化学教学设计论文

2022-04-11 版权声明 我要投稿

化学教学设计是指化学教师根据教学目的、化学教学内容和学生实际情况,分析教学问题、设计解决方案、评价方案、修正方案的一个系统的过程。下面是小编整理的《化学教学设计论文 (精选3篇)》的文章,希望能够很好的帮助到大家,谢谢大家对小编的支持和鼓励。

化学教学设计论文 篇1:

中学化学教学设计中绿色化学理念的渗透对策

摘要:随着社会的不断进步与发展,使得地球的生态环境正在逐渐被破坏,到了二十一世纪,人们开始意识到了环境的重要性,于是世界各国颁布了大量保护环境的政策措施,旨在促进生态环境的可持续发展,在我国,让祖国的接班人树立保护环境的意识尤为重要,在中学阶段,化学的学习关乎着生活中的方方面面,化学老师应当在制定合理的教学设计,让绿色化学理念贯彻到学生的思想中,本文就中学化学教学设计中绿色化学理念的渗透对策做了详细论述。

关键词:中学化学;教学设计;绿色化学理念;渗透

化学是众多学科中的一种,该科目一般是以实验为基础,研究各类物质的学科,在生活中,随着近年来化学品爆炸、铅中毒、汞中毒以及化妆品中蕴含的毒性等,使得人们听“化”止步,形成了对化学的错误认知。化学虽然给社会带来了许多的不便,但更多是优点,如农民在种地时,播撒的化肥、防虫的农药,以及人们生病需要吃的药物,均是在化学的基础上生产制造的。近年来随着人类对环境的保护,衍生出绿色化学的理念,该化学又被称为环境友好化学、清洁化学等,旨在进行生产制造过程中减少使用有害的化学物质,转而使用危害性较小的物质[1]。在当前教育课堂上,学生对绿色化学的理解存在着不足,需要化学教师进行合理的教学设计,使学生在潜移默化的情况下学习绿色化学。

一、绿色化学理念概述

所谓的绿色化学又被称之为环境友好化学,它是根据相关的化学原理,利用相应的化学方式,在化学产品进行生产的过程中以最大的限度减少对环境造成一定污染的有害物质的产生,而这样的做法可以使得有害物质在产生的源头就能够有所减少,从而促进化学产品生产过程或者化学实验反映过程零污染情况的实现。

绿色化学核心理念就是实现化学产物以及化学产物生产过程的绿色有机状态,它与污染控制化学有着明显的不同。污染控制化学是在有害物质已经产生并且对环境造成一污染的情况下,利用相关的化学原理对这种污染状况进行控制与治理,使得环境能够给恢复到原来的绿色环境;而绿色化学则是从根本上对污染环境的有害物质进行减少或者消除,它能够全面考虑到整个化学产品的生产过程,不再将有毒有害的物质使用到化学产品的生产过程中,并且确保化学产品在生产的过程中也不会产生出对环境造成污染的废弃物,这就是绿色化学理念对保护环境所做出的有效方法。

二、渗透绿色化学理念的重要意义

由于现代人们的生活条件较为优越,也具有较高的物质保障,在加上现代社会各方面的影响,还有不少的家长也为做好表率作用,使得学生缺乏一定的环保意识,这样也使得学生在日常生活中经常做出一些影响环保的举止行为,比如,没有做到随时关水关灯,造成水电资源的浪费;还有些学生随地乱丢垃圾,这样不仅没有做到保护环境,还对环境造成一定的污染破坏。

因此,现代的学校教育教学应该将培养学生的环境保护意识列入教学计划之中,让学生在环境方面树立正确的思想观念,其中将绿色化学理念渗透到中学的化学教学中,则使得对初中生进行的绿色化学教学能够得到进一步的强化,从而促进对中学生环保意识的培养。中学教师在化学教学设计中渗入一定的绿色化学理念,能够让学生对自然生态环境在一定程度上有所认识与了解,让学生了解环境问题给人们带来的各种危害,并且使得学生明白保护环境的重要性,由此使得绿色环保的理念能够潜移默化的深入学生的思想意识之中,让学生从日常生活中的点滴小事做到保护环境。

