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基于化学观念建构的初高中化学教学衔接策略

2024-12-07林梦涛

新教育·综合 2024年12期
关键词:教学衔接化学教学

【摘要】在高一教学衔接期,要做好化学观念建构的衔接教学任务,重点帮助学生建构分类观、元素观、微粒观、变化观、守恒观等化学基本观念,旨在实现中学化学基本观念学习的连贯性和递进性,更好地将初高中化学知识衔接起来。

【关键词】化学观念;化学教学;教学衔接

化学基本观念的学习价值在于促进学生学习方式的转变、增进学生对知识的理解、促进学生学习能力的提高。因此,在高一阶段初高中化学教学衔接黄金期,教师要重视实施“观念建构”教学策略,做好分类观、元素观、微粒观、变化观、守恒观等化学基本观念建构衔接教学。

一、分类观建构的教学衔接策略

没有分类就没有学科,就无法进行科学研究。类别意识(分类思想)、正确地给物质分类是学好化学的第一步。不会分类,不知道物质的类别,就很难理性地认识物质和把握物质的组成、结构、物理性质、化学性质、存在、制法乃至用途等。

1.在高一开学初期衔接好必备的化学基本知识

进入高中化学学习,必须具备最基本的化学知识,这些知识主要有:必记的元素符号、常见化合价及推算元素化合价的方法、化学式及其含义、常见的酸根或原子团、初中化学28个基本概念,还有无机化合物化学式的读写,这是学生的易错点,现在的初中化学教材中,没有系统介绍氧化物、酸、碱、盐等化合物的命名,因此在高一开学初期必须衔接好无机化合物的命名,让学生熟练做到化学式和化学名称准确关联。这些是能否准确给物质进行分类所必备的知识点,也是学好化学的最基本知识。

2.在“物质的分类及其转化”教学中衔接好分类方法

在初中化学教材中,仅学习了物质的简单分类,而高一化学新教材中,第一章第一节特意编排了“物质的分类及其转化”教学内容,做到了与初中化学无缝衔接,让学生意识到要学好化学,必先学会给物质进行分类的重要性。本节内容主要介绍了两种常用的分类方法:一是用树状分类法从不同层次给物质分类,二是用交叉分类法从不同角度给物质分类。在教学实施过程中,教师一定要引导学生把混合物、纯净物、单质、化合物、酸、碱、盐等类别用树状分类法从不同层次梳理出彼此之间的隶属关系的思维导图,并列举一定量的实例进行说明。通过学习这两种分类方法,让学生明白给物质分类时要依据一定的“标准”,根据不同的分类标准,同样的物质可以属于不同类别的物质,使学生学会从不同层次、不同角度全面立体地认识新事物的思想方法。

二、元素观建构的教学衔接策略

化学元素观的理解中心为:宏观的物质世界是由110多种元素组成的,这些元素是固定不可改变的,但是不同元素的结合可以形成不同的物质。从化学元素的视角来观察物质世界是化学学科特有的基本思想方法,建立化学元素观,对物质世界的认识就会变得井然有序、条理清晰。

1.联系实际生活,建立元素观基础概念

“元素”的基本释义是指构成事物的基本因素,并不是化学学科的专有名词,生活中经常听到“元素”的说法。化学学科中,元素是指具有相同的核电荷数(即核内质子数)的一类原子的总称。化学元素在自然界中的存在形式为游离态或化合态,因此,物质可分为单质和化合物;核电荷数、原子半径、最外层电子数等决定元素的性质,因此元素有金属元素与非金属元素之分。这样,就能够帮助学生建立元素观基础概念。

2.了解元素组成,感受元素有序性和多样性

在高中阶段,将在初中的基础上更加系统地学习化学元素周期表和元素周期律,学生将会了解到各种化学元素的自然秩序,并能运用同族元素的递变规律来推断其他化学元素或化合物的性质,从中也感受到化学元素的有序性。

