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浅析由高中化学学科素养转化成的几点意识

作者: 校园新闻来源:本站 点击数: 更新时间:2020/6/20 9:56:52
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根据高中化学学科素养的要求,可在教学中逐步将高中化学学科素养转化成几点化学学科的本源意识,并以这些意识为主线进行高中化学的系统学习。

一.存在意识

客观存在意识其实是一个全面分析问题的表现,主要体现在相应环境下,相关物质之间能否反应。比如在空气中由于氧气、二氧化碳、水等物质的存在,则亚铁离子溶液、漂白精溶液、过氧化钠等物质不能存在;又如物质在溶液中以分子还是离子存在,在溶液中以分子存在的是非电解质,以离子存在的是强电解质,大部分以分子少量以离子存在的是弱电解质,难溶物主要以物质本身形态存在,但进行溶液的部分也有离子和非离子之分故也有强弱之分,这些存在形式,反过来就是判断离子反应的条件;再如电极反应中,氧气反应一极通常得电子结合水生成氢氧根,但如果是酸作电解质,由于氢氧根与氢离子反应而不能存在,故电极反应式中不能写成氢氧根。除了此类共存的存在意识,在许多综合问题分析中,存在意识也能迅速简化问题。如15克钾铝混合物投入一定量水中完全反应,得残余金属1.8克,求生成标准状况下氢气多少升?这一问题,如果要列方程式回答,则费时且更复杂。如果从存在意识来看,最终钾铝在溶液中以偏铝酸钾存在,由化学式可知反应的钾铝的物质的量相等,再由题可知反应的钾铝总质量为13.2克,所以用摩尔质量即可迅速求出反应的钾铝的物质的量,再根据氧化还原升降守恒,很快便可知生成氢气的物质的量。

二.离子反应中的方向意识

    离子反应是中学化学中常见也是最重要的反应类型之一,反应的实质是易溶易电离物质生成难溶难电离物质。通过类比思维与平衡思想,可进一步领悟离子反应中还有难溶难电离物质生成更难溶更难电离的事实存在。例如:盐酸与碳酸盐反应是强酸制弱酸,属于易电离生成难电离;而二氧化碳通入次氯酸钠溶液中生成次氯酸则为弱酸生成更弱的酸,属于难电离生成更难电离的类型。领悟了离子反应的这一实质,只需要弄清常见强弱电解质及酸性的强弱等问题,即可迅速判断离子反应能否进行并书写出相关离子反应方程式。同时针对典型物质也可通过分析其组成,从离子反应的角度去把握其相关性质。这些内容概括起来就是离子反应中的方向意识,这种意识的建立会将很多反应有效联系起来,让“铝三角、铵盐、碳酸盐”等元素化合物知识的课堂教学更有序也更有效。

三.氧化还原中的价态和强弱意识

氧化还原反应是中学化学中最常见的一种反应。氧化还原的核心规律(思维意识),是贯穿整个化学元素化合物学习的重要线索,而价态规律和强弱规律也是判定氧化还原方向的重要依据。按照氧化还原反应的本质是电子的转移,所表现出的特征是化合价的升降,大多数教师都以“升、失、氧、还;降、得、还、氧”进行氧化还原反应的基本分析与教学。在这一分析中,价态与强弱意识可以较好地帮助学生认识氧化还原的方向,也容易从物质中元素的相关价态上去推测相关物质的性质。含低价元素的物质如硫化物、金属单质等通常表现还原性;含高价元素的物质如硝酸、金属离子、高锰酸钾等通常表现出氧化性;中间价态的物质如二氧化硫等通常即有氧化性又有还原性,这就是价态规律。在价态规律中还要注意,一般变价元素在发生氧化还原反应时,都先变到相邻价态,遇上极强极弱的氧化剂或者还原剂例外。而强弱规律则可概括成一句话:强者生成弱者与强者反应优先。例如将足量铁粉撒入含铜、银离子的溶液中,先得到的金属是铜还是银的问题就是强者优先的表现。而氧化还原性强弱比较(氧化剂氧化性强于氧化产物,还原剂还原性强于还原产物)则是强者生成弱者的集中体现。有了价态意识与强弱意识,再结合离子反应的方向意识,大多数物质的性质就有效联系起来,系统性明显加强,以两类反应的方向意识指导学生进行元素化合物的学习,肯定会有事半功倍的效果,课堂的有效性大大提升。

