申燕



摘要:結合初中化學典型的習題案例,從教師教學表達的規范性、真實性和充分性三個維度,圍繞準確合理地使用專業詞匯、反應表征需尊重客觀事實、清晰完整地呈現條件信息三個方面,闡述初中化學教學過程中應關注的教學表達問題。
關鍵詞:初中化學;教學表達;教學探索
1 背景介紹
教師通過教學中的表達來傳道授業解惑,并在課堂上拓展學科的寬度、高度和深度。化學是一門集宏觀、微觀、符號和曲線四重表征于一體的學科,其教學表達形式頗為豐富,既可通過規范嚴謹的語言講述概念、描述反應的宏觀現象,也可通過動畫、模型、符號示意反應的機理和微觀過程,還可通過表格、曲線定量地表示反應中各物質的比例關系。規范、真實、充分的化學教學表達對學生良好習慣、優良思辨能力以及嚴謹態度的培養是至關重要的[1]。細思眾多化學考試中,令廣大師生痛心疾首的“粗心、失分”的情況屢屢發生,學生由于審題不嚴謹、思考不全面、作答不規范而沒能解決自己原本有能力解決的問題。究其原因,一方面是學生對已有知識產生了負遷移;另一方面是學生忽視了知識本身的結構化,其所獲得的缺乏組織性和豐富性的知識或經驗阻礙了正確判斷。反思之,教師教學表達的示范和引領作用是否也能夠有效避免以上兩種錯誤的產生。
習題是學生鞏固應用知識、提升能力、發散思維的有效工具,也是教師檢測課堂教學效果的重要手段。習題命制是呈現教師教學表達的另一途徑,習題的優劣往往在一定程度上反映出教師教學表達質量水平的高低,同時也可反映出教師教學表達的優勢與不足。近期,筆者在對大量初中化學習題資料進行整理和總結時,發現一些題目的表述、表達或有失規范、或很不科學,現將典型案例匯集于此,拋磚引玉,為初中化學正確、規范的教學表達提供參考和借鑒。
2 從習題到教學表達
2.1 教學表達的規范性——準確合理地使用專業詞匯
筆者在此次試題整理過程中,發現一些題目存在專業詞匯表達含糊不清、理解不合理、使用不嚴謹的情況,這就折射出教師日常教學表達中存在不規范的現象或不良的習慣。
2.1.1 辨析“雙氧水”的成分
例1 用雙氧水(H2O2)制取氧氣(O2)時,若未加催化劑,可能引起的結果是()。
A. 不產生氧氣(O2)
B. 產生氧氣(O2)的速率慢
C. 產生氧氣(O2)的總量會減少
D. 放出氧氣(O2)的總量會減少且速率慢
例1是針對分解過氧化氫制取氧氣時催化劑的作用進行考查。但對于題干中雙氧水是否可用化學式H2O2表示,筆者進行了考證。在人教版九年級《化學(上冊)》教材制取氧氣一節中,是以“過氧化氫”或“過氧化氫溶液”的形式出現,并未提及“雙氧水”。為進一步明確“雙氧水”的成分,筆者匯總了部分大學教材及工具書中的相關描述(見表1)。
對于“雙氧水”是過氧化氫還是過氧化氫的水溶液,不同版本的大學教材或工具書有不同的說法,甚至有些教材規避使用“雙氧水”。
嚴格地,雙氧水是俗名,一般是指過氧化氫水溶液。而過氧化氫是學名,其純品為粘稠液體,性質不穩定。
因此,在初中教學中,建議使用教材中出現的“過氧化氫”“過氧化氫溶液”,盡量避免“雙氧水”這個名詞的使用。題干上的說法不科學,容易引起概念的混淆。
2.1.2 理解“制取”的含義
例2 下列有關氧氣的制取、收集、驗滿、性質驗證的實驗圖示正確的是()。
