化学原理学习模式的构建_化学论文

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化学原理是指运用化学概念作出的基本判断和推理,化学的基本定律、基本规律和基本观点都属于化学原理,也称为化学基本理论。它们反映了自然界中的现象、过程以及在一定条件下必然发生、发展和变化的规律,反映了物质运动变化的各因素之间的本质联系,揭示了事物本质属性之间的内在联系。中学化学基本原理可分为微观结构和宏观规律两方面(见图1),它们是相互联系的。

图1 中学化学的基本原理

由图1可知,化学基本原理和元素化合物知识构成了中学化学教学的主要内容,它们之间紧密联系、协同促进学生的认知发展。在教学中,基本原理起着贯通元素化合物知识、激活思路、理解本质的主导作用。基本原理的学习会加深对元素化合物知识的理解,使其系统化、网络化,促进知识的联想、迁移和应用。

一、原理学习的思维方法

化学原理的学习虽然不像化学史上建立化学基本原理那样曲折漫长,但也是极其复杂的。学生需要具有一定的知识基础,并对感性认识进行思维加工,才会真正地理解和掌握原理知识。其常用方法有:

1.归纳

归纳是指从众多的结果或结论中分析、概括而总结出化学原理的方法,分为实验归纳和理论归纳。实验归纳是指直接从客观实验结果中分析、概括而总结出化学原理,如某一化学反应发生的条件、浓度对反应速度的影响、化学反应中的能量变化、气体的实验定律等;而理论归纳是利用已有的化学基本概念和原理、经归纳、推理得出更普遍的化学原理,如化学反应中的能量守恒、由三大气体实验定律得出理想气体状态方程等。

2.演绎

演绎就是利用较一般的化学原理,经演绎推理,推导出特殊化学原理的思维方法。如学习理想气体实验定律,即可以采用上述的归纳法,也可以采用演绎法(见图2)。

图2 理想气体定律学习中的归纳和演绎

3.类比

类比是根据两个对象在某些属性上的相似而推出它们在另一属性上也可能相似的一种推理形式。类比是科学研究和学习的重要方法。如原子模型结构中,道尔顿把原子模型类比成实心球。实际上,化学中还经常使用“模型化”的类比方法,如原子结构、DNA双螺旋结构等,有的采用了物化了的模型,有的则采用了抽象形态的理论模型,这些模型实际上属于化学原理,在形成过程中包含着类比的思想。

二、学教过程的模型构建

具体的化学原理学习过程十分复杂,教学模式也不是唯一、固定的,它往往随教学体系和内容、学生年龄和学习能力、教师教学风格及教学资源的变化而变化。通过分析相关课例,发现化学原理有其一般过程和共同特征。

1.学习模型的构建

通过课例分析(见表1),形成化学原理的学习过程模型(见图3)。

表1 “离子晶体、分子晶体和原子晶体”教学过程设计

教学过程 活动内容

生活引入、感性体验由生活中常见的固态纯净物有规则的

几何外形,引出晶体概念

对比晶体模型、分析结构,重点小结构

分析模型、小结结构成晶体的微粒以及微粒间的作用力

模拟不同类型晶体沸点和硬度差异,

动画模拟、小结物性比较不同晶体的物理性质差异

列表总结离子晶体、分子晶体、原子晶

归纳原理、思考扩展体,在思考题基础上进行扩展

应用原理演绎出晶体分类方法,并进

应用原理、判断晶体行判断训练

小结物理性质变化规律,深化晶体结

总结规律、深化原理 构对物理性质的决定作用

图3 化学原理学教过程模型

2.学教模型的例析

根据化学原理学教过程模型设计“盐类的水解”,见表2。

表2 “盐类的水解”教学过程设计

三、过程模型的教学策略

化学原理学习过程模型是基于化学原理学习的思维加工过程构建的,实际教学中应根据具体教学内容、学生情况和教学资源合理配置,并在教学中注意以下几方面:

1.熟练思维方法

如前所述,在化学原理形成的过程中,通常使用归纳、演绎、类比等思维方法,如果对这些思维方法不熟练,则会严重影响学生对化学原理的学习。因此,对这些思维方法的训练和指导是必须的。

2.建立事实依据

化学原理是人们从实践中概括出来又在实践中证明了关于化学变化的规律性认识,因此具有抽象性。对于抽象难懂的化学原理,在教学过程中必须以充分的感性材料为基础,并通过对感性素材的分析得出理性的结论,这种由感性到理性、由现象到本质、由浅入深、由易到难的认识过程,符合学生的认知规律。因此,不能忽略学生感性认识的基点。

3.理解原理本质

化学原理教学过程中需要感性认识,但对化学原理的掌握不能仅仅停留在感性认识上。否则会出现难以预想的错误。

如在“电子云”教学中,通过运用氢原子的电子云图,了解电子在氢原子核外出现的几率,从而认识电子云的涵义。当问到“从氢原子电子云图上看,其原子核外有多少个电子?”有的学生竟答道:“有几个甚至几千个电子”。很明显,这是对电子云图只停留在直观感觉上,而没有进行正确的抽象思维加工的结果。

4.形成系统结构

每一个具体的化学原理都不是孤立的,它们之间存在着一定的联系。因此,教学中应避免孤立地、支离破碎地进行讲授,必须帮助学生掌握核心的、重心的和关键的原理,抓住基本原理之间的内在联系,用分析、比较的方法把化学原理形成系统(见图4)。

图4化学原理间的相互关系

基础理论的许多内容都是培养学生辩证唯物主义观点的理想教材。如水的离子积常数教学体现出对立统一规律;结合化学平衡移动,可以说明相对与绝对的关系等。

5.理论联系实际

原理源于实践又回归实践,化学原理教学要与实际联系,首先要与元素化合物知识相联系。教学中应从化学原理出发,认识元素化合物的结构、性质、制取方法以及在生产、生活、科技各个领域的用途,了解化工原理、工艺条件的选择以及化学科学发展的历史成果和当代化学科学技术的最新发展。

如在学习“盐类的水解”之后,则应该让学生使用水解原理解释工农业生产和日常生活中的一些实际问题。如:用明矾净水、用溶液去油污(且热水比冷水效果好)、金属在焊接之前先用溶液处理等。

这不仅能加深对所学基本原理的理解,还能激发学生的学习兴趣,提高分析问题和解决问题的能力,同时也让学生体会到化学对社会的贡献,更好地认识化学学习的功能和价值,增强基础理论的学习效果。

“学无定法”“教无定法”,在应用模型进行教学设计和课堂教学时应走出“僵化”的模型“误区”,走进“活化”的模式“新区”。

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