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摘要:文章以人教版化学教科书中关于“化学反应速率和限度”知识内容为研究对象,从教科书内容呈现方式、编写特点以及课标要求来对这部分内容进行衔接分析,体现出知识系统性增强,学习思维转变、知识难度加深、学习活动要求多样等特点,并针对这些特点提出了提高衔接意识、更新教学方法、加强学法指导等教学建议。
关键词:初高中化学;反应速率;化学平衡;衔接性
随着新课程改革的推进,为了适应《义务教育化学课程标准(2011)》、《普通高中化学课程标准》的要求,初高中化学教科书无论是在内容还是在结构上都做出了相应的改变。初高中化学课程的课程性质、目标、内容、教学方式、评价方式都有很大不同,这就使得初高中教学衔接成为了教师和学者所关注的焦点问题。“化学反应速率和限度”贯穿于整个中学化学阶段,是联系生产生活实践的纽带,是中考、高考以及会考必考的内容,研究有关“化学反应速率和限度”内容的衔接具有重要的意义。基于此,本文对人教版九年级义务教育化学教科书、普通高中课程标准实验教科书化学2(必修)及选修4中有关于“化学反应速率和限度”的内容进行了衔接性分析研究。
一、“化学反应速率和限度”的呈现方式及课标要求
1.呈现方式
人教版初高中化学教科书针对“化学反应速率和限度”的内容,在不同册教科书中的不同章节里呈现,见表1,在每个章节中知识内容含量和呈现的方式都能体现不同教科书知识间的变化与衔接。
2.课标要求
国家课程标准是教材编写、教学、评估和考试命题的依据,要对中学化学教科书中“化学反应速率和限度”知识的衔接性进行研究,就要理解课程标准对这部分知识的要求与建议,见图1与图2。
从上图可以分析出,《义务教育化学课程标准》对此部分知识只是通过探究实验渗透化学反应有快慢之分的思想,并没有对其进行明确定义,注重与生活实际联系。
由上图可知,《普通高中化学课程标准》对化学反应速率和化学平衡有定性和定量的认识,要理解其含义、本质、规律,并且能够解释一定的化学现象,拓展了很多相关的新概念、新知识,更加重视与生活、生产、科学研究的联系与作用。
二、“化学反应速率和限度”的衔接性分析
1.衔接特点
根据上述对中学化学教科书“化学反应速率和限度”出现的位置、课标要求以及衔接方式的分析,总结出此部分知识在初高中化学中有着知识系统性增强、难度加深、注重综合能力培养等衔接特点。
(1)知识系统性增强,学习思维转变
针对化学反应速率这部分知识,在初中化学中是让学生通过观察金属与氧气、酸反应的实验现象,体会化学反应有快慢之分,是对知识的一种感性认识。在高中化学2中,第二章定性的学习了化学反应速率的定义、单位,通过实验探究影响化学反应速率的因素,初步引入了化学反应的核心知识。在选修4第二章中更加系统详尽地给化学反应速率下定义、明确其单位、计算公式以及简单应用,通过定量实验对化学反应速率进一步的理解,同时明确可逆反应的概念。在第二节中让学生学会从能量的角度通过实验探究反应速率的影响因素,并将其与分子间有效碰撞頻率的关系结合,解释改变反应速率的原因,重点体现这些核心知识。
对于化学反应限度的知识,在初中化学中通过探究防止铁制品锈蚀的方法,增强学生保护资源意识的同时向学生传达了化学反应限度可以改变的思想。而在高中化学2的第二章中以化学史实为例理解可逆反应,并通过速率和时间变化的二维坐标图形成化学平衡的概念,联系生产生活中人们希望促进有利反应,抑制有害反应,涉及到化学反应条件改变可以引起化学反应的变化,知识具有较强的逻辑性和顺序性。在选修4中,第二章扩展到从溶液饱和角度介绍可逆反应、化学平衡,并通过温度影响化学平衡的实验,初步建立“化学平衡移动”的思想,结合化学反应能量的知识,理解焓变、熵变与化学反应进行的方向的关系;通过各类计算更深层次的从定量的角度介绍化学平衡常数以及弱电解质的电离平衡、水的电离、盐类水解平衡、难溶电解质溶解平衡相应的平衡常数,这时所接触的化学反应限度的知识已经呈现出较强的系统性。
