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【学科知识讲座】关于人教版化学教材(必修1)的疑难问题研讨

    点击数:     更新时间:2014-02-26 08:39:30

赵永丰

    大家好,首先感谢学校给了我一个与诸位同行交流使用新教材感受的机会,其次感谢每位同事在繁忙的工作中来听我的讲座。应该说刚刚开始接触新教材的确有些不适应,总是在不知不觉中与老教材相比,也曾经经历了迷茫、尝试、改进、不断完善的过程。现在回顾走过的日子,才发现经历了,使用了,才有感觉,原来改变昨天并不是一件容易的事。但是,我们正在努力尝试着、改变着,我们已经意识到想要用好新教材,教师自身必须更新教育观念,不断学习,研究新教材的思想体系、吃透新教材,树立“以人为本”的课堂教学理念,树立“教是为了不教”的教学目的,从化学学科发展的角度培养学生的能力,使学生学会科学研讨问题的方法。希望我今天的讲座内容能对大家有所启迪,不足之处请大家批评指正。
问题一:必修1包含的内容,以及编排顺序
    高中化学新课程必修模块的课程目标是认识常见的化学物质,学习重要的化学概念,形成基本的化学观念和科学探究能力,认识化学对人类生活和社会发展的重要作用及其相互影响,进一步提高学生的科学素养。
    必修1包括以下四章内容:
    第一章 从实验学化学
    第二章 化学物质及其变化
    第三章 金属及其化合物
    第四章 非金属及其化合物
    教材主要是在第一章和第二章搭建一些实验平台、理论平台,为后续学习元素化合物做准备。因为元素周期律的相关内容分布在必修2中,所以元素化合物的学习需要必要的指导,即通过实验探究新物质的性质,通过理论预测新物质的性质,当然首先需要对物质进行分类,然后再选择研究角度。所以实验及化学物质及其变化要先学,而具体的元素化合物知识则应该后学,所以在教学中不应打乱教材的编排顺序 。
问题二:必修一新增内容的价值
    1. 从实验学化学
    以往的教学中实验知识常常分散在各章节之中,一直没有集中在一起学习,只是到了高三复习阶段,在第二轮进行专题总结时,设置实验专题,将整个高中的实验内容做一个系统的梳理,并配有习题训练。而新教材更加突出了化学学科中实验的作用,把“化学实验”作为专题内容,并把它安排在必修一教材的第一章,而且注重知识的递进性,从初中生熟悉的过滤、蒸发入手介绍蒸馏、分液、萃取等新知识。它是一个承上启下的作用,能将学生初中已学的知识与将来必修2中海水资源的开发利用连接起来。
    案例:必修1第一章第一节第二课时 混合物的分离和提纯——过滤和蒸发
    初中已学
    必修1
    后续模块
    水的净化

    (沉淀法,明矾、活性炭等作为凝聚剂)
    过滤操作、粗盐的精制
    物质的分离与提纯

    (过滤、蒸发、蒸馏、分液等物理方法,用化学试剂除杂等化学方法。)
    必修2
    化学与技术
    实验化学
    对于必修一教材中的实验,如果条件允许,可以多做一些学生分组实验,但要注意事先设计好实验预习报告,提前布置好预习任务,这样才会让学生们带着目的和任务做实验,而不是在看热闹、走过场,而且高一新生的动手操作能力十分欠缺,实验中一定要加强必要的指导。可做的分组实验有:9页 碘水的萃取、分液;16页 配置一定物质的量浓度的溶液;26页  氢氧化铁胶体的制备及丁达尔效应;47页 金属钠的燃烧、铝箔燃烧;49页 金属钠与水的反应;51页 铝分别与盐酸和氢氧化钠的反应;56页 碳酸氢钠分解;57页焰色反应;58页 氢氧化铝的制备以及与酸碱的反应;60页氢氧化铁、氢氧化亚铁的制备,三价铁离子的检验;76页 硅酸的制备等等。如果实在不具备分组实验的条件,那也一定要保证演示实验的成功,对于有毒气体的实验可以考虑用实验视频来展示。总之,学生实验能力的培养不是一朝一夕之功。
    2. 物质的分类
