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让学生思维从“无序”走向“有序”——浅谈学生有序思维方式的培养

2012-03-07周玉芳

化学教与学 2012年3期
关键词:碳链无序官能团

周玉芳

(江苏省木渎高级中学 江苏 苏州 215101)

纷繁的物质世界中蕴含着丰富的化学知识,在教学过程中,曾不止一次听到学生这样的“抱怨”:“化学真的很‘繁’!”的确,化学知识点多、概念多,这些大量的知识点比较分散,很多又需要识记,着实让人感觉十分繁杂、难以入手,给学生知识的学习、记忆、应用带来了很大的难度。但我们知道:世界上一切事物的存在,都是“有序”的。这种有序性就是事物内在的规律性。所以,只要我们对“繁杂”的化学知识进行仔细的分析、整理、归纳,就会发现其实很多知识都存在一定的规律;很多化学问题的解决都有一个思维顺序问题。只要我们形成有序的思维方式,那么,那些看似繁杂的问题会变得简单而清晰。

什么是有序的思维方式呢?有序思维是指思考和解决问题时遵循一定的顺序、按照特定的线索和步骤去探索、步步向前推进,直至有效地完成任务,实现目标的一种思维方式。这种思维方式避免了盲目地、纯凭经验来分析、解决问题,使得思维更加的有条理。

当然,有条理地进行思考的习惯并不是天生的,要依赖后天的教育培养。所以,在教学中,让学生学会有序的思维方法,增强学生的思维能力是我们教学的中心任务。教师的任务就是引导学生自己搭建条件与目标之间的桥梁,使有序思维方法成为他们的“自身经验”,引领他们从“无序”走向“有序”。

一、认识化学反应的本质,知识的有序化

物质世界里充满了化学变化,这些“物质的化学变化”正是化学课程中的重要内容,也是人们今后学习与生活的重要基础。在这一部分内容的教学过程中,学生会接触到许许多多的化学反应,要记忆这么多反应,想来是件让人十分头疼的事。怎样让学生轻松地掌握这么多的化学反应呢?我想,这需要学生能正确理解化学变化的本质:不仅能理解宏观物质间的变化,还能从微观角度分析化学现象、解释化学变化,形成运用微粒观观察世界和解释世界的习惯。

建立微粒作用观一方面能够帮助学生理解、解释化学变化过程,更主要的是能够使其成为研究化学问题的指导理论。

首先教师可以充分利用教材实验进行探究活动,帮助学生理解、认识并初步建立微粒观。例如苏教版《化学1(必修)》有一个关于氯水微粒成分的探究活动。通过这个探究活动,学生了解了氯水中存在着Cl2、H2O、HClO分子、H+、Cl-等离子,正是这些微粒性质的集中体现,使得氯水性质显得十分复杂。但只要联系化学反应事实,理清氯水在不同化学环境中是由不同的微粒参与反应的,即认清到底是哪些微粒在发生变化,抓住了本质,就不难对氯水性质有个深刻的了解了。这样的实验探究活动可以帮助学生理解化学反应是原子、离子、分子等的相互作用,初步形成从微粒角度分析问题的观念。

离子反应是从微观角度认识物质在水溶液中的存在状态与行为。教师运用离子反应教学,可以帮助学生认识物质在水溶液中的反应本质是离子间的反应,加深他们对微粒观的理解与认识。通过真正认识离子反应的本质,从而摆脱化学方程式的束缚,初步建立研究水溶液的思路方法,形成电解质溶液中离子参与反应的基本观念。

二、分析、解决化学问题,思维方法的有序化

合理的、科学的、优化的思维程序能够加速解决问题的思维进度,提高思维活动的实际效益。教师在日常教学中要做到时时、处处培养学生思维的有序性(但也要防止学生思维僵化、形成定势)。

1.逐步渗透,体会有序的分析、解决问题

【案例一】同分异构体的书写

练习中常出现学生漏写的情况,这与无序的思考有关。在平时的教学中,教师应强调分析此类问题的程序:①判断类别:根据有机物的分子组成判定其可能的类别异构(一般用通式判断);②书写碳链:根据有机物的类别异构写出各类异构的可能的碳链结构(先写最长的碳链,依次写出少一个碳原子的碳链,把余下的碳原子挂到相应的碳链上去);③移官能团:一般是先写出不带官能团的烃的同分异构体,然后在各条碳链上依次移动官能团的位置,有两个或两个以上的官能团时,先上一个官能团,依次上第二个官能团,依此类推。这样按部就班的来,可以以不变应万变,将问题一一击破。