根据组成元素的不同,纯净物可分为单质和化合物,化合物又可再分为氢化物、氧化物、酸、碱、盐等不同类别的物质;有些组成元素相同的物质,性质却不相同,例如金刚石、石墨和C60互称为同素异形体,组成元素虽然相同,但是由于原子结合方式不同,导致它们的物理性质不一样;又如Na2O和Na2O2、CO和CO2、H2O和H2O2、SO2和SO3等各组物质之间,虽然组成元素相同,但是化学性质却各不相同。还有有机物中的同分异构体,组成元素相同,性质却不同。由此,感受到化学元素的多样性。

3.深化元素观念,建立以某元素为核心的物质家族

元素观的形成要实现在元素知识教学的功能价值上,而不是仅停留在元素符号的表征上面。要利用价类二维图让元素及其化合物知识结构化,看到某一种元素,就能想到该元素家族中若干种物质之间的关联。例如学习硫及其化合物时,可以引导学生绘制出硫及其化合物的价类二维图(见图1)。

通过这样深化后的化学元素观,能让学生在头脑中通过物质作为载体,以某元素为中心,相互间转化作为主线,用价类二维图把某元素家族不同物质有机地组织起来,不再是一盘散沙,从而形成有体系的知识结构,最终形成自己的思维认知结构。

三、微粒观建构的教学衔接策略

化学是从微观视角来研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的一门自然科学。微粒观认为物质是由肉眼直接看不到的微粒构成的,物质无限可分,大到宇宙,小到微粒。中学化学中对微粒世界主要有三类认识:一是对微粒性的认识,二是对微观作用的认识,三是对微观构型的认识。

1.理清元素、物质及微粒间的关系,加深认识微粒性

宏观上,物质由元素组成;微观上,物质由分子、原子或离子构成。在学习“物质的分类及转化”章节时,就要先引导学生理清元素、物质及微粒间的关系(见图2),从而加深对微粒性的认识。

2.学习“化学键”,完善认识微观作用

初中阶段,通过实验让学生认识到微粒永不停息地做无规则运动,微粒间有一定的间隙,在外力的作用下微粒的运动速率和间隙会发生一定的改变。高中阶段,在学习化学键时还要知道,构成物质的微粒之间存在着相互作用,根据微粒性质及其作用强弱的不同,可以分为两类:化学键(含离子键、共价键)、分子间作用力(含范德华力、氢键)。学习这些内容后,学生会对微观作用有较完整的认识。

3.学习“物质结构”,深化认识微观构型

初中阶段学生已经知道物质是由不同微观粒子构成的。高中阶段,在“物质结构”模块中将较为系统地学习原子结构、分子结构、晶体结构等知识,认识到微观结构是指构成物质的微粒在空间排列组合构成的几何形状,如水分子是“V”形,氨分子是三角锥形,甲烷分子是正四面体形等,从而发展了学生的微粒观,更准确地认识物质,做到研究或理解具体物质的化学问题时,能全面深入微观世界去分析、解释、论证。

4.继续用“宏观—微观—符号”三重表征思维学习化学知识,强化微粒观

“宏观—微观—符号”三重表征是化学独特的表示物质及其变化的方法,也是化学科独特的学科思维。从宏观、微观和符号三种水平上认识和理解化学知识,并建立三者之间的内在联系,能在三种表征之间自由、灵活地转换,从而形成化学学科特有的三重表征的思维方式(见图3),是学好化学必备的核心能力之一。

初中阶段,教师经常用“宏观—微观—符号”三重表征思维引导学生学习化学知识,中招考试题也经常出现“宏观—微观—符号”三重表征情境的考题。高中阶段,教师也要继续沿用“宏观—微观—符号”三重表征思维引导学生学习化学知识,如在电离方程式、离子反应、氧化还原反应、盐类的水解等知识的学习中,用三重表征思维强化微粒观(见图4)。

