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        基于證據(jù)推理意識和能力培養(yǎng)的高中化學(xué)教學(xué)實踐

        2022-09-23 04:46:58黃崇斌
        數(shù)理化解題研究 2022年27期
        關(guān)鍵詞:證據(jù)高中化學(xué)學(xué)習(xí)者

        黃崇斌

        (福建省福鼎市第一中學(xué) 355200)

        證據(jù)推理是高中化學(xué)核心素養(yǎng)的重要構(gòu)成部分,強(qiáng)調(diào)學(xué)生具有證據(jù)意識,能夠結(jié)合所學(xué)構(gòu)建證據(jù)與結(jié)論之間的內(nèi)在聯(lián)系,以得出正確的推理結(jié)論.不僅如此,推斷題是高中化學(xué)的重要題型,是高考的熱門考點.為提高推斷題的解題能力也需要具備證據(jù)推理意識,因此在高中化學(xué)教學(xué)實踐中培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理意識與能力具有重要的現(xiàn)實意義.

        1 元素周期律的教學(xué)

        元素周期表與元素周期率是高中化學(xué)的重要基礎(chǔ)知識,重要性不言而喻.在進(jìn)行該部分內(nèi)容教學(xué)時應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生做好“證據(jù)推理”的學(xué)習(xí)與總結(jié),為解答相關(guān)的推斷題,提高推理意識與能力奠定堅實基礎(chǔ).一方面,完成相關(guān)知識學(xué)習(xí)后要求學(xué)生回憶所學(xué),動手畫出短周期元素的元素周期表,搞清楚各元素在元素周期表中的位置以及相關(guān)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,形成對所學(xué)元素的清晰印象.另一方面,在學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識前提下,有針對性地講解相關(guān)的例題,使學(xué)生更好地把握推理的切入點,積累推理的相關(guān)經(jīng)驗.例如,課堂上可為學(xué)生講解如下例題:使用氫氟酸處理一種硅酸鹽可獲得一種水溶性很低的XYZW6.組成該物質(zhì)的元素均為短周期元素,其中X、Y、Z位于同一周期且最外層電子數(shù)依次增大,Y2+和W-具有相同電子結(jié)構(gòu),則以下推理正確的是( ).

        A.X的氫化物具有強(qiáng)還原性

        B.工業(yè)上電解Z的氯化物制取Z單質(zhì)

        C.離子半徑:Y2+>W-

        D.X、Y、Z的氯化物均屬于離子化合物

        突破該題的證據(jù)主要來源于題干中的已知條件、元素周期表、日常積累的經(jīng)驗等.解題時應(yīng)注重立足已知條件積極回顧所學(xué),靈活調(diào)用頭腦中記憶的證據(jù).

        X、Y、Z是位于同一周期的短周期元素,可推出其位于第二周期或第三周期,Y2+和W-具有相同電子結(jié)構(gòu),可知X、Y、Z在第三周期,W在第二周期,因X、Y、Z最外層電子數(shù)依次增大,則可推理出X為Na、Y為Mg元素、W為F元素.由XYZW6化合價的代數(shù)和為0,則Z為+3價,則Z為Al元素.根據(jù)給出的選項可知,只有A項正確.

        2 化合物性質(zhì)的教學(xué)