【案例二】氧化还原反应方程式的配平

在考后分析中,有学生这样向我倾诉:“考试的时候,如果遇到题目中要根据信息来书写陌生的、较为复杂的氧化还原反应方程式,往往心里就很没底:好不容易判断对了产物,配平又是一坎……”

我想,这也要求我们教师应有意识地将配平方程式的思维程序渗透进教学中:①分别写出反应物和生成物的化学式;②标出反应前后化合价发生改变的元素化合价(找出哪些元素得失电子);③分析这些元素前后化合价的变化情况(了解元素得失了多少电子);④根据化合价升高降低总数相等(求出得失电子数的最小公倍数);⑤用观察法等得到其他物质的化学计量数;⑥将中间的单线改为等号。即“标变价、列变化、求总数、配系数”。当学生形成了解决此类问题的思维方法,就不再会自乱阵脚,可以沉着应对。

【案例三】实验装置的选择与安装

每个具体的化学反应都有自己的一套装置,那么,怎样正确选择仪器并组装实验装置呢?可以按以下流程来进行:①根据反应物的状态和反应条件,选择适合的反应装置;②根据生成物的状态和性质,选择相应的收集装置或尾气处理装置;③根据实验需要,选用相应的除杂、干燥、检验及进行性质实验的装置;④为达到良好的实验效果,需充分考虑前面实验可能会对后续实验带来的影响,合理安排连接顺序。

2.学以致用,运用有序的思维方式

【案例一】将足量CO2通入含有等物质的量的KOH和Ba(OH)2的混合溶液中,试分析:反应生成的沉淀量与通入二氧化碳的量的关系正确的是 ( )

【分析】在KOH 和Ba(OH)2的混合溶液中,若 CO2先与KOH反应生成K2CO3,那么K2CO3与Ba(OH)2要发生反应不能共存,所以,CO2先与 Ba(OH)2反应生成BaCO3,然后再与KOH反应生成K2CO3;若BaCO3先转化成Ba(HCO3)2, 那么 Ba (HCO3)2又会与 K2CO3发生反应生成BaCO3,所以,K2CO3先溶于 CO2的水溶液转化成 KHCO3,然后 BaCO3才与 CO2水溶液发生反应生成 Ba(HCO3)2。

过程中发生的反应依次为:

【案例二】写出含有10个电子的微粒

以元素周期表为依据,首先找出含有10个电子的原子Ne;再以10号元素Ne为中心向前后发散,可以得到含有 10 电子的简单阴离子 F-、O2-、N3-和阳离子 Na+、Mg2+、Al3+。我们知道:氢离子中不含电子,所以将氢离子与这些简单离子组合不影响微粒的总电子数,这样逐个增加氢离子可以得到其它常见的含10个电子的离子和分子……

用下表对上述过程作一个清楚的阐述:

原子序数 6 7 8 9 10 11 12 13原子 Ne简单离子 N3- O2- F- Na+ Mg2+ Al3+增加一个H+ OH- HF增加二个H+ H2O增加三个H+ NH3H3O+增加四个H+ CH4NH4+

三、统摄整理,知识存储的有序化

化学的知识点分散于不同的教材、不同的章节、单元,它们之间有着千丝万缕的联系,但有不少知识比较容易混淆。所以在教学中,教师要有意识地将平时易混淆的结论、概念、理论有机的穿插在课堂中,加强易混淆知识点的分析和比较,找出它们间的内在联系和区别,让学生对知识有个深刻的了解,让学生的知识体系更加的完善和有序化。

例如,电解和电离这两个概念可以列表对比如下:

电解 电离定义电解质在熔化或在水溶液中离解为自由移动离子的过程条件 通直流电 熔化或溶于水 (不需通电)电流通过电解质溶液在两极起氧化还原反应的过程

电解 电离本质属于化学反应,两极分别发生氧化、还原反应,并析出新物质属于物理变化 (熔化)或物理-化学变化(溶于水)不发生氧化还原反应

良好的思维方式是一名优秀学生应具备的基本素质,是认识和解决问题的核心环节。有序思维是思维能力的主要表现,它是一种科学的、快捷的、针对性强的、合理的思维程序,它能够指导学生有序的去分析、解决化学问题。在教学中,教师应引导学生自己搭建条件与目标之间的桥梁,使有序思维方法成为他们的“自身经验”,引领他们从“无序”走向“有序”。

[1] 王祖浩.普通高中课程标准实验书化学(必修1),化学(必修 2)[M].南京:江苏教育出版社,2008

[2] 刘知新.化学教学论[M].北京:高等教育出版社,2003

[3] 龚继新,浦建芳.化学(必修 1)苏教版随堂导学[M].北京:中国书籍出版社,2008

[4] 陈建荣.有序思维与解答化学开放性试题[J].中学理科,2004,(12)

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