劉必勝
摘要:中學化學中有很多復雜、抽象的知識點,有些地方涉及到繁雜計算,學生學習時都會不自覺地產生一定的排斥心理。這時候如果能夠創(chuàng)設良好的學習情境,打造優(yōu)質的互動氛圍,會取得事半功倍的教學成效。作者在“反應熱”教學部分,采用了情境創(chuàng)設教學方式,取得了很好的教學效果。
關鍵詞:情境創(chuàng)設;課堂教學;反應熱
文章編號:1008-0546(2020)02-0021-03 中圖分類號:G632.41 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2020.02.007
“反應熱”在化學《必修二》和《選修四》中都有出現?!胺磻獰帷辈糠趾w了化學能與熱能的相互轉化及其應用、吸熱反應、放熱反應、反應熱(焓變)、正確書寫熱化學方程式,能根據蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算等內容。這部分內容枯燥、理論性較強還涉及到計算。學生對這部分內容學習有一定的畏懼心理,普遍興趣不高。在以往這部分內容教學中教師總是處在主要地位,而學生常常只是被動地單純聽課,很少有學生做課前預習,課后復習更是寥寥無幾。教學效果相對較差。
針對上述問題,創(chuàng)造一些生動活潑、新穎有趣且富有挑戰(zhàn)性的情境,有助于提高教學的有效性。因此,創(chuàng)設情境模式教學嘗試就顯得重要和有意義了。
一、教學設計思路
心理學認為,學習者只有對事物有了興趣之后,才會產生了解這個事物的內驅力,才會有學習的愿望。問題情境創(chuàng)設,是激發(fā)學生學習內驅力的一種重要方式,也是化學課堂教學的重要一環(huán),更是一個教師教學基本功的體現。只有讓學生在實際情境中參與進來,才能真正將學生引入到學習的道路上。
反應熱部分理論化嚴重,內容相對比較單調、枯燥,而且還需要學生進行計算。很多學生學習這一部分內容時都比較抵觸。這部分教學嘗試采用情境創(chuàng)設教學方法,將這部分的教學知識參考學生的興趣愛好,與實際情境結合,將教學內容融入實際的教學情境中,使得抽象的知識變?yōu)閷嶋H生活中用到的實用知識,并且對應設計成任務組的形式來完成,讓學生在自己喜歡的環(huán)境氛圍中進行學習是一個很好的教學嘗試。
二、主要教學環(huán)節(jié)
1.創(chuàng)設情境一:直接進行反應熱計算學生比較反感。我們可以嘗試對生活中的問題從化學的視角來解決。因此,我們聯系生活設計了一個解決實際問題的情境引入課堂(見任務一)。如此,可以激發(fā)學生的興趣,調動學生的學習積極性。
任務一:以前南京城市用氣都是水煤氣,但是現在南京城市用氣是天然氣。請你結合南京市民用管道燃料的燃燒熱及價格等信息(表1),分析使用哪種燃料更經濟合算?
從單位體積燃料完全燃燒釋放的熱量和價格角度等綜合估算。使用等體積的天然氣釋放熱量是水煤氣的3倍左右,但天然氣價格只有水煤氣的2倍(2004年)。使用等體積的液化氣釋放熱量是天然氣2.5-3.3倍,但液化氣價格卻是天然氣的5倍左右。
學生積極思考后討論最終得出結論:使用天然氣相對更經濟合算。
2.創(chuàng)設情境二:已知CO和H2的燃燒熱近似相等,天然氣燃燒熱是水煤氣3倍左右。如果沒有各物質具體燃燒熱數據,你能否從分子組成上通過估算解釋這個現象?(根據化學式,學生會展開各種設想。由于好奇心,最后必然會有學生得到下面的設想:一個CH4可以假想近似為一個CO分子和兩個H2分子捏合而成(圖1)1
3.創(chuàng)設情境三:有了情境二的設想后,不少學生有了更進一步的大膽設想。很多學生認為CH4分子應該看作1個c原子和2個H2分子“捏”在一起的產物更精確。蓋斯定律指出:不管化學反應是一步完成或分幾步完成,其反應熱是相同的。利用蓋斯定律能否讓上述設想得到驗證呢?見任務三。
任務三:實際上很多同學早已經看出但不敢說出:CH4應該看作1個c原子和2個H2分子“捏”在一起的產物更加貼切。1mol甲烷釋放的熱量與1mol碳和2mol氫氣的燃燒放熱總量相等嗎?
