在高中化学的教学和学习中,有时学生会出现“似懂非懂”的状况。他们常常抱怨:我上课明明听懂了,为什么总是不会做题,考试总是出错?这其实是因为学生没有对所学知识形成真正的认知和理解。如果在学习的过程中,学生只是被动地听、机械地记,在知识的应用方面就会存在困难。要改变这种状况,更多地变“设问”为“引问”,就是一种很好的思路和方法。而更多“引问”的实现,加强对学生问题意识的培养是很重要的。学生在学习的过程中如果缺乏问题意识,就会浮于表面,不能主动地探究和深入地学习。这样长此以往,对所学知识就会出现了解不够全面、理解不够透彻,应用知识的能力没有得到充分提高,独立解决问题的方法欠缺,甚至会出现“似懂非懂”的状况,不能很好地完成学习任务。
一、激发学生的好奇心,培养学生的问题意识
好奇心,是学习过程中必不可少的,学生对所要学习的内容有了好奇心,才会有求知欲,才能够通过学习不断进步和成长。在好奇心的作用下,学生在学习中会更多地探究“为什么”,问题意识得到逐步的培养和加强。所以,在教学中,教师要重视对学生好奇心的激发和保护,让学生的好奇心在学习中发挥更大的作用,实现学习过程中的更多“引问”。
在高中化学的教学中,我们要充分了解和利用化学这门学科的特点:以变化多端、丰富有趣的实验为基础;与生活实际息息相关,环境保护、日常生活中的衣食住行等都离不开化学;与科学技术的发展进步密切相关,宇宙飞船的升空、航海技术的进步,都要用到化学知识……因此,我们有丰富的学习资源可以引发学生的好奇心,调动学生的求知欲,培养学生的问题意识。在教学中,我们要全面利用化学的学科特点,充分地开发课程资源,有效地整合教学内容,广泛地激发学生在学习中的好奇心,引出更多有利于教学和学习的问题。
【案例】在学习“钠的氧化物”的知识时,以“蛟龙号”载人深潜器为背景,提出问题:
“蛟龙号”潜入深水时,人们需要的O2从哪里来?人们呼出的CO2气体去了哪里?要明白这些问题,就要用到我们将要学习的钠的氧化物的知识。这个问题,极大地激发了学生的好奇心和学习热情,他们在认真学习了Na2O和Na2O2的化学性质之后,顺利解答了问题。在课堂中,学生知道了Na2O和Na2O2的重要反应,认识了它们的重要用途,而且在学习过程中兴味盎然,热情饱满。
在学习中的好奇心,也会促使学生主动提出问题,寻求问题的答案。此时,教师须有耐心,要细心地引导学生分析问题,解决问题。不能因为课时紧张等原因,忽视学生的问题,随意应付学生的问题,挫伤他们探究的积极性。
【案例】盐类水解的应用学习。
关于“泡沫灭火器”的原理分析中,有学生提出问题:在相同的条件下,Na2CO3水解的碱性比NaHCO3强,为什么泡沫灭火器用的化学试剂不是Al2(SO4)3和Na2CO3,而是Al2(SO4)3和NaHCO3呢?
这是个非常好的问题,教师在充分肯定这位同学认真严谨的学习态度之后,以他的问题为基础,精心设问:
(1)Al2(SO4)3和Na2CO3混合,Al2(SO4)3和NaHCO3混合,发生反应的离子方程式相同吗?请分别写出相应的离子方程式。
(2)对比两个离子方程式,分析产生等量的CO2气体,Na2CO3与NaHCO3分别所需Al2(SO4)3的量相同吗?
(3)请运用所学知识分析:在同样的情况下,Na2CO3和NaHCO3分别与Al2(SO4)3作用,哪者生成CO2的速率快?为什么?
通过对以上问题的讨论分析,同学们的疑问得到了解答。同时,也让学生充分地认识到:分析问题需全面,要从多个角度思考,而不能只是针对其中的某一点片面考虑。在授课过程中,学生能提出问题,是好奇心在起作用,也是学生积极思考的体现,教师要认真对待,才能保持学生的求知欲和学习热情,学生的问题意识才能得到强化。
二、授课过程中凸显问题的重要性
要加强对学生问题意识的培养,教师要有较强的问题呈现意识,要能将学生学习新知识的过程,转化为问题解决的过程。在教学中,凸显问题的重要性,以问题的提出、问题的解决、问题的反思与回顾,贯穿整个教学过程。这样,学生能逐步认识和体会到:在学习中,首先要学会发现问题,提出问题;其次要掌握解决问题的基本思路和方法,还要学会通过对问题进行反思和回顾,加深对知识的了解。这样以问题推进的教学,不断增强了学生的问题意识,有利于在教学中实现更多的“引问”。
【案例】关于Fe的化学性质的学习。
【教师呈现的问题】Fe元素的常见化合价有:+2,+3,我们在学习中,需要重点关注:在不同的化学反应中,Fe元素呈现怎样的价态?
