高中化學(xué)高分子知識點范文
時間:2023-09-19 16:51:15
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篇1
目的研究十字花科藥用植物的化學(xué)分類。方法利用高效毛細管電泳法(HPCE)分析十字花科植物中化學(xué)成分(主要是以黃酮類成分為依據(jù))的差異。結(jié)果所研究材料不同種屬間電泳圖譜存在或多或少差異,可以初步判斷其親緣關(guān)系的遠近。結(jié)論HPCE法可以為解決十字花科植物分類中出現(xiàn)的某些爭議提供佐證,還可為十字花科藥用植物資源開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】 高效毛細管電泳;黃酮類成分;植物化學(xué)分類;十字花科
Abstract:ObjectiveTo study the plant chemotaxonomy of Brassicaceae. MethodsHigh-performance capillary electrophoresis was used to analyze the chemical composition of Brassicaceae (mainly flavonoids basis). ResultsThe electrophoregrams of the studied species had more or less difference, so it could determine the relationship of different species in Brassicaceae. Conclusion By using HPCE, we can provide evidence for solving some disputes in the classification of Brassicaceae and exploitation of new medicinal resources in Brassicaceae.
Key words:HPCE; Flavonoids constitutes; Plant chemotaxonomy; Brassicaceae
十字花科植物包括330多個屬,約3 709種[1],各大洲除南極洲外均有分布,尤以北溫帶分布最多,其多樣化中心為伊朗-吐蘭、地中海和西北美地區(qū)。我國有102屬,412種[2],廣泛分布于全國各地,以西南、西北、東北高山區(qū)及丘陵地帶為多,平原及沿海地區(qū)較少[3]。
十字花科具有較高的經(jīng)濟價值,蕓苔屬和蘿卜屬是我國主要的蔬菜和油料作物,也可做調(diào)味品,還有許多作為藥用植物的種類,比如板藍根、大青葉的原植物菘藍Isatis tinctoria L.,葶藶子的原植物獨行菜Lepidium apetalum Willd.、播娘蒿Descurainia sophia (L.) Webb ex Prantl等,此外,廣布種薺菜Capsella bursa-pastoria (L.) Medic.,帶花全草及根供藥用,具有清熱涼血、止血、降壓、利尿、消炎等功效,可根治結(jié)膜炎;廣布種蔊菜Rorripa indica (L.) Hiern,有止咳、平喘、解毒之功效,主治慢性氣管炎、肝炎等癥,外用可治瘡毒;小花糖芥Erysimum cheiranthoides Linn.全草及種子有健脾胃和消食之效等。該科植物擬南芥Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.在植物生物學(xué)的各個領(lǐng)域?qū)嶒炑芯恐斜蛔鳛樽钪匾哪J讲牧稀R蚨摽凭哂兄匾难芯績r值。
由于具辛辣氣味、十字花冠、四強雄蕊、角果等獨特特征,十字花科被公認為是一個自然科。但是科下分類一直以來是眾多學(xué)者爭論的熱點和焦點,主要體現(xiàn)在族的劃分、屬的界定和種的分類位置等方面[4]。十字花科族的劃分一直存有較多爭議。不同學(xué)者曾將其劃分為若干族,如Hayek將十字花科劃分為10個族,Schulz劃分為19個族,Janchen分為15個族,Takhtajan則將其分為14個族,但近來分子系統(tǒng)學(xué)研究結(jié)果認為這些劃分都存在問題。比如將原本親緣關(guān)系較遠的劃在同一族中,如獨行菜屬與薺屬;而將親緣關(guān)系很近的劃在不同族中,如葶藶屬與南芥屬。
在十字花科的屬間劃分上也同樣存在很多爭議,比如鹽生模式植物鹽芥所在的鹽芥屬,有些學(xué)者支持該屬的成立,有些學(xué)者認為應(yīng)將其并入擬南芥屬,還有些學(xué)者認為應(yīng)將其并入大蒜芥屬。此外擬南芥屬的分類也一度十分混亂,曾有多達50種的植物被放入該屬中。經(jīng)過近年來一系列的分類修訂研究, 擬南芥屬僅包括9個種[5~7]。我國擬南芥屬植物1種2亞種[2]。
迄今為止十字花科植物中仍有許多分類問題未能得到很好的解決,因此關(guān)于十字花科植物的系統(tǒng)分類研究仍需不斷全面深入。本研究首次利用高效毛細管電泳技術(shù)(HPCE)分析十字花科部分藥用植物中化學(xué)成分(主要以黃酮類為依據(jù))的差異來初步研究各種屬親緣關(guān)系的遠近,為十字花科的系統(tǒng)分類及藥用植物資源開發(fā)提供依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 儀器及試劑高效毛細管電泳儀(美國BECKMAN公司,型號:P/ACE System MDQ)、超聲清洗器、研缽、漏斗、容量瓶、濾頭、甲醇、硼砂等。
1.2 材料實驗材料為12種十字花科藥用植物(多為模式種),隸屬6族,10屬,經(jīng)山東師范大學(xué)李法曾教授鑒定,標本存放于山東師范大學(xué)生命科學(xué)院植物標本室(SDNU)。見表1。表1 實驗材料來源(略)
1.3 方法
1.3.1 預(yù)處理采集新鮮植物,自然晾干,將干燥植物材料全株剪碎,研磨,過篩,備用。
1.3.2 供試液制備取植物粉末2.0 g,加甲醇20 ml,超聲提取1 h,離心10 min,然后用濾紙過濾,濾液再用0.45 μm的濾頭過濾,濃縮定容于5 ml容量瓶中,備用。
1.3.3 HPCE分析
以含體積分數(shù)為15%甲醇的10 mmol/ L 磷酸二氫鈉-20 mmol / L 硼砂溶液(pH8.89)為電泳緩沖液,毛細管柱[57 cm(有效長度為50 cm)× 75μm i.d.,美國],于25 ℃,20 kV 恒壓下進行電泳分離,在245 nm 波長處檢測。毛細管柱使用前用0.10 mol/L 的NaOH、水和電泳緩沖液分別沖洗3 min,2 min 和2 min。每次電泳后,用電泳緩沖液沖洗毛細管柱2 min。
