书城教材教辅中学理科课程资源-透析化学教学
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第1章 美丽的学习(1)

(第一节 )快乐的快乐

一、学习也可以诗情画意

把化学知识利用音韵编成,融知识性与趣味性于一体。如从细口瓶中向试管中倾倒液体的操作歌诀:“掌向标签三指握,两口相对视线落。”“三指握”是指持试管时用拇指、食指、中指握紧试管;“视线落”是指倾倒液体时要观察试管内的液体量,以防倾倒过多。氢气还原氧化铜实验中的几个关键操作:

实验开始先通氢,排尽空气再点灯;

由黑变红先撤灯,试管冷却再停氢;

先点后通要爆炸,先停后撤要氧化。

二、学习也可以妙趣横生

谐音记忆法就是要把需要记忆的化学内容跟日常生活中的谐音结合起来进行记忆。如地壳中各元素的百分含量前三位是“氧、硅、铝”,可谐北方音为“养闺女”。再如,金属活动顺序为:钾、钙、钠、镁、铝、锰、锌、铁;锡、铅、铜、汞、银、铂、金可谐音为:“加个那美丽的新的锡铅统共一百斤。”

三、学习也可以趣味盎然

如氢气或一氧化碳还原氧化铜的实验操作是:实验开始时,先通气后加热,实验结束时,先停止加热后停止通气,因此可会意记作,“气体早出晚归,酒精灯迟到早退。”再如把四种基本反应类型分别会意成“一分为二”(分解反应)“合二为一”(化合反应)、“取而代之”(置换反应)、“相互交换”(复分解反应)。

四、学习也可以浮想联翩

氢气、碳、一氧化碳还原氧化铜的实验过程可用实验联想,对比联想,再如将单质与化合物两个概念放在一起来记忆:“由同(不同)种元素组成的纯净物叫做单质(化合物)。”对于文字较少而又零乱的难以记忆的小问题,要抓住关键字词进行奇特联想,如氢氧化钠的用途是:用于肥皂、石油、造纸、纺织、印染等工业上,可记为:“纸(织)上染了肥油”。例如,可溶于水的碱有:氢氧化铵、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钙(微溶)。可以这样记忆:(到)俺家(去)拿被(子)盖。即:铵、钾、钠、钡、钙。

五、学习也可以如此生动

核外电子的排布规律是:“能量低的电子通常在离核较近的地方出现的机会多,能量高的电子通常在离核较远的地方出现的机会多。”这个问题是比较抽象的,不是一下子就可以理解的。如果我们打这样一个比方就可以理解了,也易于记忆了。把地球比作原子核,把能力高的大雁、老鹰等鸟比作能量高的电子,把能力低的麻雀、小燕子等鸟比作能量低的电子。能力高的鸟常在离地面较高的天空飞翔,能力低的鸟常在离地面很低的地方活动。或者这样比喻:离地面近的铅球,落地后砸下的坑浅,说明它的能量低。离地面远的铅球,落地后砸下的坑深,说明它的能量高。多层电子在失去电子时,先从最外层上失去:脱衣服时应先脱外层衣服。多层电子在排列时,先从最里层上,里层排满再排外层:穿衣服时应先穿内衣,内衣穿好才能穿外衣。

六、学习也可以曲径通幽

利用生动形象幽默的谜语进行化学学习,会取得意想不到的效果。

以下各打一气体名称:

1咳嗽(打一气体名称)

2奶油小生(打一气体名称)

3亚洲雄风(打一气体名称)

4止怒(打一气体名称)

5山顶好大风(打一气体名称)

6寒流(打一气体名称)

7羊角风(打一气体名称)

8气管炎(打一气体名称)

答案:1氦2氖3氩4氪5氙6氡7氧8氮

(第二节 )和谐学习

化学的学习过程,实际上就是观察、思维、应用的过程。学生在学习过程中思维往往会遇到一些思维障碍。排除这些思维障碍,建立全面和谐的思维结构,不断优化思维品质,强化思维的敏捷性、灵活性、创造性等,所有的思维和谐发展,才是学习化学的最高境界。

学生的困惑:感到化学知识繁杂,在关键的解题思路处卡壳,出现“思维盲点”。

透析学生学习化学的思维障碍:

