胡巍娜
[摘 要]從高中化學學科特點以及學生存在的問題入手,從“性質比較,歸類整合”“反應比較,思維建?!薄皩嶒灡容^,深度思考”三個方面舉例闡述了“比較教學法”在高中化學教學實踐中的運用。
[關鍵詞]比較教學法 歸類整合 思維建模 深度思考
比較教學法是指在教學過程中將兩個或多個比較對象放在一定條件下,按同一標準進行比較,從而確定比較對象性質的異同、地位的主次、問題的難易等,以達到辨識和把握比較對象之目的的一種教學方法。
高中化學內容具有知識點復雜、邏輯思維抽象等特點,那么如何在教學中避免知識點的簡單羅列和重復,化抽象為規(guī)律,從而增強知識的科學性、邏輯性和趣味性,幫助學生更好地理解和記憶?筆者結合多年教學經(jīng)驗,試圖引入“比較”元素,將“比較教學法”融入化學教學中,通過增強知識點的比較和聯(lián)系,培養(yǎng)學生的問題意識和質疑精神,促進學習方式的轉變,使學生有興趣去學??v觀高中化學內容,結合學生學習特點,筆者從以下三個方面在化學教學中對“比較教學法”進行了實踐運用。
一、性質比較,歸類整合
相比初中,高中化學所學物質劇增,信息量加大,學生普遍感覺到化學的“碎、繁、亂”,不像數(shù)學、物理那樣有條理。但細細摸索,化學知識有很多規(guī)律可循,相關物質性質具有一定的聯(lián)系與區(qū)別,教師需要進行合適的引導,幫助學生在比較分析中歸類整合。
例如:有機化學中重要的一個知識點是不同官能團的性質,而學生在了解了這么多官能團的性質之后,如何更好地對其進行掌握?筆者認為可以采用歸類比較的方法,如比較不同羥基(R—OH、C6H5—OH、R—COOH)的酸性強弱。從結構上講,酸性強弱的本質在于:因基團之間的相互影響而引起不同羥基氫的電離能力不同。但是我們無法從中學視角理解具體的影響結 果(這就是高中化學“難學”的原因之一),很多時候只能 用已學知識或是實驗現(xiàn)象來解釋。那么如何開展教學?筆者采用了“性質比較,歸類整合”的方法。一是采用列 表對比R—OH、C6H5—OH、R—COOH分別與Na、NaOH、Na2CO3、NaHCO3反應的異同,從反應事實來分
析物質的性質,幫助學生理解和記憶;二是通過習題鞏固,比較異同,促使學生自主梳理,實現(xiàn)知識的內化。具體教學過程如下:
①列表比較
②鞏固練習
又如:鹵化氫性質具有相似性,那么,根據(jù)氯化鈉與濃硫酸加熱反應制取氯化氫氣體的原理,能否推出用溴化鈉、碘化鈉和濃硫酸反應來制取溴化氫、碘化氫?在此引發(fā)討論,引導比較HCl、HBr、HI性質的異同(如揮發(fā)性、還原性、酸性等),得出結論:在考慮物質間相互反應時,應注意物質可能表現(xiàn)出的多重性質,如這里在利用濃硫酸非揮發(fā)性時還要考慮其強氧化性對反應的影響;制取HBr應采用微熱法,且仍會有較多雜質;制取HI需用濃磷酸(非氧化性酸)代替濃硫酸。通過性質異同的比較,找出反應規(guī)律(相似性和遞變性),進行歸類整合,使知識系統(tǒng)化,使學生形成“在理解的基礎上記憶”的意識。
二、反應比較,思維建模
化學知識往往抽象而分散,比如“氧化還原反應”“溶液中的離子反應”等知識理論性強,抽象程度高,反應復雜,這些內容往往使學生學習困難,失去學習興趣。如何在一堆復雜難懂的問題中找出統(tǒng)一的解題方案與思路,提高學習效率和興趣?筆者認為“思維建?!庇欣趯W生自我建構知識,是構建建構主義課堂的一盞明燈?,F(xiàn)以“溶液中的離子反應”為例,提出一套“順序式”思維模型。
