仇傳銀 李先栓
初中化學課是九年義務教育科學啟蒙的“專業”訓練,但在整個基礎教育階段來說,則是高中化學系統學習的基礎和過渡,初、高中化學教學在反應類型、反應原理和實驗測算三個方面存在知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀的銜接。要教好初中或高中化學,化學教師應具有整體戰術、全局戰略的思想。只有把握整個中學全程,確立一個大的教育觀和課程觀,放眼于整個課程系統,才能更有效地發揮教材的功能,更有效地挖掘學生的學習潛力,也才真正地達到“教師是他們自己教學的設計者和開發者”這一核心理念[1]。
一、初中用高中知識“下凡”,講清“知其然”,實現啟下銜接
1.反應類型
初中的四類化學反應類型是根據表面形式劃分的,在內容上要講清分類的實質特點:化合反應是“多和一”;分解反應是“一分多”;置換反應是某一位置的替換,講清陽離子置換特點,如Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑,對應高中陰離子置換,如Cl2+2KBr=2KCl+Br2;復分解反應是分解反應的復合,兩個反應物都分解,如:BaCl2+Na2SO4=2NaCl+BaSO4↓,BaCl2和Na2SO4陰、陽離子都分開再重新結合。
在學生學習中,化合反應、分解反應較易掌握,置換反應、復分解反應則相對困難,要到高中氧化還原反應和離子反應學完才能真正理解。初中階段的教學,可在學生能接受的程度上滲透一點高中知識幫助學生理解。
如關于置換反應的教學,通過“金屬活動順序”把握置換反應的規律及化學反應方程式的書寫,則是利用了高中的氧化還原反應規律。在教學中講清“原位置的替換”,在理解上建議以溶液、離子知識為基礎,滲透一些高中氧化還原反應和離子反應的知識,有利于優等生的智力開發。如Zn與鹽酸反應,鹽酸在溶液中是以H+、Cl-的形式存在,HCl中的H+反應形成了H2,Cl-與Zn變成的Zn2+結合形成了ZnCl2,實現了HCl變成ZnCl2和H2的過程。為什么Zn變成了Zn2+,H+反應形成了H2?簡單點化“Zn變成了Zn2+的過程中失去電子,H+變成了H2的過程中得到電子”。懸念啟發使學生得到思維的訓練,產生進一步學習的求知欲望。“知其然”是強行入軌,“知其所以然”才是素質教育的體現。將高中“氧化還原反應”知識“下凡”,實現初中“置換反應”的承上過渡和高中“氧化還原反應”的啟下銜接。
2.反應原理
(1)從化學反應的規律著手,初步認識反應特點
初中化學知識內容簡單,學生掌握知識的層次處于表層,不能從本質上理解概念、原理,常常生吞活剝、死記硬背結論,這給學生學習化學帶來困難。在知識的理解、掌握、遷移等環節中,建議嘗試使用高中知識,引導學生力所能及地從化學反應的規律著手,初步認識化學特點。如實驗室制取常見氣體的方法,有固+液(如H2)、固+固加熱(如O2)、固+液加熱(如CO2)。建議利用高中的知識,在復習中對O2、H2、CO2氣體的實驗室制法、反應原理、儀器裝置等內容,根據制氣模式認識特點、把握知識。
(2)從結構決定性質的特點著手,初步認識探究過程
初中對于元素及其化合物的學習是將各物質逐一介紹,如H2、O2、Fe的學習,是從它們與單質、化合物(酸堿鹽)反應來串聯知識的;高中則是從一類典型物質如堿金屬、鹵素的學習,過渡到“族、周期”整個物質系統的學習,通過物質結構上的相似與遞變,認識它們在性質上的相似與遞變。建議初中在學習原子核外電子的排布、離子化合物和共價化合物等概念后,采用探究程序來進行學習,即:探究物質的組成→分析物質的結構→預測物質的性質→實驗驗證物質的性質。如學習三大強酸中硫酸的性質時,可通過置換反應、復分解反應、離子化合物等知識,探究硫酸的組成(H2SO4)→分析H2SO4的結構(H+、SO42-)→預測硫酸的性質(酸性:與金屬鋅發生置換反應、與氧化物Fe2O3、堿Cu(OH)2、鹽BaCl2發生復分解反應)→實驗驗證硫酸的性質。
3.實驗測算
初中以相對原子、分子質量進行計算,理論根據是什么?
