高中化學應用性知識解析

時間:2022-06-20 10:01:20

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高中化學應用性知識解析

【摘要】現(xiàn)行高中化學教材中的知識點涉及社會生活和生產(chǎn)的各個方面,突出知識與生活生產(chǎn)的聯(lián)系,加強了基礎(chǔ)知識的學習和能力的運用。新教材通過“活動與探究”“交流與討論”“觀察與思考”“問題解決”等欄目的學習培養(yǎng)和增強了學生的動手能力、運用能力、邏輯思維能力,又通過“拓展視野”“資料卡”等欄目的學習提升學生對社會可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注。教會學生應用知識,是新教材與以往教材相比的一大亮點。

【關(guān)鍵詞】應用性;新教材;課程改革;能力

一、高中化學必修教材分析

改革是歷史發(fā)展的必然趨勢,江蘇省新課程改革就是應加強素質(zhì)教育和當前社會發(fā)展需求而實施的。國家教育部擬訂的《普通高中化學課程標準(實驗)》明確指出:為適應21世紀科學技術(shù)和社會可持續(xù)發(fā)展的需要,培養(yǎng)符合時代要求的高素質(zhì)人才,必須構(gòu)建新的高中化學課程體系。理念的改變最終需要通過教材的編寫、教育手段的變更、教學方式的優(yōu)化以及考核內(nèi)容和方式的轉(zhuǎn)變來體現(xiàn)。所以,作為課程改革的直接執(zhí)行人———教師,認真分析新教材,準確把握新教材的信息對此方案的實施是至關(guān)重要的。常聽人說新教材必修1和必修2兩本書將原來老教材上三年的知識點都包含進去了,這樣的評論可能有言過其實的地方,但容量大、知識點全面的確是新教材的特點之一。筆者在新課程教學中,對新教材的認識除以上一點外,還有另外兩點看法,一是基礎(chǔ)性很強,二是知識應用性很強?;瘜W是一門源于生活和生產(chǎn)的自然科學,也是一門應用性的基礎(chǔ)學科。如何將課本中的知識更好地運用于生產(chǎn)生活中,對社會生產(chǎn)起到應有的推動作用?如何將理論聯(lián)系實際變得切實可行?《普通高中化學課程標準(實驗)》作為中學化學教學的指導大綱,明確清晰地說明了高中化學新教材各模塊對學生的學習要求。其中,對高中化學必修課程的學習要求多次提到,能正確認識科學、技術(shù)與社會的相互關(guān)系,能運用所學知識解釋生產(chǎn)、生活中的化學現(xiàn)象,解決與化學有關(guān)的一些實際問題,初步樹立社會可持續(xù)發(fā)展的思想?,F(xiàn)行高中化學教材的知識點就涉及社會生活和生產(chǎn)的各個方面,突出了知識與生活生產(chǎn)的聯(lián)系,加強了基礎(chǔ)知識的學習和能力的訓練。高中化學教材必修1包含了四個專題的內(nèi)容,其中,專題一側(cè)重于對物質(zhì)世界和自然規(guī)律的認知,而其他三個專題更傾向于對知識的應用。例如,專題二“從海水中獲得的化學物質(zhì)”,專題三“從礦物到基礎(chǔ)材料”,專題四“硫、氮和可持續(xù)發(fā)展”,從各專題的標題不難看出,每個專題的知識都直接與生產(chǎn)相聯(lián)系。老教材中對鹵素的設(shè)計主要是以氯氣為代表,按照主族元素的特點,系統(tǒng)地概括了它們的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),同時強調(diào)了氯氣的實驗室制法,而新教材以從海水中能獲得的化學物質(zhì)為主線,逐一講解了氯氣、溴、碘、鈉、鎂的工業(yè)生產(chǎn)過程,從而引入氯、溴、碘、鈉、鎂及其重要化合物的主要性質(zhì),更突出了這些物質(zhì)的工業(yè)生產(chǎn)原理和重要性。專題三“從礦物到基礎(chǔ)材料”,從礦產(chǎn)資源出發(fā),結(jié)合當今社會生產(chǎn)中幾種普遍使用的礦產(chǎn)資源,分別講述了鋁、鐵、銅、硅及其化合物的性質(zhì)和應用。