任寧生 陳 凱 徐 惠
(1上海師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 上海 200234;2南京曉莊學(xué)院教師教育學(xué)院 江蘇 南京 211171;3江蘇省蘇州中學(xué) 江蘇 蘇州 215007)
傳統(tǒng)的中學(xué)化學(xué)復(fù)習(xí)課過(guò)于關(guān)注知識(shí)結(jié)構(gòu)的建構(gòu)和完善,以及解題技能的強(qiáng)化和熟練,所以相當(dāng)一部分化學(xué)教師在復(fù)習(xí)課教學(xué)力爭(zhēng)知識(shí)點(diǎn)再現(xiàn)面面俱到,并將其以知識(shí)網(wǎng)絡(luò)形式呈現(xiàn),輔以題組式的例題和習(xí)題講練。教學(xué)實(shí)踐表明,這樣的復(fù)習(xí)方式缺乏對(duì)學(xué)生新奇感的刺激和挑戰(zhàn)欲的激發(fā)。保志明老師也指出,由于目前高考評(píng)價(jià)制度的限制,所以高三的化學(xué)復(fù)習(xí)更易讓教師產(chǎn)生一種錯(cuò)覺(jué):急切而目標(biāo)鮮明地進(jìn)行復(fù)習(xí)、應(yīng)試,那就是高效地教學(xué),所以高三化學(xué)復(fù)習(xí)長(zhǎng)期強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)梳理和習(xí)題演練,過(guò)分關(guān)注知識(shí)與技能的目標(biāo),卻忽略了原本的學(xué)習(xí)者本身,忽略了過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)目標(biāo)的達(dá)成,這種急功近利的心態(tài)會(huì)讓我們的學(xué)生損失太大:損失了學(xué)習(xí)的樂(lè)趣,損失了深層思維的樂(lè)趣,損失了交流傾聽(tīng)的樂(lè)趣,損失了動(dòng)手探究的樂(lè)趣,其結(jié)果只能是欲速則不達(dá),且對(duì)學(xué)生今后的發(fā)展危害巨大,這樣的高效只能是低效甚至無(wú)效[1]。
在基礎(chǔ)教育課程改革向前推進(jìn)的過(guò)程中,將分散的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合,把具有緊密聯(lián)系的知識(shí)點(diǎn)及背景作為一個(gè)單元整體,通盤(pán)考慮、整合設(shè)計(jì),稱(chēng)之為“主題單元教學(xué)”。它打破了傳統(tǒng)的“課”與“課”之間的聯(lián)系,往往能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的綜合、教學(xué)內(nèi)容的整合、教學(xué)環(huán)節(jié)之間的配合,促進(jìn)知識(shí)的聯(lián)系和應(yīng)用。目前在內(nèi)地理科教學(xué)中并不多見(jiàn),多用于階段復(fù)習(xí)或總復(fù)習(xí)中,而港臺(tái)地區(qū)已經(jīng)多用于新課教學(xué),又名“教學(xué)模組”。
化學(xué)教學(xué)中如何選取主題設(shè)計(jì)單元教學(xué)?首先要選取合適的落點(diǎn)和素材開(kāi)發(fā)入手。
筆者嘗試以同學(xué)生活中的化學(xué)問(wèn)題為載體,在問(wèn)題的揭示和解決過(guò)程中,培養(yǎng)學(xué)生從化學(xué)視角觀(guān)察和分析生活問(wèn)題的能力,激活、調(diào)用、強(qiáng)化、豐富學(xué)生在三年里所學(xué)的各個(gè)模塊知識(shí)和技能,同時(shí)也促使學(xué)生的情感態(tài)度價(jià)值觀(guān)得到升華[2]。游泳池水承載了多種化學(xué)物質(zhì),從無(wú)機(jī)物到有機(jī)物,有利有弊,體現(xiàn)不同物質(zhì)的個(gè)性特征;游泳池中也在時(shí)刻發(fā)生變化,滲透了眾多化學(xué)原理。教學(xué)設(shè)計(jì)立足于主題串聯(lián),以游泳池串聯(lián)高考復(fù)習(xí)要點(diǎn),涉及高中化學(xué)教材必修1以及化學(xué)反應(yīng)原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)、實(shí)驗(yàn)化學(xué)等多個(gè)模塊,滲透生活化學(xué)觀(guān)點(diǎn),進(jìn)行知識(shí)的整合與升華。
