促进学生认识能力发展的“化学反应原理绪言”教学研究，本文主要内容关键词为：绪言论文,化学反应论文,教学研究论文,促进学生论文,原理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、化学反应原理绪言课的功能定位 《化学反应原理》模块内容是高中化学学习的重要内容[1-2]，教师对于该模块的教学极为重视，但是对“化学反应原理绪言”课则较为忽视，大部分教师将绪言课的功能仅仅定位于激发学生学习化学反应原理的兴趣，以及有侧重地概览本模块将要学习的主要内容[3]。 化学反应原理绪言课的功能定位远不止于此。化学反应原理作为原理性内容，承载着促进学生科学素养发展的功能，其实质是促进学生认识素养的发展，其内涵是发展学生对化学反应的认识角度和深度，从而形成分析化学反应的认识思路[4]。因此，化学反应原理绪言课更重要的功能应该是在学生开始学习该模块内容的初始，帮助学生初步建立分析化学反应的基本角度，建立角度间的联系及初步发展认识深度。 基于对化学反应原理绪言课的功能定位的再认识，我们进行了以促进学生化学反应认识能力发展为核心的化学反应原理绪言课的教学研究，进行了精细化的教学设计，并在教学实践中探讨了相关问题。 二、对学生化学反应认识能力现有水平的分析 基于发展学生化学反应认识能力的绪言课的功能定位，需要我们了解学生已有的认识化学反应的角度及深度，因此对学生进行了以下问卷调查[5]。 1.调查内容
（3）将NaCl晶体加入蒸馏水中，溶液中有什么？在这个过程中，NaCl有什么行为？在醋酸中加入蒸馏水，溶液中有什么？在这个过程中，醋酸又有什么行为？试着用一种方式表示出自己的观点（如文字叙述、符号表示、画图等）。 2.调查结果分析 （1）多数学生能说出较多与此反应相关的化学知识，但涉及的认识角度并不多，有的只有一两个角度，只是把能想到的相关知识简单地罗列出来，并没有关注到角度所属层次和各角度之间的内在联系。由此可以看出学生已经具备基本的化学知识，但并没有从多角度认识化学反应的意识，知识基本上是无序且零散的，没有形成对化学反应的认识能力。 （2）学生对化学反应原理的核心内容的认识情况，即研究一个化学反应的一般思路和方法没有形成。对要研究的化学反应，学生能关注到反应限度、反应速率的认识角度，但是对限度和速率的认识都很浅显，都没有定量的意识，一般认为两者都是一致的、没有矛盾性，即对于工业生产的某个反应，认为速率最大、限度最大。对于陌生的化学反应没有基本的认识思路。 （3）对水溶液中的反应，85%的学生知道电解质在水中的存在形式，知道强、弱电解质，只有20%的学生关注到了水溶液中溶剂水的电离，由此可以看出学生对复杂水溶液体系没有认识思路。 三、教学设计 1.教学设计流程 基于以上关于促进化学反应认识发展的相关分析，进行教学设计，其主要环节如下页表1所示。
本课设计以学生对化学反应的原有认识为起点，通过创设真实的问题情景——分析氨的来龙去脉，重走科学家当年的研究之路，让学生自主参与其中，建立和完善对化学反应的认识模型，并运用该模型，从而促进学生对化学反应认识能力的发展。在教学过程中不断地对学生认识水平进行及时评价，以促进学生反思并提高自我认识。 2.核心环节设计 在本课的教学流程中，环节3是教学的核心环节，是让学生从化学反应的方向、限度和速率等角度认识化学反应，并初步形成研究一个化学反应的一般思路。此环节通过创设合理情景和有梯度的问题链予以突破。以下是环节3的具体流程。 资料1：自1784年发现氨以后，人们一直研究如何用化学方法由氮气和氢气合成氨，但由于长期未获成功，科学家开始怀疑氢气、氮气合成氨这个反应是否能发生。补充资料：1900年勒夏特列从理论上计算出高压下可以合成氨。 问题1：如果你是当时的科学家，接下来你该如何研究呢？ 设计意图：感受反应方向的重要性，拓展反应方向的认识角度。 资料2：1908年哈伯在600℃、2.02×
Pa下合成了氨，产率为2%。 问题2：如果你是当时的科学家，接下来你该如何研究呢？ 设计意图：关注反应的限度，选择反应条件。 资料3：反应条件与产率对比资料（见表2）。
补充：化工生产专家选择的反应条件。 问题3：如果你是化工专家，将如何选择反应条件呢？ 设计意图：关注反应的速率，选择反应条件。 资料4：展示科学家研究工业合成氨的漫长历程。 问题4：为什么科学家研究工业合成氨要经历150多年的历程，而我们在短短的一节课内就可以得到解决呢？ 设计意图：化学反应原理的重要作用。 资料5：结合以上所有资料（资料1～4）。 问题5：试着归纳研究一个化学反应的一般思路或方法。 设计意图：让学生认识到如图1所示的研究一个化学反应的一般思路。
