張麗萍
摘 要:新課程的化學(xué)教學(xué)中,對比作為一種教與學(xué)的有效策略有著廣闊的應(yīng)用空間。傳統(tǒng)方法也可以有新創(chuàng)意,結(jié)合存在的問題和現(xiàn)狀,從實驗、性質(zhì)、原理三個方面進行對比教學(xué)模式的研究,通過挖掘教學(xué)素材進行對比學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生自主探究的動力,促進化學(xué)知識的結(jié)構(gòu)化,提高學(xué)生思維的深刻性,發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
關(guān)鍵詞:化學(xué)教學(xué);實驗;性質(zhì);原理;對比
一、對比學(xué)習(xí)的意義和現(xiàn)狀
“對比”是找出研究對象之間共同特征和相異特性的思維過程和方法,從而揭示事物的本質(zhì)和區(qū)別。這種方法不僅廣泛地運用于化學(xué)研究之中,還經(jīng)常運用于化學(xué)教學(xué)之中。
在傳統(tǒng)化學(xué)教學(xué)中,對比的運用常常只局限在知識的形成和辨析過程中,主要是為了提高學(xué)生對知識的理解水平,而且通常還是在教師的主導(dǎo)下完成的??梢哉f,在這種情況下無論是“對比”被運用的深度和廣度,還是師生運用“對比”的自覺性和明確性都顯著不足,此時“對比”充其量還只是一種理解知識的手段,確切地說還不能稱其為教學(xué)策略,忽視了學(xué)生全面可持續(xù)的發(fā)展以及核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。
二、“傳統(tǒng)方法,新創(chuàng)意”對比學(xué)習(xí)實踐
在新課程的化學(xué)教學(xué)中,對比作為一種教與學(xué)的有效策略有著廣闊的應(yīng)用空間?;瘜W(xué)教學(xué)就是讓學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)中不斷體會和領(lǐng)悟其中的化學(xué)思想方法,從而潛移默化地發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。這當中老師不可能替代學(xué)生去接受知識,而只能起到引導(dǎo)的作用。那么如何有效地實施這種引導(dǎo)呢?在教學(xué)中適時運用對比法,對教學(xué)重點的突出、難點的突破、關(guān)鍵能力的培養(yǎng)有非常重要的作用。筆者將對比法巧妙應(yīng)用于化學(xué)實驗、化學(xué)概念與原理、物質(zhì)性質(zhì)三個方面,以求拋磚引玉。
(一)創(chuàng)設(shè)實驗對比、引發(fā)認知沖突,激發(fā)了學(xué)生自主探究的動力
實驗是化學(xué)學(xué)科探究的主要方式,是開發(fā)學(xué)生潛能、發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的有效途徑。充分挖掘?qū)嶒炈夭?,可進行實驗條件、環(huán)境、實驗過程、實驗現(xiàn)象、實驗裝置、正誤操作等多方面的對比。在高中化學(xué)教學(xué)中運用對比實驗開展探究活動,能使實驗的觀察更有針對性,知識更具系統(tǒng)化、規(guī)律化、條理化;能解釋一些出乎意料的實驗現(xiàn)象,培養(yǎng)學(xué)生運用知識解決實際問題的能力;有利于激發(fā)學(xué)生的探究動力,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力;有利于創(chuàng)設(shè)實驗情境,加強直觀教學(xué),優(yōu)化探究過程。
如“化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能”的教學(xué)中,以Zn與稀硫酸的氧化還原反應(yīng)為主線創(chuàng)設(shè)兩個實驗對比(見圖1),分別從實驗裝置、實驗現(xiàn)象、主要能量轉(zhuǎn)化方式、反應(yīng)原理等方面多維度地進行對比探究,引發(fā)認知沖突,激發(fā)探究動力。
這種對比設(shè)計,要比傳統(tǒng)的探究單個原電池實驗更能加深學(xué)生對原電池原理以及原電池與氧化還原反應(yīng)關(guān)系的理解。