对于“化学反应速率和限度”的知识,学生在初中的学习过程中,以感性认识为主,注重思想渗透,学习方式主要是听教师讲解;而在高中阶段,学生要转换学习思维,以定性和定量方法去学习此部分知识,同时要开拓思维学会探究,能够进行一定的逻辑推理及相应的计算。
(2)知识具有一定重叠性,难度加深
学习是建立在已有的知识或者经验上进行的,教科书在安排学习内容时,要体现内容的前后联系,同时根据学生认知水平的能力相应加深新知识的难度。下面以探究化学反应速率的影响因素为例进行阐述,见表2。
在初中化学上册,通过探究二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气中的作用,学生了解二氧化锰作为催化剂能够影响反应快慢。在高中化学2中通过实验分别探究温度、催化剂对过氧化氢分解速率的影响,让学生结合一些生活和实验现象思考,得出固体的表面积、反应物的状态、溶液的浓度等都可以影响化学反应速率。在选修4中,绪言部分介绍了活化能、活化分子、有效碰撞等概念,第二章提出化学反应速率与分子问的有效碰撞频率有关,通过实验分别探究浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响,不仅从宏观上分析了影响因素,也从微观角度解释各个影响因素如何改变了分子间的有效碰撞频率。选修4中对化学反应速率影响因素的学习,与初中、化学2的知识有一定的重叠性,但是要求对知识的本质有更深理解,能够总结简单规律,从定性分析到定量、宏观与微观的转化,对学生认知水平和能力要求更高。
(3)学习活动多样,注重能力培养
教科书中不同栏目的设置,能够体现对内容的不同要求,栏目设置的多样化,对学生分析、逻辑、推理、探究等能力有不同的要求,见表3。 由表3可以看出,从初中化学到选修4栏目设置越来越丰富,既有利于学生对知识的理解和学习,也体现出了对学生学习要求的提高,同时注重对学生各方面综合能力的培养。下面以化学反应速率、化学平衡的相关计算内容为例进行具体分析,见表4。
初中化学针对此部分内容并没有涉及计算。化学2中给出化学反应速率的定义,学生可以根据定义推出公式,但课标中没有相应的计算要求,教科书的课后习题中也没有相关计算内容。在选修4中给出化学反应速率和化学平衡常数、转化率的定义及计算公式,能应用于简单计算,在相应的课后习题中都有体现,并通过实验探究、科学视野等栏目介绍电离常数、水的离子积常数、盐的水解常数、溶度积的定义和计算公式,知识的呈现上由易到难,所学公式也越来越复杂,对学生演绎推理、计算能力有一定的要求,但此部分内容设计衔接性不强,初高中知识跨度较大,选修中突然出现较多计算,学生可能无法较好地适应、学习。
可见教科书对学生活动要求提高,逐步培养学生的科学探究能力、动手操作能力、演绎推理思维能力,能够体现新课程理念,促进学生全面发展。
三、教学建议
通过上述对教科书中化学反应速率和限度的衔接性分析,为了使一线初高中化学教师能够重视初高中知识的衔接性,并且能够更好地进行衔接性教学,从教育观念、教法、学法等方面提出以下几点建议供化学教师参考。
首先,要转换教育观念,具有衔接意识。初高中教师要认清教学现状,知道初高中化学知识存在重复、断层和盲点,加强相互之间的交流,可以互相听课,也可以多进行一些教科书内容、教法的交流会,或者初高中学校举行一些衔接教学的培训活动。通过这些活动,高中教师可以熟悉初中对一些化学知识讲解的深广度,而初中教师可以根据高中教师的教学进度,适当调整教学为高中化学打下基础。要有意识地避免初高中的断层和衔接不当的问题出现。