【逐步解决的问题】
(1)Fe和哪类物质反应后呈+2价?
(2)常见的弱氧化剂有哪些?相应的化学反应方程式如何书写?
(3)Fe和哪类物质反应后呈+3价?
(4)常见的强氧化剂有哪些?相应的化学反应方程式如何书写?
(5)在高中阶段,对于Fe3O4中Fe的化合价可如何理解?分析在什么情况下,Fe被氧化生成Fe3O4?请写出相应的化学反应方程式。
【学生反思的问题】请分析Fe与稀HNO3反应之后,Fe元素呈现的价态可能有哪些情况?请具体分析说明。
一系列由浅到深、由易到难的问题,贯穿了这节课的学习。这些问题,能帮助学生抓住重点,理清知识脉络,使本来复杂的内容,能够条理清晰地呈现给学生,有助于学生理解和认知。在高中化学的学习中,对于复杂的、困难的学习内容,我们都可以将其转化为问题教学。通过一个一个问题的解决,使教学和学习任务顺利完成。教师的教学方法,主导着学生的学习方法,凸显问题重要性的授课过程,促使学生问题意识的逐步形成和强化。
三、教给学生找出问题的方法
学生问题意识的增强,表现为他们在学习过程中能主动地找出问题,提出问题。在教学中,教师要重视教给学生找出问题的方法:围绕所要完成的学习目标,确定需要完成的学习任务。在这些学习任务中,对感觉困难的学习内容,将其逐一表述为问题。这样,找出了问题,也理清了学习的思路。在后续学习中,教和学的核心任务,就是围绕这些问题进行分析、讨论和探究的。
【案例】向FeBr2或FeI2的溶液中通入Cl2的离子方程式的书写。
【教学过程】引导学生找出需要分析、解决的问题:
(1)这些反应有什么特点?遵循氧化还原反应的什么重要规律?
(2)我们需要梳理的知识点有哪些?
(3)通过哪个反应可以比较Fe2+与Br-的还原性强弱?
通过哪个反应可以比较Fe2+与I-的还原性强弱?
请小结Fe2+、Br-、I-还原性强弱的排序是怎样的?
对于氧化还原反应,我们可以运用“定1法”,“电子转移守恒”等书写相应的离子方程式。请思考如何应用这些方法?
(4)向FeBr2的溶液中通入Cl2,理论上我们可以写出多少种离子方程式?为什么?
怎样写出Cl2不足、Cl2过量、Cl2与FeBr2等物质的量反应时的离子方程式?
(5)向FeI2的溶液中通入Cl2的反应,与向FeBr2的溶液中通入Cl2的反应有什么共同点?有什么不同点?
怎样写出向FeI2的溶液中通入少量Cl2、足量Cl2时的离子方程式?
