《化學(xué)反應(yīng)原理》模塊有效教學(xué)的設(shè)計(jì)策略

蘇永平 張昀

[關(guān)鍵詞]化學(xué)教學(xué)；化學(xué)反應(yīng)原理；知識(shí)體系；模塊；設(shè)計(jì)策略

[中圖分類號(hào)]G633.8[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]C

[文章編號(hào)]1004-0463(2012)06-0052-02

《化學(xué)反應(yīng)原理》模塊作為高中化學(xué)新課程選修課程中重要的組成部分，是化學(xué)學(xué)科理論基礎(chǔ)之一，也是高考必選模塊。由于研究對(duì)象的復(fù)雜性和關(guān)聯(lián)性、研究層次的多樣性和交錯(cuò)性、研究方法的綜合性和實(shí)用性，成為學(xué)生學(xué)習(xí)、教師教學(xué)的難點(diǎn)。如何理解除模塊的教學(xué)功能、把握教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度，運(yùn)用多元化的設(shè)計(jì)策略來提高教學(xué)的有效性呢?本文就此問題談?wù)勛约涸谶@方面的教學(xué)實(shí)踐體會(huì)。

一、從課程標(biāo)準(zhǔn)的研讀中領(lǐng)悟《化學(xué)反應(yīng)原理》模塊的教學(xué)功能價(jià)值

高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出：《化學(xué)反應(yīng)原理》模塊的內(nèi)容主要從化學(xué)反應(yīng)與能量、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡以及溶液中的離子平衡等三個(gè)方面來探索化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律及其應(yīng)用。通過本模塊的學(xué)習(xí)讓學(xué)生在以下四個(gè)方面得到發(fā)展：一是認(rèn)識(shí)化學(xué)變化中能量轉(zhuǎn)化所遵循的基本原理，初步形成關(guān)于物質(zhì)變化的正確觀念。二是了解化學(xué)反應(yīng)中能量變化所遵循的規(guī)律，知道化學(xué)反應(yīng)原理在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中如何應(yīng)用。三是贊賞運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理合成新物質(zhì)對(duì)科學(xué)技術(shù)和人類社會(huì)文明所起的重要作用，能列生產(chǎn)、生活和自然界中的有關(guān)化學(xué)變化現(xiàn)象進(jìn)行合理的解釋。四是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。化學(xué)反應(yīng)原理揭示了化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)規(guī)律，它能幫助學(xué)生深入理解元素化合物知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生的化學(xué)反應(yīng)知識(shí)系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化，幫助學(xué)生發(fā)展邏輯推理能力，促進(jìn)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)。通過該模塊的學(xué)習(xí)要讓學(xué)生學(xué)會(huì)怎樣看待物質(zhì)和物質(zhì)變化、學(xué)會(huì)研究化學(xué)和化學(xué)變化的方法、學(xué)會(huì)怎么看待化學(xué)，學(xué)化學(xué)可以干什么，即化學(xué)研究可以促進(jìn)人類社會(huì)的和諧發(fā)展。為有志于從事化學(xué)及其相關(guān)專業(yè)的學(xué)生提供較為完整和系統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)知識(shí)，為他們將來進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)打好基礎(chǔ)。