2 結(jié)果
12種藥用植物的高效毛細管電泳圖譜見圖1~12。
從高效毛細管電泳圖譜可以看出,所研究的12種十字花科植物在特征峰出現(xiàn)的時間、位置、峰形等方面存在著或多或少的差異,可以彼此區(qū)別開來,同時可以初步反映它們之間的親緣關(guān)系。據(jù)圖譜分析,擬南芥與葉芽擬南芥、琴葉擬南芥具有相似的特征峰,表明三者所含主要化學(xué)成分具有一致性,擬南芥屬目前包括9個種,我國1種2亞種[2],葉芽擬南芥和琴葉擬南芥在《中國植物志》第33卷[3]中,被放在南芥屬,在《Flora of China》Vol.8[2]中移入擬南芥屬中,從本實驗研究結(jié)果看,我國分布的擬南芥屬植物是一個單系,高效毛細管電泳指紋圖譜很好的證明了這一點,所以支持《Flora of China》Vol. 8 中關(guān)于擬南芥屬的處理。而鹽芥屬的模式植物鹽芥的指紋圖譜與擬南芥屬的3種植物的圖譜具有明顯的差異,同時與大蒜芥屬的無毛大蒜芥也具有不同之處,因此本研究認為鹽芥既不位于擬南芥屬中,也不位于大蒜芥屬,支持鹽芥屬的成立,但相比而言,其系統(tǒng)位置與大蒜芥屬要更近一些。
小花糖芥是糖芥屬的模式種, Latowski等[8]曾建議將糖芥屬與大蒜芥屬放入同一族中,但本研究發(fā)現(xiàn),小花糖芥的毛細管電泳圖譜與無毛大蒜芥差異明顯,但與擬南芥屬等三種具有一定的相似性,因此本研究不支持糖芥屬與大蒜芥屬具有較近的關(guān)系,似乎與擬南芥屬具有更近的親緣關(guān)系,該推測與近來的分子系統(tǒng)學(xué)研究結(jié)果相吻合[1]。
芥菜為蕓苔屬植物,圖譜分析發(fā)現(xiàn)其所含化學(xué)成分較復(fù)雜。此外從圖譜中發(fā)現(xiàn),隸屬獨行菜族的薺屬與獨行菜屬、鳥頭薺族的鳥頭薺屬與舟果薺屬植物化學(xué)成分差異明顯,表明彼此之間具有較遠的親緣關(guān)系。
3 小結(jié)
從本實驗結(jié)果可以看出,高效毛細管電泳技術(shù)在確定十字花科植物的親緣關(guān)系遠近上還是起到一定佐證作用的,盡管目前僅從圖譜上來判斷植物的親緣關(guān)系的遠近難免有誤差,但亦可看出擬南芥屬幾種植物的化學(xué)成分非常相似,所以通過進一步的統(tǒng)計學(xué)處理,本項研究一定會為解決十字花科系統(tǒng)分類上一直存在的某些分歧提供新的證據(jù),同時為利用藥用植物親緣學(xué)研究開發(fā)十字花科藥用植物新資源提供可靠依據(jù)。
【參考文獻】
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篇2
關(guān)鍵詞 高中化學(xué) 角色扮演 教學(xué)模式 三維目標 教學(xué)功能
“角色扮演式教學(xué)”是指教師在教學(xué)中提供一個真實的、涉及價值爭論的問題情境,組織學(xué)生對出現(xiàn)的矛盾進行分析,并且讓他們扮演其中的人物角色,嘗試用不同的方法解決問題,從而使學(xué)生逐步學(xué)會解決各種價值沖突,樹立正確的價值觀念,并且養(yǎng)成良好社會行為的教學(xué)過程。在此模式下,學(xué)生被置于具體的認知情境中,實現(xiàn)了從“局外人”(out stander)到“劇中人”(role player)的角色換位,三維目標則易于達成。
1 角色扮演教學(xué)模式在達成知識與技能目標中的作用
知識與技能目標是三維目標中教師最易具體把握的教學(xué)目標,很多教師在達成此目標的過程中積累了很多實用的教學(xué)模式,而角色扮演教學(xué)模式很少被提及。在化學(xué)教學(xué)過程中,我們常會遇到一些抽象的概念或原理,此時,打比方是一種常見的教學(xué)手段,其中很多擬人的手段就暗含了角色扮演的成分。
1.1 抽象知識具體化
人教版《化學(xué)1(必修)》第一章中的“氣體摩爾體積”是學(xué)生認知跨度較大的抽象知識。學(xué)生理解最大的困難在于對氣體分子的運動缺乏直觀的認識,從而氣體體積的決定因素是學(xué)生認識該問題的瓶頸。有一定基礎(chǔ)的學(xué)生會認為氣體是由分子組成的,其體積應(yīng)由氣體分子自身大小、氣體分子間的距離及氣體分子數(shù)目3者共同決定,而對分子自身大小與分子間距的相對大小缺乏認識。此時,教師可以通過畫圖、模型等方法引導(dǎo)學(xué)生去理解,但對于空間思維能力不強的學(xué)生效果不是太好,很容易因此打消學(xué)生學(xué)習(xí)高中化學(xué)的積極性,而通過角色扮演的方式很容易將這個抽象知識具體化。
[案例1]學(xué)生扮演“分子”。
A組學(xué)生扮演氣體分子:4名大個子男同學(xué)分別位于教室的4個角落,4個小個子女同學(xué)也分別位于教室的4個角落,比較他們圍成矩形面積的大小——幾乎一樣!
B組學(xué)生扮演固體或液體分子:4名大個子男同學(xué)圍成一個矩形,相互之間保持約10 cm的距離,4個小個子女同學(xué)同樣,比較他們圍成矩形面積的大小——男生“分子”圍成的面積明顯大于女生!
學(xué)生通過形象的角色扮演在游戲中掌握了抽象的知識——氣體體積與分子自身大小幾乎無關(guān),相同數(shù)目分子的體積取決于分子間的距離,在此基礎(chǔ)上再介紹氣體摩爾體積必然水到渠成。
1.2 疑難知識形象化
教師經(jīng)常埋怨講過多遍的知識點在作業(yè)、考試中學(xué)生還是反復(fù)出錯,這里有學(xué)生的能力和態(tài)度問題,但也不全然如此。有些疑難知識點教師若選擇合理的教學(xué)模式會起到意想不到的效果。例如,在“高分子化合物”的單體、鏈節(jié)的書寫中,聚乙烯的掌握情況往往較好,但若換成聚丙烯、聚氯乙烯或聚苯乙烯時就會錯誤百出。問題的癥結(jié)在哪?學(xué)生對單體發(fā)生加聚時成鍵位置模糊不清。角色扮演教學(xué)模式很容易解決這個問題。
[案例2]學(xué)生扮演形成高分子化合物的單體。
A組:4~6個學(xué)生站成一排,間距約40 cm。第一步,每位同學(xué)兩手指平舉(類似出操時第一排學(xué)生的抬手方式)——單體中雙鍵打開;第二步,手拉手(邊緣同學(xué)除外)——形成高分子。
B組:4~6個學(xué)生站成一排,間距約40 cm,每位同學(xué)的右肩挎一個單肩書包。其他動作同A組。
教師帶領(lǐng)其他學(xué)生觀察2組同學(xué)形成的高分子片斷并提問:
(1)B組同學(xué)的單肩書包相當于高分子化合物的哪部分原子(團)?
(2)有的同學(xué)將聚氯乙烯的鏈節(jié)寫成“-CH2-CH-C1-”,B組同學(xué)應(yīng)如何表演?(B組同學(xué)配合表演,部分學(xué)生“手牽書包”——學(xué)生大笑!)