在以上的教学中,通过教师的引导,引发学生的思考,逐步找出学习中需要解决的问题。在学习中,学生能体会和认识高中化学学习中找出问题的方法和策略:从达成学习目标所要用到的知识找问题,从达成学习目标所需的基本方法找问题,从达成学习目标所需了解的化学反应找问题……在找出问题的过程中,学生需不断回顾和运用学过的知识和方法,这样还能达到“温故知新”的效果。这样的学习过程,学生能享受找出问题、解决问题、取得进步的学习乐趣,强化问题意识,增强学习动力。
四、提高学生表述问题的能力
在高中化学的教学实践中,深感学生表述能力的欠缺。这种欠缺经常表现在课堂教学中:陈述问题时不够流畅,词不达意,条理不清;回答问题抓不住问题的核心和要点,不能准确表达。课堂教学经常在一个简单问题上耗时较多,严重影响教学和学习的效率。因而,为了培养学生的问题意识,教师不仅要教给学生找出问题的思路和方法,还要教会学生准确、清晰地表述问题。表述问题的过程,实际上是学生理清思路的过程。学生一方面对问题更加明确,另一方面要进行认真、深入的思考,不断发现新问题,逐步地加深对知识的理解。这样,也能更多实现教学和学习中的“引问”。
为了提高学生表述问题的能力,首先,教师可以帮助学生对问题进行初步的分类。例如,把问题分为“是什么”,“为什么”,“怎么做”等类型。其次,指导学生分步提出不同类别的问题:可以先说“是什么”的问题,再说“为什么”的问题,接着是“怎么做”的问题……再次,要求学生准确表述化学问题,规范使用专业用语。例如,“水槽”不可以称为“水缸”,“药匙”不可以称为“勺子”等。这样层次清晰地表述问题,能很好地锻炼学生的思维能力。特别是在分类表述问题时,往往能帮助学生发现更深层次的问题,对知识的学习是非常有利的。
【案例】关于浓H2SO4化学性质及重要反应的学习,以反应Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O为线索学习。(www.xing528.com)
【基础设问】
(1)浓H2SO4在反应中表现了哪些性质?这些性质是怎样体现出来的?
(2)在反应时,显氧化性的H2SO4与显酸性的H2SO4,物质的量之比为多少?怎样分析?
(3)若Cu足量,随着反应的进行,浓H2SO4将会发生怎样的变化?反应将如何变化?
【引申设问】
(1)Zn与浓H2SO4的反应和Cu与浓H2SO4的反应有什么相同点?有什么不同点?
(2)浓H2SO4与金属单质反应时,往往表现出哪些性质?为什么?
【扩展设问】
(1)在该反应的实验装置中,常常要用到棉花团。棉花团应在什么位置?棉花团上蘸有什么物质?棉花团的作用是什么?
(2)如何证明反应后有Cu2+生成?实验操作是怎样的?
以上逐步深入和扩展的设问,可采用教师引导、学生陈述问题、师生讨论解决问题的方式进行。在学习过程中,加强了学生发现问题、探究问题的意识,锻炼了学生表述问题的能力。同时,对所学内容进行了全面的整合,学生能较为深刻地认识和理解所学内容。
五、学生解决问题能力的培养和加强
在高中化学的教学中,由于学习内容丰富、复杂,教学任务繁重,教学时间紧张,很多时候,教师急于推动教学进程,往往在提出问题之后,出现自问自答的情况,有意无意地代替了学生思考,这对于强化学生的问题意识,训练学生解决问题的方法,提高学生解决问题的能力,促进教学中能有更多的“引问”都是不利的。在教学中,教师要有很强的掌握教学节奏的能力,要有体现学生学习主体地位的意识,乐于把问题交给学生,善于让学生积极主动地学习。经常听到学生这样说:“我上课明明听懂了,可遇到问题还是不会,不知道是咋回事?”对于这种情况的出现,教师应有正确的认识,才能很好地帮助学生走出学习困境。就像人们学游泳一样,如果没有自身在水中的反复练习、体会、学习,即使把游泳的方法记得滚瓜烂熟,也是学不会游泳的。学生之所以出现以上所说的情况,最主要的原因是他们缺乏应用知识的机会和实践经验,缺少运用知识的能力。所以,在教学中,教师必须提供给学生足够的思考时间,提供给学生自主分析问题、解决问题的机会。在引导学生自主解决问题的过程中,教给学生联系、对比、推理等基本的方法。对学生要耐心培养,在逐步积累、发展的过程中,学生通过对所学知识的应用与实践,才能慢慢地领悟方法,逐步加强能力,逐步自我完善。同时,在学生自主解决问题的过程中,重视对新问题的引发。总之,教师在教学中,要培养和加强学生解决问题的能力,引导学生通过发现问题、提出问题、思考问题、解决问题这样的过程进行学习。教学过程要不断加强学生的问题意识,不断提高学生的思维能力和知识应用能力,要有利于实现“引问”。
【案例】关于“SO2”的教学思考和教学问题设计。
【分析】SO2是高中化学学习中的一种重要物质。关于SO2,学生一方面要了解SO2的物理性质和化学性质,熟悉很多重要的化学反应;另一方面,学生还要了解SO2与生活实际的密切联系。例如:SO2是不是大气污染物?它主要的污染来源是什么?污染后果是什么?在不同的情况下,除去SO2的方法相同吗?有哪些方法?……因为与生活的密切联系,学生对SO2的学习很有兴趣。但是,SO2能够发生的化学反应多,涉及的反应规律多,难点问题多,易错知识点多,如SO2与碱反应的规律与现象,SO2使有色溶液褪色的不同原理,SO2与BaCl2能否发生反应,SO2与Ba(NO3)2能否发生反应,SO2能否用浓H2SO4干燥等。所以,关于SO2的学习是高中化学中的难点和重点。教师须精心设计教学过程,通过对SO2的学习,让学生体会高中学习物质化学性质的着眼点、角度、思路和方法。授课过程中,通过问题逐步展示这些教学思想,不断引发问题,启发学生深入学习。
【教学问题设计】关于SO2的教学和学习。
【联系设问】
CO2是我们所熟悉的酸性氧化物,SO2也是酸性氧化物。请大家回想CO2的重要化学性质和化学反应,思考SO2能够发生哪些化学反应?