开始学习化学的初中学生,思维水平虽然已基本达到形式运算阶段,具备了一定的逻辑思维能力,但由于他们还未进行系统的化学思维训练,其化学知识、经验还有很大的局限性,因而其逻辑思维能力和思维品质还比较差。具体表现为:

1.思维的组织性、条理性差。他们不善于有目的、有条理地进行思维,遇到问题往往靠直觉经验判断,凭想当然推理。

2.思维具有片面性。他们往往只考虑那些能直接从日常生活经验中所构建的事物的意义,而不能全面地分析问题,抓住事物的本质和解决问题的关键。

3.思维缺乏灵活性、变通性。他们思维具有惰性,习惯于生搬硬套公式,而不是努力弄懂意义,根据具体问题灵活选择方法,在运用化学知识解决问题时尤为突出。

4.思维缺乏逻辑性和严密性。

一、排除和利用“数学惯性”

不要将化学问题数字化,注重化学公式表达的化学含义。弄清化学公式的化学意义、公式的适用条件,弄清化学公式与数学公式的区别,用化学的思维方法去学化学。注意学科间的横向联系,适当利用一些数学、物理等学科的原理和技巧来解决一些化学问题(尤其是定量型)。利用数理严密的推理性,可提高解决问题的有效性和精密性。例如在讲到可逆反应中转化率问题时,可能有两幅“转化率-时间图”,其中何者更合理呢?根据数学知识,转化率随着时间的推移趋于无穷大,这显然不符事实。曲绘趋势表明,随着时间的推移,转化率趋于一个最大值(平衡时),符合实际情况。这里将数学概念与化学问题结合了起来,使得有关推理流畅而严密,能显著促进对上述曲线意义的精确掌握。

二、排除思维定势

所谓思维定势就是人脑多次受到某种外界信号刺激作用而形成的一种固定的思维方式。思维定势往往在分析处理实际问题时起一定的消极作用,而且同一方法使用次数越多,这种倾向就越强烈,当具体条件稍有改变时,往往跳不出过去的一套框框,使思维误入歧途。如初中知识中的氧化反应,是从得氧的角度定义的,这很容易影响高中从全新的角度分析氧化——还原反应。

三、排除隐含条件形成的思维障碍

学生运用化学知识解决实际问题时,常常是多条件的,有些条件题目明确给出,学生自然十分重视;而有些条件是隐含在字里行间或隐含在化学过程当中。所以要抓住题目中的关键字句,找出隐含条件。

四、内化知识结构思路,缔结合理知识网络

对比知识点之间的联系和区别。如强电解质和弱电解质,氧化剂与还原剂等,都可列表进行联系和对比。区别相似、相反概念间的异同点,使学生形成较清晰的局部概念体系。将知识系统化、整体化。结构化系统化的知识才是真正的知识。对知识概括归纳,构造知识块、知识链,形成网。如氯气的实验室制法,按反应原理——仪器药品——气体发生——气体检验——尾气处理的序列组织教学,并从每一个知识点沿不同角度、途径发散,从一个知识点联想到另一个知识点,并找到知识点间的内在联系,使知识点有机地联系为一个知识网。

五、诱导思维、激励思维、启发思维

程序设疑诱导思维。例如复习卤素单质与二氧化硫的性质时,设计如下程序:①在二氧化硫与溴水的反应中谁是氧化剂、谁是还原剂?为什么?②上述反应有何现象?③向亚硫酸钠溶液中加入溴水有无反应?④向氯水中通入二氧化硫气体有什么反应?写出化学方程式。⑤氯水和二氧化硫都有漂白作用,当二者混合后其漂白作用如何?通过以上问题的解析,使学生的认知由浅入深,促使学生思维向纵深发展。

六、善于联想

如看到CH3—CHOH—COOH的结构简式,要能想得出:分子中含有羟基能发生酯化反应、脱水反应、跟钠反应;含有羧基有酸性、能酯化、脱水;含有甲基及邻碳氢,可消去、卤化等。

七、灵活迁移

例如,NH3与NO2能否发生反应,从课本中找不到任何依据,但通过思维,便能迅速迁移到反应可以发生的依据:

