知識拓展類化學(xué)選修課程課堂內(nèi)容切入視角

華利平

化學(xué)知識拓展類校本課程有別于化學(xué)興趣小組輔導(dǎo)，它是針對學(xué)生實際開設(shè)的符合學(xué)生認(rèn)知特點與能力水平的一門課程，通過選修課程的學(xué)習(xí)力爭讓原來模糊的原理清晰化，凌亂的知識網(wǎng)絡(luò)化，狹義的概念推廣化，薄弱的思維與能力得到提高與強化。所以在課堂內(nèi)容的選擇上筆者認(rèn)為可以從如下幾個方面進(jìn)行切入。

一、關(guān)注本質(zhì)問題研究 ? 拓展學(xué)生的化學(xué)理論認(rèn)識

高中化學(xué)教學(xué)中由于受制于學(xué)生的認(rèn)知特點與能力，教材的編寫與教師的課堂教學(xué)往往點到為止，重視學(xué)生對化學(xué)知識學(xué)習(xí)的廣度，而不要求知識的深度，了解是什么，不要求為什么，深層次的問題往往避而不談或者模糊處理。故在選修課堂上教師可以針對學(xué)習(xí)進(jìn)度，有目的地進(jìn)行課堂拓展。

（一）將定性結(jié)論定量化

酸（堿）與其鹽組成的混合溶液，兩者濃度相等或者相差不大時，酸（堿）的電離大于鹽的水解，這是在離子濃度大小比較時常用的一個結(jié)論，學(xué)生往往是死記硬背，胡亂遷移，造成差錯。在選修課程教學(xué)中教師可以利用電離平衡常數(shù)概念適當(dāng)進(jìn)行延伸，可讓學(xué)生豁然開朗。

以CH3COOH與CH3COONa的混合溶液為例。設(shè)CH3COOH與CH3COONa的濃度分別為a mol/L、b mol/L，在溶液中考慮CH3COOH的電離平衡。

CH3COOH？葑CH3COO- ? ?+ ? ?H+

（a-x）mol/L ? ? （b+x） mol/L ? x mol/L

K=c（CH3COO-）×c（H+）/c（CH3COOH）

=（b+x）×x/（a-x）

由于CH3COOH 的電離較小，而且CH3COO-的存在抑制了CH3COOH的電離，所以b+x可以約等于b，a-x約等于a，則上述表達(dá)式可以表示為K=b×x/a ，即溶液中c（H+）=K c（CH3COOH）/ c（CH3COO-）。查表得K=1.8×10-5，所以只要溶液中c（CH3COO-）不大于50倍c（CH3COOH），就可以保證溶液為酸性。與原本的濃度相差不大有較大的區(qū)別，但這一結(jié)論不能推而廣之，只適用于K>1.0×10-7的酸堿，如對于HCN，其電離平衡常數(shù)K=4.9×10-10，只有c（HCN）大于200倍c（CN-）溶液才會顯酸性。

（二）將多種可能公式化，簡化記憶

在講授氣體的聚焦?fàn)顟B(tài)這一內(nèi)容時，學(xué)生基礎(chǔ)較好的學(xué)校都會提到 “三同定一同”，即阿伏伽德羅定理，然后在練習(xí)鞏固中推導(dǎo)出較多的有關(guān)阿伏伽德羅定理推論。筆者曾經(jīng)在一教輔資料上看到有關(guān)阿伏伽德羅定理推論多達(dá)10條，這種情況往往會讓學(xué)生無所適從，不記不會做、記了都記錯的情況時常發(fā)生，學(xué)習(xí)往往就變得無效甚至負(fù)效。選修課上我們可以從最簡單的跟體積有關(guān)的因素出發(fā)，氣體體積與物質(zhì)的量、溫度正相關(guān)，與壓強負(fù)相關(guān)，得到V∝nT/P，用一常數(shù)（記作R）將正相關(guān)變?yōu)橄嗟龋玫絍=RTn/P，稍作變化就得到PV=nRT，式中n=m/M，氣體V=m/ρ，然后各種推論就是在這些變化中產(chǎn)生的。這樣一來學(xué)生只要了解一個公式，只要會靈活地變化公式中的各種物理量，即可得到各種推論。

二、關(guān)注元素化合物知識 ? 拓展知識的立體結(jié)構(gòu)

元素化合物知識是化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)，只有學(xué)習(xí)了元素化合物的感性知識才可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論、了解各種化學(xué)變化的本質(zhì)。蘇教版教材中元素化合物知識集中在必修1中，要把過去1年多的內(nèi)容壓縮到1個學(xué)期中完成，教學(xué)過程只能蜻蜓點水，泛泛而談，知識結(jié)構(gòu)無法實現(xiàn)系統(tǒng)性。所以在選修課堂上教師可以根據(jù)學(xué)生的實際學(xué)習(xí)進(jìn)度，合理地安排教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行元素化合物知識的立體結(jié)構(gòu)建設(shè)。