    化学物质及其变化是化学学科的重要研究对象。对于多达上千万种的物质和为数更多的反应,人们想要认识它们的规律性,就必须运用分类的方法,分门别类地进行研究,否则无法逐一进行研究。
    必修1中新增了有关分类的知识,它属于学习方法范畴,新增此内容的重要意义在于当学生面对某一陌生的新物质时,能够运用物质分类的相关知识,对其进行分类,然后与所学的同类物质进行类比,从而了解其性质、用途等。  分类是一个广义的概念,我们教师可以借此机会复习初中所学的纯净物的分类,这有利于新知识的传授,而且在今后的教学中我们还会陆续学习分类的知识,对于化合物可以从氧化还原角度、化学键角度、能否电离等角度进行新的分类,对于化学反应可以从是否是离子反应、是否是氧化还原反应、是否是吸热或放热反应、是否是可逆反应等多角度认识。
    分类的方法有利于化学知识的整理,可以使学生所学的杂乱无章的知识变得更加有序、利于记忆、理解。在本节中安排了关于分散系的新知识,对于胶体只是侧重于与溶液进行区分,不能像以往一样用原来高三学生应该掌握的程度进行教学,不用面面俱到。
    问题三:必修一保留内容的变化
    1.物质的量
    由旧教材的第一册第三章物质的量共三节教学内容(物质的量、气体摩尔体积、物质的量浓度)变成新教材的第一册第一章第二节化学计量在实验中的应用,因此广度和深度都不可能象原来一样去学习。在实际教学中,大家会发现教材内容和原来教材相比基本没有太大的变化,就是课时由原来的6课时变成现在的2课时,但是有一点,学生的基础完全不同,原来的物质的量安排在第三章,学生已经学完了氧化还原、离子反应以及碱金属的有关知识,而现在新教材中物质的量位于第一章,学生们还没有来得及系统的学习元素化合物知识,所以在此处学习物质的量是作为工具,目的是了解高中化学中常用的计量单位,了解关系式法,帮助学生通过简单的量方程,建立物质的量等概念之间的联系,会用其进行简单的计算。许多知识只能是简单介绍,不宜讲得过深、过难,否则学生会难以接受。
    新教材中关于物质的量浓度的学习是从生活中引入的,一张体检化验单上出现了新的浓度单位mol/L,这更加体现了化学知识在生活中的应用,实际上,一般反应都是在溶液中进行的,所以 “配置一定物质的量浓度的溶液”作为本节的主要教学目标,我们可以运用比较的方法使学生理解溶液中质量分数与物质的量浓度的不同之处,最好能进行学生分组实验,掌握配置要点,理解此浓度的方便之处。关于误差分析不是重点,不宜展开讲解,了解一点儿就行,浓度计算也是简单的会算就行。关于气体摩尔体积的教学中,阿伏伽德罗定律的推论不宜拓展太深,对于应用较多的同温同压下,体积比等于物质的量之比,密度比等于摩尔质量之比可以稍作介绍。
    其实物质的量是高中化学计算的核心,但出现在本节中并不是突出计算的重要性,而是为今后的物质研究提供一种手段——定量计算,计算相对分子质量等作为依据,或者溶液中物质成分分析的方便。本章的单元复习应该将以物质的量为核心的计算网络进行归纳、总结,使学生感受到物质的量的重要作用,然后在以后的学习中再不断应用、强化。
    2.金属及其化合物
    原来金属的知识分布在两章中,第一册第二章碱金属(2节内容)和第二册第四章几种重要的金属(3节内容),现在整合在一章中,分成三节,不再以元素为主线将单质和化合物融合在一起讲,而是从金属活动性顺序表中挑选出3个代表元素,极活泼的金属钠,常见的较活泼金属铝、铁,并将这些金属元素单质集中在一起学习,从与之反应的物质角度进行分类,共性——与非金属的反应,与水、酸的反应,个性——金属铝与氢氧化钠溶液的反应。
    在与非金属的反应中,重点是钠与氧气的反应,学生第一次接触到反应条件对产物的影响,突出条件不同,产物不同,体现实验条件控制的重要性,并探究了铝箔在空气中的加热,感受到金属铝表面的氧化膜的保护作用,因此铝在生活中应用广泛;在与水反应中,突出金属钠与水的反应,现象明显可激发学生的学习兴趣,有利于培养学生观察能力。此处最好做学生的分组实验,其中有一个细节,需要取一块绿豆粒大小的金属钠,学生们普遍不知道绿豆粒有多大?而教师又不好描述,最好的办法就是每人发几粒绿豆,感受生活、加深印象。之后探究铁与水蒸气的反应,最后汇总到金属活动性顺序表中体会金属活动性差异。
