梁弘文
(廈門第一中學,福建廈門361003)
對高中階段化學反應教學的思考
梁弘文
(廈門第一中學,福建廈門361003)
闡述了在高中化學教學教學中,如何通過探究實驗、生成性問題、物質轉化策略等促進學生學習理解化學反應,掌握運用化學方程式,培養提高學生的化學學習能力,進而打破制約學生學好化學的瓶頸。
探究實驗;生成性問題;物質轉化策略
雖然很多教師都非常重視化學反應的教學,但由于觀念不到位或對教材編寫意圖理解不足,遇到化學反應經常直接給出結論,以便騰出時間讓學生背誦、記憶化學方程式,聽寫和默寫成為教學的常用手段。對重要的反應教師又忙于補充課本以外的反應方程式,人為地加重了學生的負擔,化學學習變得索然無味。到了高三各種化學方程式大聚會,學生更是霧里看花似懂非懂,只能再次囫圇吞棗、抽象記憶,導致在各種考試中頻頻失分。本文嘗試從探究實驗、生成性問題、思維導圖三個方面入手,闡述如何進行高中階段化學反應的教學。
實驗,讓化學成為一門獨立的學科,為人類揭開了大自然神秘的面紗。“探究實驗”可理解為:實驗+探究。用實驗現象讓學生感知化學反應的存在,用現象點燃學生思維的火花。“探究”可讓化學反應去偽存真,讓學生理解化學反應的本質,進而促使學生將事實信息“現象”轉化為知識信息“化學反應”,進而有序地儲存在大腦中。要完成“現象”到“知識”的切換,關鍵在于教師的引導和幫助。現行教材中欄目很多,內容豐富,教學過程中應發揮“觀察思考”“活動探究”和“交流研討”等欄目的教學功能,開展活動探究。不應讓播放實驗視頻、黑板上“做實驗”的做法遮擋住實驗的光芒,應讓化學課堂活力因實驗而生。探究可存在于師生間,就“探究”而進行充分的對話、爭論和答辯,可以使“知識”從混沌走向有序;探究也可存在于學生之間,“探究”那些不能自行解決的問題,也就是常說的學生合作探究,合作不拘泥于形式,關鍵在于學生之間的充分對話、答辯、爭論,而教師的作用只需在關鍵處加以點撥引導。
案例一:噴泉實驗
教材中通過滴有酚酞的水和氨氣形成紅色的噴泉,在師生共同分析清楚其產生原理后,學生推斷氯化氫和水也能形成噴泉,為開啟學生思維,下課時筆者提出以下問題:(1)溶解度大是否為噴泉實驗原料氣的必要條件?不溶性或難溶氣體就不能形成噴泉嗎?(2)噴泉實驗的效果受哪些因素影響,如導管的長短、吸收液的溫度、實驗環境的溫度等?(3)噴泉實驗的裝置有無改進或創新?能否設計出五顏六色的噴泉?
課后學生和筆者共同討論,尤其對五顏六色的彩色噴泉非常感興趣,由此擬定研究方向。
通過噴泉實驗這一平臺,將數十個化學反應有機地串在一起,學生自己設計實驗裝置,控制反應條件,對實驗現象的觀察和分析,對反應機理的研究等系列的探究活動,讓學生在教師的引導下感知、體驗化學反應的本質,促使學生將事實信息轉化為知識信息并有序地儲存在大腦中。
建構主義學習理論認為,學生對學習內容的建構,有賴于一定的學習情景或自身已有的認知結構,在此基礎上新知識對其進行順應、改造或重組,以達到理解掌握學習內容。通過這種方式獲得的學習內容相對于通過教師向學生傳播信息所獲得的學習內容,印象要深刻得多。
案例二:硫酸根離子的檢驗
筆者請三位學生,請他們各取一支試管,先分別滴加少量的稀H2SO4、Na2SO4溶液、Na2CO3溶液,再滴入幾滴BaCl2溶液,三位學生的試管里均出現了白色沉淀。接著,把三支試管都收到筆者處,并進行了隨機排序。然后提問學生:你們能否通過觀察判斷哪支試管是自己的?(全班學生共同努力進行觀察判斷。)接著提問學生:能否用化學方法來判斷哪支試管是自己的?(全班學生思維碰撞,如:將沉淀高溫加熱,觀察是否分解;往沉淀加入少量的稀鹽酸,觀察沉淀是否溶解。)經過激烈碰撞后,學生認為:在現有的實驗條件下高溫分解的方法不可取,而加稀鹽酸觀察沉淀是否溶解應該可行。
緊接著,三位學生分別將少量鹽酸滴入各自所拿的試管中,觀察到一支試管中的白色沉淀溶解且有氣泡逸出,可判斷出是否為自己的試管,而另兩支試管中的白色沉淀均未溶解,到底哪支是自己的試管呢?接著再提問學生:不用其他試劑,能否將這兩支試管區分開?(又是一陣激烈碰撞,但還是沒找到解決問題的方法。)看學生的思維處于悱憤之狀,筆者稍加點撥:大家觀察到兩支試管中沉淀都是硫酸鋇,它們顏色相同,且不溶于稀鹽酸,正是這阻礙問題解決。試問這兩支試管里還有其他物質嗎?這些物質是以什么形態存在,可否用于區分兩支試管?