[課堂引入]
(教師)在炎熱的夏季,游泳成了大眾非常喜歡的運(yùn)動(dòng)之一,而隨著游泳人數(shù)的日益增多,游泳池中池水的水質(zhì)等問(wèn)題等越來(lái)越得到人們的重視,讓我們對(duì)游泳池中的化學(xué)問(wèn)題進(jìn)行一個(gè)較為深入的討論。
[無(wú)機(jī)元素化學(xué)的復(fù)習(xí)]
(教師)呈現(xiàn)游泳池的相關(guān)圖片,詢(xún)問(wèn)學(xué)生有顏色的原因。
(學(xué)生)討論、猜測(cè)(硫酸銅溶液)。
(教師)如何檢驗(yàn) Cu2+。
(學(xué)生)討論、回答。
(教師)補(bǔ)充化學(xué)實(shí)驗(yàn),將氨水逐滴滴加入硫酸銅溶液,與鋁離子的沉淀反應(yīng)對(duì)比
適量 NaOH:Al3++OH-=A=l(OH)3↓
過(guò)量 NaOH:Al(OH)3+OH-=AlO-2+H2O
適量氨水:Cu2++2NH3·H2OC=u(OH)2↓+2NH+4
過(guò)量氨水:Cu(OH)2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
(學(xué)生)觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,記錄。
(設(shè)計(jì)意圖:教師通過(guò)顏色引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容,通過(guò)硫酸銅的檢驗(yàn),回顧高中學(xué)過(guò)的幾種金屬的檢驗(yàn)方法。學(xué)生通過(guò)觀(guān)察和已有知識(shí)從簡(jiǎn)單的知識(shí)入手提高學(xué)習(xí)的興趣,并通過(guò)簡(jiǎn)單對(duì)比,掌握適量或過(guò)量溶液對(duì)于同一反應(yīng)物的不同化學(xué)變化的影響,同時(shí)腦海中強(qiáng)化配合物的概念。)
(教師)游泳池中除了硫酸銅這種消毒物質(zhì),更多的是次氯酸這種物質(zhì),而此物質(zhì)之所以可以用于消毒,為什么?
(學(xué)生)討論、回答。
(教師)次氯酸的消毒殺菌與漂白作用均是因?yàn)槠鋸?qiáng)氧化性。將氯的幾個(gè)含氧酸比較酸性和氧化性大小,并解釋原因。
(學(xué)生)討論、交流。
(教師)小結(jié):拓展。提示將上述各酸對(duì)應(yīng)的鹽分別與KI反應(yīng),ClO-氧化性最強(qiáng),無(wú)需用酸酸化即有I2析出。
(設(shè)計(jì)意圖:教師通過(guò)新聞聯(lián)系到次氯酸的生成,引出Cl2和水的可逆反應(yīng),復(fù)習(xí)可逆反應(yīng)的相關(guān)概念,同時(shí)對(duì)次氯酸的性質(zhì)進(jìn)行復(fù)習(xí);聯(lián)系《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》選修模塊,通過(guò)化合價(jià)對(duì)其氧化性和酸性進(jìn)行深入探究。)
(教師)總結(jié)漂白劑。SO2和次氯酸的漂白原理有什么區(qū)別?為什么SO2不能用作游泳池水凈化?
(學(xué)生)討論、回答。
(教師)次氯酸電離方程式是HClO?H++ClO-,什么因素是影響次氯酸的電離的主要因素?
(學(xué)生)討論、回答。
(教師)呈現(xiàn)圖表[3]。
(學(xué)生)觀(guān)察、分析。
(教師)對(duì)于次氯酸而言,其久置失效的原因是什么?
(學(xué)生)回答。
(教師)在新制氯水中加入以下物質(zhì),討論反應(yīng)現(xiàn)象并寫(xiě)出相關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式:①紫色石蕊試液;②FeCl2溶液;③AgNO3溶液;④Na2CO3溶液;⑤SO2通入氯水中;⑥鎂粉。
(學(xué)生)討論,回答。
(教師)既然次氯酸久置失效,那怎樣衡量次氯酸失效呢?