    金属化合物是以元素作主线,其中典型元素的特征反应应引起我们的重视,如:过氧化钠做供氧剂的两个反应,氢氧化铝、氧化铝的两性,铝离子、三价铁离子的检验、二价铁离子与三价铁离子的转化等。本章的特点是实验多、反应多,所以一定要加强化学方程式以及离子方程式的书写训练,铝元素是以复分解反应为主体,铁元素是以氧化还原反应为主体的。
    3.非金属及其化合物
    原教材中以族为单位,用了四章来学习非金属的有关知识——卤素、氧族元素、碳族元素、氮族元素,而新教材受课时所限,不可能象过去那样按族分章详细介绍,只能相对集中,从不同角度选择了典型代表物来学习,在编排顺序上,将存在和用途十分广泛的元素硅及其化合物、氯及其化合物分节编写,将与当代环境十分密切的硫和氮的氧化物、用途广范的两种酸——硝酸和硫酸以及氨合在一节,突出重点,加强联系和对比。
    重点体现在代表物的化学性质上,如:二氧化硅的性质、氯气的性质、二氧化硫、二氧化氮的性质、氨的性质、浓硫酸、硝酸的氧化性等,关于硫元素,不同价态的硫的转化很重要,-2、0、+4、+6,在此可培养学生物质之间的转化观。而氯气的实验室制法在此可淡化,在教材的科学史话栏目及课后习题中都会简单涉及。
    过去按照周期和族组织元素化合物知识确实是一种很好的组织方式,但是在新课程背景下,元素化合物的教学价值发生了变化,因而组织方式发生了相应的变化,我们应该重点培养学生的元素观,学生有了很好的元素观,对于很多内容都是触类旁通的。必修模块的教学时间非常有限,不可能把某个物质的性质都面面俱到,但典型物质的特征反应一定要重点突出。
问题四:必修1中教材栏目的功能,如何处理教材栏目的有关内容
    从教师教这个角度来说,栏目有这样几个功能:
    第一,从教学方面,栏目首先引导教师教学方式的一种变革。
    第二,它为教师提供一些素材,拓展教师的教学视野。
    第三,从教学角度来说,给教师提供应该做哪些任务。
    第四,为创设情境提供了必要的素材,它的一系列的栏目,实际上就在提供一个教学流程。
    从学生学这个角度来说,栏目有这么几个功能。
    第一,它引导学生在活动过程中去建构知识。
    第二,它提供了素材,拓展学生的学习视野。
    第三,它提示了学习任务,指明了学习方向。
    第四,它为学生的学习提供了一些方法性的指导。
    教材中加入栏目之后,目的想要通过教材渗透一种教学思路。另外想通过教材,促使教师们改变一种教学方式。比如说我给你一个“活动探究”,实际上建议教师们要开展一个探究活动,比如说交流研讨意味着这个时候应该听一听同学们的讨论,看同学们关于这个问题是怎么看的,有哪些认识?目的是促使教师改变一种单纯的启发讲授法,应该是以多样化的一种教学方式的改革。
    作为教师在真正的教学中,不可能把所有的栏目都在课堂上去讲,那么我们采取的是这样的方法:有些栏目我们在教学中是选择性的使用,比如说我们经常使用的可能有三个栏目:一个是“思考与交流”,第二个是“学与问”,第三个是“科学探究”。“思考与交流”的内容大部分都是一些学生活动,目的是调动学生积极参与到教学中,师生互动;关于“学与问”常常是在一些内容之后提出,容易引发学生的思考,对于教师提炼教学设计中的问题很有启发作用; “科学探究”可以尝试选择几个比较典型的“探究”栏目,扎扎实实地让学生从教师指导写探究报告开始,在课堂上根据学生探究报告进行认真的实验。实验结束以后,再写出结论。比如我们用到的“科学探究”:关于铁的不同价态之间的转化这个探究,还有实现实验室里不同价态硫的转化这个探究,就是作为一种培养学生探究性学习这样一个蓝本来进行训练,对于有些个别的活动探究栏目,我们也做了一些处理。比如说必修1教材中就有单质氧化物酸碱盐之间的相互关系,我没有让学生做实验,而是把初中所学的知识进行了一定的整合,做了一些归纳整理。这样我觉得这个活动探究的栏目就根据不同的教学需要,起到了不同的功能和作用,由此看来栏目和教材的正文这样穿插编排确实利于教师的教,也利于学生的学。