教師的提醒給學生打開了一扇窗,有些學生很快想到兩溶液的溶質離子,并比較其異同,得出:向兩支試管的上層清液中分別滴加Na2CO3溶液,若有氣體逸出,表明該試管的上層清液是鹽酸溶液,則原溶液是稀H2SO4。學生們聽后豁然開朗,并報以熱烈掌聲。順勢利導筆者又從離子反應的本質上進一步分析,并對此方法及時給予肯定。強化硫酸根離子的檢驗必須要先加稀鹽酸酸化,再加BaCl2溶液的道理,建構了學生的微粒觀。
這次實驗過程中,師生之間、生生之間的互動,讓彼此都有很大收獲,收獲源于“意外”,收獲源于教學資源的“生成性”。教學實踐中教師及時把握各種來自學生的,來源于教材卻高于教材的“生成性問題”,有助于學生深入理解化學反應的來龍去脈,夯實化學用語。
元素化合物知識屬于物質知識,其復習有兩種常用的教學策略。其一是基于具體物質的基本過程:選擇核心代表元素化合物→預測該物質可能具有的性質→設計實驗驗證該物質具有的性質→得出該物質性質的結論→總結研究物質的思想方法。
如在進行鋁及其化合物復習時筆者要求學生以鋁單質為核心,以“鋁與非金屬單質、氧化物、非氧化性酸、氧化性酸、強堿、鹽”作為認知主線,強調學生學習金屬及其化合物知識的方法,完成知識網絡圖。(見圖1)隨后提出“鋁和硫酸銅溶液能否反應,有什么現象”,讓學生進行分組實驗來培養學生的實驗能力、觀察能力、對知識的運用能力及總結歸納知識能力,調動復習的參與熱情,培養學生的主動學習、思考的習慣,以及嘗試運用所學知識和方法來觀察和理解生活中的問題。

圖1 鋁及其化合物的知識網絡圖
其二是基于物質轉化的基本過程:給出轉化任務→設計轉化途徑→實現轉化方案→反思轉化認識其中核心物質的性質→總結研究物質的思路方法和轉化思想。如在進行鎂及其化合物復習時,筆者拋出如圖2所示鎂元素轉化關系圖,并要求學生寫出相關化學方程式。在完成轉化關系圖后,提出問題“分組研討探究鎂條表面黑色固體的成分并設計出檢驗方案”,再引導學生分析黑色固體可能成分“MgO、Mg3N4、Mg2(OH)2CO3、C”。學生通過分組得出十幾種方案,主要歸納以下幾種
(1)氫氧根離子的檢驗:加熱少量鎂粉觀察是否有水珠生成;
(2)碳酸根離子的檢驗:取一定量的鎂條與稀硫酸充分反應并將生成的氣體通入澄清石灰水中;
(3)氮元素的檢驗:取一定量的鎂條與稀硫酸充分反應后,加入足量的氫氧化鈉溶液并加熱,再用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗;
(4)碳單質的檢驗:取一定量的鎂條與足量稀硫酸充分反應后,過濾,觀察是否有黑色固體殘留。

圖2 鎂元素轉化關系圖
實踐表明,基于物質轉化策略更能“有效地幫助學生形成系統化、結構化的知識,有助于學生良好認識結構的構建”。所以,轉化的復習策略不失為復習物質知識的有效策略。
[1]李銀秀.絕美的享受心靈的震撼[J].中學化學教學參考,2016(6).
[2]單世乾.構建基于問題探究的生態課堂[J].化學教與學,2016(6).
[3]陸軍.實施化學高考有效復習的思考與實踐[J].中學化學教學參考,2013(4).
(責任編輯:張賢金)