例2是氧氣相關實驗的考查,此題所給出的參考答案是A。但對于題干中“制取”一詞側重于“制”還是應既包含“制”也包含“取”?筆者在人教版九年級《化學(上冊)》教材第113頁中發現,教材對“制取”是這樣描述的:“實驗室里制取氣體的裝置包括發生裝置和收集裝置兩部分”,其課后習題關于二氧化碳、氧氣制取裝置的選擇中也包括發生與收集兩部分裝置。在教學的過程中,部分教師往往因為沒有正確把握“制取”的兩層含義,使得收集裝置游離于“制取”裝置之外,忽略了其從屬關系。
2.1.3 準確描述電解水實驗的“電極”
例3 如圖所示,電解水實驗中,通電后電極上出現氣泡。正極產生的氣體是,負極產生的氣體是,說明水是由組成的。通電后水發生(填“物理”或“化學”)變化,變化前后發生改變的是(填標號)。
① 元素種類
② 原子個數
③ 分子種類
④ 各原子質量
例3為電解水實驗的相關考查,該實驗中,產生氫氣和氧氣的電極并不是電源的負極和正極,而是與電源負極和正極相接的電極,即陰極和陽極。在初中教學中,電解水實驗只是一種證明水的組成元素的方法手段,并不涉及電解過程原理的剖析,因此不必幫助學生構建陰、陽極的概念。雖然是復雜問題做了簡化處理,但也不能將電源的正、負極和產生氫氣、氧氣的電極混為一談而混淆概念。在九年級《化學(上冊)》教材第80~82頁,對氫氣和氧氣產生位置的描述為“正極端的玻璃管”“負極端的玻璃管”,而在課后習題中則為“在電解水的實驗中,兩電極相連的玻璃管上方產生的氣體是……”。顯然,例3可針對a、 b兩試管收集的氣體進行考查,但考查正極和負極分別產生的氣體是不恰當的。學科知識體系是發展的,也是一脈相承的,學科基礎概念和知識不該因學段的劃分而彼此矛盾或沖突。因此,在教學中,教師需要對一些受學段限制而簡單化或模糊處理的概念有清晰的認識和區分,這樣才能讓學生意識到對概念的認識是一個辨證發展的過程,從而為他們下一階段的深入學習做好銜接,打下基礎。
教學過程中,教師不準確、不規范、不恰當的表達很可能在不經意間就傳遞給學生,從而給學生的認知帶來困擾,對學生規范表達習慣的形成造成不良影響。因此,諸如上述的詞匯都值得我們再思考和再辨析。
2.2 教學表達的真實性——反應表征應尊重客觀事實
化學教師的教學表達還體現在反應事實的模型符號和曲線表征上[2]。在此過程中,教師往往過于關注通過此類表征能夠推演得出的結果或結論,忽視了表征本身的科學性,從而導致符號或曲線本身的呈現過于隨意化而有悖客觀事實。
2.2.1 原子模型符號表征應符合實際
例4 建立“宏觀-微觀-符號”之間的聯系是學習化學的重要思維方法。某化學反應的微觀示意圖如下圖所示。
該微觀示意圖中涉及的單質有種,該反應的化學方程式為。
例4考查學生根據微觀示意圖判斷物質類別,并書寫相應的化學方程式。根據圖中模型示意不難得出答案,但圖中所呈現的三種模型是否能真實代表三種原子,由原子半徑數據(見表2)可知,圖中三種原子的相對大小比例是不合理的。教學中,為幫助學生更好地理解,我們常采用微觀示意圖的表達形式,使抽象的反應具體化、形象化。但是微觀示意圖中不能僅通過調變或填充顏色來表示原子種類的不同,其相對的大小比例也是我們應關注的問題,這樣才能做到在科學的表征下引導學生得出合理的答案。
2.2.2 化學反應實際歷程應真實可信
例5 取CaCO3與過量稀鹽酸充分反應后的上層清液50g,向其中逐滴加入一定濃度的某Na2CO3溶液,生成物的質量與所加入Na2CO3溶液質量的關系如下圖所示,計算該Na2CO3溶液中Na2CO3的質量分數(寫出計算過程,結果精確到0.1%)。