其次,要更新教学方法,注重综合能力培养。很多初中化学教师由于化学是初入门学科的限制,知识没有很强的系统性以及中考压力的限制,不得不采用灌输式教学,为学生划重点,学生对很多知识点处于“知其然不知其所以然”的阶段,而到了高中之后知识的深广度明显增加,教师教学方法也有很大变化,大部分学生基础知识不扎实,对新知识又不能很快理解,这就要求教师要更新教学方法,仔细研究初中和高中课程标准的目标要求,比较其异同,全面了解初高中知识体系,找准初高中知识的断层、衔接点,为衔接教学做准备。在讲授新知识时,以学生实际情况为主,要有意识地引导学生联系旧知识,复习和区分旧知识。学会采用启发探究式、合作式教学,结合生活生产实际以及社会热点问题去创设学习情境,激发学生的学习兴趣,设置多样的学习活动,注重学生综合能力培养,促进学生全面发展。例如在学习高中化学2中化学反应速率的内容时,教师可以让学生回忆初中学习过的金属缓慢氧化的现象以及不同金属与酸反应的现象,来引导学生联系学过的知识,再结合课本思考与交流的图片与问题,给出化学反应速率的定义,引导学生结合生活现象,思考还有什么可以影响化学反应速率,学生给出自己的猜想与假设,并设计探究方案,教师给学生提供仪器与药品,让学生自己动手操作检验,最后教师根据学生实验情况进行补充总结,课后作业除了课后习题应多留一些思考題,学生可以通过上网查阅资料或者自己动手做家庭小实验。
最后,加强学法指导,培养良好学习习惯。改变死记硬背、机械模仿的学习方法,引导学生自主学习,学会课前预习,课上注重理解知识,传授抓重点记笔记的方法,课后学会自己总结,培养学生的“化学思维”,学会思考质疑、培养科学探究的思维和能力。学习方法的指导应贯穿于教学的各个环节,结合学生实际情况进行指导。例如实验课时指导学生观察现象,传授实验操作和实验设计方法,让学生自己设计实验并动手操作,并在实验后尝试自己总结分析;在学习难溶电解质的溶解平衡时,可以通过课前发导学案让学生预习并回顾之前所学的相关知识,课上可以将本节课重点知识的标题罗列到黑板上,让学生分组选取代表上讲台为大家讲解所预习到的知识,教师补充总结;也可以让学生通过画示意图的方式来讲解,课后可以让学生将本章节的知识用思维导图的方式进行总结巩固,同时让学生查阅资料并交流,让学生养成良好的学习习惯。
总而言之,人教版中学化学教科书中有关“化学反应速率和限度”的内容,充分体现了新课程理念,体系完整、设置合理、各教科书之间呈现出不同的衔接特点,教师应该充分利用这些特点选用恰当的教学策略进行教学。当然其中也存在一些衔接不足的现象,需要教师和学生共同做出努力,改善不足,使初高中化学教学进行得更顺畅。
关键词:初高中化学;反应速率;化学平衡;衔接性
随着新课程改革的推进,为了适应《义务教育化学课程标准(2011)》、《普通高中化学课程标准》的要求,初高中化学教科书无论是在内容还是在结构上都做出了相应的改变。初高中化学课程的课程性质、目标、内容、教学方式、评价方式都有很大不同,这就使得初高中教学衔接成为了教师和学者所关注的焦点问题。“化学反应速率和限度”贯穿于整个中学化学阶段,是联系生产生活实践的纽带,是中考、高考以及会考必考的内容,研究有关“化学反应速率和限度”内容的衔接具有重要的意义。基于此,本文对人教版九年级义务教育化学教科书、普通高中课程标准实验教科书化学2(必修)及选修4中有关于“化学反应速率和限度”的内容进行了衔接性分析研究。
一、“化学反应速率和限度”的呈现方式及课标要求
1.呈现方式
人教版初高中化学教科书针对“化学反应速率和限度”的内容,在不同册教科书中的不同章节里呈现,见表1,在每个章节中知识内容含量和呈现的方式都能体现不同教科书知识间的变化与衔接。
2.课标要求
国家课程标准是教材编写、教学、评估和考试命题的依据,要对中学化学教科书中“化学反应速率和限度”知识的衔接性进行研究,就要理解课程标准对这部分知识的要求与建议,见图1与图2。
从上图可以分析出,《义务教育化学课程标准》对此部分知识只是通过探究实验渗透化学反应有快慢之分的思想,并没有对其进行明确定义,注重与生活实际联系。
由上图可知,《普通高中化学课程标准》对化学反应速率和化学平衡有定性和定量的认识,要理解其含义、本质、规律,并且能够解释一定的化学现象,拓展了很多相关的新概念、新知识,更加重视与生活、生产、科学研究的联系与作用。
二、“化学反应速率和限度”的衔接性分析
1.衔接特点