三、设计教学情境,渗透绿色化学理念

化学的学习贯穿着初中至高中,化学可以帮助学生更佳细致化的看世界,了解化学变化,化学教材是化学知识的载体,教师需要通过正确的方式引导学生学习化学。在中学的化学教材中,绿色化学知识较少,使得学生不能够较好的学习绿色化学,這就需要化学老师对绿色化学进行课题设计,为学生们拓展绿色化学,让学生们在意识中树立绿色理念,指导学生在未来的成长过程中,能够保护环境。例如在中学的化学教材中,关于绿色化学的有酸雨的防治、温室效应、臭氧层的破坏等,化学教师在进行绿色化学教学时,可以选择一个课题进行情景设计,渗透绿色化学理念。

如果化学教师与酸雨的防治作为情境课题,那就需要对该课题进行详细的设计,让学生根据酸雨的形成原因进行防治措施的讨论,如酸雨的其中一条成因是因为交通运输产生的尾气,那么学生需要结合自己的思考能力给出解决方案,如提高购车税、大力推广新能源汽车等[2]。学生在中学除化学之外,还要学习语文、数学、英语、政治、历史、地理、物理及生物,化学与其他学科在根本上存在着不同,在发生化学反应时,会产生新物质,学习化学可以让学生更好的理解物质之间存在的规律。

四、完善化学实验教学设计,培养学生环保意识

“实践是检验唯一标准”,前文中提到过,化学是建立在实验基础上的,所以,化学课程中必须要穿插着多种实验,而且,需要在进行实验的同时培养学生的环保意识。由于化学物质中存在着较多对人体有害的物质,所以,在进行实验的过程中,需要做好防护措施,防止产生的物质对身体造成影响。如在初三化学教材中,关于“硫”的燃烧实验中,需要使用硫、氢氧化钠、橡胶塞等,教师在进行实验时,应保证实验过程的规范性,起到模范示范作用。为了尽量减少有害物质的产生,药品用量要少,且燃烧要在密封的集气瓶中进行,在硫完全燃烧完毕后,必然释放出了有毒气体,这时就需要使用氢氧化钠溶液吸收有毒气体。在学生进行实验时,教师应当对其进行分解步骤教学,尽量避免失误,而且在教学中将节约,预防污染的环保意识传递给学生,虽然不能够起到即时作用,但是在多次实验课之后,学生可能就会在潜移默化的作用下树立正确的环保意识。另外,当前信息化程度高,在一些实验设备不足的学校,教师可以采用多媒体的形式进行实验教学,并通过视频、音频、幻灯片相结合的方式向学生传播绿色环保理念。

五、优化课堂教学设计,重视绿色理念渗透

课堂教学是学习绿色化学的主要场所,也是绿色理念渗透的最佳点,化学教师在上课之前,应当合理、正确的进行教学设计,一方面让学生能够提高对化学的兴趣,另一方面需要让学生树立正确的绿色化学理念[3]。如在上课时,老师可以向学生提问今天的污染情况,然后让学生思考为什么会出现这类问题,需要怎么解决,锻炼学生的自我思考能力,如果在媒介化学课均能保持绿色化学问题的提问,那么可以对绿色化学理念渗透到学生的思想理念中有着重要的推动作用。

六、设立课外竞赛活动,体验绿色环保乐趣

中学生处在由少年向青年的过渡阶段,依然贪玩,那么在对其进行绿色化学的教学中,要抓住其贪玩的弱点,开展关于绿色环保的化学学习活动,让学生们能够在玩中学,在学中玩。且学校应当定期为学生开展绿色化学知识讲座,开展环保活动等,让学生们能够亲身体验到绿色环保的乐趣。

结语:对于中学生来说,绿色环保意识的树立对其未来成长及我国环境保护程度的发展具有重要意义,本文就绿色化学理念的树立提出了设立教学情境、完善实验教学、优化课堂教学设计以及开展绿色化学活动等措施,希望可以对中学生的绿色化学理念树立献出绵薄之力。

参考文献:

[1]谢晓莉.中学化学教学设计中绿色化学理念的渗透对策[J].才智,2016(20):100.