在“醛的性質(zhì)和應(yīng)用”中,教師可以以乙醛與新制Cu(OH)2懸濁液的反應(yīng)創(chuàng)設(shè)對照實驗。(1)Cu(OH)2懸濁液配制:甲組同學(xué)試管中取2mL 5%NaOH溶液;滴入4~6滴CuSO4溶液;乙組同學(xué)試管中取2mLCuSO4溶液,滴入4~6滴5%NaOH溶液。(2)在上述懸濁液中,加入0.5mL乙醛溶液,加熱,得到了兩種截然不同的現(xiàn)象和結(jié)論,引發(fā)認知沖突。通過正誤操作的對比,要比直接進行正確操作更能突出該實驗成功要確保堿性環(huán)境這一關(guān)鍵,更能加深學(xué)生對該反應(yīng)本質(zhì)和反應(yīng)條件的理解,也加深了學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)影響因素的理解,提升了學(xué)生實驗探究條件的控制能力、分析問題的能力,發(fā)展了學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”的核心素養(yǎng)。
(二)建立性質(zhì)對比、構(gòu)建認知結(jié)構(gòu),促進了化學(xué)知識的結(jié)構(gòu)化
物質(zhì)性質(zhì)在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中至關(guān)重要,是學(xué)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)、原理、實驗的載體。物質(zhì)性質(zhì)多樣化,一種物質(zhì)可能具有多種性質(zhì),即使一種化學(xué)式表示的物質(zhì)也可能具有完全不同的性質(zhì),而且化學(xué)性質(zhì)所體現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)也多樣,條件不同反應(yīng)可能就不同,物質(zhì)多反應(yīng)多,使學(xué)生學(xué)習(xí)、記憶起來比較困難。在學(xué)習(xí)物質(zhì)性質(zhì)時采用對比學(xué)習(xí),構(gòu)建知識體系,可以讓學(xué)生掌握異同、掌握重點的同時避免易錯點,促進了化學(xué)知識的結(jié)構(gòu)化。
如“鎂的提取及應(yīng)用”教學(xué)中,設(shè)置下列問題:“如何將Mg2+從海水中分離出來?”學(xué)生提出沉淀法:轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2或MgCO3。給出常溫下兩者溶解度的資料卡,讓學(xué)生對比選出最佳方法。沉淀Mg2+時,KOH、Ca(OH)2、NaOH、Ba(OH)2何種堿好?為什么?設(shè)計實驗證明:取2mol/LMgCl2溶液兩份,一份加飽和石灰水,一份加NaOH溶液。對比現(xiàn)象:前者沉淀不明顯(用激光筆照射:有丁達爾現(xiàn)象),后者有明顯沉淀。給出四種堿每噸價格的資料卡,學(xué)生最終選擇石灰乳。學(xué)生對設(shè)計的實驗方案從現(xiàn)象明顯、成本低廉等角度對比,選擇最佳方案,完善了從海水中提取鎂的流程,鞏固了鎂及其化合物的性質(zhì),培養(yǎng)了學(xué)生尋求知識根源的科學(xué)精神。
如在“含氮化合物復(fù)習(xí)課”中設(shè)置情境:瑞典ASES公司設(shè)計用于驅(qū)動潛艇的液氨—液氧燃料電池示意圖(見圖2):寫出兩極反應(yīng)式,判斷交換膜類型?!皩⒄龢O通入的O2分別換為Cl2、NO2,兩極反應(yīng)式和電池反應(yīng)又是怎樣的?”通過對比分析將電化學(xué)知識與元素化合物復(fù)習(xí)有機地聯(lián)系在一起,發(fā)展了電化學(xué)認識思路的結(jié)構(gòu)化水平,培養(yǎng)了學(xué)生運用知識解決實際問題的能力,發(fā)展了學(xué)生對化學(xué)價值的認識水平,發(fā)展了學(xué)生“證據(jù)推理、科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的核心素養(yǎng)。
(三)引導(dǎo)理論對比、掌握理論本質(zhì),提高了學(xué)生思維理解的深刻性
