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不容滑过的概念后续教学

2015-11-21

化学教与学 2015年11期
关键词:原电池建构概念

陈 伟

(江苏省奔牛高级中学 江苏常州 213131)

不容滑过的概念后续教学

陈 伟

(江苏省奔牛高级中学 江苏常州 213131)

概念后续教学是概念初步建构后通过多种方法帮助学生纠正迷思概念,明晰概念内涵和外延,使概念更严谨、更科学的教学。教学实践中,可通过实践运用、实验探究、循序渐进、深化拓展等方法实施概念后续教学。

概念;概念后续教学;滑过

教学实践中,许多教师高度重视概念教学,想了很多方法,用了多种措施,但许多学生仍不能理解概念的精髓,不能灵活运用概念进行判断、推理和分析。究其原因是教师把教学重心放在了概念教学的前半部分,即概念的初步建构阶段,而对概念教学的后半部分,即对概念的丰富、完善阶段重视不够,一滑而过,从而使学生对概念的理解停留在肤浅的层面,没能理解文字背后的逻辑意义。让学生建构科学的概念,要求教师不仅重视概念的初步建构教学,更要重视概念后续教学。通过多样的方法和丰富的手段,使学生脑海中概念的内涵更准确,外延更清晰,本质更凸显。下面结合实例谈谈如何进行概念后续教学。

一、在实践运用中内化

化学概念是在感知大量具体的物质和现象基础上,经过由表及里、从感性到理性的概括和抽象而形成。学生对化学概念所反映事物对象关键特征的认知过程也有一个感知不同变式、再概括和抽象的过程。让学生在实践中运用概念可以让学生充分感知概念的关键特征,对其进行概括和抽象,进一步修正、丰富和完善概念的关键特征的认知。这个过程也就避免了陷于对概念所涉及词汇的机械记忆或片面理解而导致的假懂现象。从而实现在运用中理解,在理解中运用。

例如,学完苏教版化学反应原理专题2“化学反应速率与化学平衡”后,学生往往会将勒夏特列原理经验性地总结为“减弱而不抵消”,却忽视了作为定性解释平衡移动的经验性规则,虽然简便快捷,但也不是万能公式,其还是有自己的适用范围。在随后的习题课中,我安排了一道题:

一定温度下,将少量碳酸钙固体置于一真空密闭容器中,发生如下反应:CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g),达到平衡后,现将体积缩小为原来的一半,当体系再次达到化学平衡时,CO2的浓度将 ( )

A.增大 B.比原来大,但比2倍小

C.不变 D.减小

全班47位同学中有38位同学选了B选项,理由是体积缩小一半,浓度增大至原来2倍,根据勒夏特列原理,减弱而不抵消,所以浓度比原来大,但比2倍小。7位同学选了A选项,理由也是勒夏特列原理。这些同学都犯了经验主义错误。但是,有2位同学认为要选C,依据是温度不变,K不变,CO2的浓度自然不变。当一位作出正确选择的学生阐述完理由后,其他同学信服地点头。通过该题的讨论和分析,学生从本质上理解了勒夏特列原理是一个定性研究平衡的经验性规则,它简单、方便,有广泛的使用价值和现实意义。但它不是热力学基本原理,不能定量判断,所以并非所有平衡移动结果都可以用勒夏特列原理来解释,相比较而言平衡常数更令人信服。当然客观上由于本题没有涉及具体数据,是一个半定量问题,学生受思维定势的影响,首先想到的还是勒夏特列原理,这也是完全可以理解的。

二、在实验探究中矫正

虽然教师在给概念下定义时内涵界定清晰明确,例证也能凸显概念的本质,变式也能反映概念的关键要素。但受生活中的日常术语与以前所学相关知识等影响,以及认知风格、思维品质等限制,学生难免会用脑海中的已有的相关知识刻板地同化新概念,也就是说不可避免会产生相异构想,形成迷思概念。所以在概念获取时,老师要及时发现并捕捉学生的相异构想,用实验探究去丰富学生感知和体验,矫正迷思概念,纠正相异构想,让学生理解定义的内涵,使之更准确、更科学。

例如,在SO2漂白性教学时,学生已学过氯气相关内容,在脑海中有“HClO具有漂白性、Cl2通入石蕊试液中先变红后褪色”等背景知识,有些学生甚至能解释原因。所以在学习SO2的漂白性时,难免会产生“SO2使紫红色KMnO4溶液褪色是由于SO2有漂白性、SO2通入石蕊试液中也会有先变红后褪色现象”等相异构想。所以,在SO2的漂白性教学时,仅仅讲清SO2能与某些物质化合生成不稳定的无色物质,即SO2具有漂白性,并列表比较活性炭、SO2和Cl2的漂白性异同是不够的。帮助一部分学生纠正脑海中的相异构想,才能使概念更准确,更趋本质。用实验探究可以有效地解决上述问题,针对第一个相异构想,只要引导学生分析:如果是SO2漂白性使KMnO4褪色,只要加热褪色后的溶液,如果能恢复到原来颜色,则可证明SO2体现漂白性。实验后发现不褪色,说明使KMnO4褪色体现了SO2的还原性。针对第二个相异构想,只要让学生在石蕊试液中通入过量的SO2,实验中学生发现石蕊试液只变红不褪色。SO2不像HClO一样能漂白所有有颜色的有机物,学生对SO2漂白性中阐释的“某些”的理解就更深刻了。这样,通过实验探究帮助学生矫正脑海中的迷思概念,学生脑海中的SO2漂白性概念才是立体、准确的。