二、研究教材的知識(shí)體系。把握教學(xué)的深度和廣度

化學(xué)反應(yīng)原理是人類總結(jié)得到的化學(xué)反應(yīng)的一般規(guī)律，涉及化學(xué)反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化、方向、限度、速率以及機(jī)理等方面的問題。與原教材有相似之處，與《化學(xué)必修2》也有相似之處，但同中有變。內(nèi)容變化了，增加了熵與熵變、化學(xué)反應(yīng)的方向性、電離常數(shù)、沉淀溶解平衡等知識(shí)；要求變化了，某些知識(shí)的教學(xué)要求有所提高，例如，蓋斯定律從“閱讀”提高到“能用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算”，化學(xué)平衡常數(shù)從“了解”提高到“知道化學(xué)平衡常數(shù)的涵義，能利用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率”等；內(nèi)容組織也發(fā)生了很大變化，增設(shè)了很多欄目引導(dǎo)學(xué)生探究、分析、比較、歸納，更加關(guān)注化學(xué)與社會(huì)的聯(lián)系，突出化學(xué)的應(yīng)用價(jià)值。該模塊教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度主要抓住兩條線：一個(gè)是模塊線，同樣的教學(xué)內(nèi)容在不同模塊的功能定位、教育價(jià)值、教學(xué)的深度和廣度是不一樣的；第二條線就是要縱向地看到必修、選修和高考這三個(gè)層級(jí)在處理相關(guān)內(nèi)容時(shí)的學(xué)習(xí)水平差異性。不可盲目拓寬原理內(nèi)容的深度和廣度，找準(zhǔn)內(nèi)容的定位。注意與必修內(nèi)容的銜接(原電池、電解池、化學(xué)反應(yīng)速率和限度)，注意教材內(nèi)部?jī)?nèi)容的銜接(反應(yīng)焓變一反應(yīng)方向的判斷一化學(xué)平衡移動(dòng)一溶液中的離子平衡，如電離平衡、水解平衡、溶解平衡等)，注意與大學(xué)內(nèi)容的銜接(焓變、熵變、化學(xué)反應(yīng)的方向、沉淀溶解平衡)。例如，原電池這部分內(nèi)容在必修階段就是為了建立“化學(xué)反應(yīng)能夠把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能”這樣一個(gè)觀念，以原電池作為模型來幫助學(xué)生建立能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)，所以它的重點(diǎn)不在于對(duì)原電池的構(gòu)成條件的認(rèn)識(shí)，也不在定量的計(jì)算。在《化學(xué)反應(yīng)原理》模塊中的要求是理性的認(rèn)識(shí)水平，要討論電極反應(yīng)、電池反應(yīng)、原電池的本質(zhì)，包括原電池的各種變式金屬腐蝕的問題也會(huì)涉及到。不能因?yàn)榭吹礁呖碱}出這樣的題就認(rèn)為必修教學(xué)講原電池也要講到這個(gè)水平，這就違反了學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律，違背新課程“分階段學(xué)習(xí)、螺旋式上升”的特點(diǎn)，是不符合新課程的課程結(jié)構(gòu)設(shè)置的。

三、運(yùn)用多元化的教學(xué)設(shè)計(jì)策略，提高教學(xué)的有效性

1 明確知識(shí)脈絡(luò)，抓住認(rèn)知脈絡(luò)，設(shè)置問題線索，提供事實(shí)和證據(jù)。建構(gòu)主義理論認(rèn)為：對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容較為深刻的理解和掌握是通過學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)來達(dá)到的，而不是通過教師向?qū)W生傳播信息獲得的。學(xué)習(xí)者在一定的情境下學(xué)習(xí)，或利用自己原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的有關(guān)經(jīng)驗(yàn)同化新知識(shí)，或通過“順應(yīng)”、改造、重組原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)來同化新知識(shí)，理解、掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容。教學(xué)設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)教學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)利用各種信息資源來支持學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程的最終目的是完成知識(shí)的意義建構(gòu)。基于以上要求，教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)可以先分別進(jìn)行以下線索的設(shè)計(jì)知識(shí)脈絡(luò)一已知脈絡(luò)一問題線索一解決問題的證據(jù)，然后再形成一個(gè)完整的教學(xué)設(shè)計(jì)。

2重視運(yùn)用邏輯推理，凸現(xiàn)原理形成過程。化學(xué)反應(yīng)原理是人們通過對(duì)大量化學(xué)反應(yīng)的觀察、比較、分析、綜合、抽象、概括等思維過程形成的，它的形成是由特殊到一般、由具體到抽象、由現(xiàn)象到本質(zhì)的認(rèn)識(shí)過程。因此，在教學(xué)中要抓住這部分內(nèi)容的基本特征——定性分析與定量計(jì)算相結(jié)合、感性認(rèn)識(shí)與理性分析相結(jié)合，采用歸納法、運(yùn)用邏輯推理得到一般規(guī)律性結(jié)論，達(dá)到深化對(duì)過程本質(zhì)認(rèn)識(shí)的目的。在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意通過實(shí)驗(yàn)、圖像、表格、多媒體課件、錄像等常見的直觀教學(xué)手段，將化學(xué)原理具體化、形象化、直觀化，有利于啟發(fā)學(xué)生的思維，完成由感性認(rèn)識(shí)向理性認(rèn)識(shí)的飛躍。例如，在進(jìn)行化學(xué)平衡狀態(tài)的教學(xué)中，可以采用正、逆反應(yīng)速率與時(shí)間關(guān)系圖進(jìn)行直觀教學(xué)；在電化學(xué)基礎(chǔ)的教學(xué)中可以采用多媒體課件模擬微觀過程來直觀演示原電池、電解池原理等。

