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在教学中,我们对化学变化的研究,从第二章就已经正式开始了.初始时由于学生学科知识的缺乏,我们只能用物质的名称代入进行表达——文字表达式.在学习了物质化学式的书写以后,又演化成符号表达式,进而在学习了质量守恒定律之后,最终定格成化学反应表达的终极形式——化学方程式.从表达的内容上看,方程式既是对前两种表达方式功能上的延续,也是完善和发展.因此,在教学中,教师如何引导学生正确书写化学方程式至关重要.我认为对化学方程式书写的价值应主要从定性和定量两个方面进行分析.
一、定性的研究
在初中化学教学中,化学方程式的书写完善了化学用语的学习,从元素符号到化学式再到化学方程式,由易到难,循序渐进.同时也使学生在学习的过程中体会到从宏观到微观、从现象到本质的化学研究过程,深刻认识到化学研究有规律可循.
化学方程式书写的要求过程中有助于培养学生尊重客观事实形成实事求是、严谨求实的科学态度,帮助学生理解反应条件反应物和反应生成物之间的关系.
首先,这个反应应是客观存在的,即反应物可以反应.
例如,铜不能与稀盐酸、稀硫酸反应,我们就不能写出它们反应的化学方程式.写出来,配平了也是错的,因为这个反应根本就不能发生.
其次,反应条件的限制.有些物质在反应时是需要一定条件的,没有了条件限制,要么反应不能发生,要么就会向着另外一个方向进行,因此,让学生把握化学反应的条件,不仅是实事求是,更是尊重科学的表现.
例如,“一氧化碳还原氧化铁”需要高温的条件,没有高温,反应就不能进行;“二氧化碳与水反应”,直接通入水中的二氧化碳会与水反应生成碳酸,但假如反应条件变成了光照和叶绿素生成物,也就变成了葡萄糖和水.
在反应条件的限制中,还有一个就是催化剂的影响.学生需要了解催化剂的特征和功能,知道催化剂在化学反应中的作用,真正认识到催化剂在化学反应中只是起到改变化学反应速度的作用,并不会直接参与化学反应,反应前后催化剂本身的质量和化学性质均不变.
化学方程式还能反映出化学反应的基本类型:初中阶段,学生应该掌握四种基本化学反应.学生在书写中,能清晰地知道反应物、生成物的种类,从而掌握化学基本反应的类型和特征.能够帮助学生清楚某些物质的状态.
在微观方面,化学方程式也可以看出微粒在化学反应中发生了改变,有利于学生进一步理解化学反应的本质.在化学反应中,分子可分而原子不可分,化学反应的本质就是分子分解成原子,原子又重新组合成新的分子的过程.
二、定量的研究
化学方程式的书写是联系质量守恒定律和进行化学计算的“中介”.学生要正确书写化学方程式,必须要依据质量守恒定律,而正确书写化学方程式又是进行化学计算的基础.化学方程式是继元素符号、化学式之后又学习的一种化学用语.
在化学方程式中,我们可以看到反应物和生成物的微粒个数比,还可以明确地发现在化学反应前后原子的个数、种类和每一种原子的质量均不变.
例如,电解水的反应过程,2H2O通电2H2+O2.可以清楚地看到,在反应过程中,氢、氧原子的个数都没有变,而且反应的实质只是两种原子重新组合的过程.
其次,化学方程式的书写是建立在质量守恒定律的基础上的,通过化学方程式的书写,进一步探究质量守恒的机理,并且能从量的角度认识反应物和生成物的质量关系,也为根据化学方程式计算作好铺垫.