化學(xué)的很多概念和理論既有相似之處,又有本質(zhì)區(qū)別。學(xué)生在認知過程中,若不能聯(lián)系具體事例,認清它們的相同點和不同點,往往會導(dǎo)致認識上的混淆和思維上的混亂。如:元素和核素;同位素、同系物、同素異形體、同分異構(gòu)體;簡單原電池、鹽橋原電池和電解池;化學(xué)平衡、電離平衡、水解平衡等概念和理論。另外,與其他學(xué)科相比,化學(xué)知識分散、零碎,往往是用這種理論解釋這種現(xiàn)象,另一種類似的現(xiàn)象又用另一種理論來解釋,難免使學(xué)生望而生畏,造成學(xué)習(xí)上的困惑、思維上的障礙。對比學(xué)習(xí)可以幫助學(xué)生簡單直觀地理解概念、理論,更好地揭示概念和理論的本質(zhì),提高學(xué)生思維理解的深刻性。
如“原電池的工作原理”教學(xué)中,針對單液原電池的缺陷,學(xué)生將Zn與CuSO4溶液分放在兩池,從“如何連接兩池”的問題情境出發(fā),學(xué)生探究:用導(dǎo)線連接,測電流。換成浸濕KCl溶液的濾紙條連接,測電流。最后換成裝有KCl飽和溶液的瓊脂連接,測電流。對比多個連接兩池介質(zhì)的電流效果,從而分析為什么用鹽橋來連接兩池,揭示了鹽橋的作用,從簡單原電池自然改進到了效率更好的鹽橋原電池,一舉突破了鹽橋原電池的疑難理論。在“影響鹽類水解的因素”教學(xué)中,學(xué)生設(shè)計并實驗探究溫度對水解平衡Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+的影響:可取少量FeCl3溶液甲乙兩份,乙加熱,使Fe(OH)3粒子數(shù)目增多,與甲對比顏色變深;使c(H+)增大,用pH傳感器測甲、乙的pH進行對比。設(shè)疑:Fe(OH)3粒子數(shù)目增多,有沒有更好的方法“看”出這種變化?用激光筆照射有丁達爾現(xiàn)象。教師展示課前已加熱15分鐘FeCl3溶液的試管丙,有紅褐色沉淀,與甲、乙對照。產(chǎn)生問題:加熱,平衡右移,使得產(chǎn)物Fe(OH)3和鹽酸越來越多,反應(yīng)為何沒有倒回去?分別蒸干MgCl2和CuSO4溶液所得固體是什么?從而領(lǐng)悟了從海水中提取鎂流程中,加熱MgCl2 6H2O得到無水MgCl2選擇的條件,提高了學(xué)生思維的深刻性。通過實驗對比,透過宏觀現(xiàn)象的變化,揭示條件改變、平衡移動使微觀粒子發(fā)生改變這一本質(zhì)。從宏觀辨識到微觀探析的角度,突破“越熱越水解”這一理論難點,培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維能力和解決實際問題的能力,發(fā)展了學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
三、結(jié)束語
本文通過創(chuàng)設(shè)實驗對比、建立性質(zhì)對比、引導(dǎo)理論對比三個方面闡述了對比學(xué)習(xí)在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用,幫助學(xué)生區(qū)別相近、易混淆的概念,使之明了化;建立知識的內(nèi)部聯(lián)系,使之系統(tǒng)化;理解、掌握化學(xué)反應(yīng)原理,使之準確化;形象比喻抽象的概念理論,使之直觀化;培養(yǎng)、提高學(xué)生的邏輯思維能力,使之理性化。學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題能力,知識遷移能力,收集及處理信息的能力以及合作與交流能力都有了比較明顯的提高。
綜上所述,對比法在高中化學(xué)教學(xué)中有著突出作用。它不僅能使一些不容易掌握的概念變得簡單而直觀,也使得化學(xué)實驗的教學(xué)更富有思考性和邏輯性。在教學(xué)過程中,教師如果根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的實際情況,巧妙地、有創(chuàng)意地設(shè)計一些對比,培養(yǎng)學(xué)生進行有價值的對比學(xué)習(xí),既可幫助學(xué)生深刻理解和掌握教學(xué)內(nèi)容,又能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維能力和自主學(xué)習(xí)能力,全面發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),這將是使他們受益終身的寶貴財富。
參考文獻:
孫強.淺析比較法在化學(xué)教學(xué)中的作用和實施[J].新課程研究(上旬刊),2011(9):43-45.
編輯 李 爭