此环节的素材选取了学生非常熟悉的合成氨的反应，让学生以科学家的身份来研究工业合成氨。在真实的情景中，通过一步一步解决实际问题，学生能切身体会到当年科学家的艰难历程，也能切实感受到化学反应原理的重要指导作用，通过回顾此过程就能自主总结出研究一个化学反应的一般思路。 四、问题讨论 1.关于素材选择 在进行教学设计的初始阶段，可选择的素材非常丰富，有大气污染、新能源汽车等大量贴近生活和涉及STS的素材，但是试讲后发现，学生的学习兴趣被大量的素材所吸引，对于教学重点——研究反应的一般思路和方法的印象却不深刻；另外，大量的素材造成内容上的割裂，学生对于研究一个反应的一般思路和方法没有整体性的认识，效果并不理想。 经过对素材作用的再认识，最终选取了“氨的来龙与去脉”作为主题线索展开教学，针对工业合成氨的反应进行多层次、多角度的研究，使学生对于绪言课的主题——研究反应的一般思路和方法有了比较透彻的认识，教学效果较好。因此，我们认为在绪言课的教学中，教师应选取更加精准的素材，忌多忌杂。 2.关于化学史教学的价值 （1）对学生学习的价值 在教学设计的核心环节（环节3：重走合成氨之路）中，教师多次呈现化学史内容：从1784年发现氨以后，科学家开始走上漫漫的氮气、氢气合成氨之路；1900年勒夏特列从理论上计算出高压下可以合成氨；1908年哈伯在600℃、200个大气压下合成了氨，但产率只有2%；化工生产专家选择的反应条件等。 将科学家研究合成氨的历程细致呈现的目的并不仅仅在于从情感态度价值观方面培养学生严谨的科学态度，让学生热爱科学，更重要的是科学家的合成氨之路正是人类对化学反应的认识角度逐步完善、认识深度逐步加深、认识能力结构化的过程，学生重走合成氨之路的过程正是学生自身认识反应的角度从无到有、从零散到有序的过程。这段化学史内容的呈现恰恰是达到本课功能定位的最为重要的手段，以氨的制备这一化学史内容为载体帮助学生建立了看待一个化学反应应有的认识角度及深度，具有特殊的意义。 （2）对教师教学的价值 在对这部分化学史内容梳理的过程中，教师也能暂时脱离知识本身的束缚，深入到人类研究的历史洪流中，改换角度思考为什么教材要设计这样的课程，这部分内容经历了怎样的研究历程，对人类进步做出了怎样的贡献，科学家是如何抽丝剥茧最终形成现在的认识的。这样的过程对于教师本身也是极具意义的，能够将教学与人类科学进步建立联系，从科学家研究的角度看待教学，这样的教学无疑是更具创新性和发展性的。 3.关于模型建构 （1）模型的功能 本节绪言课立足于整个化学反应原理模块的全部内容，帮助学生梳理认识化学反应的角度及深度。学生高中阶段对于化学反应应该有哪些方面的认识？每一个方面又该从哪些角度进行认识？认识的深度又该如何？这是绪言课教学需要帮助学生初步明确的，如何使之明确化、系统化？模型建构是一个十分有效的方式。本节课帮助学生建构起了如图2所示的认识化学反应的初级模型[6]。模型能帮助学生明确对化学反应的认识角度、发展认识深度、将认识思路外显，使化学反应认识能力工具化，具有分析、解释功能，能解决实际问题。
（2）模型的呈现方式要符合学生的认识发展 在一节课中呈现出这样一个复杂的认识化学反应的模型，如何使学生自发感受到模型的必要性，如何使模型与学生的已有认识整合并内化，是在模型呈现时教师需要特别关注的。教师为了出模型而出模型，很容易使模型成为学生死记硬背的具体性知识，没有学生自发的内化过程，模型则毫无功能价值可言。因此，教师在呈现模型时需要结合学生已有的认识，以此为基础填补缺失，实现结构化、立体化。 本节课教学设计前对学生的问卷调查以及教学环节1就是探查学生的已有认识，随后的教学以此为基础展开，每个素材的呈现都能够帮助学生弥补缺失，在一个个冲突的解决中，学生自主发现自己角度的不足并予以弥补，形成自己的认识。最终呈现的模型是教师高度概括化、精致化的模型，是对每个学生在自己头脑中建构的模型的补充和完善，这样非常有利于学生的内化和应用，实现建构模型的初衷。 （3）学生对模型的内化需要教学系统跟进 学生对于化学反应认识能力的发展，并不是在一节课提出一个认识模型就可以达到理想的水平。本节课只是拉开了一个促进学生认识发展教学的序曲，这势必是一项长期的任务，也是一个连续的、不断跟进的教学任务。在本册化学反应原理的教学中，需要把化学反应认识模型进一步深化，在多角度间建立联系，体现认识的层次化和解决问题的可操作化。
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“化学反应原理概论”教学促进学生认知能力培养的研究_化学反应论文
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