高中化學應用性知識解析
時間:2022-06-20 10:01:20
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【摘要】現行高中化學教材中的知識點涉及社會生活和生產的各個方面,突出知識與生活生產的聯系,加強了基礎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發展的關注。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
改革是歷史發展的必然趨勢,江蘇省新課程改革就是應加強素質教育和當前社會發展需求而實施的。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世紀科學技術和社會可持續發展的需要,培養符合時代要求的高素質人才,必須構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、教學方式的優化以及考核內容和方式的轉變來體現。所以,作為課程改革的直接執行人———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,一是基礎性很強,二是知識應用性很強。化學是一門源于生活和生產的自然科學,也是一門應用性的基礎學科。如何將課本中的知識更好地運用于生產生活中,對社會生產起到應有的推動作用?如何將理論聯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、技術與社會的相互關系,能運用所學知識解釋生產、生活中的化學現象,解決與化學有關的一些實際問題,初步樹立社會可持續發展的思想。現行高中化學教材的知識點就涉及社會生活和生產的各個方面,突出了知識與生活生產的聯系,加強了基礎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容,其中,專題一側重于對物質世界和自然規律的認知,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”,專題三“從礦物到基礎材料”,專題四“硫、氮和可持續發展”,從各專題的標題不難看出,每個專題的知識都直接與生產相聯系。老教材中對鹵素的設計主要是以氯氣為代表,按照主族元素的特點,系統地概括了它們的結構和性質,同時強調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為主線,逐一講解了氯氣、溴、碘、鈉、鎂的工業生產過程,從而引入氯、溴、碘、鈉、鎂及其重要化合物的主要性質,更突出了這些物質的工業生產原理和重要性。專題三“從礦物到基礎材料”,從礦產資源出發,結合當今社會生產中幾種普遍使用的礦產資源,分別講述了鋁、鐵、銅、硅及其化合物的性質和應用。在性質與應用兩方面,新教材明顯側重于技術原理的介紹和應用,這從專題中的各級標題就能體現出來,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個課時是以工業生產或實際應用為出發點展開教學的,涉及的知識點是根據生產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、銅從化合態轉化為游離態嗎?請你回憶學過的知識并查閱有關資料,盡可能多地寫出實現上述轉化的化學方程式,并與同學交流討論。”這樣一個簡短的問題就把學習的主動權交給了學生,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,引入工業上鐵的冶煉原理和方法,使學生頓時感到自己已經懂得了煉鐵原理,然后在原理的基礎上加以補充和完善,提出煉鐵時需要注意的問題,如礦渣如何除去等。在這一節中沒有拓展加深氧化鐵的性質,學生所學知識點是以溫故為主,且緊密聯系生產實際,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,強調硫、氮元素與環境問題的聯系,強調硫酸的制備,氮肥的生產和使用等應用性知識。在必修2的四個專題中,專題一“微觀結構與物質的多樣性”是為了教會學生認識和發現微觀世界物質的規律。專題二“化學反應與能量轉化”就是從應用的角度對知識進行編排的,如在學習“電能轉化為化學能”一節時,教材中僅以電解氯化銅溶液為例,讓學生了解電解的實質,通過“觀察與思考”欄目,讓學生了解電解氯化銅時的現象及電極反應,沒有對各種陰陽離子的放電順序做說明或要求,但是關于電解在工業上的應用卻多次出現在必修1的教材中。專題三“有機化合物的獲得與應用”與老教材內容相比較,有較大的改觀。老教材根據有機物的類別進行編寫,系統性很強,而新教材中所涉及的有機化合物全部是生活生產中常見常用的物質,所以新教材的編寫主要是圍繞生活、生產展開的。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的密切聯系。又通過食品中的有機物重點介紹了乙醇、乙酸、油脂、糖類和蛋白質的性質和用途,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,不難發現新教材更能體現出課程改革的理念,重視培養學生的素質和能力,增強他們理論聯系實際的意識。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。隨著多年來學業水平測試的順利進行,分析其考查的知識點發現,這些考試完全緊扣《普通高中化學課程標準(實驗)》和《普通高中學業水平測試(必修科目)說明》的,這種教考內容的高度吻合,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目遠不止這些。這是否說明學業水平測試的考查內容不全面呢?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題難度呈現一定的梯度,起到控制A等級的作用。考試難度上有所降低,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,關注更多生活中的知識應用。比如,電能與化學能的轉化在《說明》中的測試要求是“舉例說明化學能與電能的轉化關系及其應用”,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上制取鈉、鎂、鋁、氯氣、氫氣、燒堿等化學品的應用,兩屆學業水平測試題中也沒有出現關于電解知識的考查。
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。《普通高中化學課程標準(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,沒有把學生的能力培養作為教育教學的目標,違背了“能運用所學知識解釋生產、生活中的化學現象,解決與化學有關的一些實際問題”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、習題中奔波,忽視了能力的培養。結合自身的教學體會,我覺得應用性知識的教學關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”欄目都是為培養學生的能力而設置的,所以它們應該是每節課的重點,不但要把實驗做好,還要留出時間讓學生自己動手,發現學生不對的地方,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。在學生產生疑惑時,可結合“信息提示”給學生以原理和方法的指導。“交流與討論”和“問題解決”欄目能很好地培養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。“拓展視野”“資料卡”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“電能轉化為化學能”一節教學為例,這節內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化的裝置;重點是通過電解氯化銅溶液的現象和原理分析,類推電解在工業制備鈉、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,準確描述實驗現象,思考回答產生現象的原因。陰極:有紅色的固體物質吸附在電極上。電極反應:Cu2++2e-=Cu。陽極:有刺激性氣味的氣體產生,能使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍色。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]根據物質氧化性、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]之所以能夠通過電解的方法獲取鎂、鋁等活潑的金屬單質或非金屬單質,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。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容和教學深度,這也是素質教育實施過程中教師應該具備的基本素養之一。
作者:陳宗亭 單位: 江蘇鎮江市實驗高級中學
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