例5則是根據同一溶液中發生的兩個反應的相關數據進行定量計算考查。結合題目信息,便可分析出具體的計算思路:既可以由前一階段生成氣體(CO2)的質量列出比例求得結果,也可根據后一階段生成沉淀(CaCO3)的質量進行計算。理論上,當混合溶液中的兩種或兩種以上的離子均能與另一反應物中的一種離子反應時,我們往往會根據競爭離子的相對強弱判斷反應的先后,但真實的實驗過程確實是如圖中曲線分階段先后進行的嗎?筆者根據題目中的數據開展了驗證實驗,其步驟為:(1)配制50g混合溶液(含1.46g HCl、 5.55g CaCl2),并配制70g質量分數為10.6%的Na2CO3溶液;(2)向CaCl2和HCl的混合溶液中逐滴加入20g上述Na2CO3溶液,理論上此階段應僅發生反應Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O產生CO2氣體,但實際上,如不進行攪拌,逐滴加入20g Na2CO3溶液的過程中,除觀察到氣泡的產生,還可觀察到沉淀的生成(見圖1)。
為保證反應物離子之間的充分接觸,筆者嘗試在磁力攪拌的作用下重復上述實驗。在逐滴加入20g Na2CO3溶液的過程中,觀察到仍有沉淀生成,只是生成的沉淀在攪拌的過程中又與混合溶液中的HCl接觸,發生反應而逐漸溶解。由此可知,離子之間反應的先后除取決于競爭離子的相對強弱之外,也取決于競爭離子與反應離子碰撞接觸的概率等因素。所以,用兩條分階段的、固定斜率的直線來簡單表示該反應生成氣體、沉淀與所加入的Na2CO3溶液的量的關系,就不符合真實的實驗情景了。在實際教學中,還有很多像這樣被臆想出來的圖像[3]都值得我們推敲,而符合客觀實際的曲線的得出往往需經歷反復實驗,或借助于先進的儀器分析手段(如傳感器等)。
圖像、符號是知識的表達形式,是輔助我們學習、推理、演算的工具,而反應的本質才是知識的內核。新課標倡導真實情境下的探究、體驗和反思,只有能揭示反應本質的真實的教學表達,才能觸發學生的深度思考和細致琢磨,真正具有使學生內化學科知識的價值。
2.3 教學表達的充分性——清晰完整地呈現條件信息
教學中,一些看似可有可無的限制條件信息,往往是最容易被忽視的。在缺乏限制條件的情境的刺激下,學生表現出的心理結構或能力是多方面的,這樣的問題表達往往使導向性不明確,并不能達到我們預期的評價效果。
2.3.1 備注說明需嚴謹
例6 某化肥的部分標簽如圖所示,通過計算判斷該化肥的含氮量是否屬實?(寫出計算過程,結果精確到0.1%)
×××化肥
主要成分:碳酸氫銨(NH4HCO3)
碳酸氫銨含量:80%
含氮量:20%
例6中以標簽形式呈現數據,考查學生獲取信息計算化合物中元素質量分數的能力。結合標簽信息,可算出NH4HCO3中氮元素的質量分數約為17.7%,又已知該化肥中NH4HCO3的含量為80%,便可得出該化肥的含氮量應小于17.7%,即其標簽中的含氮量不屬實。但從嚴謹角度看,“該化肥的含氮量小于20%”結論的得出,是建立在該化肥中其他雜質不含氮元素的基礎上的。因此,這種必要的備注條件需在題干中予以說明。又例如“某含雜質(或某變質)的粉末樣品,稱量xg,……,計算該樣品中雜質的質量分數”之類的問題,涉及從原樣品中取用部分樣品的問題,為嚴謹起見,一般情況下需要標注“假設雜質分布均勻”以說明所取出的部分樣品可代表樣品整體。可見,嚴謹的備注說明是進行合理推理的有效佐證。
