系统思维在高中化学教学中的体现

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  不少学生抱怨高中化学课程越来越难,学习的障碍越来越大,尤其是那些抽象的化学反应和相应的化学计算问题.这样的抱怨和实际教学中的各种问题都十分普遍,作为化学教师,要在了解这些基本情况后,积极探寻有效的解决对策.其实仔细分析后就不难发现,学生课程学习上的各种障碍都反映出学生化学思维模式的问题.学生如果能够掌握一些基本的问题分析与探讨的方法技巧,掌握一些非常实用的思维方式,很多问题都会变得轻松直观,解决起来也十分顺畅.在众多有效的思维模式中,系统思维是一个很值得分析的典范.尤其是进入高中阶段后,随着知识的不断增多,知识间关联和比照体现的越来越明显,系统思维的使用会让很多问题更快地被理清,无论是物质性质的分析上还是实验操作模式的选择,采取系统思维都能够更快地找到问题解决的对策.本文从系统思维出发,探讨其在化学课程中的一些典型体现,并且探讨让学生逐渐理解掌握这种有效思维方式的教学路径.
  一、“合成氨条件选择”的系统思维教学
  “合成氨”是高中化学中一个非常重要的实验课题,透过这个实验学生需要掌握一些非常重要的物质的性质,在实际教学中如何让学生全面深入地掌握这个实验的条件、材料、过程等是教学中的一个重点.不少学生在刚刚学习这个实验时会觉得一头雾水,尤其是实验条件变化后带来的各种变化,学生觉得特别复杂,越学越不清楚.这其实就是学生系统性思维不足的一种表现,教师可以首先从思维方式的教学出发,让学生从更高的层面来分析看待整个实验过程,以一种更为直观的方式理解实验中的各种变化.从这个实验教学可以看出,系统思维的使用会让学生理解看待问题有更宽泛的视野,能够引导学生将各个条件和相关因素都考虑在内,系统地分析具体问题,这其实是需要学生重点掌握的一种学科能力.
  教师可以从系统的层面出发给学生分析整个实验过程,以及实验中的一些重点问题.首先,为提高原料的转化率,应低温、高压和适时分离出氨气,为加快反应速率,应采取高温、高压和使用催化剂的方法.可见,对速率和转化率来说,温度是矛盾因素,压强是一致因素.在这种情况下,必须从整体出发系统地思考问题,不仅要考虑反应速率和转化率的高低,还要考虑实际操作的可能性.这个实验的操作中没有所谓的最佳方式,因为温度是一个矛盾因素,温度的变高或者变低都会影响实验速率的转变.这时就需要从多角度来系统地考虑实验的最优方案,将反应速率、转化率和操作可行性等进行共同分析,这不仅是系统思维的一种直观体现,也是处理这个问题时一种相对合适的思考方式.
  二、“氧化还原反应”的系统思维教学
  氧化还原反应是高中化学中的一个难点,反应中电子的得失和涉及的各种计算问题都让学生非常头疼.教师如果细心研究后就能发现,这类问题同样可以以系统思维的方式展开研究.并且以系统性思维来分析反应过程,学生不仅思路上会更加清晰,很多问题也会变得更加明了,能够帮助他们更快地掌握相应知识.教师可以首先从系统思维出发让学生对于氧化还原反应的实质有所认识,保障学生掌握反应的基本原理,理清化学方程式的书写和解读的有效方法技巧.夯实理论根基后学生思考的过程会更有效,解题的效率自然也会更高.
  比如,教师可以引导学生从系统的角度研究氧化还原反应,它只不过是在氧化劑和还原剂之间玩起了传递电子的游戏.在一个系统中,如果多人扔电子,得看谁扔的快;如果多人抢电子,得看谁抢的快;如果扔和抢在不同的位置,电子通过导线在中间传递,那就构成了原电池,可以对外做功,等等.以这种方式进行反应过程的类比后,化学反应不仅更加简单有趣,学生思考过程的路径和方向也会更为清晰.教师无论是在难点知识的教学还是典型问题的解答,都要引导学生具备系统思维的能力,要让学生站在更高的层面综合看待问题,这样才会让学生解决各种问题的实效性更高.
  三、“碱金属单质及化合物”复习课的系统思
  维教学
  在课程复习上系统性思维同样很重要,尤其是章节内容的复习回顾,学生只有以系统性思维作为统领,才能更快地建立自己的知识架构与知识体系,才可能让自己更全面地掌握各部分知识内容.碱金属单质及化合物的复习课的实施中,教师就可以以这种方式展开,引导学生自己建立知识体系,透过系统思维来打造知识框架,完善各个架构中的知识内容.值得注意的是,这部分知识有一个特点,碱金属是一个系列,不同碱金属其实在性质和化学反应过程上都有很明显的相似性.教师可以引导学生建立一个典型范例,然后将其他碱金属与其类比,以这种比照分析的方法形成系统化思维,这会让复习过程效率更高.
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