[2]单月英.中学化学绿色化学教育的研究与实践[D].湖南科技大学,2017.

[3]张慧媛.三种版本高中化学教科书必修1中相近实验的比较研究[D].内蒙古师范大学,2017.

作者:王佳玲

化学教学设计论文 篇2:

基于人文背景融合学科核心素养的化学教学设计与实践

摘要: 基于硅及其化合物在人类文明演进过程中发挥的巨大作用,以人类文明演进为主线,构建基于人文背景融合学科核心素养的硅及其化合物教学方案。在分析学情和教学价值的基础上设定教学及评价目标,呈现课堂设计思路、主要过程和设计意图。结合教学实践,从元素化合物教学中人文与科学融合的价值、高一教学与后续知识的衔接、评价性问题的设置三个方面进行了反思。

关键词: 人文背景; 学科核心素养; 硅及其化合物; 化学教学设计

文献标识码: B

高中化学中涉及硅及其化合物的知识内容较为简单,在各级各类考试中出现的频次也不高,因此在有些教师心目中其学习地位较低,在教学研究中也容易被边缘化。

《普通高中化学课程标准(2017年版)》指出,化学不仅与经济发展、社会文明的关系密切,也是材料科学、生命科学、环境科学、能源科学和信息科学等现代科学技术的重要基础,化学在促进人类文明可持续发展中发挥着日益重要的作用[1]。《普通高中化学课程标准(实验)》提出,要在人类文化背景下构建高中化学课程体系。因此,在化学课堂教学中,构建基于人文背景的教学场景,挖掘化学知识、化学技术与社会文明的关系,将人文与科学有机融合,对于推动化学学科核心素养落地具有重要意义。人类文明发展与含硅材料的应用有着紧密的联系,对含硅材料的研究与利用贯穿人类文明进步的全过程。因此,苏教版《化学1(必修)》专题三第三单元“含硅矿物与信息材料”[2]教学主题是承载这一理念的理想载体。

1学情分析、目标设定及教学功能

1.1学情分析

高一学生在学习“含硅矿物与信息材料”这一教学主题前,已经学习了根据物质类别和元素价态认识物质性质的方法,能从类别迁移和氧化还原两个角度认识实现物质转化的规律,形成基于物质的性质差异寻求物质分离、提纯的基本思路。因此,具备了自主探究元素化合物性质和转化的基本能力。

通过课前调查,学生的主要疑惑点是: 含硅矿物的外观与其结构究竟有怎样的关联?硅酸钠溶液为什么是黏稠的?其粘合、阻燃功能的原理是什么?可见,学生的困惑焦点是含硅矿物的宏观性质与其微观结构之间存在怎样的内在联系。此外,对于元素化合物及其转化在促进社会文明进步、自然资源的综合利用中的重要价值缺乏丰富、真切的体悟。

