巧借平行学科资源,打造有效化学课堂,本文主要内容关键词为:学科论文,课堂论文,化学论文,资源论文,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。
课堂上,假如你告诉学生“人类历史上是大物理学家法拉第首先发现了二氧化硫的漂白性;是近代化学之父道尔顿第一个发现了色盲病”,那么,笔者想,一定会有许多学生大跌眼镜,感觉或新奇或不可思议。其实,在我们人类科技史上有很多科学大家不仅有自己的研究专长,同时还在其他学科领域也有所建树,可谓“博古通今,上知天文下知地理”。这话虽有夸张,但也给我们这样的启示:丰富的百科综合知识往往能激活人的神经元,使之触类旁通,左右逢源,成为创新思维的不竭源泉,真正生发出自主学习的内驱力。
建构主义学习理论也认为,在合适的教学情境中,学生完全可以从原有的知识结构中提取最有效的旧知识来吸纳新知识,进行同化,新旧知识在学生的大脑中发生积极的相互作用和联系,导致原有知识结构的不断分化和重新组合,从而获得新知。
联系我们的化学教学实践,如果教师善于变革传统的教学方式,能引导学生恰如其分地开发利用好平行学科这一教学资源,做到“为我所用”,相信一定能打造出新型有效的化学课堂。下面是笔者的一些做法。
一、吸纳经典文化,打造魅力化学课堂
翻阅近年中高考化学试题可以发现,有的题以成语、诗词歌赋为载体考查化学知识,让人感觉清新,趣味盎然。众所周知,古诗词、成语和修辞都是中华民族灿烂文化中的瑰宝,其中蕴涵着丰富的科学原理。笔者在教学中精心地将经典文化纳入化学课堂,此举不仅活跃了课堂气氛,也真正践行了有意义学习。
比如,在学习元素周期表知识点时,笔者就提出一个问题:元素周期表中第101号元素叫“钔”,你们对此元素名称有何联想?经过短暂的思考,一位学生就很有成就感地、发现式地抢答:“按照我们中国汉字的造字法,这是一个形声字,左偏旁表示它是一种金属元素,右半边是为了纪念门捷列夫的贡献而用他的汉语姓名的第一个字。”学生精辟的分析判断让笔者感到十分钦佩,也博得了全班的掌声。的确,元素名称虽小,却集丰厚的汉语言文化和人文精神于一体。诸如此类的问题在教材中还有很多,只要我们用心挖掘,使用得当,完全可以生成化学课堂上一个又一个亮点。
成语,构造精巧,言简意赅,是人们生活中喜闻乐见的一种语言形式。很多成语包含丰富的化学知识,了解成语中的化学知识,可增加学习的趣味性,拓宽知识面。下面举几个例子:“百炼成钢”,即将烧红的生铁反复在空气中不断锤打,转化为坚硬的钢,其实就是对生铁的不断除杂致纯的过程。“青出于蓝”,“取蓝”是世界上最早的印染化工,“取蓝”的原材料——蓝草是一种木兰属一年生草本植物,叶子在酶的作用下水解为无色的吲哚酚,染在纺织物上,经日晒氧化成了青蓝色的靛蓝化合物。“信口雌黄”,雌黄,即三硫化二砷,颜色金黄鲜艳,是一种很早就被发现的重要的含砷化合物,是古代进行书写及绘画的一种原料。课堂上适时地引进相关成语,学生都唏嘘不已,顿觉眼界大开。另外,笔者还经常巧妙地借用成语的本意或引申义来描述化学知识,也收到了意外的效果。比如,在总结反应难易程度时,我用“相见恨晚”和“同归于尽”来形容、Na和
等反应;我用“引狼入室”来类比除杂质过程中,除去了旧杂质却引进了新杂质,而导致成分更加混乱、除杂更有难度。这样,学生在笑声中深刻地体会了反应的自发性以及元素与化合物的知识,也体验了情趣。
修辞手法最具神采。在讲述盐的水解时,关于水解后产生的
来自何种物质,这时笔者引用一句歌词“你从哪里来,我的朋友?”拟人化的语句顿时让学生的情绪高涨。在学习硫的知识时,笔者曾引用《周易参同契》里的一段文字“河上姹女(水银),灵而最神,得火则飞,不见尘埃;……欲将制之,黄牙(硫黄)为根。”古人把水银比喻成姹女,所发生的反应就是Hg+S==HgS。古代化学史的辉煌渊源和劳动人民的聪明智慧又一次让同学们感到震撼。
“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲;粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间。”
这首《石灰吟》是明朝民族英雄于谦在幼年所作的一首诗。通过借鉴钙元素的三种化合物转化,托物言志,来比喻自己的意志和情操。该诗所涉及的反应有:
学生在完成方程式的同时也深深地感受到了诗人远大的抱负和崇高的品格。化学原理与人格魅力相得益彰,迸发出意想不到的教学效果。
当然,诗词歌赋植入化学课堂,能否达到“润物细无声”之境界,值得思考。要明白化学课堂毕竟是化学的天下,绝不能附庸风雅,搞得花里胡哨或喧宾夺主。我们必须根据学生的认知水平、教学目标等设定具体的教学情境,发挥其先行组织者的作用,进而激发学生的学习热情和探究欲望,提升学生的化学素养。
二、延伸学科触须,突破重点难点知识
在化学学科体系中有很多知识点与平行学科的知识点可谓“神似”或相通。俗话说:“它山之石,可以攻玉。”如果教学中,教师能引导学生发挥好自己的强项来补自己的短板,使之互为促进、互为补充,必将产生合力效应,轻松化解学科难点,迎来“共赢”局面。
比如,学习勒夏特列原理时,学生总认为该原理很纠结。根据以往教学经验,笔者知道,这是初学者必经的困境,如何有效破解这个教学难点呢?备课时,笔者设计了“归纳式”的化学原理学习过程,即“感知→归纳→验证→联系整合→运用”等五阶段。在推进到“联系整合”这一环节时,一个合作学习小组的精彩之笔让笔者毅然决然地放弃了课前的精心“预设”,随即把该小组的创意推广到了全班。他们类比引用了物理学上的楞次定律,因为楞次定律是学生的已有知识。该定律内容是:“感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。”其中,关键词是“阻碍”而不是“阻止”,而勒夏特列原理中的“减弱”也不能换成“抵消”。两相对比,突显二者惊人的相似之处。也许是受到了积极感染,其他小组也引发了“头脑风暴”,在学习勒夏特列原理的外延即适用范围时,有的小组就大胆拓展延伸,说该原理不仅适用于化学中所有平衡如化学平衡、电离平衡、水解平衡、溶解平衡等,也同样适用于生物学上的生态平衡以及心理学上的心理平衡。这样,新的知识跟已有经验有机地结合,也就逐步建构了完整的理论体系和符号体系。同学们的创新之处也真实地启发了我,这不正是教学相长吗?对此,笔者大加赞赏!