根据上述对中学化学教科书“化学反应速率和限度”出现的位置、课标要求以及衔接方式的分析,总结出此部分知识在初高中化学中有着知识系统性增强、难度加深、注重综合能力培养等衔接特点。
(1)知识系统性增强,学习思维转变
针对化学反应速率这部分知识,在初中化学中是让学生通过观察金属与氧气、酸反应的实验现象,体会化学反应有快慢之分,是对知识的一种感性认识。在高中化学2中,第二章定性的学习了化学反应速率的定义、单位,通过实验探究影响化学反应速率的因素,初步引入了化学反应的核心知识。在选修4第二章中更加系统详尽地给化学反应速率下定义、明确其单位、计算公式以及简单应用,通过定量实验对化学反应速率进一步的理解,同时明确可逆反应的概念。在第二节中让学生学会从能量的角度通过实验探究反应速率的影响因素,并将其与分子间有效碰撞頻率的关系结合,解释改变反应速率的原因,重点体现这些核心知识。
对于化学反应限度的知识,在初中化学中通过探究防止铁制品锈蚀的方法,增强学生保护资源意识的同时向学生传达了化学反应限度可以改变的思想。而在高中化学2的第二章中以化学史实为例理解可逆反应,并通过速率和时间变化的二维坐标图形成化学平衡的概念,联系生产生活中人们希望促进有利反应,抑制有害反应,涉及到化学反应条件改变可以引起化学反应的变化,知识具有较强的逻辑性和顺序性。在选修4中,第二章扩展到从溶液饱和角度介绍可逆反应、化学平衡,并通过温度影响化学平衡的实验,初步建立“化学平衡移动”的思想,结合化学反应能量的知识,理解焓变、熵变与化学反应进行的方向的关系;通过各类计算更深层次的从定量的角度介绍化学平衡常数以及弱电解质的电离平衡、水的电离、盐类水解平衡、难溶电解质溶解平衡相应的平衡常数,这时所接触的化学反应限度的知识已经呈现出较强的系统性。
对于“化学反应速率和限度”的知识,学生在初中的学习过程中,以感性认识为主,注重思想渗透,学习方式主要是听教师讲解;而在高中阶段,学生要转换学习思维,以定性和定量方法去学习此部分知识,同时要开拓思维学会探究,能够进行一定的逻辑推理及相应的计算。
(2)知识具有一定重叠性,难度加深
学习是建立在已有的知识或者经验上进行的,教科书在安排学习内容时,要体现内容的前后联系,同时根据学生认知水平的能力相应加深新知识的难度。下面以探究化学反应速率的影响因素为例进行阐述,见表2。
在初中化学上册,通过探究二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气中的作用,学生了解二氧化锰作为催化剂能够影响反应快慢。在高中化学2中通过实验分别探究温度、催化剂对过氧化氢分解速率的影响,让学生结合一些生活和实验现象思考,得出固体的表面积、反应物的状态、溶液的浓度等都可以影响化学反应速率。在选修4中,绪言部分介绍了活化能、活化分子、有效碰撞等概念,第二章提出化学反应速率与分子问的有效碰撞频率有关,通过实验分别探究浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响,不仅从宏观上分析了影响因素,也从微观角度解释各个影响因素如何改变了分子间的有效碰撞频率。选修4中对化学反应速率影响因素的学习,与初中、化学2的知识有一定的重叠性,但是要求对知识的本质有更深理解,能够总结简单规律,从定性分析到定量、宏观与微观的转化,对学生认知水平和能力要求更高。
(3)学习活动多样,注重能力培养
教科书中不同栏目的设置,能够体现对内容的不同要求,栏目设置的多样化,对学生分析、逻辑、推理、探究等能力有不同的要求,见表3。 由表3可以看出,从初中化学到选修4栏目设置越来越丰富,既有利于学生对知识的理解和学习,也体现出了对学生学习要求的提高,同时注重对学生各方面综合能力的培养。下面以化学反应速率、化学平衡的相关计算内容为例进行具体分析,见表4。