三、在循序渐进中完善

概念的学习不可能一步到位、一蹴而就。首先,教材知识体系的编排往往按照知识的逻辑顺序但不一定是按概念的发展顺序来组织的,科学理解概念需要的变式和素材可能存在于后续的学习内容中。其次,人们对事物的认识也有一个从肤浅到深刻、从表象到本质的螺旋式上升过程,学生对概念的科学建构同样是一个这样的过程。所以,概念教学中,要随着学生知识结构的完备和概括能力的提升,及时让学生从全新的视角去增进对概念的理解,在循序渐进中使脑海中的概念不断完善。

例如,苏教版把同系物概念安排在化学2“甲烷”一节内容中,教材是这样下定义的:“结构相似,分子组成上相差1个或若干个‘CH2’原子团的有机物互称为同系物”。这个概念定义虽然科学合理,准确无误,但学术性强,学生较难理解。原因是学生还没有接触官能团的概念,还不能从官能团角度去理解结构相似。在选修《有机化学基础》教学时,我安排了下列习题:

下列属于同系物的是 ()

A.C2H4和C6H12B.HCOOH和C17H35COOH

C.C3H8和C9H20D.C2H2和C6H6

答案五花八门,各种选项都有。我让学生解释原因。选A的同学认为:因为两者都是烯烃,马上有同学提出质疑,C2H4是烯烃,但C6H12不一定是烯烃。选C的同学认为:C3H8和C9H20分子的碳干可能不同,所以不是同系物,立刻有同学提出异议,C3H8和C9H20都是属于烷烃,肯定是同系物。我追问道:你是如何理解结构相似的?学生回答:应该是官能团相同。我在原题的基础上增加了下列两个选项:和和

很多同学认为都可选。但有同学反驳道:E中两物质组成上相差不是若干个CH2。又有同学感觉F也不应该选。因为,前面属于醇类物质,而后面属于酚类物质,从名称上就可以知道不是同系物。其他同学纷纷点头表示赞同。我追问道:究竟要如何来理解同系物?同学总结上述习题包涵信息总结到:同系物应该是官能团种类和数目相同,且性质相似的物质的互称。教师充分肯定了学生的结论。这样,让学生在循序渐进中逐步加深对同系物概念的理解,使概念更趋向完美。

四、在深化拓展中严谨

高中教材中有些概念的表述,严格来讲是不严谨的。但受制于学生的知识储备和认知能力,也只能暂时这样处理。但随着学习的深入,会遇到一些用所学概念根本无法解释的问题,有时甚至与学生先前所学的概念完全违背。这时,如果教师就题论题也能自圆其说,但老师自己也觉得牵强附会,不能令人信服,学生更是云里雾里,变得越发糊涂。这时教师要基于自己对概念的通透性理解对概念进行必要的深化与拓展,提供多样的变式和实例,使学生对概念的理解更科学、更严谨。

例如,在学习原电池时,一般教师都会将构成原电池的条件总结为:自发的氧化还原反应、两个活泼性不同的电极、电解质溶液和形成闭合回路。这些说法在新授课时没错,也很有必要。但是教师过分强调并把规律说死显然就不行了。学生在生活或习题中遇到的新型电池与教师总结的规律完全不一致。教学时教师不妨在单元复习时作如下拓展:通过演示铁钉、石墨棒电极和NaCl溶液构成的闭合回路,让学生明白:自发的氧化还原反应还包括常见金属的吸氧腐蚀。对两个活泼性不同的电极,可通过演示下列实验来拓展。

(1)氢氧燃料电池:先用两根石墨电极,在12V电压下电解稀硫酸溶液,然后撤去电源,电路中接入灵敏电流计,学生可观察到指导偏转。

(2)浓差电池:把两根石墨电极分别插入装有不同浓度的AgNO3溶液的烧杯中,用盐桥连接两烧杯,电路中接入灵敏电流计,学生能观察到指针偏转。

通过这两个实验,让学生明白:有电势差才是构成原电池的条件,活泼性不同的电极只是有电势差而已,但相同电极所吸附的物质、所处的溶液环境不同也可以产生电势差。通过介绍生活中手机、笔记本电脑、电动自行车等大量使用的锂离子电池、熔融盐介质电池等,让学生明白:电解质溶液不是构成原电池的必要条件,电解质溶液只是起导电作用,无水能传导离子的电解质也可以构成原电池。通过这样拓展和发散,凸显了原电池概念的本质,学生弄清了原电池构成条件的真正涵义。可能有教师认为这样拓展超出了考试说明的范围,但科学知识不是仅仅用来应试的。教学中我们千万不能过分关注考点而肢解了知识的整体性,使知识碎片化,从而妨碍学生建构科学的概念。

总之,在中学化学教学中,不仅要重视概念初步建构教学,更要重视概念后续教学。要整体把握、协调认知、方法多样地实施概念教学,让学生建构起科学、准确、高度概括化的化学概念,让学生深层次地掌握概念的精髓和要义。

[1] 保志明.不考的知识也有教的价值——“原电池”的教学与思考.中学化学教学参考,2013,9:23-25

1008-0546(2015)11-0025-02

G632.41

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2015.11.008

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