在性質(zhì)與應用兩方面,新教材明顯側(cè)重于技術(shù)原理的介紹和應用,這從專題中的各級標題就能體現(xiàn)出來,如“從鋁土礦中提取鋁”“從自然界獲取鐵和銅”“鐵、銅及其化合物的應用”“硅酸鹽礦物與硅酸鹽產(chǎn)品”“二氧化硅和信息材料”。本專題中新課有7個課時,其中5個課時是以工業(yè)生產(chǎn)或?qū)嶋H應用為出發(fā)點展開教學的,涉及的知識點是根據(jù)生產(chǎn)或者應用的需要來展示的,摒棄了對每種元素及其化合物進行全面介紹的做法,真正做到了學以致用、簡潔明了,也從根本上減緩了學生的學習壓力。如,“從自然界獲取鐵和銅”一節(jié)中,編者以“交流與討論”的形式提出問題:“你知道如何將鐵、銅從化合態(tài)轉(zhuǎn)化為游離態(tài)嗎?請你回憶學過的知識并查閱有關(guān)資料,盡可能多地寫出實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化的化學方程式,并與同學交流討論?!边@樣一個簡短的問題就把學習的主動權(quán)交給了學生,同時告知學生通過回憶、查閱資料、交流討論等方式,指導學生學習,所以學生在這些提示下,不難想到曾經(jīng)學過的從氧化鐵生成鐵的幾個化學反應,比如:Fe2O3+3CO高溫2Fe+3CO2Fe2O3+3H2高溫2Fe+3H2OFe2O3+2Al高溫2Fe+Al2O3通過已學過的知識,引入工業(yè)上鐵的冶煉原理和方法,使學生頓時感到自己已經(jīng)懂得了煉鐵原理,然后在原理的基礎(chǔ)上加以補充和完善,提出煉鐵時需要注意的問題,如礦渣如何除去等。在這一節(jié)中沒有拓展加深氧化鐵的性質(zhì),學生所學知識點是以溫故為主,且緊密聯(lián)系生產(chǎn)實際,使學生在學習中感受知識的重要性和趣味性。專題四的編排特點與專題三如出一轍,強調(diào)硫、氮元素與環(huán)境問題的聯(lián)系,強調(diào)硫酸的制備,氮肥的生產(chǎn)和使用等應用性知識。在必修2的四個專題中,專題一“微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的多樣性”是為了教會學生認識和發(fā)現(xiàn)微觀世界物質(zhì)的規(guī)律。專題二“化學反應與能量轉(zhuǎn)化”就是從應用的角度對知識進行編排的,如在學習“電能轉(zhuǎn)化為化學能”一節(jié)時,教材中僅以電解氯化銅溶液為例,讓學生了解電解的實質(zhì),通過“觀察與思考”欄目,讓學生了解電解氯化銅時的現(xiàn)象及電極反應,沒有對各種陰陽離子的放電順序做說明或要求,但是關(guān)于電解在工業(yè)上的應用卻多次出現(xiàn)在必修1的教材中。專題三“有機化合物的獲得與應用”與老教材內(nèi)容相比較,有較大的改觀。老教材根據(jù)有機物的類別進行編寫,系統(tǒng)性很強,而新教材中所涉及的有機化合物全部是生活生產(chǎn)中常見常用的物質(zhì),所以新教材的編寫主要是圍繞生活、生產(chǎn)展開的。對甲烷、乙烯、苯的編寫是從化石燃料著手的,而化石燃料是當今社會普遍使用的原料,可見這些有機物與生活生產(chǎn)的密切聯(lián)系。又通過食品中的有機物重點介紹了乙醇、乙酸、油脂、糖類和蛋白質(zhì)的性質(zhì)和用途,刪除了各類有機物及其同系物的知識。通過對必修1和必修2的教材分析,不難發(fā)現(xiàn)新教材更能體現(xiàn)出課程改革的理念,重視培養(yǎng)學生的素質(zhì)和能力,增強他們理論聯(lián)系實際的意識。之所以有許多教師在教學中常常會補充大量的課外知識點,按照老教材“到邊到角”的教學要求,可以說是新課程老教法,究其原因主要有兩點。一是對新教材的研究不透徹,對課程標準的學習不到位;二是教學理念尚停留在應試教育階段,依然拿考試作為教學的指揮棒。很多教師堅持認為上課多講多練,對考試總是有利無弊的。隨著多年來學業(yè)水平測試的順利進行,分析其考查的知識點發(fā)現(xiàn),這些考試完全緊扣《普通高中化學課程標準(實驗)》和《普通高中學業(yè)水平測試(必修科目)說明》的,這種教考內(nèi)容的高度吻合,也讓所有一線教師吃了“定心丸”。