四、变化观建构的教学衔接策略

化学变化观与平衡思想是化学学科核心素养的重要组成部分,它能让学生认识到物质不是静止的,是在不断运动的,物质的变化即化学反应是有条件、有方向的,能让学生学会从内因和外因、量变到质变分析物质的化学变化规律。可以引导学生从不同的角度来认识物质间的转化,根据不同的化学反应规律来认识物质间的转化。

1.根据具体反应条件不同产物不同或现象不同,建构化学变化有条件的变化观

在初中阶段,学习了一些条件不同产物不同或现象不同的化学反应。在高中阶段,这样的化学变化情况更多,我们教师要帮助学生做好衔接,建构化学变化是有条件的变化观,只要改变反应条件(如温度、浓度、压强、催化剂等),可以让化学反应朝着利于我们需要的方向进行。培养学生的条件意识,为以后利用化学原理服务于生活、生产实际提供有益的方法奠定基础。

2.通过归纳总结化学反应规律,建构化学变化有规律的变化观

化学是研究物质变化规律的一门自然学科,所以我们教师要引导学生建构化学变化有规律的变化观。初中阶段,学习了第一个重要规律,即质量守恒定律;在学习酸碱盐时,学习了酸的通性、碱的通性等变化规律;在初中复习阶段,归纳总结出“八圈图”转化规律。高中阶段,可以在复习这些规律的基础上,让学生根据已学的知识写出Na、Na2O、NaOH、NaCl、NaCO3五种物质间相互转化的化学方程式,并引导学生归纳总结“成盐规律”。在离子反应的学习中,通过实验探究引导学生真正理解复分解反应的条件,归纳出酸、碱、盐之间的反应规律。在学习氧化还原反应后,引导学生归纳出化学反应中普遍存在着“强制弱规律”,不论氧化还原反应,还是非氧化还原反应,一般都是遵循“强制弱规律”,例如置换反应中,活泼性强者制活泼性弱者;复分解反应中,强酸制弱酸、强碱制弱碱等,熟练掌握“强制弱规律”,便可以轻松掌握各种繁杂的化学反应。此外,关于氧化还原反应的规律,还有转化规律、价态规律和先后规律等,我们教师要引导学生理解掌握好这些化学反应规律,从而能利用反应规律去预测陌生的化学反应,为我们生活生产所利用。

五、守恒观(守恒思想)建构的教学衔接策略

守恒思想可以归结为四种守恒:物料守恒(包括质量守恒、元素守恒、原子守恒、离子守恒等)、电子守恒、电荷守恒和能量守恒,每种守恒都要在相应阶段相应章节及时建构,及时掌握。

1.初中阶段需要建构的守恒观

在质量守恒定律、化学方程式的教学过程中,就要帮助学生建构质量守恒、元素守恒、原子守恒等守恒观。在原子结构的学习中,初步建构原子呈电中性是因为核内质子和核外电子数目相同所带电荷相反的电荷守恒观。

2.高中阶段需要建构的守恒观

在离子反应学习中建构离子守恒观,再进一步建构电荷守恒观。在氧化还原反应学习中建构电子守恒观;在化学与能量变化学习中建构能量守恒观;在电解质溶液中离子浓度大小比较的学习中进一步建构物料守恒、电荷守恒、质子守恒观。守恒思想在化学定性分析中和定量计算中运用较为普遍。在高中阶段,不仅要注意强化学生的守恒意识,还要让学生善于运用守恒思想来解决有关定量问题。

高中阶段继续学习的化学基本观念还有:结构观、实验观、化学计量观、平衡观(动态平衡思想)、辩证思想、定性与定量思想、解决问题程序化思想、化学价值观等。教师需要意识到初高中化学知识的连贯性和递进性,完善已经习得的知识体系,补充化学教材中没有包含的知识盲点,驱动学生不断进行高水平的思维活动,充分挖掘知识的内在含义,从而融会贯通,举一反三。

【参考文献】

[1]陈彦玲.基于化学基本观念建构的元素化合物教学策略[J].中学化学教学参考,2012(11).

[2]毕华林,卢巍.化学基本观念的内涵及其教学价值[J].中学化学教学参考,2011(06).

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