    问题五:如何做好化学学科的初高中衔接
    化学是一门基础性、创造性和实用性的学科,是一门研究物质组成、结构性质和变化规律的科学,初中化学是化学教育的启蒙,注重定性分析,以形象思维为主,从具体、直观的自然现象和实验入手建立化学概念和规律,使学生掌握一些最基础的化学知识和技能,很大程度上是记忆型,欠缺对学生独立思考能力的培养学生,习惯于以被动接受的方式获取知识。而高中除定性分析外,还有定量分析,除侧重形象思维还侧重抽象思维,在抽象思维基础上建立化学概念和规律,使学生主动地接受和自觉获取知识,发展智能。
    高一化学在中学化学中起到承上启下的作用,学好高一化学是学好中学化学的基础和前提。高一教材中的“物质的量”及以“物质的量”为中心的基础化学计算;氧化——还原反应、离子反应、离子方程式的书写等内容既是中学化学中的重点知识,又是难点知识。因此刚上高一的学生对化学科学习感到困难,既有记不住又有理解不了的感觉,高一上学期是学生成绩两极分化最严重的时期,产生分化的原因与知识难度有一定的关系,但更重要的是学生学习方法、初高中知识没有及时衔接,不适应高中学习造成的。
    一、初高中化学不同之处
    1、知识容量不同  2、能力要求不同  3、重复程度不同
    二、化学学科特点
    1、化学理论抽象 2、知识零散 3、方法灵活多变 4、记忆难度大
    三、化学学习方法
    1、善于总结 及时巩固 

    (1)每节课后要及时将本节重点、知识结构整理归纳,这比做题还重要。
    (2)课堂没听懂的内容要及时问清楚。
    (3)及时完成作业,主动做好配套练习册。
    (4)建立错题本,剪贴、抄写均可,也可将同类错题整理出一般性规律或一般方法。
  2、抓住基础 注重落实
    (1)不盲目攀比,量力而行。要根据自己的实际情况选择题目难度和数量。
    (2)注意习题的层次性。如:金版新学案中随堂练比较基础,而课时作业中的题可根据自己的实际情况选做。   
    3、多思善问,不遗留问题。不放过一道不会的题,思维能力是通过克服困难提高的。
    (1)相对简单的问题问同学  (2)较难的问题问老师(思考后的问题)
    4、善于记忆,建立学科思维
    (1)理解本质、建立结构、反复强化、回忆再现。其中理解是关键,只有理解的知识才能记住,才能灵活运用。
    (2)建立学科思维  
    学科思维即指具有学科特点的思考问题方法,化学学科重点是研究物质的变化(即发生的反应),学习中要抓住变化的现象(观察到的实验现象)、分析变化的本质(发生的化学反应)、把握变化的原因(有关化学理论和规律),应用研究问题的方法(如:对比归纳法、计算方法,守恒法、差量法、关系式法、极端假设法、实验方法等),经过长期训练,就能形成化学思维能力。
问题六:化学学科教学的价值
    让每一位同学形成基本的化学观念。
    假想很多年之后,学生们会忘记初高中阶段他学过的许多具体的化学知识,但是应该会有一些基本的化学观念深深地印在脑海里,成为他认识事物、做出判断的依据。
    例如:1.微粒观。物质世界的认识可以从宏观、微观两个角度去思考,而化学从微观角度提供了物质间转化的实质,即从原子分子角度研究事物。
    2.元素观。自然界的物质都是由化学元素组成的,100多种元素组成了形形色色的物质世界。
    3.物质的两面性。有毒与无毒,有害与无害,关键在于物质的用量与场合,人们可以根据所需控制物质的使用。
    4.结构决定性质。
    5.绿色化学。积极治理污染,努力发展绿色化学。
    这些基本的化学观念,具有超越课堂以外的持久价值,让学生成形成对物质世界的认识和理解。