关键词: 化学方程式 记忆方法 关联记忆 规律记忆
在初中化学教学过程中,化学方程式的记忆一直都是教学的重点和难点。因为化学方程式是对化学反应的准确表达方式,是学习化学必备的素质,是把教材中的化学知识融会贯通的一条纽带,并且在中考中对化学用语的考查占有相当多的分值。然而,从历年中考发现,化学用语的表达失分比例较高,主要是初中阶段化学方程式的数目多,记忆枯燥乏味,学生的兴趣很低。因此,如何有效记忆化学方程式便成为能否教好化学、突破教材、提高教学质量的关键。查阅有关资料,在此领域研究的较少,成功的经验不多。经过近一年的探索研究,取得了点滴收获,现将我们在教学中的做法作一总结,以供商榷。
一、分散难点,夯实基础
一个化学方程式看似简单,实际上它其中集合了多种元素,如果把化学方程式比做一个中心,那么它的分支就包括文字表达式、元素符号、符号表达式、化合价、化学式等方面,因此要写好化学方程式必须从每一个元素着手突破。
1.文字表达式。在开学初,学生刚刚接触到化学,当学到第一个化学反应时还不知如何对一个化学反应进行描述,这时便把文字表达式渗透进来,使学生学会用文字表达式描述化学反应,并且在今后的教学中每学到一个化学反应都练习用文字表达式描述,课上进行描述和默写比赛,加强巩固,即使在学习了化学方程式之后也仍然坚持先写文字表达式再写化学方程式。这样做既为书写化学方程式的第一步奠定了基础,又使学生牢固掌握了化学反应。
2.元素符号。元素符号是书写化学方程式最基本的环节,对元素符号的记忆也采用分散记忆的方法,将需要记住的元素符号分批分期地布置给学生,并经常提问检查。在教学文字表达式的最初就开始渗透,如:镁条在空气中燃烧的反应中,铁丝在氧气中燃烧的反应中,碳在氧气中燃烧的反应中就先记忆Mg、Fe、C、O等元素符号,这样,在正式进入元素符号的教学时,常用的27个元素符号已所剩无几了,这时再进行全面默写,很快的,所有学生便通过了记忆元素符号这一关。
3.化学式。化学式的书写是化学方程式书写的第一步,也是最关键的一步,只有反应物和生成物的化学式书写正确,才能保证书写出正确的化学方程式。对于化学式的书写采用两种方式,一种是常用的物质化学式采用熟记,用多了自然记住,如:H■O、CO■、O■等。另一种是不常用的物质化学式掌握书写规律的方法,就是应用化合价书写,这一环节的教学非常关键,因为常见的酸、碱、盐的化学式都适合用这种方法。我们在这一块的教学中放慢了进度,细心讲解,加强练习,争取每个学生都能理解掌握。
4.化学方程式。在前面基础牢固的前提下,进入化学方程式的教学,主要就是解决配平和注明条件的问题了。在配平上主要掌握最小公倍数配平法,以教材中常用的反应为例进行练习巩固,学生易于接受,不宜涉入过难,以免学生失去信心。
二、掌握正确的记忆方法
以往多数学生记忆化学方程式的方法就是死记硬背,背符号,甚至连配平的化学计量数都要记下来,这样的记忆效率非常低,以至于某一个数字没有记住就导致整个化学方程式写不下来,越来越乏味,最终失去兴趣,成绩下降。在记忆化学方程式上我们的做法如下:
1.激发兴趣,引导学生乐学。学生在刚刚接触到化学时,由于化学课上的各种实验会使学生有很大的兴趣,但当接触到化学上的基本概念、化学符号、化学方程式时,由于大部分学生会采用“死记硬背”的方式,这样会导致逐渐失去兴趣。因此,如何在教学中培养和保持学生学习化学的兴趣,引导学生突破初中化学知识的分化,使原有的、暂时的兴趣转变为稳定的、持久的兴趣?这是学生学好化学,记好化学方程式的前提。为此我们及时对学生进行了化学史教育,讲化学的发展和形成,结合书本介绍科学家探索化学奥秘的逸事,如道尔顿提出近代原子学说,居里夫人一生荣获两次诺贝尔奖,使学生清楚地认识到:化学用语是国际通用的语言,是国际上用来表示物质的组成、结构和变化规律的一种特殊形式的交流工具,并感到学好化学知识是多么重要,将直接关系到祖国的发展和建设。这样做增强了他们学习的自觉性和积极性。