1.2目标设定与教学功能

(1) 通过探究含硅矿物宏观性质与微观结构的关联,诊断并发展学生宏观辨识与微观探析的能力。

(2) 通过实验探究硅酸凝胶制备、阻燃性能,理论探究粗硅提纯实验方案,巩固物质性质、物质转化的认知模型,诊断并发展学生基于物质类别、价态实现物质转化的变化观念。

(3) 通过系统体悟含硅材料在人类文明发展历程中的重要作用,彰显化学物质、化学技术在生产生活中的重大贡献,诊断并发展学生对化学价值的认识水平。

(4) 通过古代繁荣的陶瓷文化与信息时代我国核心科技不足的对比,激励学生既要从传统繁荣文化中建立自信,又要面对现代核心科技缺失负有社会责任感。

(5) 通过科幻电影中对星际空间硅基生命的探索,引导学生反思碳、硅元素及化合物性质的差异,从化学视角推测硅基生命存在与否的理论依据,诊断并发展学生的创新意识。

2教学设计思路

以人类文明发展的进程为轴线,创设与之契合的教学情境,通过探究活动,落实硅及其化合物基础知识和实验探究基本技能,发展学生的学科核心素养。具体教学设计思路可简略归纳为如图1所示。

3主要教学过程

3.1片段1认识自然界的含硅物质

[創设情境,提出问题]时间轴公元前300万年—公元前5000年,展示原始人使用的天然石器和打制石器图片(图2)。

问题1: 古人在制造石器时根据其功能会选择不同材质的岩石,自然界的岩石其纹理、硬度等均存在巨大差异,推测其原因是什么?

[学生探讨,交流想法]学生能基于已有的经验——结构决定性质做出推测,宏观性质的差异源自构成岩石微粒微观结构的差别。

[提供支撑,逐步深入]展示闪石矿、云母、水晶的图片(图3),构成含硅岩石的基本结构基元SiO4-4微观结构模型图(图4)。

问题2: 你能想象闪石矿、云母、水晶其微观结构基元间的连接方式吗?

展示岩石中SiO4-4结构基元三种不同的连接方式(图5)[3]。

问题3: 你能将闪石矿、云母、水晶与上述三种微观结构进行匹配吗?说明匹配的依据。

[学生探讨,交流想法]学生尽管尚不具备晶体中微粒堆积方式的知识基础,但基于宏观特征,能精准推测闪石矿具有链状结构、云母具有层状结构、水晶具有空间立体网状结构的微观结构特点。

设计意图: 将教学素材置于历史人文场景中,渲染学科教学的文化价值。从具有历史感的石器到现代化学研究中的物质结构,从实际问题到化学问题,从宏观现象到微观结构,形成和发展学生的化学想象力,建立宏微关联分析的具体思路。通过“内在微观结构与外在宏观现象”的关联,深化“结构决定性质”的学科观念,诊断并发展学生宏观辨识与微观探析的学科核心素养。

3.2片段2认识硅酸钠的结构、性质与应用

[创设情境,提出问题]展示最简单的硅酸盐——硅酸钠的水溶液,用玻璃棒蘸取,观察。

问题4: 硅酸钠溶液为什么呈黏稠状?你能猜测其微观结构吗?说明依据。

[学生探讨,交流想法]学生从生活经验知道,硅酸钠溶液外观与蛋清溶液相似,玻璃棒蘸取时容易形成丝状,推测其可能具有蛋白质分子类似的长链结构[4]。

[创设情境,提出问题]古籍《列子书》记载:“火浣之布,浣之必投于火,布则火色,垢则布色。出火而振之,皓然疑乎雪。”

问题5: 火浣布具有怎样的性能?常见化学物质中哪些具有类似的功能?

[实验探究]对比实验: (1)普通纱布于硅酸钠溶液中浸泡,空气中晾干;(2)分别取普通纱布、浸泡过硅酸钠溶液的纱布,传给学生观察、触摸;(3)将两种纱布同时在两盏酒精灯火焰上点燃,观察现象。

[学生探讨,交流结果]浸泡过硅酸钠溶液的纱布柔韧性变差,且不容易燃烧(对于阻燃的物质是硅酸钠还是其他物质难以确定,需要教师提供支撑)。

问题6: 浸有硅酸钠溶液的纱布在空气中是否会发生变化?推测的依据是什么?你能设计实验证实你的推测吗?

