促進(jìn)學(xué)生自主建構(gòu)與發(fā)展化學(xué)觀念的高三化學(xué)教學(xué)

鐘俊郎

【摘要】本文以“鐵及其化合物”高三復(fù)習(xí)課為例，分析如何在高三復(fù)習(xí)中促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)觀念，從而為學(xué)生的綜合發(fā)展提供保障。

【關(guān)鍵詞】高三化學(xué);鐵及其化合物;自主學(xué)習(xí)

在高三復(fù)習(xí)階段，很多化學(xué)教師為了讓學(xué)生更加系統(tǒng)地掌握知識(shí)，會(huì)灌輸式地為學(xué)生傳授、梳理知識(shí)，并在此基礎(chǔ)上要求學(xué)生進(jìn)行強(qiáng)化習(xí)題練習(xí)，極大地影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，忽視了學(xué)生自主構(gòu)建知識(shí)體系，制約了學(xué)生化學(xué)觀念發(fā)展，影響到學(xué)生綜合化發(fā)展。所以在實(shí)際中，高中化學(xué)教師必須積極地改變復(fù)習(xí)教學(xué)策略，鼓勵(lì)、指引學(xué)生可以積極地獲取知識(shí)，以此強(qiáng)化學(xué)生復(fù)習(xí)效果。

一、強(qiáng)化核心觀念，形成科學(xué)思維

元素及其化合物知識(shí)的核心觀念在于元素觀、分類觀、轉(zhuǎn)化觀，高中化學(xué)教師在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行鐵及其化合物復(fù)習(xí)時(shí)，可以指引學(xué)生構(gòu)建一個(gè)“物質(zhì)類別—化合價(jià)”的二維坐標(biāo)關(guān)系圖，如下圖所示，以此培養(yǎng)學(xué)生可以從價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)化、類別轉(zhuǎn)化的角度學(xué)習(xí)同種元素不同物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的思維。在引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)元素化合物轉(zhuǎn)化過程時(shí)，要重點(diǎn)突出條件對(duì)于反應(yīng)的影響，并將其與鐵及其化合物知識(shí)結(jié)合起來，這樣學(xué)生才可以全面理解物質(zhì)相互轉(zhuǎn)換及具體轉(zhuǎn)化條件的知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科思維觀念形成。

在鐵及其化合物復(fù)習(xí)中，指引學(xué)生從“鐵及其化合物的相互轉(zhuǎn)化”中提煉出物質(zhì)轉(zhuǎn)化觀念，從而理解條件對(duì)于化學(xué)反應(yīng)的影響。

1.構(gòu)建觀念

學(xué)生自主列出鐵與硝酸、硫酸等的多種反應(yīng)現(xiàn)象，如常溫下鐵與濃硫酸會(huì)發(fā)生鈍化反應(yīng);在加熱條件下鐵與濃硫酸會(huì)形成二氧化硫氣體，并且有金屬陽離子產(chǎn)生，從反應(yīng)物鐵的含量推測(cè)，可能時(shí)三價(jià)鐵離子、亞鐵離子、兩者混合物。學(xué)生通過對(duì)鐵與硝酸、硫酸反應(yīng)情況進(jìn)行總結(jié)，可以構(gòu)建出“反應(yīng)物量、溫度、濃度等對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響”知識(shí)體系。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生思考鐵與氧氣的反映情況，在純氧中點(diǎn)燃鐵，會(huì)生成Fe3O4、潮濕空氣中鐵會(huì)在吸氧腐蝕下形成Fe2O3·nH2O，教師引導(dǎo)學(xué)生自主查找資料，補(bǔ)充氧氣與鐵的其它反應(yīng)情況。

2.觀念強(qiáng)化

學(xué)生通過小組合作活動(dòng)，制定鐵及其化合物相互轉(zhuǎn)化思維圖，并在思維圖中表明條件對(duì)各反應(yīng)的影響，如學(xué)生在交流三價(jià)鐵離子轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵的過程是，對(duì)酸堿度、溫度等進(jìn)行控制，可以產(chǎn)生氫氧化鐵膠體、氫氧化鐵沉淀兩種情況。

調(diào)節(jié)硫酸鐵溶液pH值，并將溶解加熱到70-80℃，可以得到聚合硫酸鐵。針對(duì)這一現(xiàn)象，教師讓學(xué)生分析對(duì)溶液的pH值進(jìn)行控制，會(huì)對(duì)產(chǎn)品中鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)造成什么影響。學(xué)生經(jīng)過仔細(xì)分析，可以得出，pH的控制影響到溶液酸堿性，進(jìn)而會(huì)對(duì)三價(jià)鐵離子水解平衡帶來影響。

通過這樣的課堂設(shè)置，可以引導(dǎo)學(xué)生將相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)應(yīng)用在具體的元素化合物中，從基礎(chǔ)的濃度、反應(yīng)物量、溫度等對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響延伸到溶液酸堿性對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響，強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)“條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)影響”的物質(zhì)轉(zhuǎn)化觀念。

