初高中化学的教学内容衔接探讨
2013-04-29仇传银李先栓
仇传银 李先栓
初中化学课是九年义务教育科学启蒙的“专业”训练,但在整个基础教育阶段来说,则是高中化学系统学习的基础和过渡,初、高中化学教学在反应类型、反应原理和实验测算三个方面存在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的衔接。要教好初中或高中化学,化学教师应具有整体战术、全局战略的思想。只有把握整个中学全程,确立一个大的教育观和课程观,放眼于整个课程系统,才能更有效地发挥教材的功能,更有效地挖掘学生的学习潜力,也才真正地达到“教师是他们自己教学的设计者和开发者”这一核心理念[1]。
一、初中用高中知识“下凡”,讲清“知其然”,实现启下衔接
1.反应类型
初中的四类化学反应类型是根据表面形式划分的,在内容上要讲清分类的实质特点:化合反应是“多和一”;分解反应是“一分多”;置换反应是某一位置的替换,讲清阳离子置换特点,如Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑,对应高中阴离子置换,如Cl2+2KBr=2KCl+Br2;复分解反应是分解反应的复合,两个反应物都分解,如:BaCl2+Na2SO4=2NaCl+BaSO4↓,BaCl2和Na2SO4阴、阳离子都分开再重新结合。
在学生学习中,化合反应、分解反应较易掌握,置换反应、复分解反应则相对困难,要到高中氧化还原反应和离子反应学完才能真正理解。初中阶段的教学,可在学生能接受的程度上渗透一点高中知识帮助学生理解。
如关于置换反应的教学,通过“金属活动顺序”把握置换反应的规律及化学反应方程式的书写,则是利用了高中的氧化还原反应规律。在教学中讲清“原位置的替换”,在理解上建议以溶液、离子知识为基础,渗透一些高中氧化还原反应和离子反应的知识,有利于优等生的智力开发。如Zn与盐酸反应,盐酸在溶液中是以H+、Cl-的形式存在,HCl中的H+反应形成了H2,Cl-与Zn变成的Zn2+结合形成了ZnCl2,实现了HCl变成ZnCl2和H2的过程。为什么Zn变成了Zn2+,H+反应形成了H2?简单点化“Zn变成了Zn2+的过程中失去电子,H+变成了H2的过程中得到电子”。悬念启发使学生得到思维的训练,产生进一步学习的求知欲望。“知其然”是强行入轨,“知其所以然”才是素质教育的体现。将高中“氧化还原反应”知识“下凡”,实现初中“置换反应”的承上过渡和高中“氧化还原反应”的启下衔接。
2.反应原理
(1)从化学反应的规律着手,初步认识反应特点
初中化学知识内容简单,学生掌握知识的层次处于表层,不能从本质上理解概念、原理,常常生吞活剥、死记硬背结论,这给学生学习化学带来困难。在知识的理解、掌握、迁移等环节中,建议尝试使用高中知识,引导学生力所能及地从化学反应的规律着手,初步认识化学特点。如实验室制取常见气体的方法,有固+液(如H2)、固+固加热(如O2)、固+液加热(如CO2)。建议利用高中的知识,在复习中对O2、H2、CO2气体的实验室制法、反应原理、仪器装置等内容,根据制气模式认识特点、把握知识。
(2)从结构决定性质的特点着手,初步认识探究过程
初中对于元素及其化合物的学习是将各物质逐一介绍,如H2、O2、Fe的学习,是从它们与单质、化合物(酸碱盐)反应来串联知识的;高中则是从一类典型物质如碱金属、卤素的学习,过渡到“族、周期”整个物质系统的学习,通过物质结构上的相似与递变,认识它们在性质上的相似与递变。建议初中在学习原子核外电子的排布、离子化合物和共价化合物等概念后,采用探究程序来进行学习,即:探究物质的组成→分析物质的结构→预测物质的性质→实验验证物质的性质。如学习三大强酸中硫酸的性质时,可通过置换反应、复分解反应、离子化合物等知识,探究硫酸的组成(H2SO4)→分析H2SO4的结构(H+、SO42-)→预测硫酸的性质(酸性:与金属锌发生置换反应、与氧化物Fe2O3、碱Cu(OH)2、盐BaCl2发生复分解反应)→实验验证硫酸的性质。
3.实验测算
初中以相对原子、分子质量进行计算,理论根据是什么?
