培养微观想象能力,建立基本化学观念

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作者单位:广东广州市仲元中学,511400

原文出处:
中学化学教学参考

内容提要:


期刊代号:G37
分类名称:中学化学教与学
复印期号:2004 年 11 期

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      学生能否牢固地、准确地、哪怕只是定性地建立起基本的化学观念,应当是中学化学教学的第一目标。

      化学作为一门自然科学,研究的是物质的组成、结构、性质以及变化规律,而物质的性质是由结构决定的,性质又决定了物质的制备、用途和存在。物质的性质要受到组成的影响,对于简单的化合物(或单质),组成甚至起着决定性的作用,物质组成包括组分和元素组成两个层次,二者对物质性质的影响并不相同,前者以功能团和根为代表,后者一般不很直接。这就要求学生通过学习和探究后,建立起物质的组成是物质性质的基础这样的基本化学观点。这就需要我们在教学过程中引导学生从原子、分子的层次上,从分子、原子、离子等微观粒子的角度对物质进行分析、讨论、推断,从而使学生从根本上认识物质以及物质所发生的化学反应的实质。化学微观想象能力就是对化学微观粒子及其运动的形象思维能力,化学形象思维能力和化学抽象思维能力一起构成了化学思维能力。在化学形象思维能力中,化学微观想象能力又占有特别重要和显著的位置。因此,培养学生化学微观想象能力是培养学生思维能力不可缺少的一个方面,在教学过程中,我主要是从以下几个方面来培养学生化学微观想象能力。

      一、想象化学微观粒子的运动状态,掌握微观粒子的动态特征和规律

      由于化学主要是研究物质的分子、离子等微观粒子变化规律的科学,因此学生对原子、分子概念的正确认识程度关系到他们能否深入认识物质的变化本质。虽然我国化学教学对这两个概念给予了相当程度的重视:初三、高一的教材都有,尤其是高一要用不少时间进行教学,那么结果又如何呢?广州大学化学系的魏冰老师的调查显示:关于原子模型的认识,高一学生中只有70%的人认为是电子云模型。关于原子构成这一问题,初三学生中有20%的人认为是实心球,80%的人认为像毛绒球;高一学生则是选择实心球和毛绒球的人各占一半。关于提未提到电子层和电子云这个问题,67.5%的初三学生认为提到了电子层,100%的初三学生认为未提到电子云;只有22.5%的高一学生认为提到电子层,50%的高一学生认为提到了电子云。而关于分子模型几乎所有的初三、高一学生都选择了球棍模型。数据表明,尽管我们教师自认为我们已经讲清楚了,但学生反映出来的情况却是那么的不尽如人意。这是为什么?从与学生的交谈知道:这主要是因为原子、分子、离子等都是肉眼看不见的微观粒子,与生活中常见的物质是那么不同,而教材上的描述和定义又比较专业化,学习时,虽然当时能理解,也想方设法记住了,但由于没有真正地理解微观粒子的运动,没有把这些知识纳入自己已有的知识结构中,知识的遗忘率自然就比较大。建构主义学习理论认为,学习是一个用已有的经验重组外部信息的过程。对于同一个概念,不同的学习者因生活经验和学习经历的不同会建构出不同的认识。多年的教学实践使我体会到:从以下三个方面进行教学,有助于学生想象化学微观粒子的运动状态,掌握微观粒子的动态特征和规律。

      1.密切联系社会生活实际,想象化学微观粒子的运动状态

      如果我们能够在教学过程中尽可能多的联系学生的生活实际,想象化学微观粒子的运动状态,提高学生学习化学的热情和积极性,并且用通俗易懂的语言对基本概念和基本理论进行比喻、分析、推理、定义,那么学生就会容易理解,也容易记住,即使忘了,只要经过联想还可以马上记起来。

      例如,在学习核外电子的运动状态时,学生对于理解能量低的电子在离核近的区域运动,而能量高的电子在离核远的区域运动感到有一定的难度。我就比喻:放暑假了,大家要出去旅游,现在有几位同学,他们手上的钱不同,有的是5000元,有的是3000元,有的是1000元,有的是500元,还有的只有150元。你们觉得哪一位同学能去最远的地方旅游,哪一位同学只能在广州甚至番禺区旅游?经过这样的比喻,同学们很容易就理解了电子在核外的运动情况。

      2.创设问题情境,实施实验探究,发展学生的观察能力

      化学是一门以实验为基础的学科,为了形成和发展化学微观想象能力,应该注意发展、增强学生的观察能力,使学生通过化学实验和化学观察活动获得丰富的感性材料,然后通过分析、综合、假说、证明、归纳、演绎等思维活动来解剖宏观的化学事物,获得对化学微观粒子的科学认识,推动微观表象的建立。在教学过程中作为教师要尽可能地创设问题情境,实施实验探究,把实验作为提出问题、探索问题的重要途径和手段。让学生根据观察到的实验现象,想象微观离子的运动状态,并结合自己已有的知识进行分析、推理、概括,自己去体会知识的发现过程,从而展示思维过程,发展微观想象能力。

      例如在学习“电解的原理”时,我就设计了下述问题:利用已有的仪器和试剂组成原电池,最多能组成几个不同的原电池?这些原电池的现象如何?为什么不用两个碳棒做电极来组成原电池呢?如果用两个碳棒做电极,并在两个电极之间连接一个直流电源和一个电流计进行实验,会不会有电流通过电流计呢?然后让学生用实验进行探究,观察并记录实验现象,并进一步提出问题:既然加热CuCl[,2]也不会分解,为什么给CuCl[,2]溶液通电,CuCl[,2]会分解生成铜和氯气呢?然后让学生结合下列问题:①通电前,氯化铜溶液里有哪些离子?这些离子的运动情况怎样?②通电时,这些离子的运动情况有什么变化?为什么?③当离子定向移动到电极表面时,发生的是什么类型的反应?④电子的流动方向如何?外电路上的电流方向怎样?进行分析(分析实验现象)、讨论(讨论问题)、推理(推理微观粒子的运动情况)、归纳(得出结论),“电解的实质”就会由学生自己得出。

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