二、應用性知識的考查要求

2015年《江蘇省普通高中學業(yè)水平測試(必修科目)說明》(以下簡稱《說明》)將考查知識分為認知性、技能性和體驗性三種要求。其中羅列了高中化學教材必修1和必修2的認知性考點共計104個,選修“化學與生活”模塊的認知性考點總計36個,而三本教材所囊括的知識點數(shù)目遠不止這些。這是否說明學業(yè)水平測試的考查內(nèi)容不全面呢?顯然不是,而是反映了對學生的學習要求不僅僅是認知、記憶、理解、應用的層面,還有可能是感受、經(jīng)歷、嘗試、體驗、形成、樹立、增強等體驗性的要求,所以《說明》中提出了59個體驗性考點。104個認知性考點中有32個屬于A級要求,62個屬于B級要求,C級和D級要求的考點共計10個,可見,課程改革的評價標準是以知道、了解、認識等層面為主的。2015年和2016年江蘇省兩屆必修科目學業(yè)水平測試題難度均符合《說明》要求,前22道選擇題都能夠一目了然地直接找答案,屬于容易題或較容易題,第23題、第25題、第26題難度呈現(xiàn)一定的梯度,起到控制A等級的作用??荚囯y度上有所降低,而在廣度上有一定的拓展,這樣就要求學生涉獵更多的知識,關(guān)注更多生活中的知識應用。比如,電能與化學能的轉(zhuǎn)化在《說明》中的測試要求是“舉例說明化學能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應用”,還要求“通過制作簡易原電池的實驗,了解原電池的概念和原理”,而沒有要求了解電解池的概念和原理,這說明對于電解的知識只限于知道其在工業(yè)上制取鈉、鎂、鋁、氯氣、氫氣、燒堿等化學品的應用,兩屆學業(yè)水平測試題中也沒有出現(xiàn)關(guān)于電解知識的考查。