初中化学针对此部分内容并没有涉及计算。化学2中给出化学反应速率的定义,学生可以根据定义推出公式,但课标中没有相应的计算要求,教科书的课后习题中也没有相关计算内容。在选修4中给出化学反应速率和化学平衡常数、转化率的定义及计算公式,能应用于简单计算,在相应的课后习题中都有体现,并通过实验探究、科学视野等栏目介绍电离常数、水的离子积常数、盐的水解常数、溶度积的定义和计算公式,知识的呈现上由易到难,所学公式也越来越复杂,对学生演绎推理、计算能力有一定的要求,但此部分内容设计衔接性不强,初高中知识跨度较大,选修中突然出现较多计算,学生可能无法较好地适应、学习。
可见教科书对学生活动要求提高,逐步培养学生的科学探究能力、动手操作能力、演绎推理思维能力,能够体现新课程理念,促进学生全面发展。
三、教学建议
通过上述对教科书中化学反应速率和限度的衔接性分析,为了使一线初高中化学教师能够重视初高中知识的衔接性,并且能够更好地进行衔接性教学,从教育观念、教法、学法等方面提出以下几点建议供化学教师参考。
首先,要转换教育观念,具有衔接意识。初高中教师要认清教学现状,知道初高中化学知识存在重复、断层和盲点,加强相互之间的交流,可以互相听课,也可以多进行一些教科书内容、教法的交流会,或者初高中学校举行一些衔接教学的培训活动。通过这些活动,高中教师可以熟悉初中对一些化学知识讲解的深广度,而初中教师可以根据高中教师的教学进度,适当调整教学为高中化学打下基础。要有意识地避免初高中的断层和衔接不当的问题出现。
其次,要更新教学方法,注重综合能力培养。很多初中化学教师由于化学是初入门学科的限制,知识没有很强的系统性以及中考压力的限制,不得不采用灌输式教学,为学生划重点,学生对很多知识点处于“知其然不知其所以然”的阶段,而到了高中之后知识的深广度明显增加,教师教学方法也有很大变化,大部分学生基础知识不扎实,对新知识又不能很快理解,这就要求教师要更新教学方法,仔细研究初中和高中课程标准的目标要求,比较其异同,全面了解初高中知识体系,找准初高中知识的断层、衔接点,为衔接教学做准备。在讲授新知识时,以学生实际情况为主,要有意识地引导学生联系旧知识,复习和区分旧知识。学会采用启发探究式、合作式教学,结合生活生产实际以及社会热点问题去创设学习情境,激发学生的学习兴趣,设置多样的学习活动,注重学生综合能力培养,促进学生全面发展。例如在学习高中化学2中化学反应速率的内容时,教师可以让学生回忆初中学习过的金属缓慢氧化的现象以及不同金属与酸反应的现象,来引导学生联系学过的知识,再结合课本思考与交流的图片与问题,给出化学反应速率的定义,引导学生结合生活现象,思考还有什么可以影响化学反应速率,学生给出自己的猜想与假设,并设计探究方案,教师给学生提供仪器与药品,让学生自己动手操作检验,最后教师根据学生实验情况进行补充总结,课后作业除了课后习题应多留一些思考題,学生可以通过上网查阅资料或者自己动手做家庭小实验。
最后,加强学法指导,培养良好学习习惯。改变死记硬背、机械模仿的学习方法,引导学生自主学习,学会课前预习,课上注重理解知识,传授抓重点记笔记的方法,课后学会自己总结,培养学生的“化学思维”,学会思考质疑、培养科学探究的思维和能力。学习方法的指导应贯穿于教学的各个环节,结合学生实际情况进行指导。例如实验课时指导学生观察现象,传授实验操作和实验设计方法,让学生自己设计实验并动手操作,并在实验后尝试自己总结分析;在学习难溶电解质的溶解平衡时,可以通过课前发导学案让学生预习并回顾之前所学的相关知识,课上可以将本节课重点知识的标题罗列到黑板上,让学生分组选取代表上讲台为大家讲解所预习到的知识,教师补充总结;也可以让学生通过画示意图的方式来讲解,课后可以让学生将本章节的知识用思维导图的方式进行总结巩固,同时让学生查阅资料并交流,让学生养成良好的学习习惯。
总而言之,人教版中学化学教科书中有关“化学反应速率和限度”的内容,充分体现了新课程理念,体系完整、设置合理、各教科书之间呈现出不同的衔接特点,教师应该充分利用这些特点选用恰当的教学策略进行教学。当然其中也存在一些衔接不足的现象,需要教师和学生共同做出努力,改善不足,使初高中化学教学进行得更顺畅。