(學(xué)生)討論,回答。
(投影)拓展知識(shí):在衡量次氯酸失效方面,引入一個(gè)新的概念“有效氯”。有效氯不是氯的百分含量,而是指含氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少氯的氧化能力。即以一定量的含氯消毒劑與酸作用,在反應(yīng)完成時(shí),其氧化能力相當(dāng)于多少質(zhì)量的氯氣的氧化能力。仔細(xì)揣摩概念,根據(jù)定義,此氧化能力是與氯氣進(jìn)行對(duì)比,那么與氯氣在失去1mol電子時(shí),次氯酸卻失去2mol電子形成氧化態(tài)的Cl-。根據(jù)這個(gè)概念計(jì)算一個(gè)簡(jiǎn)單的次氯酸鈣中的有效氯含量?
(學(xué)生)計(jì)算,練習(xí)。
(教師)根據(jù)有效氯的定義,確定以下幾種百分比濃度都是1%的含氯消毒劑溶液:漂粉精(主要成分次氯酸鈣)、優(yōu)氯凈(主要成分二氯異氰尿酸鈉,分子式:C3Cl2N3NaO3)、二氧化氯、漂水(主要成分次氯酸鈉)(由于四種溶液都很稀,它們的密度都可視為1)有效氯的相對(duì)大小。
(學(xué)生)討論,計(jì)算。
(設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)問(wèn)題組引導(dǎo)學(xué)生層層深入,深入認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡和次氯酸的漂白性;并拓展有效氯的相關(guān)概念,在新的問(wèn)題解決中提高信息遷移能力。)
[化學(xué)原理的復(fù)習(xí)]
(教師)如何制備消毒水?分析電子得失。
(學(xué)生)計(jì)算,練習(xí)。
(教師)講述個(gè)人經(jīng)歷,早上剛打開(kāi)自來(lái)水發(fā)現(xiàn)水渾濁,放置一會(huì),渾濁消失,寫(xiě)出相關(guān)化學(xué)方程式。
(學(xué)生)討論,回答。
(教師)在70℃的溫度下,將Cl2通入NaOH溶液中制取消毒水,卻發(fā)生兩個(gè)自身氧化還原反應(yīng),生成NaClO與NaClO3的物質(zhì)的量之比為4∶1,寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(學(xué)生)計(jì)算,討論。
(教師)長(zhǎng)期放置的消毒水中會(huì)發(fā)生什么反應(yīng)。
(學(xué)生)回答。
(教師)長(zhǎng)期放置的消毒水會(huì)失效,美國(guó)的某地已經(jīng)將原來(lái)用于消毒的氯全部轉(zhuǎn)化為了氯胺,為什么?
(學(xué)生)思考,討論。
(教師)提示:如何由次氯酸經(jīng)過(guò)取代反應(yīng)生成氯胺?
(學(xué)生)討論,回答。
(教師)例題:近年來(lái),某些自來(lái)水廠(chǎng)在用液氯進(jìn)行消毒處理時(shí)還加入少量液氨,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:NH3+HClO?H2O+NH2Cl (一氯胺),NH2Cl較HClO穩(wěn)定,試分析加液氨能延長(zhǎng)液氯殺菌時(shí)間的原因:________________。
(學(xué)生)思考,回答。
(教師)人們?cè)趯?shí)際的游泳池中,因?yàn)槿松砩系囊恍┡判刮锏仍驎?huì)使得泳池中的實(shí)際pH常常小于6,那么怎么樣控制泳池中的 pH 恒定在 6.5-8.5之間?