通過以上簡單的角色扮演,學(xué)生很易認識聚丙烯、聚氯乙烯或聚苯乙烯中雙鍵碳原子上各自的取代基團都相當于學(xué)生背的單肩包,不會出現(xiàn)在鏈節(jié)中的主鏈中。學(xué)生通過親身體驗高分子化合物的形成過程,對此疑難知識點的學(xué)習(xí)不僅印象深刻,同時激發(fā)了自身內(nèi)在的學(xué)習(xí)熱情。
2 角色扮演教學(xué)模式在達成過程與方法目標中的作用
知識與技能隨著時間的推移會逐漸淡忘,而探求知識的過程和科學(xué)的學(xué)習(xí)方法卻能影響學(xué)生的一生。角色扮演教學(xué)模式在處理一些具有真實問題情境的化學(xué)問題中有助于過程與方法目標的實現(xiàn)。例如,人教版《化學(xué)1(必修)》第三章“用途廣泛的金屬材料”一節(jié),其知識點較少,但卻是培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的良好契機,下面以教材中“是否應(yīng)該停止使用鋁制飲料罐”問題為例簡單說明。
[案例3]學(xué)生扮演生產(chǎn)、使用、處理鋁制飲料罐的多重角色。
第1步:角色分配
角色A:鋁制飲料罐開發(fā)研究人員
角色B:“可樂”類鋁制飲料罐銷售代表
角色C:酷愛“可樂”等易拉罐飲料的消費者
角色D:社會環(huán)保人士
角色E:垃圾處理人員
第2步:學(xué)生獲取、加工相關(guān)信息(提前布置,課前完成)
第3步:現(xiàn)場交流、辯論,就角色特點發(fā)表各自觀點
第4步:師生共同小結(jié),教師給予適當評價
在案例3的真實情境下,學(xué)生通過多重角色的扮演一方面培養(yǎng)了獲取信息、處理信息、解決實際問題等多方面的能力(如對飲料罐材料的組成、性質(zhì)等資料的提取加工,小組分工等);同時在課后材料準備、課堂交流辯論等過程中發(fā)揮了他們各自的特長(如小組合作交流,易拉罐成分實驗探究及陳述觀點等),讓一些化學(xué)基礎(chǔ)即使不太好的學(xué)生找到了歸屬感。
通過類似具有真實情境的角色扮演,過程與方法目標的達成顯得水到渠成。學(xué)生在解決問題的過程中往往需要用到多種方法(虛線方框),在化學(xué)教學(xué)中,尤其會涉及到多種科學(xué)方法,如圖表文字信息的獲取和加工(如案例3中角色D對鋁制飲料罐對環(huán)境危害的相關(guān)證據(jù)的收集等)、實驗探究(如案例3中角色A的扮演者可以探究多種合金材料的性能優(yōu)劣)等。在解決實際問題過程中學(xué)生還會遇到分工協(xié)作、結(jié)論梳理等傳統(tǒng)教學(xué)模式下碰不到的問題。學(xué)生不僅學(xué)到了知識(問題解決),同時還體驗了解決實際問題的過程、掌握了解決實際問題所需的科學(xué)方法(虛線方框以下),這些是比知識(問題解決)本身更上位的東西,也是教師更希望學(xué)生掌握的“漁”。
3 角色扮演教學(xué)模式在達成情感態(tài)度與價值觀目標中的作用
三維目標中的“情感態(tài)度與價值觀”目標是教師在教學(xué)過程中最難把握的,但最體現(xiàn)教師教學(xué)魅力之所在。在新課程改革的背景下,學(xué)生的情感態(tài)度與價值觀的教育越來越被重視,如何在化學(xué)教學(xué)中實現(xiàn)呢?事實上,現(xiàn)代化學(xué)對人類文明的進步作用是巨大的,化學(xué)與生活、生產(chǎn)及其他應(yīng)用學(xué)科的聯(lián)系使之必然成為一門“中心學(xué)科”;但人們對化學(xué)更多的認識卻是大氣污染、水體污染、食品安全隱患……如何引導(dǎo)學(xué)生認識到化學(xué)學(xué)科最真切的一面?這不正是情感態(tài)度與價值觀形成的良機嗎?
下面以“合成氨條件選擇”為例談?wù)劷巧缪萁虒W(xué)模式在情感態(tài)度與價值觀目標達成中的作用。
[案例4]“合成氨條件的選擇”中科研人員、工廠投資方等角色扮演。
合成氨條件的選擇是學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡等基本概念、基本原理的應(yīng)用的重要課題,也是關(guān)乎全球糧食問題的民生問題,傳統(tǒng)教學(xué)模式為何在情感態(tài)度與價值觀目標的達成上舉步維艱?師生把目光全部集中在了反應(yīng)原理上,忽略了課題本身的實用價值。學(xué)生扮演工廠安全負責(zé)人時,自然會考慮安全第一,從而不會對“20~50 MPa”毫無概念;扮演的催化劑開發(fā)人員、投資方代表及城市規(guī)劃機構(gòu)代表等角色就會站在各自角度把該問題的商榷推向,化學(xué)的獨特魅力就此產(chǎn)生;學(xué)生設(shè)身處地地站在當?shù)鼐用窠嵌瓤紤]問題時無形中培養(yǎng)了他們的社會責(zé)任意識……這樣的模式讓情感態(tài)度與價值觀目標的達成不再空洞渺茫。
4 角色扮演教學(xué)模式實施時的幾個要點
4.1 角色扮演教學(xué)模式的適用條件
任何教學(xué)模式在表現(xiàn)其獨特魅力的同時也都會有其局限性,教師必須依據(jù)具體教學(xué)目標和內(nèi)容選擇合適的模式。角色扮演教學(xué)模式適用的教學(xué)內(nèi)容,一類是抽象難懂,通過嫁接到角色扮演轉(zhuǎn)化成直觀明了的知識點;另外就是更加廣泛意義的具有真實問題情境的教學(xué)內(nèi)容。高中2個必修模塊和化學(xué)與生活等選修模塊中18]的教學(xué)內(nèi)容適用角色扮演教學(xué)模式的見表2。
除需要考慮教學(xué)內(nèi)容本身的特點以外,教師的教學(xué)習(xí)慣、協(xié)調(diào)啟發(fā)等教學(xué)技能及學(xué)生的認知習(xí)慣、語言表達等均應(yīng)成為教學(xué)模式選擇時的參考依據(jù)。
4.2 與其他教學(xué)模式的融合
運用角色扮演教學(xué)模式教學(xué)時,教師、學(xué)生均需花大量時間進行課前準備(角色分配后的資料準備、實驗探究等),而課堂上的交流、討論一旦進入“狀態(tài)”也較為耗時,所以,教師需要針對教學(xué)目標做大量的前期分析,考慮教學(xué)實效,這就需要融合多種教學(xué)模式。例如“用途廣泛的金屬材料”一節(jié)可以先由教師引領(lǐng)學(xué)生在回顧初中化學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進行合金材料性能的講授,幫助學(xué)生進行基本知識的梳理,在此基礎(chǔ)上再就“是否應(yīng)該停止使用鋁制飲料罐”這一命題進行相關(guān)角色扮演。這節(jié)課并不會因為前半段的知識講授、歸納而沖淡主題,相反2種模式均為教學(xué)目標達成做出了貢獻,2者相得益彰。
成功的教學(xué)模式不應(yīng)有唯一性和排他性,且需在目標達成中具有可行性和高效性,角色扮演教學(xué)模式在高中化學(xué)教學(xué)實踐中還有較大的探索空間。
參考文獻
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[3] 宋心琦主編.普通高中課程標準實驗教科書:化學(xué)2(必修).北京:人民教育出版社,2006
篇3
2013年山東省高考理科綜合秉承了多年來“重視基礎(chǔ)、立足實踐、突出能力、不斷創(chuàng)新”的特點,命題遵循《普通高中化學(xué)課程標準》和《2013年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試山東卷考試說明》,考查了化學(xué)主干知識、基本技能和科學(xué)方法,杜絕出偏題怪題,全面考查學(xué)生學(xué)科素養(yǎng).考查的內(nèi)容包括原子結(jié)構(gòu)與元素周期律、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)速率與各種平衡(化學(xué)平衡、電離及水解平衡)、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)用語、能量(反應(yīng)熱及電化學(xué))、常見單質(zhì)及化合物的相關(guān)性質(zhì)、基本實驗(原理及操作)等等,可以說涵蓋了高中化學(xué)的核心知識,知識容量非常大.該試題有利于為高校選拔人才,同時對推進全國開展的素質(zhì)教育進程,起到了一個很好的引領(lǐng)作用.下面從幾個方面進行剖析高考試題:
對Ⅰ卷分析:
選擇題重點考查化學(xué)基本知識和基本概念,出題形式是每一題涉及一個主干知識,但是每一選項則涉及不同知識點或同一知識點的不同角度,體現(xiàn)了高考題的覆蓋面高這一特點,有效考查學(xué)生對化學(xué)主干知識和基本技能的掌握程度,提高了思維的敏捷性,但今年化學(xué)選擇題在考查的難度和形式上都有所變化,有向全國高考題形式靠攏的趨向.
