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基于核心知识与关键能力的中考化学概念原理复习

2017-12-06沈伟艺

中小学教学研究 2017年11期
关键词:原子例题建模

沈伟艺

[摘 要]

化学概念与原理是解决化学问题的基础。在充分发掘教材等资源价值的基础上,开展多角度的有效合理复习,有助于学生掌握化学核心知识,提升解题关键能力。

[关键词]

回归课本;变换角度;思维建模

中考复习是重要的复习教学。近年来,中考试题表现出立足基础,突出能力和创新意识,以高起点、低落点、多角度的方式,考查核心知识与关键能力。加强化学基本概念与原理的复习,能加深认识物质的组成、结构、性质及其变化规律。因此,要充分发掘教材等资源的多重价值,开展多层面的有效合理复习,使学生在复习中掌握化学核心知识,在应用中建构认知,发展能力,提高素养。

一、研读说明,回归课本

(一)解读中考说明

准确解读中考说明是复习的前提。考試说明是中考重要的基础性文件,对考查的知识范围及能力层次都有明确要求。它是中考命题的依据,对命题者和备考者都有制约作用。因此,在进行中考复习备课时,需要认真学习中考说明的特点以及内容变化所体现的中考要求的变化,为今年的中考复习指明方向[1]。

(二)引导回归课本

王祖浩指出,教材是学生获取各种知识信息的源泉。注重引导学生回归课本,无疑是实现优质复习的高效方法。引导学生回归课本,找到知识的落脚点,不但再次熟悉相关知识,还能感悟到知识间的关系,实现知识的迁移应用。

重视教材插图等资源的合理挖掘、整合,设计相应的问题组,培养学生获取、加工、表达信息,重构概念与原理的相关知识,提高复习效率。比如,人教版教材在《分子和原子》中提供了一些分子(O2、H2、CO2、NH3)模型图。引导学生解读模型中显性和隐性信息:①从构成看:分子与物质的关系?分子与原子的关系?②从性质看:保持物质化学性质的最小粒子?③从分类看:如果一个容器中装有这4种分子,那么容器内的物质是纯净物还是混合物?什么情况下容器内的物质是纯净物、单质、化合物、氧化物?④从变化看:如果把氧分子变成二氧化碳分子,需要什么粒子参加反应?反应前后变、不变的各是什么?可见,通过对课本素材的挖掘,按照一定的线索,建立知识间的联系。

二、变换角度,重构知识

(一)利用一题复习法,实现知识关联化

所谓一题复习法,就是针对某考点复习目标,精心设计成一道试题组的形式,将有关知识、技能、方法融于其中[2]。通过解答问题,引发学生再现并巩固相关知识。一题复习法在复习化学基本概念和原理时,效果突出。

例题1据中国消防网报道,一辆载有电石(主要成分CaC2)的汽车在雨天行驶过程中,由于没能做好防水安全,导致车厢着火……已知:电石本身不能燃烧,但能与水剧烈反应并产生乙炔(C2H2)气体。

(1)从元素组成:乙炔分别由组成。

(2)从原子构成:一个乙炔分子由构成。

(3)从物质分类:乙炔属于(填“单质”或“化合物”)。

(4)从物质变化:CaC2+2H2O=X+C2H2↑,X的化学式为。

(5)从能量变化:电石与水反应属于反应(填“吸热”或“放热”)。

(6)从物质性质:乙炔具有性。

(7)从物质保存:保存电石的方法是。

(8)从物质计量:乙炔中碳、氢元素的质量比为。

本题通过设置真实的情景,从化学学科视角出发,多角度认识物质。利用一题复习法,要引导学生及时反思:本题复习了哪些知识、技能、方法?是否可以推广、引申、变式?使他们在反思中巩固、深化、提高,实现知识关联化。一题复习法,倡导的是实实在在的复习课堂,在给学生带来减负的同时,确实是提高复习质量的好办法。

(二)利用典型错例,深化概念理解

化学基本概念与理论是命题的重点,也是学生的易错点。因此,利用典型错例,盘点易错原因与对策。

例题2判断下列说法是否正确?

(1)分子、原子都是电中性的粒子,所以电中性的粒子一定是分子、原子。

(2)有机物中都含碳元素,所以含碳元素的化合物都是有机物。

(3)水和过氧化氢的组成上都含有相同元素,说明它们的化学性质应该相同。

(4)置换反应一定生成单质,所以生成单质的反应一定是置换反应。

(5)中和反应生成盐和水,所以生成盐和水的反应一定是中和反应。

(6)同温下分解氯酸钾,加催化剂的反应速率快,说明催化剂一定可以加快反应速率。

以上列举了一些有关物质的组成、结构、性质、变化等方面的常见错例。通过对比、归纳等方法深化概念理解,提高复习实效。学生订正错题后,还可以对错题实施管理,即进行典型错题的分类、收集、反思、分享,学会正确对待错题,找出自身不足,提高复习效率。教师也能针对学生错题,反思教学并做出调整,帮助解决问题。

(三)利用主题复习,实现知识系统化

“主题教学”的核心是“课程整合”。通过一个主题,把分散的化学知识聚集成一个新的单元,形成一股合力,促进学生思维方式的转变与发展。

(1)以化学史为线索构建主题

案例1 2016年厦门一中汤华森老师执教的优质课《再探分子和原子》荣获全国一等奖。本节课以化学史为线索,以概念的发展为路径,借助模型、实验、多媒体等多种教学资源,对分子和原子的相关知识重新梳理。通过讲故事的形式帮助学生建构观念,通过活动让学生经历、体验科学探究的过程。这是一种全面把握化学知识、培养学生问题意识和科学思维方法的复习方式。