[学生探讨,设计方案]根据硅酸钠的物质类别,推测与空气中的CO2发生反应生成了硅酸。可向硅酸钠溶液中充入CO2进行验证。

[实验实证]在充满CO2的矿泉水瓶(500mL)中注入约10mL饱和硅酸钠溶液,拧紧瓶盖,迅速振荡,观察现象。

[描述解释,符号表征]塑料瓶迅速变瘪,澄清溶液变透明凝胶状,硅酸钠转化成了硅酸凝胶,证实推测合理。书写反应的离子方程式: SiO2-3+H2O+CO2CO2-3+H2SiO3↓。

[释疑解惑]硅酸钠本身阻燃,转化成硅酸凝胶后会堵塞材料的毛细孔,并在材料表面形成连续的封闭膜,硅酸在高温下分解生成熔点更高的SiO2亦具有阻燃性能。古代的火浣布材质其实就是硅酸盐材料——石棉纤维纺织而成,利用了硅酸盐良好的耐高温性能。

设计意图: 通过古籍中的火浣布创设情境,设置悬疑,诱发好奇心,渗透古代化学史知识;通过对硅酸钠形态、性质的研究,基于物質分类进行有依据的预测,设计实验进行有目的的验证;运用物质转化的原理进行分析,运用化学用语表征物质的变化实质。依托该片段,诊断并发展学生的科学探究素养。

3.3片段3认识生产生活中的无机非金属材料——玻璃、水泥、陶瓷

[创设情境,设置任务]时间轴公元前4500年——近代,展示半坡人面鱼纹彩陶盆、古埃及玻璃鱼、现代建筑用水泥图片(图6)。阅读课本,找出制陶瓷、玻璃和水泥的原料、工艺设备及产物成分。

[学生阅读,获取信息]通过阅读文本,梳理出生产陶瓷、玻璃、水泥所需的原料、设备、化学成分等信息。

设计意图: 在历史背景中,设计阅读、讨论活动,引导学生体会化学与生产、生活的关联,体会化学对改善人类生活条件、推进文化繁荣、促进社会发展的贡献,激发学生对化学学科巨大社会价值的认同感。

问题7: 结合原料和玻璃成分分析,烧制玻璃时发生了怎样的反应?尝试写出反应的化学方程式。

设计意图: 能从化学视角,结合物质类别,分析物质转化的规律,解决生产实际问题,诊断并发展学生的变化观念核心素养。

[创设情境,孕育情怀]图片展示海上丝绸之路,我国古代海上贸易将瓷器和辉煌的中华文化传播到世界各地。

设计意图: 通过陶瓷和文化的融合,展现我国古代科技、文化的辉煌,激发学生的民族自豪感,树立文化自信。

3.4片段4认识信息时代的含硅物质——单晶硅与光导纤维

[创设情境,引发思考]时间轴1956年,美国工程师基尔比发明第一块单晶硅为基材的集成电路、单晶硅切片、华为麒麟980芯片、1970年诞生的光导纤维(图7),展示信息革命时代含硅材料的核心地位。

问题8: 结合硅元素在自然界存在形式,从元素价态角度分析,工业上如何获取Si单质?结合铁、铜的冶炼谈谈你的依据。

[学生交流,初探方案]基于已有的物质转化经验,可判断以自然界的石英为原料,选择合适的还原剂,采用热还原法将化合态的硅转变为游离态硅,但具体流程尚不明确。

[信息支撑,完善方案]信息: (1)焦炭还原后的粗硅中还含有铁、铝、碳、硼、磷、铜等杂质;(2)Si、杂质分别形成的氯化物沸点差异较大。请据此进一步细化提取流程。经探讨得到如图8所示流程,归纳得到如图9所示物质制备认知模型。

[符号表征]学生书写粗硅提纯涉及的反应的化学方程式,认识物质转化的规律。

设计意图: 引导学生学会从金属冶炼的经验进行迁移,从价态角度结合氧化还原原理,解决生产实际问题。通过问题的解答和探讨,建构物质制备的认知模型,诊断并发展学生物质制备的模型建构、模型运用能力。

[创设情境,激发责任意识]链接三则新闻资料: (1)我国高性能集成电路用硅严重依赖进口;(2)美国限制对华为芯片相关技术的出口;(3)日韩贸易摩擦,日本限制高纯HF出口,对韩国半导体产业影响巨大。

问题9: 高纯度的HF在半导体加工过程中的作用是什么?请用化学方程式表述原理。

[符号表征]学生书写硅与HF反应的化学方程式,认识硅单质性质的特殊性。

问题10: 对于上述三则新闻资料你有何感想?化学技术在信息产业中扮演了怎样的角色?