2H2S+SO2=3S+2H2O

HCl+HClO=H2O+Cl2

即同一非金属元素的正价化合物与负价化合物间可在一定条件下发生归中反应,生成该元素的单质。由此可见,氢化亚铜与盐酸反应,能够放出一种气体,写出此反应的化学方程式应为:

CuH+HCl=H2↑+CuCl

CuH中的H为-1价,HCl中的H为+1,放出的气体为0价的H2。氢元素间得失电子数相等,故生成物中的铜仍为亚铜。

例如:“浓、稀硝酸的氧化性强弱比较”使学生涉及到了一个疑难知识点,我们可以借助于如下实验和推理来消除这个疑难:

浓HNO3迅速产生红棕色气体→电子转移快→浓HNO3易获电子

Cu→氧化性:HNO3(浓)?HNO3(稀)稀HNO3气体逸出速度较慢→电子转移慢→稀HNO3较难获电子

八、发散思维

发散性思维的实质是迁移,举一反三是高水平的“发散”。发散性思维是学好化学必备的基本素质之一。可以采用一题多解的方法来诱导学生思维发散。例如设计这样一题:一瓶硫酸,不知是浓是稀,如何把它鉴别出来?请尽可能多地提出方案。学生通过思考,会提出溶于水观察是否放热;与铜片反应;做滤纸的碳化反应;测密度;比较粘度;使胆矾脱水;稀硫酸与铁钉反应;中和滴定等等。通过解答这道题,使学生的思路拓宽了,思维的广阔性也得到了锻炼。例如,依据课本字面叙述,NO不能被NaOH溶液吸收,NO2不能被NaOH溶液完全吸收,但根据氧化还原反应有关原理,NO中+2价的N可与NO2中的+4价的N反应归中为+3价N:

NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O

反过来,NO2中+4价N也可发生自身氧化还原反应为+3价和+5价的N:

2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O

由此我们即可总结出一条创造性规律:在NO,NO2混合气体中,只要NO的物质的量不多于NO2的物质的量,混合气可被NaOH溶液完全吸收。

九、训练思维的有序性

例如在离子方程式的书写时,要注意书写时的有序性,做到以下“四步”,即首先要判断该反应是否为离子反应,以及如果为离子反应有无离子方里式可写;其次要根据反应物和生成物的溶解性、挥发性、电离程度等确定哪些物质可以拆写为离子和哪些离子实际不参与反应,应该锯去;三是使离子方程式完全配平,即质量和电荷均要守恒;四要检查反应条件、气体符号或沉淀符号是否迫漏,以及根据反应程度的大小,确定用“=”号还是“——”符号。

十、发展思维的深刻性

化学思维的深刻住,表现在对化学问题的深入思考以及理解和掌握化学知识的本质和规律的深度与广度上。例如在进行“化学平衡状态”的学习时,要深入分析化学平衡的定义,明确化学平衡状态定义中的“四要素”——“一定条件”、“可逆反应”、“正反应和逆反应的速度相等”和“反应混合物中各组成成分的百分含量不变”的重要涵义,总结出化学平衡的“逆、等、动、定、变”等五大特征,剖析出化学平衡中存在的三个关系——内因与外因的关系(外界条件改变、V正≠V逆,平衡破坏;外界条件一定时,V正=V逆,平衡建立)、动与静的关系(正反应和逆反应仍在不断进行,而各组分百分含量却保持不变)和现象与本质的关系(V正=V逆是化学平衡的本质特征,各组分的百分含量保持不变是现象)。

努力创建和谐学习,为自己持续发展奠定基础。和谐学习,是美丽的学习。

(第三节 )魅力四射的学习

建立一个充满生命活力的化学学习循环周期,使学习通向更富有成效、更丰富多彩的途径。把学习力、创新力作为自己发自内心的追求不懈的愿望和景象——学习其实也可以如此魅力四射。

一、使自己的学习与创新“接轨”