附表:化學(xué)學(xué)科Ⅰ卷(選擇題)考試內(nèi)容分析:
題號分值考查內(nèi)容及能力對應(yīng)模塊
74考查生活中的有機化學(xué)知識,內(nèi)容涉及高分子材料、煤的加工、釀酒等,體現(xiàn)了重基礎(chǔ)這一思想必修二
84考查元素周期表、周期律的相關(guān)知識必修二
94考查元素化合物的性質(zhì)及化學(xué)計量的計算,體現(xiàn)了重基礎(chǔ)這一思想必修一
104以不熟悉的莽草酸結(jié)構(gòu)為載體,考查考生根據(jù)現(xiàn)有的乙烯、乙醇、乙酸性質(zhì)及結(jié)構(gòu)特點能進行知識遷移,同時考查學(xué)生對有機化學(xué)基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力,這也是高考的主要導(dǎo)向.必修二
114以實驗的基本操作(物質(zhì)的分離、除雜、溶液的配制)及常見儀器的主要使用方法入題,考查學(xué)生利用現(xiàn)有的基本實驗知識設(shè)計實驗的能力,這個題非常好.必修一
必修二
124本題涉及到知識有平衡移動、速率與焓變,這都是歷年來高頻考點,重點考查了學(xué)生分析問題,解決問題的能力.化學(xué)反
應(yīng)原理
134本題涉及到知識有酸堿中和、弱電解質(zhì)的電離、鹽類的水解、pH等相關(guān)知識,解決好此題,要求學(xué)生有較高的綜合分析能力.化學(xué)反應(yīng)
原理
對Ⅱ卷分析:
填空簡答題,題干簡練,情景新穎,即所取素材都是實際生產(chǎn)生活中真實存在的,這些情境對考生來說可能是陌生的,但考查的重點仍是高中化學(xué)的基礎(chǔ)知識,充分體現(xiàn)出試題“高起點、低落點”的特點.但注重了選拔功能,某些設(shè)問仍有較好的區(qū)分度.
學(xué)生答題情況點擊(以29題為例):
[山東高考理綜29、(15分)]化學(xué)反應(yīng)原理在科研和生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用
(1)利用“化學(xué)蒸氣轉(zhuǎn)移法”制備TaS2晶體,發(fā)生如下反應(yīng)
TaS2(s)+2I2(g)TaI4(g)+S2(g),ΔH>0(I)
反應(yīng)(I)的平衡常數(shù)表達式K=,若K=1,向某恒容密閉容器中加入1 mol I2(g)和足量TaS2(s),I2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為 .
(2)如圖所示,反應(yīng)(Ⅰ)在石英真空管中進行,先在溫度為T2的一端放入未提純的TaS2粉末和少量I2(g),一段時間后,在溫度為T1的一端得到了純凈的TaS2晶體,則溫度T1 T2(填“”“”或“=”).上述反應(yīng)體系中循環(huán)使用的物質(zhì)是.
(3)利用I2的氧化性可測定鋼鐵中硫的含量.做法是將鋼鐵中的硫轉(zhuǎn)化為H2SO3,然后用一定濃度的I2溶液進行滴定,所用指示劑為 ,滴定反應(yīng)的離子方程式為.
(4)25℃時,H2SO3HSO-3+H+的電離常數(shù)Ka=1×10-2mol/L,則該溫度下NaHSO3的水解平衡常數(shù)Kh= mol/L,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,則溶液中c(H2SO3)c(HSO-3)將(填“增大”“減小”或“不變”).
答案:(1)c(TaI4)×c(S2)c2(I2); 66.7%(2)
H2SO3+I2+H2O4H++SO2-4+2I-(4)1×10-12;增大
分析與感悟
本題建立在化學(xué)知識在科研和生產(chǎn)中的應(yīng)用的基礎(chǔ)上,力求題型創(chuàng)新為宗旨,考查平衡原理(化學(xué)平衡、弱電解質(zhì)電離平衡、鹽類水解平衡)、滴定(氧化還原滴定)及離子反應(yīng)條件應(yīng)用(離子方程式書寫)等.學(xué)生答題中出現(xiàn)的錯誤有:
(1)考查化學(xué)平衡常數(shù)表達式.正答率較高,但也有少數(shù)學(xué)生因書寫不規(guī)范失分,如將表達式中c2(I2)寫成c(I2)2,或?qū)aI4寫成TaT4而失分;
篇4
關(guān)鍵詞:化學(xué)新課改;探究式學(xué)習(xí);化學(xué)實驗;可持續(xù)發(fā)展
一、以新教材為模板,逐步培養(yǎng)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)模式
傳統(tǒng)的化學(xué)教材往往從化學(xué)學(xué)科本身出發(fā),把最重要的和最基本的化學(xué)概念和規(guī)律串聯(lián)起來,體現(xiàn)了學(xué)科最基本的概念、原理和它們之間的相互聯(lián)系或因果關(guān)系。它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)清晰、邏輯性強,但把課程的重點放在學(xué)科的抽象知識上,要求學(xué)習(xí)者像科學(xué)家那樣思維和工作,忽視了學(xué)生的需要,也割裂了學(xué)科間的聯(lián)系。而新教材強化了化學(xué)與社會、生產(chǎn)、生活、科技的聯(lián)系;強調(diào)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展對于當代社會的可持續(xù)發(fā)展和人民生活質(zhì)量的不斷提高有著極其重要的作用;大量介紹了當代的新科技、新材料、新能源、新工藝,多處提出環(huán)境和環(huán)境保護問題,能夠使學(xué)生獲得終身學(xué)習(xí)的興趣、習(xí)慣及一定的學(xué)習(xí)能力,這就是新教材所體現(xiàn)出的新思想和改革方向。教師帶著知識走向?qū)W生,這是“授人以魚”,而在新課改形勢下的新型教師應(yīng)該是帶著學(xué)生走向知
識,讓學(xué)生自己去探究,做到“授人以漁”。而新教材內(nèi)容的編排更為此創(chuàng)造了優(yōu)越的條件。新教材從內(nèi)容的形式上增加了“你知道嗎”“交流與討論”“整理與歸納”“觀察與思考”“拓展視野”等欄
目。這些欄目的設(shè)立不僅使教材變得更加活潑、生動、貼近學(xué)生,更重要的是強調(diào)了學(xué)生的主動參與、自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。在教學(xué)時以“你知道嗎?”引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;以“交流與討論”引導(dǎo)學(xué)生獨立思考的習(xí)慣;以“整理與歸納”增強學(xué)生比較、分類、歸納、概括等能力;以“觀察與思考”啟發(fā)學(xué)生觀察、思索以及團隊合作意識;以“拓展視野”培養(yǎng)學(xué)生閱讀、查閱資料的能力,而這些,正是學(xué)生探究能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)和出發(fā)點。同時,新教材增加了許多新的知識點,如新教材高中化學(xué)第二冊(必修)中,增加了化學(xué)電源、氟氯代烷對環(huán)境的影響、酶簡介、食品添加劑、新型有機高分子材料等,這些與世界前沿科技相聯(lián)系的知識又為學(xué)生探究能力的培養(yǎng)提供了動力。
二、以探究學(xué)習(xí)模式增強實驗?zāi)芰Γ詫嶒炓龑?dǎo)探究學(xué)習(xí)