设计意图: 通过新闻资料解读,引起学生反思,我国在信息技术领域落后的现状,与古代灿烂文明形成的强烈反差,激发学生对信息时代我国核心技术缺失的忧虑,增强社会责任意识。

3.5片段5从碳基生命到硅基生命——畅想星际空间、人工智能时代含硅物质的深层价值

[创设情境,引发畅想]播放科幻电影《星际迷航》片段,引发学生畅想。

问题11: 碳与硅的原子结构相似,地球上以碳元素为基础形成了丰富多彩的生命世界,星际空间是否存在以硅元素为基础形成的硅基生命呢?如若存在,其客观环境应该满足怎样的要求?结合硅及其化合物的性质说明你推测的依据(图10)。

设计意图: 通过科幻影片,引发学生产生与化学相关的更多的想象空间,在展现化学学科独特魅力过程中让学生体验化学学科的社会发展价值,引发对生命世界的畅想和反思。

4教学反思

4.1元素化合物教学要注重科学与人文的有机融合

文化基础是中国学生发展核心素养的根基。刘庆昌教授认为,人文底蕴是文明人的基本标识,科学精神是现代人的基本品格。把这两者打通,“文化基础”所指向的,其实就是培养“文明现代人”或“现代文明人”的教育[5]。化学发展史与人类文明进步史休戚与共,依托元素化合物在人类文明进步中的作用构建元素化合物教学背景,有利于将人文素养与科学素养的培育融为一体,发挥两者育人功能的互补作用。本节课展开的过程,师生始终处于人文磁场的吸引中,课堂轻松愉悦,思绪自然交织、碰撞。丰富的人文情境,营造了富有人文情怀的课堂氛围,有利于激发学生探索自然的欲望;化学技术进步推动人类文明前行的历史事实,让学生真切体悟科技发展对人类生活的巨大贡献,增强对学科价值、社会價值的认同。

4.2元素化合物教学要为化学反应原理教学预留接口

鉴于现行的教材编排体系,化学反应原理知识滞后于元素化合物教学,教师在进行元素化合物教学时,对于部分物质的“反常规”转化其背后的热力学原理还不能做出有效的阐释,需要为原理的教学预留接口。硅及其化合物的诸多性质有其特殊性,如: 粗硅与焦炭反应为何生成CO而不是CO2?SiO2为何能在高温下与碳酸盐反应生成CO2?Si和SiO2为何能与HF反应?面对这些疑惑,教师既需要做出契合学生当时认知水平的合理解释,又要为今后从热力学角度解释预留空间,促进学生的认知水平的螺旋上升。

4.3促进提问的诱导功能与评价功能相融合

元素化合物教学中,创设情境的目的是为了引发实际问题,设置问题的价值不仅是为问题解决进行诱导铺成,更在于对学生的思维水平和思维质量进行度量。教、学、评一致的教学设计与实施,评价是检测教学目标达成程度的指示剂。课堂中多次采用“你能说出……吗?并说明理由”“请设计……并说明设计依据”等评价性提问,避免了学生在课堂进行随机性无依据的低效思考。指向评价的问题,不仅为了引导、拓展学生思考学科核心知识,更能显性地评价学生学科核心素养水平。因此,变诱导性提问为评价性提问,对于推进教、学、评一致性的课堂或许是一种有益的尝试。

致谢: 本课题在教学设计阶段、教后反思阶段、教学案例书写阶段,得到了杭州市基础教育研究室教研员、浙江省特级教师陈进前老师的悉心指导,在此致以深深的谢意!

