极化,相互靠拢,在空间便形成了三角锥立体结构,也正是这一对电子使氨气分子之间易形成分子间氢键,表现出特殊的物理性质。在配合物中,氨气分子可以提供电子对形成配位键。NH4Cl是一种完全由非金属元素形成的离子化合物,NH 4离子中由N提供电子对,H提供空轨道形成了配位键。
全面系统地认识常见物质的结构,加深对结构决定性质的再认识,将具体的、孤立的、零散的知识点聚集到核心的、联系的、整合的观念建构中,可发展个体的认识水平,提高学生的科学素养。
策略三:从物质的转化观发展学生的认知水平
在NH3→N2→NO→N2O3→NO2→N2O5→HNO3这条知识主线中,N元素的化合价从-3价升高到 5价,这里发生了氧化还原反应。N2→NH3需要与还原剂在高温、高压、催化剂的条件下发生,反应还具有一定的限度,原因是N2性质稳定。NH3催化氧化成NO的反应中氨气为还原剂,具有还原性;拓展到NH3能和Cl2反应生成NH4Cl和N2、NO2也有氧化性,与NH3反应生成N2和H2O,这就将NH3的还原性完整地呈现了。NO2与H2O生成HNO3发生的是歧化反应,N元素的化合价从 4升高到 5,又降低到 2。
应用知识、解决问题,必须具备熟练的基础知识。从物质的转化观去凝练物质转化过程中的原理,使学生化学学科观念扎根于平时的学习中,有助于学生分析问题、解决问题能力的提高,形成良性的思维互动,达成化学学科素养的提升,发展学生的认知水平。
二、基于化学学科观念培养学生科学素养应注意的问题
首先,要结合学生实际,融合学科观念。从新课程理念看,学科观念是融合在学科知识中的,和知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观联系紧密。教师要把握学科观念的基本内容,有的放矢地进行系统设计,恰当运用教学策略,引导学生理解化学的基本概念和原理,逐步领会学科基本观念,提升科学素养。
其次,要多方位、多层次提炼学科观念,通过实践运用提升学生的学科素养。元素及其化合物知识的学习是中学化学的核心教学内容,充分利用这些事实知识帮助学生提炼学科观念,认同学科观念,利用学科观念本身的迁移价值,进行新知识的学习,进而促进学科素养的提升。
(责任编辑罗艳)