(1)利用高中摩爾質量比的方法引入質量比
從以上分析看出,相對原子量比與質量比的實質和表現相同,可以將質量比“下凡”至初中階段,敘述如下:將原來“4份H2與32份O2反應生成36份H2O”,具體為“4gH2與32gO2反應生成36gH2O”。引入質量單位后使初中的質量計算順理成章,亦成功過渡到高中的多種物理量混合計算。
(2)計算帶入單位,為高中多種物理量混合計算奠定基礎
現在初中教材中已將單位帶入計算式進行運算,但往往沒有受到教師的足夠重視,但一旦不良習慣養成,到高中多種物理量混合計算時這種不帶單位的習慣易造成計算混亂。
二、高中以初中知識“升華”,講清“知其所以然”,實現承上過渡
高中用初中知識承上過渡,通過舊知識的遷移,使新知識不“新”,去掉神秘面紗,增加親密度,實現難點分散和化解。
1.反應類型
高中的化學反應類型有無機反應與有機反應兩類,有根據表面形式劃分的、也有根據實質內容定義的。氧化還原反應和離子反應是置換反應、復分解反應的升華延伸;取代反應、脫水反應(消去反應)、酯化反應等有機反應與初中的無機反應區別較大。
(1)離子反應以初中復分解反應條件為切入點
關于離子反應的教學,以初中復分解反應的知識點承上過渡,教學的切入點是復分解反應的條件,同時引入電離及強弱電解質的概念,從離子反應的角度揭示復分解反應的本質,完成離子反應知識點的擴充(參見表1)。
表1 復分解反應條件衍伸離子反應條件的比較
(2)利用金屬置換反應引入非金屬置換反應
例如,高中的非金屬置換反應,指鹵素間的置換,如
Cl2+2KI=2KCl+I2
2.反應原理
(1)理解生成物的產生原理
例如,金屬鈉與非金屬O2反應,初中介紹鈉與O2常溫反應形成常規氧化物Na2O,O原子得到2個電子形成O2-。高中介紹鈉在空氣(O2)中燃燒形成Na2O2可作如下解釋:由于反應劇烈,O2分子來不及破裂形成單個氧原子O,O2分子直接得到2個電子形成氧氣離子O22-。把過氧化鈉中過氧根離子從來源角度稱為氧氣離子,與氧離子形成對接,有利于知識的理解把握。
(2)滲透化學反應原理,理解記憶化學反應方程式
初中化學做為入門學科的限制,使學生習慣用記憶法去掌握方程式的書寫;而高中方程式多、雜、亂的感覺,學生難以把握方程式的書寫。高中教師要抓住學生學習心理,由經驗記憶型向探索理解型轉變,在教學方法上應引導學生從本質上理解所學內容。如鈉的氧化物性質介紹,Na2O溶于H2O形成NaOH,Na2O2溶于H2O形成NaOH和O2,反應原理與過程敘述如下。
(3)以“點-線-面”升華知識網絡,構筑知識體系
初中化學以點帶面的介紹了中學化學的基礎知識,給學生留下的印象是很零碎,而高中必須升華為知識系統,方能學生全面把握化學學習。例如,高中化學實驗的教學目的,更多的是要解決化學實驗的實踐問題。對實驗的現象、操作、原理等知識點進行比較、分類、歸納,形成“點-線-面”知識網絡,建構知識體系,以便于思考問題時,大腦能及時搜索出有意義的信息解決問題。
如對于鋁的性質實驗的系統教學,展示給學生的是知識點金屬Al、Al2O3、Al(OH)3、Al3+的性質,每個知識點根據化合價的遞變關系和性質轉換形成知識線。
在鋁的知識線中整體反映Al、Al2O3、Al(OH)3的兩性特點,這是鋁元素在周期表中的位置決定的(介于金屬與非金屬之間),連接Na-Mg-Al-Si-P-S-Cl性質,形成鋁元素在周期表中的知識面,整體形成鋁元素“點-線-面”知識網絡,建構鋁的性質實驗體系。
3.實驗測算
(1)概念、公式記憶法升華,“理解不用記”
高中是學生記憶力、智力培養訓練的重要階段,多學科、大容量的知識學習,必須將原來以記憶為主的學習方法升華。在“理解記憶”法基礎上提出“理解不用記”研究型教學模式,目的是強調“理解”、避免“死記硬背”,克服不理解而記憶的盲目性、不準確性。
①認識概念顧名思義。如“摩爾質量”:1摩爾的質量(口語表達)。
②理解公式定義著手。如1摩爾的質量怎么求解?2molAl物質的質量54g,則Al的摩爾質量是:54g/2mol=27g/m2。
③掌握公式口算反推。如題目求1.5molNa2CO3的質量,學生這樣思考很容易掌握公式:1molNa2CO3的質量106g,1.5molNa2CO3的質量=1.5mol×106g/mol,所以公式:m=n·M。計算題運算時由算式反推公式,確保公式“不用記”能想出來。
④驗證公式單位算出。如“計算24.5gH2SO4的物質的量是多少?”,你記憶的公式是否正確?可用單位算出。由質量m求物質的量n,即摩爾數,“質量—摩爾”自然聯想摩爾質量M。由m與M求n,m與M能乘還是能除?看單位:g與g/mol只能是除:n=m/M。計算題運算時公式由物理量單位算出,確保公式“不用記”能運用無誤。
(2)多種物理量混合計算法升華,“一步到位”
以初中方程式質量計算為基礎,“升華”高中多種物理量混合運算的方法原理。
[例1]6.5gZn放入足量鹽酸溶液中完全反應,計算生成氫氣的體積(標準狀況)。
多種物理量混合計算“一步到位”技能方法總結如下:
例1中的解法:給6.5g,就用6.5g直接計算,不要轉換成0.1mol;求H2的體積,就直接設VH2,不要求出質量0.2g或物質的量0.1mol再轉換成體積。這樣不用轉換而一步到位的比例式,使用了不同物理量的單位,一定要把單位帶入,通過“比例上下單位統一”正確列出比例式。
教學中能否達到這些效果,需要教師的精心鉆研,初中教師要研究高中教材,高中教師也要研究初中教材。在教師的引導下,通過相關知識的銜接,要讓初中學生能從更高層次上來解讀初中化學知識;要讓高中學生能從初中基礎知識中,迅速、自然接軌,進入高中階段復雜、繁重的學習中。初、高中學生知識與技能的對接是一門教學藝術。初、高中化學實驗教學的銜接,需要教師和學生的共同努力,轉變教育觀念、強化銜接意識是前提,重視化學的起始教育是基礎,加強教材中實驗內容的銜接是根本,注重實驗教法的銜接是重點,加強實驗過程與方法的銜接指導是關鍵,對學生情感的激發是保障[2]。真正做到三個方面的對接,才能駕馭中學的課程、教材與教法。
參考文獻
[1] 裴新寧.化學課程與教學論.杭州:浙江教育出版社,2003.
[2] 范建軍.初、高中化學探究性實驗教學銜接研究.呼和浩特:內蒙古師范大學,2007.
(責任編輯 郭振玲)