例如:比較偏鋁酸鈉溶液中通入少量或過量二氧化碳的產(chǎn)物(①)和苯酚鈉溶液中通入少量或過量二氧化碳的產(chǎn)物(②)的異同。解答這類問題時,首先要讓學生明白,這類反應的本質是“強酸”與“弱酸鹽”的反應,因此,比較這兩組反應異同的實質在于:比較不同物質的酸性強弱(即產(chǎn)生H+的能力),以及對應離子的堿性強弱(即結合H+的能力)。根據(jù)所學知識或經(jīng)驗,列出酸性強弱順序為:H2CO3>C6H5OH>HCO-3>Al(OH)3,由此得出①中產(chǎn)物分別為Al(OH)3和Na2CO3、Al(OH)3和NaHCO3,而②中產(chǎn)物均為苯酚和NaHCO3。總結解決此類問題的一般思維模式:首先,根據(jù)信息和所學知識(或是經(jīng)驗)排序,比如酸性:H3O+>H2SO3>CH3COOH>H2CO3(HSO-3)>HClO>C6H5OH>HCO-3>Al(OH)3>H2O>CH3CH2OH;堿性:H2O ? ? 利用這一思維模型,還可用于分析以下問題:①碳酸鈉溶液中加入少量和過量氯水的產(chǎn)物異同;②等濃度的鹽酸、醋酸、碳酸、次氯酸的pH大小順序;③等pH的鹽酸、醋酸、碳酸、次氯酸的濃度大小順序;④等濃度的醋酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉、次氯酸鈉、氫氧化鈉、乙醇鈉的pH大小順序;⑤等pH的醋酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉、次氯酸鈉、氫氧化鈉、乙醇鈉的濃度大小順序。
“順序式”思維模型也可用于解決“氧化還原反應”和“電化學”中反應先后順序和產(chǎn)物判斷的問題。比較反應異同,進行思維建模的教學方式,有利于提升學生思維的整體性和嚴密性,有利于提高學生學習興趣,有利于提高教學的有效性。
三、實驗比較,深度思考
化學是一門實驗科學,在教學中要重視引導學生通過實驗探究活動來學習化學,更好地發(fā)揮實驗的教育功能。實際教學過程中的“演示實驗”雖必不可少,但存在的問題是:易遺忘,思維深度不夠。那么,如何加深印象,引起深度思考?筆者認為可以從“比較實驗方案和現(xiàn)象的異同”為出發(fā)點,因為比較法有利于突出優(yōu)點或是暴露缺點,有助于學生進行實驗方案的設計與評價,將理論運用于實際,從而提高思維的深刻性。
例如:如何比較酚羥基與醇羥基電離出H+的能力?考慮到基團間的相互影響,酚羥基與醇羥基上的氫原子活潑性不同,那么哪種氫更易電離?學生甲提出方案:分別取等量的苯酚、乙醇與Na反應,比較反應的劇烈程度。學生乙質疑:常溫下苯酚是晶體,乙醇是液體,無法統(tǒng)一變量。同學們通過討論提出了以下思路:一是先將苯酚加熱熔化為液體(水浴加熱),使其為同相反應;二是將乙醇和苯酚溶于一種合適的溶劑(乙醚、丙酮等),并配成濃度相當?shù)娜芤?。在假設與比較中,提升學生思維能力,順利將學生引入實驗室。實驗觀察比較中,又產(chǎn)生了第三次思維沖擊:一是苯酚粘性較強;二是熔化后,由于三者的密度差異,導致鈉浮于苯酚,沉于乙醇,無法做到接觸面相同。通過多次實驗比較,發(fā)現(xiàn)用丙酮作為溶劑來比較苯酚和乙醇電離能力最合適。從最初的方案設計,到最終實驗結論的得出,比較不同方案、不同溶劑現(xiàn)象的異同,培養(yǎng)學生觀察能力、合作能力和質疑精神,使學生明白如何進行實驗的可行性分析。
俄國教育家烏申斯基認為:“比較是一切理解和思維的基礎;我們都是通過比較來了解世界的一切?!睙o論是基礎知識的歸類整合、思維模式的建立還是實驗教育功能的發(fā)揮,采用“比較教學法”有利于將分散的知識點有機地串聯(lián),達到化厚為薄的目的;有助于培養(yǎng)學生獨立思考、自我建構知識的能力;有助于培養(yǎng)學生觸類旁通的推理演繹能力和由表象找出本質差異的探究能力。