【引申设问】
(1)SO2与NaOH溶液发生反应时,反应物的量影响反应结果吗?相关离子方程式如何书写?
(2)SO2通入澄清石灰水中有什么现象?与CO2通入澄清石灰水中的现象相同吗?为什么?
(3)SO2与CO2同为酸性氧化物,有哪些相似的化学性质和化学反应?
【对比设问】
从氧化还原的角度,回顾化学反应2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2的实质及规律,请判断:2SO2+2Na2O2=2Na2SO3+O2,这个化学反应方程式是否正确?
【探究设问】
(1)为什么SO2+Na2O2=Na2SO4这个反应方程式才是正确的?为什么在反应中没有O2生成?该反应中的电子转移是怎样的?
(2)从氧化还原的角度分析,SO2与CO2的化学性质有什么不同?
(3)SO2具有还原性,为什么?表现SO2还原性的常见化学反应有哪些?
(4)SO2有氧化性吗?为什么?哪些反应能体现SO2的氧化性?
【扩展设问】
(1)SO2与CO2的物理性质有哪些共同点?有哪些不同点?
(2)SO2与CO2有哪些相似的化学性质?有哪些不同的化学性质?
(3)SO2与Cl2的漂白原理相同吗?将这两种气体分别通入品红溶液中,有什么现象?将褪色后的溶液分别加热,现象相同吗?为什么?
将SO2与Cl2分别通入紫色石蕊试液中,现象相同吗?为什么?
将SO2与Cl2同时通到湿润的红色布条上,漂白能力会加强吗?为什么?可能出现怎样的情况?请写出相应的化学反应方程式,并进行分析。
(4)用哪些方法可以鉴别SO2与CO2气体?我们可以从哪些角度进行方法的选择?
(5)除去CO2气体中的SO2,可采用的方法有哪些?不同情况下怎样选择相应的方法?
(6)实验室尾气中的SO2、硫酸厂尾气中的SO2、空气中的SO2、烧煤时所产生的SO2气体,以上不同的情况,除去SO2的方法分别是什么?选择这些方法的主要依据是什么?
【推理设问】
(1)CO2分别通入CaCl2或BaCl2溶液中,能发生反应吗?为什么?请推测SO2分别通入CaCl2或BaCl2溶液中能否反应?
(2)CO2通入Ba(NO3)2溶液中,能发生反应吗?为什么?请推测SO2通入Ba(NO3)2溶液中能否发生化学反应?为什么?若能反应,SO2最终生成了什么物质?
(3)SO2通入BaCl2溶液中至饱和无明显现象。请推测向此溶液中分别通入Cl2、H2S、NH3、NO2气体时,溶液中有无沉淀生成?若有沉淀生成,请分析沉淀分别是什么物质?
以上用联系、对比、推理等方法学习SO2的化学性质,提出不同层次的问题实现教学过程中的“引问”。从酸碱性、氧化还原、特性这三个学习物质化学性质的主要角度,设置问题、引申问题、扩展问题,引导学生认识SO2的重要化学性质和化学反应。在学习中,既注重教师的课堂设问,又重视引发学生思考和提出问题,师生互动,分析、讨论、解决问题。在学习中,提供先行组织者,学生体会新旧知识联系的重要性,感悟对同类物质既要寻求相似,又要找出不同的对比学习的方法,感受学习中发现问题,解决问题的重要性。这种教学和学习方式,有利于学生问题意识的强化,学生发现问题和解决问题的能力得到提高。
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