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        基于證據(jù)推理意識(shí)和能力培養(yǎng)的高中化學(xué)教學(xué)實(shí)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(shí),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(mén)考點(diǎn).為提高推斷題的解題能力也需要具備證據(jù)推理意識(shí),因此在高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理意識(shí)與能力具有重要的現(xiàn)實(shí)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(shí),重要性不言而喻.在進(jìn)行該部分內(nèi)容教學(xué)時(shí)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(shí)與能力奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).一方面,完成相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)后要求學(xué)生回憶所學(xué),動(dòng)手畫(huà)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(duì)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(shí)前提下,有針對(duì)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(diǎn),積累推理的相關(guān)經(jīng)驗(yàn).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(lái)源于題干中的已知條件、元素周期表、日常積累的經(jīng)驗(yàn)等.解題時(shí)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(jià)的代數(shù)和為0,則Z為+3價(jià),則Z為Al元素.根據(jù)給出的選項(xiàng)可知,只有A項(xiàng)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(shí)點(diǎn).教學(xué)實(shí)踐中為更好地培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理意識(shí)與能力,不能滿(mǎn)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(shí)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(gè)緩慢的過(guò)程,因此應(yīng)鼓勵(lì)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(shí)堵住知識(shí)漏洞,總結(jié)不同題型推理的有效切入點(diǎn),積累豐富的推理經(jīng)驗(yàn).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(kāi)展訓(xùn)練活動(dòng):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(shí)驗(yàn)(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(jiàn)金屬單質(zhì),E為生活中常見(jiàn)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(xiě)出D的名稱(chēng)____,E的俗稱(chēng)為_(kāi)___.

        (2)寫(xiě)出反應(yīng)②的離子方程式為_(kāi)___.

        (3)反應(yīng)③,F(xiàn)在A(yíng)中點(diǎn)燃的反應(yīng)現(xiàn)象為_(kāi)___.

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

        該題考查的知識(shí)點(diǎn)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(shí)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(lèi)型.在進(jìn)行該部分內(nèi)容教學(xué)時(shí)為更好地培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的證據(jù)推理意識(shí)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(wèn)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(yùn)用氧化還原反應(yīng)知識(shí)分析實(shí)際問(wèn)題的能力.課堂上詢(xún)問(wèn)學(xué)習(xí)者是否使用過(guò)84消毒液進(jìn)行消毒,那么你會(huì)真正使用84消毒液?jiǎn)幔慷笫褂枚嗝襟w技術(shù)為學(xué)習(xí)者展示里約奧運(yùn)會(huì)游泳池變綠的新聞報(bào)道,要求學(xué)習(xí)者從報(bào)道中尋找游泳池變綠的原因,進(jìn)一步深化其對(duì)氧化還原反應(yīng)地認(rèn)識(shí)與理解.在新聞報(bào)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(lèi)生成過(guò)快而變綠.同時(shí),要求學(xué)習(xí)者畫(huà)出思維流程,思考以下問(wèn)題:84消毒液的有效成分是什么??jī)煞N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(xiě)出對(duì)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(yàn)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(jià)為+1價(jià),而H2O2中的O元素的化合價(jià)為-1價(jià).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(zhǎng)的物質(zhì)→分析物質(zhì)化合價(jià)變化→確定化學(xué)反應(yīng)類(lèi)型→寫(xiě)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(shí)驗(yàn)的教學(xué)

        實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)的重要內(nèi)容.借助實(shí)驗(yàn)開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)能很好地增加化學(xué)課堂樂(lè)趣,獲得事半功倍的證據(jù)推理意識(shí)與能力培養(yǎng)效果.課堂上可為學(xué)習(xí)者展示相關(guān)實(shí)驗(yàn),而后提出問(wèn)題要求學(xué)習(xí)者提出可能的假設(shè)并使用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,夯實(shí)其所學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的同時(shí),使其養(yǎng)成探尋化學(xué)問(wèn)題本質(zhì)的良好習(xí)慣.例如,使用濃HNO3做實(shí)驗(yàn)時(shí),要求學(xué)習(xí)者認(rèn)真觀(guān)察儲(chǔ)存濃HNO3的儀器,并取適量濃HNO3要求學(xué)習(xí)者認(rèn)真觀(guān)察濃HNO3的顏色,思考原因.學(xué)習(xí)者可清楚地看到儲(chǔ)存濃HNO3使用的是棕色瓶子.同時(shí)聯(lián)系濃HNO3見(jiàn)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(shí)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(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行驗(yàn)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(guān)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?yè)P(yáng),使其嘗到證據(jù)推理的成就感.同時(shí),繼續(xù)拋出問(wèn)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(shí)驗(yàn)中因生成Cu(NO3)2溶液呈現(xiàn)藍(lán)色,而濃HNO3反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,得出溶液的顏色卻是綠色,為什么會(huì)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(dòng)中得出的經(jīng)驗(yàn),經(jīng)過(guò)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(duì)上述猜想學(xué)習(xí)者分別制定如下實(shí)驗(yàn)方案:將飽和Cu(NO3)2溶液不斷稀釋?zhuān)幌虻润w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(shí)驗(yàn)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?yàn)槿谌肓薔O2.最后學(xué)習(xí)者查閱資料發(fā)現(xiàn)NO2溶于水會(huì)生成HNO3,其和Cu2+作用呈現(xiàn)綠色.如此開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng),可使實(shí)驗(yàn)課堂變得生動(dòng)有趣,使學(xué)習(xí)者通過(guò)推理搞清楚化學(xué)知識(shí)的本質(zhì)原因,深化其對(duì)所學(xué)知識(shí)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(shí)與能力是高中化學(xué)學(xué)科的內(nèi)在要求.教學(xué)實(shí)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(yàn)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(shí)點(diǎn)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(wèn)題給予學(xué)習(xí)者引導(dǎo)與啟發(fā),有針對(duì)性的鍛煉與提升,學(xué)生的證據(jù)推理意識(shí)與能力.

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