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,新教材在實驗方面進行了強化。演示實驗及學(xué)生分組實驗數(shù)目均有所增加,對實驗的要求也大大提高了,要求學(xué)生綜合運用化學(xué)知識和實驗技能進行一些實驗設(shè)計和解答實驗習(xí)題,能夠獨立地進行實驗方案的設(shè)計并能對實驗方案進行優(yōu)化選擇和評價。這些探究性極強的目標和要求都需要學(xué)生掌握扎實的實驗功底,這無疑為學(xué)生實驗?zāi)芰Φ脑鰪姶蛳铝肆己玫幕A(chǔ)。愛因斯坦說:“對于一切來說,只有興趣才是最好的老師?!睕]有絲毫興趣的強制性學(xué)習(xí),將會扼殺學(xué)生求知的欲望。所以,我應(yīng)該清醒地認識到能力的增強不是簡單的量的積累,它需要精心創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境,激發(fā)學(xué)生探究的興趣。比如,在學(xué)習(xí)原電池的原理時,我們可以照舊演示銅鋅原電池演示實驗,但同時我們也可以組織學(xué)生進行“番茄原電池”趣味實驗(用銅片、鋅片、導(dǎo)線、音樂卡和西紅柿組成),當學(xué)生看到番茄能使音樂卡發(fā)出聲音時,一定會產(chǎn)生疑問,這便引起學(xué)生探究的欲望,此時我們應(yīng)當鼓勵學(xué)生討論質(zhì)疑,從各個方面探究電流的產(chǎn)生,甚至讓其親自動手用其他水果也拿來做相同的實驗。這種實驗方式既培養(yǎng)了學(xué)生的實驗操作能力,又能培養(yǎng)學(xué)生通過實驗進行探索問題、分析和解決問題的能力,無疑是一種引導(dǎo)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的極佳路徑。
三、教學(xué)要與可持續(xù)發(fā)展、構(gòu)建和諧社會相結(jié)合
在以前,化學(xué)教學(xué)往往有意無意間側(cè)重于描述各種化學(xué)危害,對化工產(chǎn)業(yè)缺乏客觀評價,這使人們潛意識中有著這樣一種認識:化學(xué)是環(huán)境污染的源泉。這完全是因為對“化學(xué)”這門科學(xué)缺乏全面認識而造成的一種誤解,事實上,化學(xué)在我們的衣食住行以及農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國防、科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化都發(fā)揮著不可替代的重要作用,可以毫不夸張地說,人類的生活離不開化學(xué)的發(fā)展。而本次新課改的目標之一就是使學(xué)生群體乃至整個社會在增強環(huán)境意識的同時,贊賞化學(xué)科學(xué)對人類社會的貢獻。
在化學(xué)教學(xué)中我們應(yīng)當讓學(xué)生知道化工生產(chǎn)造成了環(huán)境污染,但是我們更應(yīng)該看到化學(xué)家們在提倡綠色化學(xué),消除環(huán)境污染等方面所做的努力,倡導(dǎo)綠色化學(xué)和可持續(xù)發(fā)展應(yīng)當是化學(xué)教學(xué)的主旋律。我們不僅要讓學(xué)生知道環(huán)境污染的危害性,更應(yīng)該讓學(xué)生明白造成環(huán)境污染的罪魁禍首不是“化學(xué)”,而是人類自己。
是人類過去對自然掠奪般的行為方式才造成了今天的惡果?;瘜W(xué)教學(xué)應(yīng)始終貫穿這樣的思想:人類破壞自然,自然也必然會報復(fù)人類,人類應(yīng)與自然和諧相處。
可持續(xù)發(fā)展的思想如今已成為人們的共識,是解決當前環(huán)境問題的一個指導(dǎo)思想??沙掷m(xù)發(fā)展包括持續(xù)生態(tài)、持續(xù)經(jīng)濟和持續(xù)社會三方面內(nèi)容。主張人類應(yīng)與自然和諧相處;主張建立在保護地球自然系統(tǒng)基礎(chǔ)上的持續(xù)經(jīng)濟增長,做到發(fā)展與資源環(huán)境的承載力相協(xié)調(diào);主張公平分配,以滿足當代和后代全體人民的基本需求??沙掷m(xù)發(fā)展是我國的一項基本國策,現(xiàn)在的學(xué)生是跨世紀的一代,有必要掌握這一對人類社會發(fā)展有重大影響的指導(dǎo)思想。我們在教學(xué)中緊密結(jié)合教材內(nèi)容對學(xué)生進行可持續(xù)發(fā)展觀的教育,使之學(xué)習(xí)這一思想理論,培養(yǎng)其“可持續(xù)發(fā)展”的價值觀,并對其相應(yīng)的態(tài)度、行為習(xí)慣的養(yǎng)成也起到積極的作用。
要達到上述目標首先要使學(xué)生對環(huán)境保護的重要性、必要性和緊迫性有清醒的認識。環(huán)境危機意識是環(huán)境教育最適宜的切入點。全球的十大環(huán)境問題,其中有多項都可用化學(xué)知識來分析說明,使學(xué)生了解環(huán)境問題的前因后果及相應(yīng)的解決辦法,讓學(xué)生了解、關(guān)注這些問題以達到培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境憂患意識的目的。如高中化學(xué)教學(xué)第一冊(必修)中結(jié)合鹵素知識介紹臭氧層空洞,結(jié)合二氧化硫性質(zhì)介紹酸雨,結(jié)合氮的氧化物性質(zhì)介紹城市環(huán)境污染;第二冊(必修)中結(jié)合高分子聚合物介紹“白色污染”,并且結(jié)合電解、電鍍介紹水體污染。讓學(xué)生切實認識到治理環(huán)境污染和可持續(xù)發(fā)展的迫切性。
參考文獻:
[1]王景英.教育學(xué).高等教育出版社,2001.
篇5
知識是中學(xué)化學(xué)的五大知識塊之一,也是歷年高考的必考內(nèi)容。在中學(xué)教材
中,有機化學(xué)包括《烴》、《烴的衍生物》、《糖類 油脂 蛋白質(zhì)》和《合
成材料》四章內(nèi)容。這部分知識與日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、能源、交通、醫(yī)
療、環(huán)保、科研等密切相聯(lián),考查時會在基礎(chǔ)知識之上進行拓展和延伸,這
就增加了這部分考題的廣度和難度。本文主要針對目前教學(xué)存在的問題,提
出一些自己的見解。
一、有機化學(xué)的重要性
在初中,學(xué)生已學(xué)過一些有機物的知識,但所學(xué)的知識比較簡單,間
隔的時間比較長,而且有機化學(xué)是化學(xué)學(xué)科的一個重要分支,它對國民經(jīng)濟
的發(fā)展和人民生活水平質(zhì)量的提高起著極為重要的作用,學(xué)生如能系統(tǒng)的掌
握有機化學(xué)的基礎(chǔ)知識,有利于在現(xiàn)代社會更好地生存,更好地學(xué)習(xí)與化學(xué)
有關(guān)的其他自然科學(xué)基礎(chǔ)知識,有利于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
從歷年的高考情況來看,有機化學(xué)在整個試卷中的分值比例大概有25%
~30%的比重;在教材中所占的比例為25%,而且涉及的內(nèi)容非常多,包括烴
、烴的衍生物、油脂、糖類、蛋白質(zhì)以及高分子合成材料等。面對如此之多
的重要內(nèi)容,一個學(xué)期的課時量難免有些不足,而對于學(xué)生,如此之短的時
間內(nèi)要掌握這么多的內(nèi)容,難免會有些不高興的情緒,因此,教學(xué)方法就顯
得格外重要。
二、有機化學(xué)的教學(xué)策略
1.采用多種直觀教學(xué)手段,強化學(xué)生的空間想象能力
在教材中,出現(xiàn)了大量有機化合物分子空間結(jié)構(gòu),需要學(xué)生具有較強
的空間想象能力。學(xué)習(xí)有機化學(xué)時,學(xué)生有可能在數(shù)學(xué)課程中沒有學(xué)過相關(guān)