(學(xué)生)討論,思考。
(教師)總結(jié):通常在控制溶液的pH時(shí),常加入一些鹽類(lèi)物質(zhì)反應(yīng)調(diào)節(jié),如溶液過(guò)強(qiáng)則加入碳酸鹽,堿性過(guò)強(qiáng)加入弱酸性物質(zhì)等。而在泳池中常加入碳酸鹽物質(zhì)降低溶液的酸性。
(設(shè)計(jì)意圖:從游泳池出發(fā),復(fù)習(xí)氧化還原反應(yīng)、電子守恒,化學(xué)平衡和酸堿反應(yīng)。)
[有機(jī)化學(xué)的復(fù)習(xí)]
(投影):相對(duì)于無(wú)機(jī)消毒劑而言,有機(jī)消毒劑殺菌作用慢,性能卻較為穩(wěn)定,因此,現(xiàn)在普遍游泳池中,采用有機(jī)殺毒劑的較為多。但是,在使用這些消毒劑的過(guò)程中,我們依然會(huì)遇到相應(yīng)的問(wèn)題。南京市體育運(yùn)動(dòng)學(xué)校游泳池發(fā)生三氯異氰尿酸中毒事件,有28人中毒被送往醫(yī)院檢查和治療。次日,28名游泳客人包括肇事工作人員王某入院檢查和治療,大部分中毒者傷情趨向平穩(wěn)和好轉(zhuǎn),4人出現(xiàn)肺氣腫和呼吸困難,一名9歲男童情況較為嚴(yán)重,仍在搶救之中。
(教師)在汶川的抗震救災(zāi)中,三氯異氰尿酸(TCCA)是應(yīng)用最多的消毒劑之一。三氯異氰尿酸又稱(chēng)強(qiáng)氯精,化學(xué)式為C3Cl3N3O3,使用時(shí)需先將其溶解在水中,利用其水解產(chǎn)物的氧化性消毒滅菌。三氯異氰尿酸水溶液消毒的有效成分是什么?
(學(xué)生)回答。
(投影)出示三氯異氰尿酸結(jié)構(gòu)式該結(jié)構(gòu)中是否所有原子在同一平面?
(學(xué)生)討論,交流
(投影)顯示三氯異氰尿酸3D圖,驗(yàn)證。
(教師)為了穩(wěn)定含氯量,常向泳池中放入異氰尿酸,讓它與次氯酸根反應(yīng),生成的二氯異氰尿酸不會(huì)光照分解,卻可以向左移動(dòng)平衡泳池中失去的次氯酸根,反應(yīng)式如下:
從異氰尿酸的結(jié)果入手,分析異氰尿酸可能具有的性質(zhì)和危害。
(學(xué)生)思考、討論
(設(shè)計(jì)意圖:從三氯異氰尿酸入手,復(fù)習(xí)有機(jī)物質(zhì)官能團(tuán),理解結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途的關(guān)系。)
[實(shí)驗(yàn)化學(xué)的復(fù)習(xí)]
(教師)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)量一下游泳池中氯的含量。
(學(xué)生)思考、討論
(教師)提供資料:游泳池中的有效氯在酸性條件下可以將碘化鉀氧化為單質(zhì)碘,再用硫代硫酸鈉滴定[4]。
(學(xué)生)討論思路:確定實(shí)驗(yàn)原理→選擇藥品→設(shè)計(jì)裝置→設(shè)計(jì)步驟→觀(guān)察現(xiàn)象→列出計(jì)算式。
(設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),運(yùn)用本節(jié)課復(fù)習(xí)的知識(shí),掌握常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)操作方法和儀器的使用方法。)
[總結(jié)]
(教師)在游泳后為什么要習(xí)慣性的沐?。?/p>
(學(xué)生)聯(lián)系自身思考
(設(shè)計(jì)意圖:拓展學(xué)生思維,并且讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物質(zhì)的兩面性,強(qiáng)調(diào)化學(xué)安全問(wèn)題的重要性,從各方面考慮問(wèn)題。)
復(fù)習(xí)課為什么枯燥?一是內(nèi)容重復(fù),二是問(wèn)題陳舊。關(guān)鍵是認(rèn)識(shí)問(wèn)題的視角沒(méi)有變化,不能與學(xué)生已有的認(rèn)知發(fā)生沖突,一味回顧舊知識(shí),自然引不起學(xué)生興趣。
主題單元能在不同內(nèi)容和技能領(lǐng)域之間建立起有意義的連接,為學(xué)習(xí)提供一個(gè)富有價(jià)值的認(rèn)知焦點(diǎn)。它在新舊知識(shí)、多領(lǐng)域知識(shí)之間建立的連接,將有助于學(xué)習(xí)者獲取整體的、全面的、網(wǎng)狀的知識(shí),鼓勵(lì)學(xué)習(xí)者從廣泛的視角來(lái)進(jìn)行思考,從而有助于提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)遷移能力、高級(jí)思維技能和問(wèn)題解決能力。