3重視概念學(xué)習(xí)的層次性，關(guān)注概念的形成和發(fā)展過程，體現(xiàn)概念的科學(xué)性。教學(xué)過程中要注意化學(xué)基本概念的層次性。概念教學(xué)的處理要把握四個(gè)層次：概念本身的內(nèi)涵和外延；概念教學(xué)時(shí)所使用的方法和策略，即如何去研究概念，如何獲得概括性本質(zhì)的認(rèn)識(shí)；概念本身承載了認(rèn)識(shí)的方法和認(rèn)識(shí)問題的思路；不僅建立具體的概念，還要形成基本觀念，要關(guān)注概念的形成、發(fā)展過程。根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)或問卷調(diào)查探查學(xué)生的已有概念，找到學(xué)生認(rèn)識(shí)的生長(zhǎng)點(diǎn)，再通過設(shè)置問題情境、合作探究來完成對(duì)概念、原理的認(rèn)識(shí)。例如，在“焓”的教學(xué)中，既不要引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)熱力學(xué)的嚴(yán)格定義上了解“焓”的概念，也不能避而不談，要讓學(xué)生知道“焓”是科學(xué)家為了便于計(jì)算反應(yīng)熱而定義的一個(gè)物理量，它的數(shù)值與物質(zhì)具有的能量有關(guān)。

4重視問題情境的創(chuàng)設(shè)，凸現(xiàn)概念原理的探究過程，落實(shí)科學(xué)素養(yǎng)的培育。問題情境的創(chuàng)設(shè)能夠激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的渴求和欲望，當(dāng)他們面臨某一情境時(shí)會(huì)自發(fā)地產(chǎn)生“為什么”、“其中蘊(yùn)涵著什么問題”、“怎樣去解決它”、“有沒有新的問題”等一連串的想法，并最終讓發(fā)現(xiàn)和解決問題成為一種習(xí)慣、一種需要。教材中的“活動(dòng)與探究”一方面通過活動(dòng)的程序性內(nèi)容介紹，讓學(xué)生進(jìn)行研究能夠“研有所據(jù)”，達(dá)到“研有所獲”；另一方面通過“方法導(dǎo)引”和“資料在線”，對(duì)于重點(diǎn)的探究活動(dòng)給予化學(xué)問題解決策略和一般思路的提示，或者為學(xué)生思考、分析有關(guān)問題，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)提供有關(guān)的理論依據(jù)和理化數(shù)據(jù)。通過對(duì)問題情境的設(shè)計(jì)，有效地培養(yǎng)學(xué)生收集、獲取信息的能力，使用和加工信息的能力等，讓學(xué)生在創(chuàng)造性獲取新知識(shí)的同時(shí)，強(qiáng)化對(duì)科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。例如，以“測(cè)定鹽溶液的酸堿性”實(shí)驗(yàn)探究作為鹽類水解原理及規(guī)律的研究的問題情境，以資料“工業(yè)廢水中重金屬離子的處理”作為沉淀溶解平衡移動(dòng)研究的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生積極探究，都會(huì)有很好的效果。

5關(guān)注生活中的化學(xué)，將化學(xué)知識(shí)原理的學(xué)習(xí)和生活中的化學(xué)問題結(jié)合，學(xué)以致用?；瘜W(xué)反應(yīng)原理理論性很強(qiáng)，教學(xué)中容易忽視理論與實(shí)際的聯(lián)系，陷入到教學(xué)誤區(qū)中，從而導(dǎo)致理論脫離實(shí)際，致使學(xué)習(xí)者逐漸喪失學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。教學(xué)中要盡可能地從解決生活中的問題人手，如“為什么自行車會(huì)生銹”、“如何防止自行車等零件腐蝕”等，介紹金屬腐蝕的原理及防腐措施；從生活中的電池人手，認(rèn)識(shí)三類電池，并學(xué)會(huì)評(píng)價(jià)電池的優(yōu)劣，提高環(huán)保意識(shí)和生存意識(shí)。在“化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡”教學(xué)中，可以聯(lián)系合成氨以及接觸法制硫酸等化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)條件的選擇、酶催化劑催化特點(diǎn)的研究等內(nèi)容來認(rèn)識(shí)控制反應(yīng)條件在生活生產(chǎn)中的實(shí)際意義；在“溶液中的離子平衡”教學(xué)中，可以聯(lián)系發(fā)酵粉發(fā)酵原理、人體體液中的離子平衡等內(nèi)容來深化對(duì)化學(xué)平衡理論的學(xué)習(xí)；在“沉淀溶解平衡原理”的教學(xué)中，可以聯(lián)系石灰?guī)r洞中鐘乳石、石筍等的形成這一自然現(xiàn)象，也可以聯(lián)系水垢中氫氧化鎂是怎樣形成的這一生活問題來學(xué)習(xí)有關(guān)溶解平衡的知識(shí)，從而進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，體現(xiàn)學(xué)習(xí)“有用化學(xué)”的課程理念。