2.关联记忆。把一些相互关联的反应放在一起串联记忆,建立起知识间的联系,如:“碳三角”即碳在氧气充分时燃烧生成二氧化碳,在氧气不充分时燃烧生成一氧化碳,一氧化碳能继续燃烧生成二氧化碳,二氧化碳通过炽热的炭又生成一氧化碳。
3.规律记忆。抓住反应间的共同规律记忆可以达到举一反三的效果。这种方法适合于酸、碱、盐之间发生的复分解反应,如:碳酸盐与盐酸反应就会生成氯化物,水和二氧化碳,等等。
三、课堂教学中体现化学方程式的记忆
化学方程式的记忆是一个日积月累的过程,需要在日常的教学中逐步渗入,在教学中每当学到一个新的化学反应,都不要立即进行板演化学方程式,而是带领学生加以分析,一步一步地书写,让学生真正体验书写的过程,然后当堂练写几遍达到巩固。在教学一些相关的反应时引导学生发现这些反应间的规律或联系,寻找记忆的捷径。
四、温故知新,熟能生巧
【关键词】化学用语教学 成功 探索
教学实践中,部分学生因为没有在化学用语的学习中过关,导致进一步求知探索的兴趣下降,学习遇到障碍,甚至失去了学化学的动力。
1.学情分化的原因浅析
1.1 教法不当。在一、二章的教学中,教师过多重视实验教学。突出学科特点,激发学生兴趣。当学生对化学津津乐道之时,面对集中出现的元素符号、化学式、化学方程式的记忆和理解感到手足无措,教师过高估计学生的记忆能力,违背记忆规律,突击集中教学。机械重复练习,以图一劳永逸。学生又感到化学知识难记、难以理解,甚至把化学用语同外语学习联系起来,兴趣下降。
1.2 孤立处理教材。教师对化学用语在全书中的地位,缺乏整体把握合全局理解。只把化学用语作为一项重要的基础知识孤立传授,没有同时把化学用语作为一项重要的技能,同双基教学有效结合起来,加以理解和应用。
1.3 贪多求全。教学中,面对众多的化学用语主次不分,对一些本应循序渐进学习的元素符号、化学式以及化学方程式集中统一要求,分散了学生学习其他化学知识的精力和注意力,人为创设了学习上的困难。
2.有效进行化学用语教学的探索
2.1 元素符号的教学。做法:化整为零,先入为主;分散难点,循序渐进;深化理解,灵活应用。首先,第一章教学内容教少,完成教学任务后,将常见元素变成韵语,投影展示,学生会欣然发现这些常见的字母在化学学习中,有如此丰富的内涵。教师在及时向学生指出,掌握好元素符号是进一步学习和研究化学的工具和必备手段。激发学生浓厚的学习兴趣,产生掌握好元素符号的紧迫感和内在动力。引领学生熟读,并进行书面和板演练习。制成卡片以便随时翻阅自我核对。后续的课堂教学,每节课前用 2-3分钟对上述元素符号有针对性地组织学生回忆、再认,强化记忆效果。当转入化学用语教学时,大部分学生可以熟练记准常见地元素符号。其次,利用第三章二节,第六章的教学机会深化元素符号的学习。把原子结构、核外电子排步的初步规律、元素化合价等规律同元素符号的理解结合起来,帮助学生把 1-20号元素按其内在规律整理出"初中化学实用小元素周期表",使学生明白元素符号不但是重要的基础知识需要记忆,作为与其他知识紧密相关的技能更需要理解,最终完成元素符号由感性到理性的认识飞跃。
关键词:宏微符;三重表征;化学方程式
依据《普通高中化学课程标准》的要求,化学教育要达到的一个重要目标就是使学生进一步了解化学学科的特点、理解基本的化学原理、形成有关化学科学的基本观念。大量的教学实践也证明,学生能否理解“可观察现象的宏观世界,分子、原子和离子构成的微观世界,化学式、化学方程式和元素符号构成的符号世界”这三者之间的内在联系,是影响学生化学学习的重要因素。