從生活問(wèn)題中開(kāi)發(fā)主題教學(xué)單元,是我們?cè)O(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn),利于在復(fù)習(xí)課中保持學(xué)生學(xué)習(xí)新鮮感。生活中的問(wèn)題往往是綜合性的,通過(guò)陌生的實(shí)際問(wèn)題引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突,還能夠較為有效地將高中化學(xué)不同模塊重要的知識(shí)點(diǎn)有機(jī)串聯(lián)起來(lái),加強(qiáng)學(xué)生的綜合應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。
我們對(duì)于游泳池化學(xué)主題的素材開(kāi)發(fā)適合單學(xué)科教學(xué)單元,既包括本課程的既定內(nèi)容,又包括與該主題密切相關(guān)的部分拓展內(nèi)容。復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)用生活案例承載,結(jié)合化學(xué)學(xué)科觀(guān)念與思維方法,教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)發(fā)散;進(jìn)行這樣一個(gè)設(shè)計(jì)來(lái)引領(lǐng)學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)際運(yùn)用的思考,涉及“是什么”,“為什么”,“怎么辦”三層次問(wèn)題,給學(xué)生提供一個(gè)由淺入深的思考過(guò)程,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。學(xué)生的化學(xué)學(xué)科意識(shí)得到加強(qiáng),有助于學(xué)生今后學(xué)習(xí)觸類(lèi)旁通;在問(wèn)題解決過(guò)程中,最大限度地激活學(xué)生的知識(shí)和技能儲(chǔ)備,能加深學(xué)生積極的情感體驗(yàn),強(qiáng)化學(xué)習(xí)的意義和價(jià)值,因而是一種有效的教學(xué)方式、復(fù)習(xí)方式。
限于課時(shí)和常規(guī)教學(xué)進(jìn)度,主題教學(xué)單元雖然還不能在教學(xué)一線(xiàn)廣泛推廣,但在復(fù)習(xí)課中使用,以其綜合性還是有廣闊前景,有利于提升學(xué)生對(duì)于學(xué)科知識(shí)的靈活應(yīng)用。另外,目前學(xué)校提倡的校本課程開(kāi)發(fā)可以主題教學(xué)單元形式呈現(xiàn),不拘泥于原教材的體例,用社會(huì)新聞素材作為情境引發(fā)一系列知識(shí)的呈現(xiàn)。在主題教學(xué)單元中,也不必拘泥于學(xué)科的界限,多學(xué)科的融合更加有利于促進(jìn)教師的團(tuán)體合作、學(xué)生的解決問(wèn)題能力,例如游泳池的話(huà)題可以結(jié)合物理談浮力和水中的運(yùn)動(dòng),聯(lián)系生物談細(xì)菌和滅菌等。
同時(shí),我們不可否認(rèn)主題教學(xué)單元的一些不足,如主題教學(xué)單元對(duì)教師的視野拓展、綜合滲透的要求較高;學(xué)生也覺(jué)得主題單元教學(xué)與傳統(tǒng)的復(fù)習(xí)模式相比,目標(biāo)發(fā)散,而且知識(shí)涉及面過(guò)廣沒(méi)能考慮到考點(diǎn)細(xì)節(jié)。當(dāng)然隨著主題教學(xué)單元研究和實(shí)踐的深入,該模式應(yīng)該會(huì)成為中學(xué)化學(xué)復(fù)習(xí)課的主流之一,也會(huì)對(duì)于改善化學(xué)學(xué)習(xí)方法有一定促進(jìn)作用。
[1] 保志明.對(duì)高三化學(xué)復(fù)習(xí)課效率的反思[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2011,(9):48-50
[2] 陳益.“主題串聯(lián)式”有機(jī)化學(xué)單元復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)[J].化學(xué)教學(xué),2010,(8):56-59
[3] http://www.dougdelamatter.com/website/science/chemistry/pool/pool1.pdf
[4] 吳江華,楊慧榮,周志華.與84消毒液有關(guān)的一組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2005,(11):23-24