        高中化學(xué)涉及很多的化合物,其中化合物性質(zhì)是高中化學(xué)的重要知識點.教學(xué)實踐中為更好地培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理意識與能力,不能滿足于學(xué)生已牢固記憶化合物性質(zhì),一方面,應(yīng)要求學(xué)生做好化合物性質(zhì)的整合,形成系統(tǒng)的知識網(wǎng)絡(luò),搞清楚化合物之間內(nèi)在聯(lián)系、轉(zhuǎn)化方法、轉(zhuǎn)化條件等.另一方面,證據(jù)推理能力的提升是一個緩慢的過程,因此應(yīng)鼓勵學(xué)生多進(jìn)行訓(xùn)練,尤其注重做好訓(xùn)練的總結(jié)與反思,及時堵住知識漏洞,總結(jié)不同題型推理的有效切入點,積累豐富的推理經(jīng)驗.例如,完成化合物性質(zhì)學(xué)習(xí)后,可圍繞以下習(xí)題,組織學(xué)生開展訓(xùn)練活動:如圖1物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系為制備高鐵酸鈉(Na2FeO4)的一種制備方法及有關(guān)性質(zhì)的實驗(部分反應(yīng)產(chǎn)物已略去).其中A、F為非金屬單質(zhì)氣體,B為常見金屬單質(zhì),E為生活中常見的調(diào)味品,F(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為0.09g/L.

        圖1

        (1)寫出D的名稱____,E的俗稱為____.

        (2)寫出反應(yīng)②的離子方程式為____.

        (3)反應(yīng)③,F(xiàn)在A中點燃的反應(yīng)現(xiàn)象為____.

        (4)寫出反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式____.

        該題考查的知識點較多,綜合性較強(qiáng),能很好的鍛煉學(xué)生的證據(jù)推理能力.破題的關(guān)鍵能夠識別與應(yīng)用題干中的已知條件進(jìn)行科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评?

        3 氧化還原反應(yīng)的教學(xué)

        氧化還原反應(yīng)是高中化學(xué)的重要反應(yīng)類型.在進(jìn)行該部分內(nèi)容教學(xué)時為更好地培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的證據(jù)推理意識和能力.一方面,聯(lián)系生活中的情境,分析生活中的哪些現(xiàn)象和氧化還原反應(yīng)之間有關(guān)聯(lián),做好充分授課準(zhǔn)備,更好地激發(fā)學(xué)習(xí)者的思考熱情.另一方面,課堂上為學(xué)習(xí)者展示生活中的情境,拋出問題要求學(xué)習(xí)者尋找證據(jù)進(jìn)行科學(xué)推理,鍛煉學(xué)習(xí)者運用氧化還原反應(yīng)知識分析實際問題的能力.課堂上詢問學(xué)習(xí)者是否使用過84消毒液進(jìn)行消毒,那么你會真正使用84消毒液嗎?而后使用多媒體技術(shù)為學(xué)習(xí)者展示里約奧運會游泳池變綠的新聞報道,要求學(xué)習(xí)者從報道中尋找游泳池變綠的原因,進(jìn)一步深化其對氧化還原反應(yīng)地認(rèn)識與理解.在新聞報道中學(xué)習(xí)者得知舉辦方使用了84消毒液和雙氧水兩種消毒劑,導(dǎo)致游泳池藻類生成過快而變綠.同時,要求學(xué)習(xí)者畫出思維流程,思考以下問題:84消毒液的有效成分是什么?兩種消毒劑之間是否發(fā)生了反應(yīng),發(fā)生了哪種反應(yīng),判斷化學(xué)反應(yīng)的生成物是什么?并寫出對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)離子方程式,分析電子轉(zhuǎn)移的方向與數(shù)目.

        根據(jù)經(jīng)驗學(xué)習(xí)者容易得出84消毒液的有效成分為NaClO,其中Cl元素的化合價為+1價,而H2O2中的O元素的化合價為-1價.學(xué)習(xí)者積極思考如下思維流程:確定促進(jìn)綠藻迅速生長的物質(zhì)→分析物質(zhì)化合價變化→確定化學(xué)反應(yīng)類型→寫出化學(xué)反應(yīng)離子方程式→分析電子轉(zhuǎn)移的方向與數(shù)目.