4.情境創(chuàng)設四:剛才是從宏觀角度來進行了推斷。我們能否再從微觀角度進行證實呢?!見任務四。
任務四:從微觀角度來看,1mol甲烷燃燒釋放的熱量與1mol碳和2mol氫氣的燃燒放熱總量為何不等?請考慮c(金剛石,s)+2H2(g)=CH4(g)有能量變化的微觀原因是什么(圖4)?結合表3鍵能數據,估算其反應熱。
5.歸納小結:見圖5。
最后再通過“高考真題再現”和“仿真訓練”兩種形式(略)進行強化訓練(其實這也是高考真實情境的創(chuàng)設)。學生普遍積極性很高,一節(jié)課下來,學生個個都勁頭實足、意猶未盡。
三、研究總結
本節(jié)課教學中,主要創(chuàng)設了四個情境。這四個情境具有整體相關性。在每個情境中都設置了一個主要任務。而這些任務的設置都是環(huán)環(huán)相扣,層層遞進的。
任務一中,學生進一步理解了“燃燒熱”的含義,學會了根據“燃燒熱”進行估算解決實際問題。感受到了我們學習化學理論知識還要結合生活實際才能正確應用。
任務二中,學生大膽從分子構成層面做出估算假設,然后進行理論驗證。學生進一步理解了“反應熱”(焓變)。初步體會到了“蓋斯定律”的妙用。
任務三中,學生從分子構成層面做出精算假設,然后自覺地進行了理論驗證。再一次理解“反應熱”(焓變)。并自覺地利用“蓋斯定律”解決問題。
任務四中,學生在任務三的基礎上,進一步從微觀“原子占有率”以及“鍵能”角度分析了化學反應的熱效應,并進行了計算驗證。
熱化學部分內容的教學通過這種情境教學模式的創(chuàng)設后,孩子也深深感受到了化學學習的實用價值,興趣陡然上升。通過分層次地提出問題、思考討論問題和解決問題也感受到了學習過程的快樂。自然這部分知識學習效果非常明顯。
筆者所帶的兩個班級。高二(2)班按照傳統(tǒng)模式授課,高二(6)按照情境創(chuàng)設模式教學。原先這兩個班級層次相當,人數及性別比例接近且期中考試均分也是比較接近。后期測試情況對比,明顯后者居優(yōu)。
學生為什么視學習化學為畏途?原因在于化學充斥著眾多的抽象符號、深奧原理和復雜的反應式。為師者要引導學生認識到化學與我們的生活息息相關,化學原理無時無處不存在于我們身邊。巧妙地創(chuàng)設情境,可以拉近學生與化學的距離,以引起學生的態(tài)度體驗,以濃厚的興趣和探究的欲望走進化學。情境創(chuàng)設有很多方式,有目的地引入或創(chuàng)設具有一定情緒色彩的、以形象為主體的生動具體的場景,如:講述故事、展開訪談、形象描述、生活游戲、常識辯論、影視劇作,甚至古人的詩歌等等,可以激發(fā)學生的學習興趣。在情境中生疑,在體驗中慎思,在問題中生發(fā)探究的欲望,在探究中相互討論、解決問題,整個過程下來,學生思維能力就會得到很大提升。
當然,本文只是在“熱化學”部分嘗試了創(chuàng)設情境教學。今后在其他內容的教學過程中,筆者也將針對學習內容,創(chuàng)設出更多的教學情境。讓學生學習化學不再感到壓力,能夠在輕松愉快的氛圍中學習,將學習演繹成一場故事,甚至是在欣賞一首詩歌!