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部制定. 普通高中化学课程标准(2017年版)[S]. 北京: 人民教育出版社, 2018: 1.

[2]王祖浩主编. 普通高中课程标准实验教科书·化学1(必修)[M]. 南京: 江苏教育出版社, 2014: 78~82.

[3][4]张青莲. 无机化学丛书(第三卷)[M]. 北京: 科学出版社, 1998: 212~220.

[5]刘庆昌. 人文底蕴与科学精神——基于《中国学生发展核心素养》的思考[J]. 教育发展研究, 2017, (4): 35~41.

作者:邵传强

化学教学设计论文 篇3:

指向高品质发展的高中化学教学设计

[摘 要]以苏教版必修1《氧化还原反应》研讨课为例,阐述指向高品质发展的高中化学教学设计需要深度解读并挖掘文本的教学价值,科学地设计教学目标,根据学生的认知水平和具体教学实际,合理设计不同层级的基础性问题和冲刺挑战性问题。

[关键词]高中化学;教学设计;问题单

每个人都是一个时刻抱有指向的生命个体,都有一种对高品质生活的向往、追求和拥有,向往一种和谐生活的空间,追求一种静水深流的境界,拥有一种渊博雅正的情怀。学习即生活,生活即学习,如何在高中化学课堂上让学生感受到自己想要的高品质学习状态,下面结合本人于9月25日对本校全体化学教师上的苏教版必修1《氧化还原反应》[1]研讨课,谈一谈在高品质高中化学教学设计上的一点粗浅认识。

一、深度解读,挖掘文本教学价值

深度解读是相对于浅表阅读而言的。当下,电影、视频、情感小说等带来的视觉快感和心理愉悦,直接影响学生对教材阅读的兴趣和持久性,大多数学生对教材的阅读都是浅尝辄止浮于表面。在学生能理解的层面之上、切中文本的教学价值的深度解读就显得十分必要和迫切。

1.解读在学生之上。苏教版必修1《氧化还原反应》的教学设计,是在学生对初中氧化反应、高中化学反应中元素价态变化和氯气性质的基础上,来强调氧化还原反应的实质是反应中发生了电子的转移,并让学生用电子的转移或化合价的变化来判断氧化还原反应和非氧化还原反应,判断反应中氧化剂和还原剂。教材的编写想利用原子(离子)结构示意图引导学生理解电子的转移和化合价变化的关系,培养学生微观想象和逻辑推理的能力[2]。

如果只是直接从化合价的变化,或者从钠在氯气中燃烧能够生成氯化钠是因为电子的转移,来强加给学生氧化还原反应的概念,显然不符合学生元认知结构,难以实现师生之间的情感认同和行为认同。

氧元素是地壳中含量最多的元素。氧气非常活泼,几乎能与其他任何一种元素反应,为什么?因为氧得电子较强,当它与其他元素的原子结合时,这些原子上的电子通常被氧原子“夺”去。早期的化学家就是将这类与氧结合的反应归为一类,称为氧化反应。例如,当铁与氧气相遇时,总是铁失去电子给氧气,从而发生氧化反应。

但后来,化学家逐渐意识到,有许多非金属元素与氧一样,也能从其他物质的原子中“夺”去电子,所以,现代化学中的“氧化反应”指的是任何一种单质或化合物失去电子的反应。换个角度,氧等许多非金属元素获得电子,又是什么反应呢?所以,氧化反应绝不会单独发生,它总是伴随着另一个忠实的伙伴——还原反应。因此,现代化学将电子从一个原子或离子转移到另一个原子或离子的反应,归为一类范围更广泛的反应类型,称其为氧化还原反应。