        4 化學(xué)實驗的教學(xué)

        實驗是高中化學(xué)的重要內(nèi)容.借助實驗開展教學(xué)活動能很好地增加化學(xué)課堂樂趣,獲得事半功倍的證據(jù)推理意識與能力培養(yǎng)效果.課堂上可為學(xué)習(xí)者展示相關(guān)實驗,而后提出問題要求學(xué)習(xí)者提出可能的假設(shè)并使用實驗驗證,夯實其所學(xué)實驗知識的同時,使其養(yǎng)成探尋化學(xué)問題本質(zhì)的良好習(xí)慣.例如,使用濃HNO3做實驗時,要求學(xué)習(xí)者認(rèn)真觀察儲存濃HNO3的儀器,并取適量濃HNO3要求學(xué)習(xí)者認(rèn)真觀察濃HNO3的顏色,思考原因.學(xué)習(xí)者可清楚地看到儲存濃HNO3使用的是棕色瓶子.同時聯(lián)系濃HNO3見光分解的產(chǎn)物為NO2、O2、H2O,那么究竟是什么導(dǎo)致濃HNO3呈現(xiàn)黃色呢?課堂上預(yù)留空白時間,要求學(xué)習(xí)者思考、探究.最終從生成的產(chǎn)物入手,制定如下實驗方案進(jìn)行驗證:使用三支試管取適量,體積相同的濃HNO3分別通入NO2、O2,加入H2O,觀察溶液變化.結(jié)果只有通入NO2試管中濃HNO3顏色變成黃色,由此可得出濃HNO3呈現(xiàn)黃色的原因是融入了NO2.

        課堂上根據(jù)學(xué)習(xí)者的表現(xiàn)提出表揚,使其嘗到證據(jù)推理的成就感.同時,繼續(xù)拋出問題要求學(xué)習(xí)者進(jìn)行探究:在做Cu和稀HNO3化學(xué)反應(yīng)的實驗中因生成Cu(NO3)2溶液呈現(xiàn)藍(lán)色,而濃HNO3反應(yīng)的實驗中,得出溶液的顏色卻是綠色,為什么會出現(xiàn)這一差別,要求學(xué)習(xí)尋找證據(jù)進(jìn)行科學(xué)地探究與推理.根據(jù)從上述探究活動中得出的經(jīng)驗,經(jīng)過思考提出以下猜想:Cu(NO3)2的濃度不同引起的;Cu(NO3)2溶液中溶解了濃HNO3;Cu(NO3)2溶液中溶解了生成的NO2.針對上述猜想學(xué)習(xí)者分別制定如下實驗方案:將飽和Cu(NO3)2溶液不斷稀釋;向等體積不同濃度的Cu(NO3)2溶液中加入等體積的濃HNO3;向Cu(NO3)2溶液中通入NO2;向Cu(NO3)2溶液中通入NO2,并加入濃HNO3;結(jié)果發(fā)現(xiàn)后兩種實驗操作中溶液的顏色均呈現(xiàn)了綠色.得出溶液呈現(xiàn)綠色的原因是因為融入了NO2.最后學(xué)習(xí)者查閱資料發(fā)現(xiàn)NO2溶于水會生成HNO3,其和Cu2+作用呈現(xiàn)綠色.如此開展實驗教學(xué)活動,可使實驗課堂變得生動有趣,使學(xué)習(xí)者通過推理搞清楚化學(xué)知識的本質(zhì)原因,深化其對所學(xué)知識的進(jìn)一步理解.

        綜上所述,培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理意識與能力是高中化學(xué)學(xué)科的內(nèi)在要求.教學(xué)實踐中應(yīng)注重將培養(yǎng)工作納入教學(xué)的重要目標(biāo),結(jié)合自身授課經(jīng)驗將教學(xué)內(nèi)容與培養(yǎng)工作有機(jī)融合,使學(xué)生掌握不同知識點下的推理證據(jù),并結(jié)合例題講解、習(xí)題訓(xùn)練以及課堂問題給予學(xué)習(xí)者引導(dǎo)與啟發(fā),有針對性的鍛煉與提升,學(xué)生的證據(jù)推理意識與能力.

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