的立體幾何知識,因而在教學(xué)中需要多用直觀手段讓學(xué)生有直接的感受,其
中最有效的手段和方法就是采用各種直觀教學(xué)手段。建議教學(xué)中展示球棍模
型、比例模型,也可利用計算機軟件繪制有機化合物分子的三維結(jié)構(gòu)圖,還
可讓學(xué)生親自動手制作有機物的球棍模型等。
例如,在研究烷烴的結(jié)構(gòu)時,可以從甲烷分子的結(jié)構(gòu)入手,讓學(xué)生自
己動手制作甲烷、乙烷等烷烴的球棍模型,引導(dǎo)學(xué)生分析不同烷烴分子之間
的相似點和不同點,得出烷烴的結(jié)構(gòu)特點:以每個碳原子為中心的四面體構(gòu)
型,碳鏈為鋸齒形,分子中只有單鍵,每個碳原子的四個價鍵被充分利用。
又如,在有些模型沒有的情況下,我們可借助ACD/ChemSketch等軟件
制作有機物分子的各種模型:棍、球棍、鏤空比例等,還可旋轉(zhuǎn)任意角度,
幫助學(xué)生認識有機物的結(jié)構(gòu),形成空間想象能力。
2.抓住分子中的斷鍵部位,深化學(xué)生對化學(xué)性質(zhì)的理解
有機化學(xué)知識龐雜,物質(zhì)種類繁多,學(xué)生不易掌握,教學(xué)中要充分利
用好“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”這一重要學(xué)科特點,通過分析有機化
合物的分子結(jié)構(gòu),尤其是官能團的結(jié)構(gòu),推導(dǎo)出在一定條件下可能斷鍵部位
,將該化學(xué)鍵的斷裂與相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)聯(lián)系,并通過動畫模擬加深理解,然
后將某種物質(zhì)繁雜的化學(xué)性質(zhì)進行本質(zhì)歸類。在此基礎(chǔ)上,再根據(jù)同類物質(zhì)
具有相同的官能團,從而可以輕松地掌握該類物質(zhì)共同的化學(xué)通性,并可以
將該通性演繹到具有該官能團的陌生物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的預(yù)測中去。
例如,在講“乙醛”時,重點抓住分子中的官能團:醛基。醛基中-C
-H鍵斷開,可與弱氧化劑銀氨溶液、新制氫氧化銅反應(yīng),表現(xiàn)出還原性,
發(fā)生氧化反應(yīng);羰基可與H2發(fā)生加成反應(yīng),表現(xiàn)氧化性,發(fā)生還原反應(yīng)。
3.采用對比歸納的教學(xué)方法,使知識系統(tǒng)化規(guī)律化
在教學(xué)過程中,教師要充分利用學(xué)生已有的認知水平,聯(lián)系、對比所
學(xué)習(xí)的有機化合物知識,在教師的指導(dǎo)下“系統(tǒng)知識、識同辨異、探尋規(guī)律
”,這不僅能幫助學(xué)生構(gòu)建“知識點”、“知識線”、“知識網(wǎng)”,還可以
順利突破教學(xué)重點,深化對知識的理解,有系統(tǒng)、有規(guī)律地掌握知識。
例如,在講“溴乙烷的化學(xué)性質(zhì)”時,教師可將水解反應(yīng)和消去反應(yīng)
篇6
基于認知負荷理論,分析在高中化學(xué)教學(xué)中運用生活化“打比方”進行教學(xué)的案例,并對生活化“打比方”教學(xué)提出建議,將抽象化學(xué)教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)樾蜗蠼虒W(xué),減輕學(xué)生外在的認知負荷,提升教學(xué)質(zhì)量。
[關(guān)鍵詞]
生活化;“打比方”;認知負荷;化學(xué)教學(xué)
基礎(chǔ)教育課程改革極力倡導(dǎo)減輕學(xué)生學(xué)業(yè)負擔(dān),但現(xiàn)狀不容樂觀。高中化學(xué)課堂教學(xué)中普遍存在學(xué)生學(xué)業(yè)負擔(dān)過重、課堂低效的現(xiàn)象。很多教師忽視高中生認知發(fā)展特點,在課堂教學(xué)中只要求學(xué)生記憶某些概念、原理、物質(zhì)的性質(zhì)、實驗現(xiàn)象等知識,然后通過大量的練習(xí)來鞏固、提升對知識的理解。在這種模式的學(xué)習(xí)中,學(xué)生外在認知負荷高,教學(xué)效果很不理想,導(dǎo)致很多學(xué)生認為化學(xué)就是死記硬背、枯燥無味的學(xué)科,對化學(xué)的學(xué)習(xí)失去興趣。因此,我們有必要從減輕學(xué)生外在認知負荷的角度來改進我們的化學(xué)課堂教學(xué),筆者以認知負荷理論為指導(dǎo),嘗試在教學(xué)中巧用生活化“打比方”進行教學(xué),取得了較好的成效。
一、認知負荷理論簡介
澳大利亞新南威爾士大學(xué)的認知心理學(xué)家約翰?斯威勒(John Swdler)于1988年首先提出認知負荷理論(Cognitive Load Theroy,簡稱CLT)。認知是指對信息的加工過程。負荷是指在認知過程中所需要的認知資源的總和。認知負荷理論在教學(xué)實踐領(lǐng)域的研究取得了一定的成果,對教學(xué)實踐具有重要的現(xiàn)實指導(dǎo)意義。
認知負荷的生成因素有兩類,一類是由學(xué)習(xí)材料本身的復(fù)雜性所引起的,稱為內(nèi)在認知負荷,內(nèi)在認知負荷的高低取決于學(xué)習(xí)材料的復(fù)雜性和學(xué)習(xí)者已有的認知經(jīng)驗;另一類是由學(xué)習(xí)材料的組織和呈現(xiàn)形式所引起的,可分為無效認知負荷和有效認知負荷。無效認知負荷不利于信息加工與獲得,也稱為外在認知負荷;有效認知負荷有利于信息加工與獲得,促進圖式構(gòu)建和圖式自動化過程,也稱為相關(guān)認知負荷[3]。
對于特定的學(xué)生個體而言,其認知負荷總量是一定的,三種認知負荷是一種此消彼長的關(guān)系。作為教學(xué)的組織者,要優(yōu)化教學(xué)設(shè)計,在相同的內(nèi)在認知負荷情況下,盡量減少學(xué)習(xí)者的外在認知負荷,提升相關(guān)認知負荷。
二、基于認知負荷理論巧用“打比方”的教學(xué)案例分析
案例1:強酸、弱酸溶液中H+的行為
強酸、弱酸分別與金屬反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的量與速率的大小關(guān)系的比較,是很多學(xué)生認識理解上的一個難點。教學(xué)中筆者把強酸與弱酸比作“兩個不一樣的大富翁”,H+就是他們所擁有的“貨幣”。強酸是一個把所有的貨幣都帶在身上的富翁,相當于強酸完全電離;而弱酸是一個只把極少數(shù)貨幣帶在身上,而絕大部分都存在銀行的富翁,相當于弱酸部分電離。
當?shù)任镔|(zhì)的量濃度等體積的鹽酸與醋酸分別與足量的表面積相等的鋅粒完全反應(yīng)時,由于鹽酸、醋酸都是一元酸,二者的物質(zhì)的量相等,相當于鹽酸與醋酸這兩個富翁所擁有的貨幣總量一樣。因為鹽酸把所有的貨幣都帶在身上,所以他想買東西時,可以直接付款,更方便,因而反應(yīng)速率更快;而醋酸只帶極少量的貨幣在身上,而且每次只能從銀行里取出一小部分,因此想要買更多東西時,就要多次提取,需要更多的程序,因而反應(yīng)速率更慢。但是由于兩個富翁的貨幣總量一樣多,因此當把全部貨幣都用來買相同產(chǎn)品時,買到的產(chǎn)品數(shù)量應(yīng)是一樣多,即反應(yīng)中產(chǎn)生的氫氣總量相等。
通過這個生活化比方,原來對這個問題毫無頭緒的學(xué)生有了頓悟的喜悅,一下子理解了醋酸溶液中由于存在電離平衡而與鹽酸表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。接著筆者又提出下面的問題:當?shù)萷H等體積的鹽酸與醋酸分別與足量的表面積相等的鋅粒完全反應(yīng)時,二者反應(yīng)的速率與產(chǎn)生氫氣的總量關(guān)系如何?這個問題既可作為當前學(xué)習(xí)的一種鞏固,也是一個提升。