(1)利用高中摩尔质量比的方法引入质量比
从以上分析看出,相对原子量比与质量比的实质和表现相同,可以将质量比“下凡”至初中阶段,叙述如下:将原来“4份H2与32份O2反应生成36份H2O”,具体为“4gH2与32gO2反应生成36gH2O”。引入质量单位后使初中的质量计算顺理成章,亦成功过渡到高中的多种物理量混合计算。
(2)计算带入单位,为高中多种物理量混合计算奠定基础
现在初中教材中已将单位带入计算式进行运算,但往往没有受到教师的足够重视,但一旦不良习惯养成,到高中多种物理量混合计算时这种不带单位的习惯易造成计算混乱。
二、高中以初中知识“升华”,讲清“知其所以然”,实现承上过渡
高中用初中知识承上过渡,通过旧知识的迁移,使新知识不“新”,去掉神秘面纱,增加亲密度,实现难点分散和化解。
1.反应类型
高中的化学反应类型有无机反应与有机反应两类,有根据表面形式划分的、也有根据实质内容定义的。氧化还原反应和离子反应是置换反应、复分解反应的升华延伸;取代反应、脱水反应(消去反应)、酯化反应等有机反应与初中的无机反应区别较大。
(1)离子反应以初中复分解反应条件为切入点
关于离子反应的教学,以初中复分解反应的知识点承上过渡,教学的切入点是复分解反应的条件,同时引入电离及强弱电解质的概念,从离子反应的角度揭示复分解反应的本质,完成离子反应知识点的扩充(参见表1)。
表1 复分解反应条件衍伸离子反应条件的比较
(2)利用金属置换反应引入非金属置换反应
例如,高中的非金属置换反应,指卤素间的置换,如
Cl2+2KI=2KCl+I2
2.反应原理
(1)理解生成物的产生原理
例如,金属钠与非金属O2反应,初中介绍钠与O2常温反应形成常规氧化物Na2O,O原子得到2个电子形成O2-。高中介绍钠在空气(O2)中燃烧形成Na2O2可作如下解释:由于反应剧烈,O2分子来不及破裂形成单个氧原子O,O2分子直接得到2个电子形成氧气离子O22-。把过氧化钠中过氧根离子从来源角度称为氧气离子,与氧离子形成对接,有利于知识的理解把握。
(2)渗透化学反应原理,理解记忆化学反应方程式
初中化学做为入门学科的限制,使学生习惯用记忆法去掌握方程式的书写;而高中方程式多、杂、乱的感觉,学生难以把握方程式的书写。高中教师要抓住学生学习心理,由经验记忆型向探索理解型转变,在教学方法上应引导学生从本质上理解所学内容。如钠的氧化物性质介绍,Na2O溶于H2O形成NaOH,Na2O2溶于H2O形成NaOH和O2,反应原理与过程叙述如下。
(3)以“点-线-面”升华知识网络,构筑知识体系
初中化学以点带面的介绍了中学化学的基础知识,给学生留下的印象是很零碎,而高中必须升华为知识系统,方能学生全面把握化学学习。例如,高中化学实验的教学目的,更多的是要解决化学实验的实践问题。对实验的现象、操作、原理等知识点进行比较、分类、归纳,形成“点-线-面”知识网络,建构知识体系,以便于思考问题时,大脑能及时搜索出有意义的信息解决问题。
如对于铝的性质实验的系统教学,展示给学生的是知识点金属Al、Al2O3、Al(OH)3、Al3+的性质,每个知识点根据化合价的递变关系和性质转换形成知识线。
在铝的知识线中整体反映Al、Al2O3、Al(OH)3的两性特点,这是铝元素在周期表中的位置决定的(介于金属与非金属之间),连接Na-Mg-Al-Si-P-S-Cl性质,形成铝元素在周期表中的知识面,整体形成铝元素“点-线-面”知识网络,建构铝的性质实验体系。
3.实验测算
(1)概念、公式记忆法升华,“理解不用记”
高中是学生记忆力、智力培养训练的重要阶段,多学科、大容量的知识学习,必须将原来以记忆为主的学习方法升华。在“理解记忆”法基础上提出“理解不用记”研究型教学模式,目的是强调“理解”、避免“死记硬背”,克服不理解而记忆的盲目性、不准确性。
①认识概念顾名思义。如“摩尔质量”:1摩尔的质量(口语表达)。
②理解公式定义着手。如1摩尔的质量怎么求解?2molAl物质的质量54g,则Al的摩尔质量是:54g/2mol=27g/m2。
③掌握公式口算反推。如题目求1.5molNa2CO3的质量,学生这样思考很容易掌握公式:1molNa2CO3的质量106g,1.5molNa2CO3的质量=1.5mol×106g/mol,所以公式:m=n·M。计算题运算时由算式反推公式,确保公式“不用记”能想出来。
④验证公式单位算出。如“计算24.5gH2SO4的物质的量是多少?”,你记忆的公式是否正确?可用单位算出。由质量m求物质的量n,即摩尔数,“质量—摩尔”自然联想摩尔质量M。由m与M求n,m与M能乘还是能除?看单位:g与g/mol只能是除:n=m/M。计算题运算时公式由物理量单位算出,确保公式“不用记”能运用无误。
(2)多种物理量混合计算法升华,“一步到位”
以初中方程式质量计算为基础,“升华”高中多种物理量混合运算的方法原理。
[例1]6.5gZn放入足量盐酸溶液中完全反应,计算生成氢气的体积(标准状况)。
多种物理量混合计算“一步到位”技能方法总结如下:
例1中的解法:给6.5g,就用6.5g直接计算,不要转换成0.1mol;求H2的体积,就直接设VH2,不要求出质量0.2g或物质的量0.1mol再转换成体积。这样不用转换而一步到位的比例式,使用了不同物理量的单位,一定要把单位带入,通过“比例上下单位统一”正确列出比例式。
教学中能否达到这些效果,需要教师的精心钻研,初中教师要研究高中教材,高中教师也要研究初中教材。在教师的引导下,通过相关知识的衔接,要让初中学生能从更高层次上来解读初中化学知识;要让高中学生能从初中基础知识中,迅速、自然接轨,进入高中阶段复杂、繁重的学习中。初、高中学生知识与技能的对接是一门教学艺术。初、高中化学实验教学的衔接,需要教师和学生的共同努力,转变教育观念、强化衔接意识是前提,重视化学的起始教育是基础,加强教材中实验内容的衔接是根本,注重实验教法的衔接是重点,加强实验过程与方法的衔接指导是关键,对学生情感的激发是保障[2]。真正做到三个方面的对接,才能驾驭中学的课程、教材与教法。
参考文献
[1] 裴新宁.化学课程与教学论.杭州:浙江教育出版社,2003.
[2] 范建军.初、高中化学探究性实验教学衔接研究.呼和浩特:内蒙古师范大学,2007.
(责任编辑 郭振玲)