一、学生学习的困境
学生最初学习化学方程式时,一般是通过感知宏观现象从而建立起与符号间的联系,随着学习的不断深入,出现的化学方程式越来越多,部分学生较难做到把宏观现象和微观世界联系起来,他们就会采用记忆的方式去掌握化学方程式,这样就出现了一个突出的问题――学生在符号表征层面上陷入了困境,对化学方程式的掌握困难重重。所以,了解学生学习化学方程式的困难原因,从而有针对性地引导他们走出学习的困境就是教学中的重要任务。
二、学生掌握化学方程式困境原因的调研
1.相关研究现状
查阅资料过程中发现相关的文章不少,大多出自中学教师,但是其中绝大多数为初中教师,目的是为了让学生能正确书写化学方程式,顺利掌握化学方程式。部分学生采用记忆的方式学习化学,但是美国南达科他州的大学化学系的Grigoriy Sereda认为随着高中生认识有机物的数目的增多,他们会被要求写出物质的结构并预测化学反应,而单凭记忆是无法实现这一目标的,学生需要记忆的东西越多,他们就越讨厌化学。可见把记忆与化学、记忆与化学方程式连在一起未必是件好事。所以,在教学中不能特别强调化学与记忆的关系。
2.学生问题汇总
(1)基础知识掌握不牢固,不清楚常见物质间的转化关系;
(2)不理解原理,死记硬背,弄混化学方程式;
(3)看不懂或者是忽略题目中的信息,提取不到有用的信息,找不到主要的反应物和产物,或是漏写反应物和生成物;
(4)不能正确分析与量有关和试剂添加顺序不同时反应的产物;
(5)遇到陌生的化学反应,不能利用反应原理分析,做不到举一反三;
(6)配平有困难,不清楚物质中元素的化合价等等。
3.困境的根源――在“宏微符”层面上对化学的认识不够
从20世纪80年代“宏微符”三重表征思想提出至今,对于化学“宏微符”三重表征之间的关系,国内外学者有了更为丰富的认识。领会“宏微符”三重表征思想,能帮助学生从化学学科特点的角度重新认识化学学习,帮助学生认识到宏观、微观、符号间交错相融的关系,能养成一种学习化学的思维方式。
三、基于“宏微符”三重表征思想对学生掌握化学方程式的建议
1.重视实验,增强学生对化学反应宏观过程的感性认识
化学是一门以实验为基础的学科。在教学中,若学生能观察到具体的实验现象,分析反应历程,就能深切感受到化学方程式的书写是有理有据的。所以,教学中要尽可能多为学生提供实验探究、实验验证的机会让学生能通过观察实验现象、分析现象、归纳总结物质的性质,分析反应历程,并上升至用化学的语言表示出来。要让学生意识到实验在化学学习特别是化学方程式学习中的基础性和重要性。
2.分析微观粒子重组过程,应用化学反应原理,挖掘化学知识内涵
化学方程式反映的是物质间发生化学变化总的结果。例如,甲烷的取代反应,可以通过对甲烷和氯气球棍模型的拆解和重新组合,形象地展示化学键的断裂和形成,从而实现符号表征和微观表征的自然转化,有助于学生理解有机反应的机理。
3.结合学生的易错点,强调化学方程式中各种数字的意义及其联系
个别学生对于化学方程式中的化学计量数、酸根离子的角码等数字概念不清。更多的学生对化学方程式隐含的质量守恒、电子得失守恒、离子方程式的电荷守恒不够敏感,不能发现这些数字间丰富的联系,失去了掌握化学方程式的数字支撑。因此,应引导学生注意分析化学方程式中各种量间的丰富联系,找出其中的必然规律,提高学生的学习效率,发现学习化学的乐趣。
4.创设情境,设置问题
机械的化学方程式重复记忆训练已经被证明效果甚微。化学作为实用性的学科,与我们的生活生产联系紧密。在教学中我们可以创设一定的问题情境,寻找隐藏在社会和生活中的化学反应,让学生不再感到化学是枯燥无味的,而是紧密联系实际,要让学生做到学以致用。
5.分类总结,把握规律