当电子从一种元素转移到另一种元素时,获得电子的还原反应与失去电子的氧化反应是同时发生的,如同一枚硬币的两面。被还原的元素通过获得电子氧化了另一种元素,因此称为氧化剂。而被氧化的元素,因为还原了从它那里接受电子的元素,因此称为还原剂[3]。

在每个氧化还原反应中,至少有一种元素被氧化或被还原,就像足球比赛中成功的传球那样,一名前锋球员接住后位传出的球,一种元素释放电子而另一种(也可能是自己本身)元素一定接受电子,其各自的电子结构在反应中发生了改变[4]。氧化还原反应中氧化剂被还原、还原剂被氧化折射出哲学中对立统一的普遍规律。

另外,笔者认为,苏教版必修1“氧化还原反应”一节更多的是关注氧化还原反应理论本身(概念、本质、特征),而在引导和帮助学生挖掘氧化还原反应理论的认识论价值和方法价值上几乎没有涉及,这样容易使教师将氧化还原反应概念本身的学习作为学生的学习目标,而不是引导学生把氧化还原反应理论运用于物质性质研究进而帮助学生构建物质转化的这一观念的最终目的。这样一来,下一节“溴、碘的提取”的教学,是人们利用Cl2氧化性强于Br2和I2,把海水中溴离子(Br-)、海带等海产品浸出液中的碘离子(I-)氧化成溴、碘单质就不会顺畅了。如果把氧化还原反应理论运用于物质性质研究进而帮助学生构建物质转化的这一观念作为学习目标,对后面很多元素化合物知识的学习,也会起到事半功倍的积极作用。

叶圣陶先生早指出:学生能够“领悟”了,能够“研究”出来了,就无须教师的“讲述”;教师所“讲述”的,只是学生想要“领悟”而领悟不到,曾经“研究”而研究不出的部分,这正揭示了文本解读的高度和深度之意味。

2.想在学生之前(预测)。在確定教学目标之前,教师还要做一件事,就是在脑海中预设学生在学习中可能遇到的状况或问题,提前将学生的学习线路预设出来。具体到《氧化还原反应》这节课,假设学生在理顺氧化与还原关系时“哑火”了怎么办?可否用实例加以铺垫,如,H2还原CuO的反应,CuO是Cu被氧气氧化得到,Cu→CuO是氧化反应,自然地CuO→Cu是还原反应,H2O是H2被氧气氧化得到,H2→H2O是氧化反应,自然地H2O→H2是还原反应。如果学生虽然理解了氧化还原反应的本质,建立氧化还原观,但不能预测物质的性质以及物质的转化,又该如何引导?……这样,当发生类似情况的时候,教师才知道如何搭建“脚手架”,适时发现学生回答中的那些与众不同的内容。

二、科学设计教学目标

教学行为不是教师对文本内容蒙太奇式的随意构成和装配。科学设计教学目标是提高课堂教学目的性和计划性的重要前提。为了提高教学目标设计的科学性,教师应树立教学目标以学生的发展为指向和归宿,做到教学目标与各种社会评估要求相一致。同时,教师要用相关理论知识,掌握设计具体教学目标的技术技巧,善于将模糊的教学目标具体化。

1.找到依据。2017年版《普通高中化学课程标准》指出:能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。以钠在氯气中燃烧生成氯化钠为例,用原子(离子)结构示意图反映反应前后原子(离子)的结构变化,是培养学生宏观辨识与微观探析的化学核心素养的典例。2017年版《普通高中化学课程标准》又指出:通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征、构成要素及其相互关系,建立认知模型,并能运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。具体到《氧化还原反应》这节课,化合价变化是氧化还原反应的外在表现,发生电子转移是氧化还原反应的内在本质,“双线桥”(或“单线桥”)体现了氧化还原反应中电子转移方向和数目的认知模型,氧化剂被还原和还原剂被氧化揭示了对立统一的哲学规律。

作者:杨华文

上一篇:信息网络传播论文下一篇:创业风险投资论文