（一）知識內(nèi)在的網(wǎng)絡(luò)化構(gòu)建

元素化合物知識量大，如果只死記硬背，學(xué)生很容易產(chǎn)生倦怠情緒。通過日常的教學(xué)，學(xué)生已經(jīng)掌握了部分物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，但是比較凌亂，沒有體系。在選修課堂上可采用每個同學(xué)都有言可發(fā)，有言要發(fā)的教學(xué)策略。剛開始物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化關(guān)系途徑較多，先發(fā)言的同學(xué)能輕易地回答上來，所以課堂氣氛非?；钴S，越到后面能找到的轉(zhuǎn)化關(guān)系越少，若能回答上的同學(xué)會非常地有自豪感，一時無法找到的也會自動地實施小組合作，教師只要適時地點撥，適當(dāng)?shù)貧w納，就可以實現(xiàn)元素化合物的性質(zhì)從點到線最后到面的轉(zhuǎn)變，形成系統(tǒng)圖。如下是在學(xué)習(xí)了鈉、硫及其化合物課堂上討論的成果。由于成果來自于學(xué)生的主動探索，因此能比較容易地實現(xiàn)知識的內(nèi)化。

（二）化合物知識外在的自然延伸

高中元素化學(xué)知識重在讓學(xué)生了解與日常生活密切相關(guān)的一些化學(xué)知識，是學(xué)生認(rèn)識世界、學(xué)會生活的基礎(chǔ)和鋪墊。內(nèi)容要求不高，難度不大，但這并不是化合物知識的全部。在選修課堂上教師可以根據(jù)學(xué)生特點積極利用最近發(fā)展區(qū)理論拓展學(xué)生的認(rèn)知視野，豐富學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。如很多無機物都帶有結(jié)晶水，但這個結(jié)晶水是怎么被結(jié)合的，硫酸銅晶體中的水與一水合氨中的水結(jié)合方式是否一樣，等等。為此筆者查閱各種相關(guān)資料，開設(shè)了一節(jié)“水合物中水被結(jié)合方式歸類例析”的拓展類校本課程，著重講解結(jié)晶水的結(jié)合常見的幾個方式，包括：①通過分子間作用力（主要是氫鍵），如NH3·H2O;②配位水，水利用氧上的孤對電子以配位鍵的形式同金屬離子結(jié)合在一起的，如[Cr（H2O）6]Cl3;③晶格水，水既不與金屬離子直接結(jié)合，也不與陰離子通過氫鍵連結(jié)，而是按照一定比例存在于鹽所形成的空間結(jié)構(gòu)空隙中，在晶格中占據(jù)一定的部位。例如BaCl2·2H2O中的水分子可以填充在BaCl2晶胞中氯離子所形成的八面體空隙中;④多種結(jié)合方式，如CuSO4·5H2O中4個結(jié)晶水是配位水，還有一個是通過氫鍵結(jié)合。像這樣的外延拓展還有很多，如非羥基氧多少對酸性的影響，各種不同含硫酸等，這些知識雖然不屬于高考要求內(nèi)容，不能給學(xué)生帶來高分，但可以讓學(xué)生在知識結(jié)構(gòu)上變得更加立體，明白物質(zhì)世界的復(fù)雜性，了解原因的多重性，使他們在化學(xué)素養(yǎng)上得到發(fā)展。endprint

三、關(guān)注概念教學(xué) ? 拓展學(xué)生認(rèn)知層面

化學(xué)概念是將各種化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)事實經(jīng)過比較、綜合、分析、歸納、類比等方法加工而成的具有特定含義的化學(xué)術(shù)語，具有高度的抽象性和概括性，每個概念都有它自身的內(nèi)涵與外延，即狹義的概念與廣義的概念。高中階段教學(xué)比較重視狹義概念的教學(xué)，注重讓學(xué)生了解概念的一般應(yīng)用情況。但當(dāng)學(xué)生面對廣義的概念時，往往會呈現(xiàn)出思維的混亂性與行為上的不知所措。在選修課堂上教師可以針對部分重要概念適當(dāng)拓展，讓學(xué)生明白概念所確定的本質(zhì)屬性的總和（即內(nèi)涵），也能理解一個概念所確定的對象范圍的總和（即外延）。如水解的概念在高中化學(xué)教材中出現(xiàn)在《化學(xué)反應(yīng)原理》鹽類水解中，所給出的定義描述為鹽電離出的離子結(jié)合了水電離出的H+或OH-生成弱電解質(zhì)分子的反應(yīng)，這一定義是比較狹義的，是有使用限制的，無法體現(xiàn)各種水解情況，而廣義的水解可以理解為水與另一化合物反應(yīng)，該化合物分解為兩部分，水中氫原子（或氫離子）加到其中的水解一部分，而羥基（或氫氧根）加到另一部分，因而得到兩種或兩種以上新的化合物的反應(yīng)過程。在廣義概念的指導(dǎo)下，一些不常見的、難理解的物質(zhì)與水的反應(yīng)也可以迎刃而解，如CH3CH2ONa和H2O、CaC2與H2O，甚至NaH與H2O都可以將前一物質(zhì)拆成兩部分，帶正電的結(jié)合OH-，帶負(fù)電的結(jié)合H+，分別得到CH3CH2OH和NaOH、Ca（OH）2和C2H2、NaOH和H2。