(2)以物质性质变化为线索构建主题

案例2 让学生通过一个具体化学反应“2H2O2[MnO2]2H2O+O2↑”进行实验观察、思考,设计如下的教学线索:关于“质量守恒”→关于“能量变化”→关于“物质性质”→关于“反应类型”等展开复习,使知识点由点到线,由线到面,形成有关化学变化的知识系统化如图1所示。endprint

(四)利用概念图,促进知识结构化

概念图是一种能够促进概念间知识联系、加强概念间理解的有效教学工具。教师利用概念图进行化学复习教学设计,板书课堂教学内容,实现课堂师生互动,使学生逐级理清概念间的关系,建构知识框架,促进知识结构化。比如物质宏观组成、微观构成的概念如图2所示:

在化学概念复习时,针对复习内容,教师提供一张空缺的概念图,指导学生回忆所学知识,填写所缺内容,促进知识建构。教师还可以先给出元素、分子、原子、离子、化合价、物质、元素符号、混合物、纯净物、单质、化合物、氧化物等概念,要求学生从中选择适当概念进行有意义的连接,形成概念图。通过合作学习、展示、点评、修改、补充、完善,促使学生形成知识结构化,对知识的保持、提取的途径增多,促进知识的迁移应用。

三、思维建模,提升能力

当前,不少同学解决化学问题时,无法提取相关信息,找不到合理路径。思维建模是从特定的研究对象或问题中抽象出普遍的本质规律,用来指导解决实际问题的思维方法。利用思维建模,有助于培养学生构建出解决问题的“程序性知识”,提升解决实际问题的能力。下面,结合质量守恒定律简要阐述思维建模在化学解题中的应用。

(一)分析化学反应原子守恒的思维模型

例题3某纯净物X燃烧的化学方程式为:X+2O2[点燃]CO2+2H2O,则X的化学式是。

根据原子守恒,两边的原子种类和个数应该相等。因此,解题思维模型:定种类(利用生成物共有3种原子,X中肯定含有C、H)→定个数(各种原子个数都要相等)→定化学式(CH4)。

(二)分析化学反应微观过程的思维模型

例题4图3是某反应的微观示意图,以下说法错误的是( )

A.反应生成的Z,W两物质的粒子个数之比为2∶3

B.该反应不属于置换反应

C.W物质中碳元素的质量分数为75%

D.化学反应前后原子的种类和数目保持不变

本题通过化学反应模型图,考查了从微观角度对物质变化的认识。解题思维模型:利用符号的架接、表征,定各物质的化学式(按书写规则,C、NH3、N2、CH4)→写出化学方程式(按书写步骤)→逐一分析、排除选项,得出结论。

(三)分析化学反应质量守恒的思维模型

例题5甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下,在密闭容器中发生化学反应,反应前后各物质的质量变化关系如图4所示。下列说法中正确的是( )

A.该反应为化合反应

B.丙可能是该反应的催化剂

C.参加反应的甲、丁质量比为2∶1

D.乙的相对分子质量是甲的3倍

发生化学反应时,反应物的质量减少,生成物质量增加。因此,解题思维模型:定反应物、生成物→写出反应表达式(类似化学方程式,乙=甲+丁)→定变化量(增加或减少,标在相应物质下面)→分析选项,得出结论。

(四)分析化学反应元素守恒的思维模型

例题6某物质A在一定条件下,在密闭容器中发生反应,反应前后各物质的质量如图5所示。请推断:X=g;A的组成元素是,其质量比为。 (下转第58页)

(上接第55页)

应用例题5的思维模型:定反应物(A+O2)、生成物(CO2+H2O)→写出反应表达式→定变化量→分析得出结论(X=44g);然后根据元素守恒,参加反应前后元素种类和质量都不变。因此,解题思维模型:定元素种类(由于生成CO2、H2O,A中一定含C、H,可能还含有O)→定元素质量(44 g CO2含C 12 g,27 g H2O含H 3 g)→分析(23 g A中除含C 12 g、H 3 g外,还含有8 g O,C、H、O质量比为12∶3∶8)。

思维建模应用于复习,可以帮助学生学会并使用解决复杂问题的程序性知识,让学生解决问题时有一个“抓手”、一个清晰的路径和一个优化的思维,从而实现提升能力[3]。近年来,思维建模在化学教学中引起重视。比如有关物质的组成、性质和分类等相关概念的学习,可运用比较与分类的思维方法进行建模;学习物质变化的相关概念和理论时,可通过比较、分析、归纳、综合,建立起有关物质变化的图示模型。可以说,整个化学学习的过程是思维不断建模的过程。化学思维建模最终要帮助学生形成化学观念、思想和方法。

总之,针对中考化学基本概念与原理的科学复习,应该具有针对性(课标、考纲、学情)、系统性(核心知识的结构化、综合化)、发展性(思维能力),注重知识的整理和落实、习题的选择和处理、学生问题的发现和总结,讲究实效,促进学生学科核心素养的提升。

[参 考 文 献]

[1]胡久华,王磊.初中化学教学策略[M].北京:北京师范大学出版社,2014(4).

[2]俞水泉.高三化学复习课的习题化尝试[J].中学化学教学参考,2010(10).

[3]朱圣辉.思维建模在解决电化学問题中的应用[J].化学教学,2016(5).

(责任编辑:张华伟)endprint

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