短暫的思考之后,學(xué)生就七嘴八舌地討論起來了,一個個顯得胸有成竹,紛紛地說出各自的見解。當然,一部分對pH的概念理解不夠透徹的學(xué)生還在猶豫之中。我們可以讓已經(jīng)領(lǐng)悟的同學(xué),用剛才的比方來分析它們的反應(yīng)過程。很快他們就做出如下的分析:兩種酸的pH相同,即二者電離出來的H+濃度相同。此時,相當于鹽酸與醋酸這兩個富翁帶在身上的貨幣一樣多,但是鹽酸沒有儲蓄,而醋酸還有很多的儲蓄,這就意味著醋酸貨幣總量要比鹽酸多得多。當帶在身上的錢用完時,醋酸還可以再去銀行取,可以在相對一段時間內(nèi)都能保持比較旺盛的購買力,而且由于資產(chǎn)雄厚,可以購買更多的產(chǎn)品。而鹽酸所有的家當都帶在身上,購買力明顯比醋酸小。即等pH等體積的鹽酸與醋酸分別與足量的表面積相等的鋅粒完全反應(yīng)時,醋酸的反應(yīng)速率比鹽酸大,并且產(chǎn)生的氫氣的量也更多。此時,原先還在疑惑中的學(xué)生一聽,也都會心地點著頭,表示理解。
通過這個生活化比方,把一個內(nèi)在認知負荷非常高的知識點輕易地突破了。很多學(xué)生在高中畢業(yè)多年后告訴筆者,已經(jīng)好幾年沒有接觸化學(xué)了,但是當時關(guān)于“兩個不一樣的富翁”的比方,現(xiàn)在還記憶猶新。顯然通過這個方式處理教材,已讓學(xué)生真正地領(lǐng)悟了知識。
在案例1的學(xué)習(xí)中,學(xué)生需要準備的前知識有:電離、強弱電解質(zhì)的區(qū)別、溶液pH的含義、金屬與酸反應(yīng)速率的影響因素、電離平衡等,其中任何一個前知識的缺失或是不清晰都會影響對案例1的學(xué)習(xí)。在問題的分析過程中需要對這些前知識進行綜合應(yīng)用。這些因素是造成學(xué)生內(nèi)在認知負荷高的主要原因,我們應(yīng)在課前多與學(xué)生溝通,以適當控制內(nèi)在認知負荷。富翁是否有存款,把強弱電解質(zhì)的關(guān)系體現(xiàn)得淋漓盡致。存款的量與身上的現(xiàn)金的比例體現(xiàn)了弱電解質(zhì)的電離程度。學(xué)生一旦認可、接受這個比方,外在認知負荷明顯降低。
案例2:加聚反應(yīng)
加聚反應(yīng)是有機化學(xué)反應(yīng)的一種重要類型。在必修2的學(xué)習(xí)階段,學(xué)生剛剛接觸有機化學(xué),對于加聚反應(yīng)如何能形成高分子存在認識上的障礙。在對加聚反應(yīng)概念進行分析時,我們可以通過一個互動來實現(xiàn)。先讓同桌的兩個學(xué)生面對面手牽手坐好,每個學(xué)生把自己想象成一個碳原子,緊緊牽住的雙手,就像是碳原子之間形成的雙鍵,一對學(xué)生就是一個乙烯分子。現(xiàn)在我們松開牽著的一只手,另一只仍緊握對方,這就好比在催化劑的作用下,乙烯分子斷開雙鍵中的一個鍵?,F(xiàn)在鄰桌之間的兩個學(xué)生牽起手,這樣全班學(xué)生都可以牽起手來了,如果有更多的學(xué)生,我們也可以一起牽起手來。這就好比乙烯分子斷鍵后重新連接形成高分子聚乙烯的過程。通過這個互動不僅活躍了課堂的氣氛,而且讓學(xué)生對加聚反應(yīng)的概念有了深入的理解。
案例2教學(xué)的亮點是通過肢體活動體會加聚反應(yīng)的實質(zhì),這些肢體活動不僅容易在頭腦中形成穩(wěn)固的圖示,而且可以喚醒學(xué)生對學(xué)習(xí)的美好回憶,極大地提高了相關(guān)認知負荷。教學(xué)中,教師引導(dǎo)學(xué)生建立以下幾個對應(yīng)關(guān)系:學(xué)生與碳原子、牽手與化學(xué)鍵、分手與斷鍵、同桌數(shù)與聚合度……在學(xué)生領(lǐng)悟了加聚反應(yīng)的實質(zhì)之后,根據(jù)必修模塊的有機知識的階段性,引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建常見有機化學(xué)反應(yīng),如取代反應(yīng)、加成反應(yīng)、酯化反應(yīng)、水解反應(yīng)、聚合反應(yīng),并能根據(jù)反應(yīng)特點初步判斷反應(yīng)類型。選修階段的學(xué)習(xí)中,可以在已建構(gòu)好的體系中進行補充,形成更完整的知識體系,便于學(xué)生隨時提取。
案例3:核外電子的躍遷
在魯科版高中化學(xué)選修《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》的第一章“原子結(jié)構(gòu)”的第一節(jié)“原子結(jié)構(gòu)模型”中,玻爾原子結(jié)構(gòu)模型的基本觀點中有這樣的描述:在不同軌道上運動的電子具有不同的能量,而且能量是量子化的,即軌道能量是“一份一份”的,不能連續(xù)變化而只能取某些不連續(xù)的數(shù)值。只有當電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時,才會輻射或吸收能量。如果輻射或吸收的能量以光的形式表現(xiàn)出來并被記錄下來,就形成了光譜。
教材中的這些描述很晦澀,尤其是“量子化”“一份一份”“躍遷”這些詞更是讓學(xué)生不知所云。如何在教學(xué)中減輕學(xué)生的外在認知負荷呢?經(jīng)過一番實踐,筆者用爬梯子來“打比方”,以上問題得到很好的解釋。
我們把電子的躍遷比作電子在爬梯子[4]。原子中的電子在不同能級之間的運動就像在爬梯子。如果你要上下梯子,就必須一檔一檔地爬。爬的時候,你的腳只能只能落在梯子的橫檔上,這就好比電子只能處在一定的能級上,并具有一定的能量,而不能處于兩個能級之間。當電子吸收了一定能量后,就可以躍遷到較高能級上,這個能量就是這兩個能級之間的能量差。當電子返回到較低能級時,就以光的形式將兩個能級之間的能量差釋放出來。
在教學(xué)中,分別對兩個平行班級采用不同的教學(xué)方式。一個班級作為對照組,另一個班級為實驗組,采用“打比方”的方式進行教學(xué)。在對焰色反應(yīng)、霓虹燈發(fā)光現(xiàn)象的解釋中,實驗組學(xué)生的成績明顯高于控制組。這也說明采用“打比方”進行教學(xué),減輕學(xué)生的外在認知負荷,使學(xué)生通過“打比方”產(chǎn)生聯(lián)想,從而建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò),提高教學(xué)效率。
原子核外電子的運動具有特殊性,我們無法用感官來感知它的存在和運動,教材也沒有一目了然地描述電子的躍遷過程,這就造成學(xué)生內(nèi)在認知負荷強度高。通過“打比方”把這個抽象的問題形象化,通過對比分析使學(xué)生正確地進行信息轉(zhuǎn)換和推理形成圖式,減少外在認知負荷的同時增加了相關(guān)認知負荷。在教學(xué)中,教師要把握住以下幾個核心點進行對比分析:梯子橫檔與能級、橫檔的高度與能級所具有的能量、上下梯子與電子躍遷、梯子橫檔的高度差與能級之間的能量差……當學(xué)生真正地領(lǐng)悟了它們之間的對應(yīng)關(guān)系,才能實現(xiàn)知識的遷移,學(xué)生就能順著這把“梯子”提升到一定的高度。如果分析過程中對應(yīng)關(guān)系混亂、或是把學(xué)生的注意力引到了梯子的其他特征方面,學(xué)生就會被這個“梯子”絆倒。
三、基于認知負荷理論進行“打比方”教學(xué)的建議
(一)課前調(diào)查、研究教材,控制內(nèi)在認知負荷