三、應用性知識的教學

通過對課程標準和考試說明的分析,應用性知識普遍得以推廣,但是考查的要求相對降低,使得這一塊知識如同“雞肋”,如何把握應用性知識的教學,對課程改革的實施及新課程理念的推廣尤為重要,上課時是照本宣科,還是拓展補充,拓多廣,補多深,這些都將直接影響學生對知識體系的理解,也決定了課程改革的實施能否成功?!镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準(實驗)》要求必修1和必修2模塊的總課時是36課時,實際教學時各個學校會根據(jù)實際情況略有增加,但是每學期除去習題課、復習課、實驗課等,用于新課教學的時間是很有限的。有些教師堅持以考試為指揮棒,考什么就教什么,對應用性知識的教學,常常是輕描淡寫,一帶而過,甚至不講,這使得很多應用性知識形同虛設(shè),沒有把學生的能力培養(yǎng)作為教育教學的目標,違背了“能運用所學知識解釋生產(chǎn)、生活中的化學現(xiàn)象,解決與化學有關(guān)的一些實際問題”的理念和要求。也有些教師依然采用老教法,凡是教材涉及的知識一律面面俱到,精講精練,而新教材所涉及的知識點恰恰很廣泛,所以這種教法導致了課時的嚴重不足,大量補充的知識也給學生帶來了重點難以把握、知識體系紊亂等不良后果,使學生整天在作業(yè)、習題中奔波,忽視了能力的培養(yǎng)。結(jié)合自身的教學體會,我覺得應用性知識的教學關(guān)鍵是要讓學生對其有所感受和認知,避免學生只為考試而學習。教材中的“活動與探究”和“觀察與思考”欄目都是為培養(yǎng)學生的能力而設(shè)置的,所以它們應該是每節(jié)課的重點,不但要把實驗做好,還要留出時間讓學生自己動手,發(fā)現(xiàn)學生不對的地方,不是急于指導他們糾錯,而是給他們思考的時間,讓他們自己糾錯。在學生產(chǎn)生疑惑時,可結(jié)合“信息提示”給學生以原理和方法的指導?!敖涣髋c討論”和“問題解決”欄目能很好地培養(yǎng)學生的知識遷移能力和解決問題的能力,這也是在課堂上值得重點把握的部分?!巴卣挂曇啊薄百Y料卡”欄目往往能提供更多素材,對學生的知識探究有一定的幫助,但不是教學的重點,因此這部分可以作為學生的閱讀材料。以“電能轉(zhuǎn)化為化學能”一節(jié)教學為例,這節(jié)內(nèi)容在考試說明中是不作要求的,但是電解在整個教材中的應用卻非常多,所以對這節(jié)教學筆者的做法是:先讓學生了解電解池是電能向化學能轉(zhuǎn)化的裝置;重點是通過電解氯化銅溶液的現(xiàn)象和原理分析,類推電解在工業(yè)制備鈉、鎂、鋁、氯氣的應用原理,教會學生分析的方法,而不是對所有微粒的放電順序加以比較記憶。重點部分教學設(shè)計如下:[觀察與思考]觀察電解氯化銅溶液的實驗,準確描述實驗現(xiàn)象,思考回答產(chǎn)生現(xiàn)象的原因。陰極:有紅色的固體物質(zhì)吸附在電極上。電極反應:Cu2++2e-=Cu。陽極:有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{色。電極反應:2Cl--2e-=Cl2↑。電解總反應:CuCl2電解Cu+Cl2↑。[思考]在CuCl2溶液中同時存在Cu2+、H+、Cl-、OH-四種離子,為什么只有Cu2+和Cl-得失電子,而不是H+和OH-得失電子呢?[提示]根據(jù)物質(zhì)氧化性、還原性強弱比較Cu2+與H+的氧化性、Cl-與OH-的還原性。[結(jié)論]Cu2+的氧化性比H+的氧化性強,即Cu2+得電子能力更強,所以電解時先得電子;Cl-的還原性比OH-的還原性強,即Cl-失電子能力更強,所以電解時先失電子。[思考]為什么在電解熔融NaCl時得到的是單質(zhì)鈉和氯氣,而電解NaCl溶液時卻得到氫氣、氯氣和氫氧化鈉呢?[分析]在熔融NaCl中只存在Na+和Cl-離子,所以在通電的情況下,Na+得電子生成單質(zhì)鈉,而Cl-失電子生成氯氣。在NaCl溶液中同時存在著Na+、H+、Cl-、OH-離子,因為H+的氧化性比Na+強,所以電解時先得電子,生成氫氣,Cl-的還原性比OH-強,所以先失電子,生成氯氣,未反應的Na+和OH-以氫氧化鈉的形式存在。[總結(jié)]之所以能夠通過電解的方法獲取鎂、鋁等活潑的金屬單質(zhì)或非金屬單質(zhì),其原理是相似的。英國著名的教育家斯賓塞提出:最有價值的知識是科學。新教材中對應用性知識的編排正是這句話的體現(xiàn)。有了合理的教材,怎樣在循序漸進學習中,讓學生掌握這些知識,而不是單純地為了考試而學習,需要教師準確分析教材內(nèi)容和教學深度,這也是素質(zhì)教育實施過程中教師應該具備的基本素養(yǎng)之一。

作者:陳宗亭 單位: 江蘇鎮(zhèn)江市實驗高級中學