不要消极地“吸纳”,而应善于发现、勇于探索,以创新意识进行学习,以学习推动创新意识。从一些开放性问题、探索性问题中题目中,训练创新意识。

例1:自1974年以来,人们发现在饮用水中加氯会促使一系列的致癌物产生,因此,世界各国正在开发研究高效安全的二氧化氯杀菌消毒剂。请写出其化学式,并计算其相对分子质量。

解答:其化学式可由其命名来书写:ClO2

其相对分子质量为:35.5+16×2=67.5

例2:1997年,我国宣布首次合成Gd,其相对原子质量为135,质子数为64。求其中子数。

解答:设中子数为x

135=64+x

x=135-64=71

例3:美国著名《科学》杂志社每年评选一种在研究上取得突出进展的分子,称为“明星分子”。1992年,一个由一个氮原子和一个氧原子结合而成的分子被评为明星分子。它在控制人体血压、肠胃、大脑学习等生理活动中有特殊的生理功能。请写出其化学式及名称。

解答:NO一氧化氮

例4:面对湖水被严重污染,有人建议:①建立拦污坝,对入湖污水预先进行治理。②将长江水引入冲洗,使死水变活。③湖中种植荷藕、菱、水葫芦,利用植物净化,并回收其叶茎,经沼气池发酵产生沼气。从长远观点看,你会同意第一方案。

此题对提高自己的分析问题的能力,对关心环境问题,有相当大的作用。

例5:研究发现,我国许多居民喜欢吃的腌制食品,能产生二甲基亚硝胺(CH3)2NNO,是致癌物质。它有几种元素组成?每个分子中共有几个原子?

解答:有C、H、N、O四种元素组成,每个分子中共有11个原子。

二、在丰富多彩的课外活动中,提高学生的创新能力

课外活动,为创新教育开辟了广阔的创新教育的空间,也为学生提供了一种切实学习的机会。

例如,清洗热水瓶水垢、清除锈迹等,鉴定:采集大理石或水垢贝壳等,用稀HCl来鉴定。开展化学与生活、化学与环境的调查及论谈。制化学工艺品、大理石板刻字、铁皮镀铜花、制“宝石”、晴雨画、透明树叶书签。例如,某电镀厂排出的酸性污水中,含有有毒的铜离子,欲回收铜,并降低其酸性,可以加入什么物质呢?

三、利用化学试验,提升创新水平

H2还原CuO的实验操作要点可概括为:“实验开始先通氢,通氢之后再点灯;由黑变红就撤灯,试管冷却再停氢;先点后通要爆炸,先停后撤要氧化。”对于相近或相似的实验(如:C还原CuO、CO还原CuO、H2还原CuO)进行从药品状态、反应条件、实验装置、化学反应方程式等不同角度进行综合比较,找出相同点和不同点。并挑选有代表性、联系较紧密的习题进行巩固加深。这样既巩固了所学基础知识,又锻炼了学生思维的广阔性、灵活性,培养了创新意识。

开发试验过程的探索、设计实验、尝试创造性实验,都是培养学生创新能力的重要的关键的措施。如:工业“三废”的回收利用、装置的改造、实验过程的改善、设计新实验操作,是创新品质的培养、训练的较好的方式。

例1:新买的铝锅,烧水时水浸到的地方会变黑,说明水中含有()

A钾盐B钠盐C钙盐D铁

解答:从其反应以及一些物理性质上,可以判断应选D

例2:现有白纸,(A)10%NaOH溶液,(B)5%HCl溶液,(C)5%紫色石蕊试液,设计“雨”落叶出红花开的趣味实验:先在白纸上用玻璃棒蘸盐酸画上花,再蘸烧碱溶液画上叶,将白纸挂上墙,用石蕊试液向纸上喷洒即可,请你描绘现象,并说出其原理。

四、原有知识结构的激活,并进入问题的真实情境,在解决问题中加固化学知识结构

例如,如何用氧化铜制取氢氧化铜?可能出现的答案:

(1)CuO+H2SO4CuSO4+H2O

CuSO4+2NaOH Cu(OH)2↓+Na2SO4或 CuSO 4+Ba(OH)2 Cu(OH)2↓+BaSO4↓

(2)CuO+H2O Cu(OH)2

设问:第一条途径的第二步利用硫酸铜与氢氧化钡反应好吗? 第二途径可行吗?