2.3.2 控制變量需明朗
例7 小明同學采用加熱分解氯酸鉀的方法制備氧氣,誤把高錳酸鉀當二氧化錳放入氯酸鉀中。與只加熱氯酸鉀相比,下列描述正確的是()。
A. 反應速率不變,完全分解后生成氧氣的質量不變
B. 反應速率加快,完全分解后生成氧氣的質量不變
C. 反應速率加快,完全分解后生成氧氣的質量增加
D. 高錳酸鉀在氯酸鉀分解的反應中起催化作用
例7是基于控制變量的思想,針對加熱分解氯酸鉀制備氧氣的實驗,考查所加入高錳酸鉀的分解產物對上述反應的影響。因題干中涉及對比討論兩次實驗中氧氣質量的變化,則上述對比實驗需在兩份相同質量的氯酸鉀中進行。因此,題目中需將控制變量的考查進一步清晰化,建議題干修改為“與只加熱等量的氯酸鉀相比”。初中化學教學中的一些探究性實驗,如“人體吸入的空氣與呼出的氣體有什么不同”“燃燒條件的實驗”等,都能體現出對控制變量思想方法的應用。因此,對于教學中出現的兩者相比較的情況,教師在表達時需要進一步思考兩者是否在相同“起點”上。
學生在遇到缺少條件信息的問題表達時,往往較難找到支撐他們結論觀點的強有力的證據,從而使他們畏懼做出判斷或難以得出發散性結論。因此,只有在嚴謹的邏輯關聯中辨析,才能更好地提升學生思維的縝密性。
3 總結與反思
3.1 準確的表達基于對教材規范語言的精心梳理
教師在教學中的示范作用是潛移默化的。只有教師正確地表達示范,并及時地幫助學生改進,才能引導學生準確描述他們的感知與思考。初中化學用語種類繁多,且含義也各不相同,深入的區分和規范的表達是學生獲取準確知識的保障。因此,教師應真正透徹理解教材中的概念、名詞、用語等,若遇到模棱兩可的表達時,須有考證的意識,如查閱教師用書、教學參考用書、文獻或其他權威出版物,并精心梳理該用語如何規范使用、其使用條件或適用范圍等,以提升規范運用化學語言進行表達的基本技能。
3.2 科學的表征源于對反應事實本質的細心琢磨
化學是一門通過實驗獲取規律的學科,化學反應的表征、現象以及相關數據,都應是基于真實的、可重復的化學實驗的科學表述。課堂上,片面的、不切實際的表達都會導致學生迷思概念的形成,久而久之便轉變成對知識的錯誤建構。對于此類問題,教師除可通過教學反饋或課后反思發現并及時糾正之外,必要時也可開展相關實驗求證反應發生的真實性,并將合適的實驗探究過程引入課堂與學生共同分析討論,使學生對反應事實的認識過程在真實的情境中發生和進行。
3.3 嚴謹的表述成于對情境條件信息的多維思考
限制條件是很多化學事實或結論能夠存在的范圍規定,一旦脫離了特定的條件,一些結論就失去了其成立的背景。在教學中,我們可常思辨條件存在的意義、缺少某個條件還可能引起怎樣的結果、條件的表述是否完整、是否還需要增加其他必要條件等。只有從多重角度審視教學表達,從不同的層面產生質疑、提出問題,才能以更寬的視野得出準確的判斷,在不斷探索事物本質的過程中豁然開朗。
總之,成功的化學教學表達之美體現于它有約定俗成的規律與標準,使用者必須遵從這樣的規律和標準。化學教師在課堂上應克服教學表達的淺表化和局限性,規范、真實、充分地展現化學學科知識的本質屬性,從而引導學生深度學習、科學思考。
參考文獻:
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