3.觀念應(yīng)用

要求學(xué)生根據(jù)掌握的知識(shí)完成“LiFePO4工業(yè)生產(chǎn)情境問題”：橄欖石型LiFePO4是一個(gè)潛在的鋰離子電池正極材料，其可以通過H3PO4、（NH4）2Fe（SO4）2與LiOH溶液發(fā)生共沉淀反應(yīng)，鈣沉淀需要在80℃真空干燥及高溫成型。在共沉淀反應(yīng)中，沒有將（NH4）2Fe（SO4）2與LiOH溶液直接混合，其主要原因是什么？在這一問題中，教師可以指引學(xué)生從（NH4）2? Fe（SO4）2與LiOH直接混合、不直接混合的差異在什么？工業(yè)制備LiFePO4的注意點(diǎn)是什么？二價(jià)鐵被氧化與溶液酸堿性是否有關(guān)聯(lián)？等角度進(jìn)行考慮，學(xué)生經(jīng)過思考、探究后，就會(huì)知道（NH4）2 Fe（SO4）2與LiOH不直接混合是為了防止產(chǎn)生容易被氧化的氫氧化亞鐵。

學(xué)生經(jīng)過之前的自主探究后，具備了“條件對(duì)反應(yīng)的影響”這一物質(zhì)轉(zhuǎn)化觀念，在此基礎(chǔ)上，教師指引學(xué)生利用這一觀念對(duì)具體的化學(xué)問題進(jìn)行思考，這樣就會(huì)全面鞏固學(xué)生的化學(xué)觀念，同時(shí)還會(huì)強(qiáng)化學(xué)生知識(shí)體系自我完善，滿足了學(xué)生發(fā)展需求。

二、聯(lián)系生活實(shí)際，開展探究活動(dòng)

在新高考中，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的考查力度逐漸加大。因此，在高三化學(xué)復(fù)習(xí)中，教師還應(yīng)該注意引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自身的現(xiàn)實(shí)生活，合理的設(shè)計(jì)化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)，從而促進(jìn)學(xué)生探究能力、實(shí)際解決問題能力的提高。在鐵及其化合物復(fù)習(xí)中，教師可以設(shè)計(jì)以下兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中提高自身的綜合素養(yǎng)。

1.探究鐵元素在鐵的氧化物中的化合價(jià)

教師為學(xué)生提供部分氧化的食品保鮮劑，并為學(xué)生提供試管、燒杯、玻璃棒、酒精燈、滴管、3mol/L的H2SO4、6mol/L的HNO3、3%H2O2、20%KSCN、0.1mol/L的KI、0.01mol/L的酸性高錳酸鉀溶液、蒸餾水等實(shí)驗(yàn)儀器及試劑，讓學(xué)生自主開展設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。在本實(shí)驗(yàn)中，關(guān)鍵在于證明氧化的食品保鮮劑中是否有亞鐵離子存在，由于實(shí)驗(yàn)探究?jī)?nèi)容與學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活有較大聯(lián)系，可以在很大程度上提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)這一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是建立在學(xué)生對(duì)亞鐵離子、三價(jià)鐵離子檢驗(yàn)知識(shí)的基礎(chǔ)上，這兩種離子的同時(shí)驗(yàn)證可以進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)鐵及其化合物知識(shí)的理解。

2.探究Na2S溶液與FeCl3溶液互滴發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)

對(duì)于Fe3+、S2-等反應(yīng)物，與溶液本身的酸堿性有極大的關(guān)聯(lián)，由于Ksp（Fe2S3）=1×10-88，F(xiàn)e2S3+4H+=2Fe2++S+2H2S，根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究FeCl3溶液與Na2S溶液互滴時(shí)的化學(xué)反應(yīng)，并寫出主要反應(yīng)離子方程式。在本實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)eCl3溶液加入Na2S溶液產(chǎn)生的現(xiàn)象與Na2S溶液加入到FeCl3溶液的現(xiàn)象是有所不同的，學(xué)生在探究這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要在鐵及其化合物知識(shí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合三價(jià)鐵離子的氧化性、沉淀反應(yīng)、促進(jìn)水解等性質(zhì)做出假設(shè)，然后在通過實(shí)驗(yàn)來分析出現(xiàn)不同現(xiàn)象的主要原因，最后寫出主反應(yīng)離子方程式。通過這樣一系列的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，學(xué)生的探究思維、探究水平會(huì)得到極大的提高。同時(shí)，本實(shí)驗(yàn)屬于開放性實(shí)驗(yàn)，教師在引導(dǎo)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)過程時(shí)，需要結(jié)合現(xiàn)有的知識(shí)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行猜想、驗(yàn)證、解釋，極大地提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平。

三、總結(jié)

總而言之，在高三化學(xué)復(fù)習(xí)中，教師必須采用合理的導(dǎo)學(xué)策略，激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，讓學(xué)生可以自主把握知識(shí)間的相互聯(lián)系，這不僅可以有效的提高學(xué)生復(fù)習(xí)效率，還能加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，有助于學(xué)生良好發(fā)展。

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