四、關(guān)注思維能力培養(yǎng) ? 拓展學(xué)生思維的維度

能力特別是思維能力的培養(yǎng)是一個長期的過程，需要教師的積極引導(dǎo)與學(xué)生自我的不斷訓(xùn)練，但平常的教學(xué)任務(wù)重、容量大，要每節(jié)課都開展探究教學(xué)、討論合作教學(xué)等有利于學(xué)生思維能力培養(yǎng)的教學(xué)方式可能性較小，所以應(yīng)充分利用選修課堂。教師多創(chuàng)設(shè)有利于思維培養(yǎng)的課堂情境、問題背景，引導(dǎo)學(xué)生思考，提升學(xué)生的思維層次。

（一）辯證性思維能力培養(yǎng)

思維的批判性要求思維活動具有善于嚴(yán)格地估計思維材料和精細(xì)地檢查思維過程的智力品質(zhì)。教師可以有目的地在課堂上創(chuàng)造“矛盾” 情境，引起學(xué)生的思考和討論。如有下面兩個問題情境：

濃硫酸不能干燥HI氣體：

2HI+H2SO4=I2+SO2+2H2O ?（1）

二氧化硫氣體通入碘水而使其褪色：

I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4 ?（2）

初看這兩個方程既可以向左進(jìn)行，也可以向右進(jìn)行，它們是否矛盾呢？從題述分析濃硫酸能夠氧化HI，但在方程式（2）中硫酸的生成是在溶液中，故生成的硫酸在水中發(fā)生完全電離，沒有強氧化性去氧化HI。從而得出物質(zhì)的氧化性（還原性）與其存在形式有關(guān)。影響氧化還原性強弱的還有哪些條件呢？引起學(xué)生再思考，讓學(xué)生能洞悉物質(zhì)間互相制約的關(guān)系，不孤立靜止地思考問題，而是應(yīng)該考慮物質(zhì)所處的具體環(huán)境。

（二）發(fā)散性思維能力培養(yǎng)

發(fā)散性思維往往指學(xué)生在解決問題過程中獲得的路徑不止一種，對物質(zhì)的認(rèn)識不止一個方面，對儀器用途知道的不止一樣，往往表現(xiàn)為考慮問題的多角度，思維層次的多重性，常見的有一題多解，一題多變，一題多果，一物多用，多物一用等。課堂上教師要多啟發(fā)，多提問，多給學(xué)生機會，多給留白的時間，積極培養(yǎng)學(xué)生敢于表達(dá)自己的想法，不斷進(jìn)行發(fā)散性思維自信心的培養(yǎng)。如：若P4O6中每個原子最外層電子均為8個，則 1mol P4O6中共價鍵總數(shù)為多少？引導(dǎo)學(xué)生尋找解決途徑，由于個體水平的差異，思考的方面會有不同，但通過班內(nèi)同學(xué)的交流與討論發(fā)現(xiàn)了多種解決問題的方法，拓展了學(xué)生的思維途徑。

解法一：每個原子最終最外層為8個電子，分子共需要80個電子，單個原子原本有56個電子，相差24個電子，需通過共用來補充，即需要12對共用電子對。

解法二：結(jié)合白磷的正四面體結(jié)構(gòu)，每個氧插入到其中的每條棱上就得到了一個P4O6的分子，共價鍵從原來的P-P鍵變?yōu)榱薖-O鍵，共價鍵從6個變成了12個。

解法三：為了滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，一個O原子要與2個原子成鍵，一個P原子要與3個原子成鍵，正好P4O6中，原子比例是2比3，說明P原子只與O原子成鍵，O原子也只與P原子成鍵，因此在P4O6分子中，每個O原子成2個共價鍵，6個O原子共成12個共價鍵。

本文所敘述的課堂內(nèi)容切入的視角只是筆者在實際操作過程中經(jīng)常使用的幾個點，課堂的內(nèi)容可以更加豐富與多樣，作為教師也應(yīng)該積極利用自身特長，多開并開好各種類別的拓展課，讓一些對這門學(xué)科感興趣的學(xué)生更深入地了解化學(xué)學(xué)科的特點，感受化學(xué)世界的奇妙，體驗化學(xué)探索的樂趣，領(lǐng)悟化學(xué)學(xué)習(xí)的科學(xué)方法，提高自我的化學(xué)素養(yǎng)。endprint