再比如,关于盖斯定律的教学。盖斯定律表明反应热效应取决于体系变化的始终态而与过程无关。因此,热化学方程式之间可以进行代数变换等数学处理。但学生始终在理解和运用上欠火候。于是,笔者就充分借用学生已知的数学上所讲的向量的加法和减法运算方法,展开对比讨论。如下表:
通过对比,学生就很快找到了二者的“媒介点”,于是把化学、数学知识融为一体,真正是纵挂横联,形成了完整的综合知识网络。
学生的智能发展是一个源于“经验化”的、生成性的、自主建构的动态过程。我们的教学设计必须要基于信任学生,培养学生的自我效能感。但是,如果脱离学生的认知实际,就势必会“好心办坏事”,致使注意力分散,从而在解决问题时产生思维障碍,影响学生解题能力的形成。
三、利用工具学科知识,破解学科难题
普通高校招生《考试大纲》在“能力要求”中有如下表述:“将化学问题抽象成为数学问题,利用数学工具,通过计算和推理(结合化学知识)解决化学问题。”数学进入某一学科就意味着这门学科从定性发展到定量阶段,意味着这门学科的成熟。化学学科就是这样的,数学已成为现代化学中不可缺少的主要工具。将化学问题抽象成数学问题,是思维的一种飞跃,因而这也是一种高层次的思维能力。数学知识作为工具在化学解题中的应用比比皆是。比如,函数思想、化归思想、数形结合思想、极限思想、假设思想、平均值思想等等。下面举一关于几何思想在化学中的应用范例。
【实例】(2000年上海高考题改编)自然界存在的某天然碱的化学组成是。现取不同质量的天然碱样品,溶于水后,分别逐滴加入相同浓度的盐酸溶液30mL,产生二氧化碳的体积(标准状况)如图1所示。若在上述某次实验中,收集到336mL(标准状况)气体,那么该次实验中称取天然碱样品的质量可能是______。
分析:此题若用常规解法,则需先计算盐酸的物质的量浓度,但此过程较为复杂。若能用图像分析法,结合平面几何中的相似形知识,就可快速解决。
在逐滴加盐酸的情况下,可能发生如下反应:
由此可见,数学对科学探究十分重要,数学工具和数学模型可以指导和改进问题的提出、数据的收集、组织和表达数据、形成有说服力的解释。所以能将数学知识合理而熟练地应用于解题实践中是中学生必备的基本素质。
四、渗透哲学理念,感悟学科本真之美
如果化学教师在课堂上谈哲学问题,那么一定会招来“故弄玄虚”之嫌。其实,化学是一门充满辩证法的自然科学,认识和分析化学现象,需要唯物的辩证思维,所以具备科学的哲学思想和观点,是促进化学学习的有力和有效的武器,并且培养学生的唯物辩证思维,也是还原学科的本来面目。
例如,战国时期,在《庄子·天下篇》中曾有如下命题:“一尺之棰,日取其半,万世不竭。”提出了物质无限可分的思想,意味着物质结构具有连续性,至今仍是哲学家和科学家积极探索的重大课题。
另外,熵变(ΔS)与和谐社会的关系、氧化还原反应中的对立统一律、化学变化中的守恒思想和有序思想、元素周期律和周期表所折射出的质量互变规律以及形式与内容统一律等等,无不渗透着辩证理念和哲学之美。
当然,哲学对化学学习的促进,仅在几个知识点上进行枯燥无味的说教是远远不够的。这就要求我们要拥有正确的教育观。教师在平时教学中,需要把这方面的培养渗透到各个环节之中,按照学生身心发展规律和年龄特征进行教学,注意现实性、可行性、适应性和实用性,关注学生的情感和体验。绝不能脱离教学实际,脱离学生实际。
总之,构成人才素质的因素是由语文、数学、物理、化学等诸多学科共同承担的任务,它们应该是一个整体,中学各学科的分立只是培养人才过程中的一种手段,最终目的是全面发展。说到底,充分利用好平行学科知识,其实就是课堂的创新。而创新教育正是教育发展的一种必然要求。我们要善于动脑筋、善于变革,创造充满创新活力的教学,为学生的终身发展奠定基础。同时,创新教育的实施也让我们教育工作者的劳动闪烁着创造的光辉,将更加激励我们在教学过程中不断探索和努力实践。