有些学生认为化学知识点琐碎,毫无规律可言。事实则不然,虽然化学不存在放之四海皆准的规律,但是在一定的范围内,也是有规律可循的。同时,更重要的是要引导学生学会自己总结规律,学生通过自己探究发现规律的体验会留下更深刻、更持久的印象。
6.大胆假设,勇于创新
在许多新信息新情境问题中,题目蕴含的物质变化,大多是我们是没有见过的,有些学生一碰到这样的题目就胆怯,不能静心分析。在这个过程中,学生通过对宏观、微观两个世界的认知和联系,进而用化学语言表达出来,了解其中蕴含的化学原理,就能逐渐提高在“宏、微、符”之间自由转换的能力。
掌握化学用语核心部分的化学方程式,是化学学习的重要内容,是学生学习化学的重要工具。唯有这样,才能使学生把宏观的物质世界和微观的粒子世界通过符号联结起来,才能达到使学生认识化学科学、理解化学科学的目标。
参考文献:
知识目标
使学生掌握反应物中有一种过量的计算;
使学生掌握多步反应的计算。
能力目标
通过化学计算,训练学生的解题技能,培养学生的思维能力和分析问题的能力。
情感目标
通过化学方程式的计算,教育学生科学生产、避免造成不必要的原料浪费。
教学建议
教材分析
根据化学方程式的计算,是化学计算中的一类重要计算。在初中介绍了有关化学方程式的最基本的计算,在高一介绍了物质的量应用于化学方程式的计算。本节据大纲要求又介绍了反应物中有一种过量的计算和多步反应的计算。到此,除有关燃烧热的计算外,在高中阶段根据化学方程式的计算已基本介绍完。
把化学计算单独编成一节,在以前学过的关化学方程式基本计算的基础上,将计算相对集中编排,并进一步讨论有关问题,这有利于学生对有关化学方程式的计算有一个整体性和综合性的认识,也有利于复习过去已学过的知识,提高学生的解题能力。
教材在编写上,注意培养学生分析问题和解决问题的能力,训练学生的科学方法。此外,还注意联系生产实际和联系学过的化学计算知识。如在选择例题时,尽量选择生产中的实际反应事例,说明化学计算在实际生产中的作用,使学生能认识到学习化学计算的重要性。在例题的分析中,给出了思维过程,帮助学生分析问题。有些例题,从题目中已知量的给出到解题过程,都以物质的量的有关计算为基础,来介绍新的化学计算知识,使学生在学习新的计算方法的同时,复习学过的知识。
本节作为有关化学反应方程式计算的一个集中讨论,重点是反应物中有一种过量的计算和多步反应的计算。难点是多步反应计算中反应物与最终产物间量关系式的确定。
教法建议
有关化学方程式的计算是初中、高一计算部分的延续。因此本节的教学应在复习原有知识的基础上,根据本节两种计算的特点,帮助学生找规律,得出方法,使学生形成清晰的解题思路,规范解题步骤,以培养学生分析问题和解决问题的能力。
一、有一种反应物过量的计算
建议将[例题1]采用如下授课方式:
(1)将学生分成两大组,一组用求生成水的质量,另一组用求生成水的质量。各组分别汇报结果(学生对两组的不同结果产生争议)
(2)教师让各组分别根据水的质量计算水中氢元素和氧元素的质量。并组织学生根据质量守恒定律讨论两种计算结果是否合理。由此得出过量,不应以过量的的量进行计算。
通过学生的实践,感受到利用此方法先试验再验算很麻烦。从而引出如何选择反应物的简化计算过程。并让学生注意解题步骤。
对于[例题2]建议师生共同完成,巩固所学的计算步骤和方法。在此之后教师可补充针对性习题,由学生独立完成,强化解题技能。
二、多步反应的计算
为培养学生的自学能力,建议让学生阅读[例题3],得出此种题型的一般解题步骤。然后,根据此步骤师生共同分析完成[例3]。
[例题4]建议在教师的引导下,由小组讨论分析并完成解题过程。然后根据学生状况可适当补充针对性习题进行思维能力的训练。