四.守恒意识

守恒是客观世界普遍存在的一种现象,守恒意识在中学化学的学习中也占重要地位。中学化学中的守恒意识主要有质量守恒、电荷守恒、氧化还原的电子守恒及能量守恒等方面,其中质量守恒、电荷守恒与氧化还原的电子守恒是核心。质量守恒的实质是化学反应前后元素原子的各类和数目不变,电荷守恒是阴阳离子所带电荷总量相等,氧化还原的电子守恒则是得失电子相等(表现为化合价的升降守恒)。在元素化合物知识及相关化学理论的学习中,这几大守恒的思想要贯穿始终,根据质量守恒推测相关生成物,由守恒原理配平化学反应方程式或者书写信息类方程式。如分析二氧化硫使高锰酸钾溶液褪色的方程式分析:高锰酸钾作氧化剂生成二价锰离子,二氧化硫作还原剂生成硫酸根,按照电子守恒(化合价升降)配平高锰酸根、二氧化硫、硫酸根及锰离子之后,再依据电荷守恒添加并配平氢离子,最后添水配平方程式并用质量守恒检查。这一方程式的配平对高二学生来说虽然有一定的难度,但通过这一方程式的配平,可以较好地训练学生的几大守恒意识,对以后通过类比方法解决相关问题大有帮助。在此基础上回顾铜与硝酸等反应则得心应手了。

五.化学平衡及其移动意识

化学平衡广泛存在于实际生产生活,在中学化学的学习中,建立化学平衡意识是非常关键的。对于相当一部分难于理解的反应事实,运用化学平衡及其移动思想往往会有豁然开朗的感觉。比如离子反应强弱规律中,难溶难电离物质转化为更难溶更难电离物质,其实就是依据电离平衡和沉淀溶解平衡知识来分析的。再如盐类水解知识在生活中的广泛应用,象泡沫灭火器原理、纯碱洗涤原理等均需要用到平衡及其移动思想来解决。所以说,有了化学平衡及其移动思想意识,往往就能清楚化学反应的方向。除此之外,化学平衡及其移动知识本来就是一个可以独立考核的知识板块,其考核中的创新思维也常让人惊叹。

六.化学的实验探究意识

    化学是以物质为研究对象,以实验为基本研究方法的一门学科。自进入高中开始,化学实验不再是初中那种形式的单一实验。高中化学中需要的是一种探究实验,即在一定的理论指导下,先猜想推测物质可能具有的性质,再依据猜想设计实验方案,通过实验验证猜想并进一步修正分析,再次实验验证得出结论,将所得结论进行类比推广。这样的学习研究物质模式是现在新课程倡导的一种模式,要求学生具有较强的实验探究意识。也就是说学生一方面要懂得探究的流程,另一方面更要有扎实的实验基础知识,特别是实验方案的设计与优化意识。

对比高中化学新课程课标及高考考纲(新课标版),不难发现上述几点化学核心意识,其实质是高中化学学科素养与学科能力要求的体现。试看考纲中对化学学习能力的要求:“1.接受、吸收、整合化学信息的能力(3)能够从提供的新信息中,准确地提取实质性内容,并经与已有知识块整合,重组为新知识块的能力。2.分析问题和解决(解答)化学问题的能力(1)能够将实际问题分解,通过运用相关知识,采用分析、综合的方法,解决简单化学问题的能力。(2)能够将分析解决问题的过程和成果,用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达,并做出解释的能力。3.化学实验与探究能力(2)在解决简单化学问题的过程中,运用科学的方法,初步了解化学变化规律,并对化学现象提出科学合理的解释。”通过这几点能力要求的解析,可以看出,领悟相关化学学科的本源意识,将使化学学习更加系统化,避免了机械记忆,必将大大提升化学的学习效率,真正落实高中化学学科素养的培养。

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