學(xué)生已有的認知結(jié)構(gòu)水平與學(xué)習(xí)材料的數(shù)量和交互性對新知識的學(xué)習(xí)起決定作用[5]。教師在進行“打比方”教學(xué)前應(yīng)從課前調(diào)查與研究教材兩個方面入手,以控制內(nèi)在認知負荷。
課前調(diào)查的內(nèi)容主要是針對即將學(xué)習(xí)的材料需要學(xué)生準備好的一些前知識。例如,在案例1的教學(xué)前筆者了解到學(xué)生對強弱電解質(zhì)的概念已背得滾瓜爛熟,但是對弱電解質(zhì)的電離程度的理解卻很模糊。所謂部分電離,是電離90%,50%,10%,還是小于1%?很多學(xué)生并不理解。我們就要敏銳地抓住這些信息,并有針對性地進行指導(dǎo)。課前調(diào)查可以采用訪談式、問卷調(diào)查式、試卷分析式……對學(xué)生的前知識掌握情況進行了解,分析形成的原因,盡可能在學(xué)習(xí)之前得到解決,這樣就可以大大地減少學(xué)生在學(xué)習(xí)中的內(nèi)在認知負荷。
每個教師教學(xué)時所用的教材版本是固定的,因此呈現(xiàn)在學(xué)生面前的知識體系、內(nèi)容線索、知識密度、前后知識的對應(yīng)關(guān)系、教材的圖表等已經(jīng)固定,它對學(xué)生引起的內(nèi)在認知負荷已確定,但是教師可以根據(jù)學(xué)生的實際認知情況對以上因素進行調(diào)整,以控制學(xué)生的內(nèi)在認知負荷。如果材料數(shù)量較多,應(yīng)精選教材中已有的學(xué)習(xí)材料,適當進行刪減,必要時可以借鑒其他版本的學(xué)習(xí)材料。對于交互性比較強的學(xué)習(xí)材料,可以考慮分階段或分塊呈現(xiàn)。這些措施都可以適當調(diào)控由于教學(xué)材料引起的內(nèi)在認知負荷。其實,教材中有很多知識點是以“打比方”的形式呈現(xiàn)的,教學(xué)中要予以充分利用。例如,在魯科版高中化學(xué)《化學(xué)反應(yīng)原理》中關(guān)于反應(yīng)焓變的描述用登山來“打比方”。用“山的高度與登山途徑無關(guān)”來說明“對于一個化學(xué)反應(yīng),無論是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)焓變都是一樣的”。再如,在原子結(jié)構(gòu)模型中提到湯姆遜的“葡萄干布丁”模型,介紹“碰撞理論”時,可以采用課改前人教版的“投籃”來“打比方”。
(二)貼近生活、啟迪思考,減少外在認知負荷
教師一定要選用學(xué)生所熟悉的、感興趣的“打比方”素材,它能豐富想象、引起聯(lián)想、啟發(fā)思考。當學(xué)生在百思不得其解時,可以從這個生活化比方中獲得靈感,有所領(lǐng)悟,從而找到解決問題的突破口。
例如,在物質(zhì)的量的教學(xué)中,為什么要引入“物質(zhì)的量”這個概念?它是一個什么樣的物理量?這些問題都會困擾學(xué)生,具有較高的內(nèi)在和外在認知負荷。我們可以選用生活中熟悉的物理量來“打比方”,如一箱啤酒、一瓶藥片、一盒粉筆、一袋米……等。當在生活中引入這些表示含有一定數(shù)量集體的概念時,可以給我們帶來很多方便,這就順理成章地說明引入“物質(zhì)的量”的重要性,使學(xué)生對“物質(zhì)的量”這個陌生又帶有幾分拗口的概念有了幾分感性的認識。
又如,在分析“相同狀況下,不同氣體的氣體摩體積為什么相同?”時,我們可以用100位相撲運動員與幼兒園小朋友在操場上排隊來“打比方”。當要求排成緊密方陣時,由于相撲運動員體型肥碩,所占的空間明顯要大得多。如果按照每兩個人之間間距10米散開,則所占的空間幾乎相當。學(xué)生對相撲運動員比較感興趣,這樣可以激起他們參與思考的熱情。通過“打比方”,學(xué)生深刻體會到對于固體、液體來說,構(gòu)成它們的微粒間的距離非常小,它們的體積主要取決于微粒的大??;對于氣體,分子間距離比分子的直徑大得多,因此氣體體積主要取決于氣體分子間的平均距離。在相同狀況下,由于1mol任何氣體所含有的分子數(shù)目相同,分子之間平均距離相同,所以它們的體積基本相同。
(三)把握核心、對比分析,降低外在認知負荷
教師在進行“打比方”分析時一定要抓住核心點,即知識點與“打比方”素材間的對應(yīng)關(guān)系。分析時語言要精練,避免因為描述的繁復(fù)或是重點缺失造成外在認知負荷增大,影響學(xué)習(xí)的有效性。
例如,在用“投籃”來“打比方”進行“碰撞理論”的教學(xué)中,我們要把握好以下幾個核心點進行對比分析:籃球與原子、籃球的高度與原子所具有的能量、投籃的方向與碰撞的角度、投籃成功與原子間發(fā)生反應(yīng)……學(xué)生在教師的對比分析中,回顧曾經(jīng)的投籃經(jīng)驗,發(fā)現(xiàn)并不是每次的投籃都能成功,只有當籃球具有一定的高度、適當?shù)慕嵌炔拍苓M球,贏得喝彩。這時學(xué)生就能領(lǐng)會并不是每次碰撞都能成功,要想發(fā)生有效碰撞必須具備一定的條件。分析時教師不能為了渲染課堂氣氛而侃侃而談籃球的球技、籃球的魅力等而分散學(xué)生的注意力,造成認知負荷資源浪費,教學(xué)效率降低。
(四)拓展提升、形成圖式,提高相關(guān)認知負荷
圖式的建構(gòu)與自動化可以增加相關(guān)認知負荷。通過“打比方”教學(xué)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,這些“打比方”的素材在新知識的學(xué)習(xí)中起到的支架作用,我們不能滿足于此,應(yīng)趁熱打鐵,對相關(guān)的知識進行拓展提升,歸納出本質(zhì)特點,納入已建構(gòu)好的知識體系中形成圖式。
例如,在案例1的分析之后,可以讓學(xué)生討論如下問題:
(1)等物質(zhì)的量濃度(或等pH)等體積的氨水與氫氧化鈉溶液分別與鹽酸中和時,消耗鹽酸的量。
(2)等物質(zhì)的量濃度(或等pH)等體積的硫酸與醋酸溶液分別與足量的表面積相等的鋅粒完全反應(yīng)時,產(chǎn)生氫氣的量與速率的關(guān)系。
這兩個問題似曾相識,處于學(xué)生認識的最近發(fā)展區(qū),這可以激發(fā)他們的思維,有助于增加相關(guān)認知負荷。兩個問題討論后,我們要引導(dǎo)學(xué)生歸納出這類問題的解題思路,并把它納入“化學(xué)平衡”的知識體系中,形成“化學(xué)平衡”的概念群。
他山之石,可以攻玉。在化學(xué)學(xué)習(xí)中,有很多深奧的知識,可通過巧用生活常識“打比方”,從而化抽象為形象、變模糊為深刻、轉(zhuǎn)溝塹為通途,減輕學(xué)生的外在認知負荷,提升教學(xué)質(zhì)量,值得廣大的一線化學(xué)教師不斷地研究探索。
[參 考 文 獻]
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篇7
關(guān)鍵詞:無機及分析化學(xué)課程 思考與改革 分析化學(xué) 無機化學(xué) 物理化學(xué) 有機化學(xué)
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)06(a)-0128-01
從20世紀開始,我國的化學(xué)課程從傳統(tǒng)的物理化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)和無機化學(xué)四大分支體系上,延伸出無機及分析化學(xué)、高分子化學(xué)等課程。隨著科學(xué)的迅速發(fā)展、人們對高科技的綜合要求水平不斷增加,導(dǎo)致現(xiàn)在的部分課程體系不能完全滿足人們對培養(yǎng)化學(xué)類專業(yè)人才的要求,課程內(nèi)容重復(fù)、順序不盡合理、知識面過窄等突出現(xiàn)象讓學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得不到充分發(fā)揮。因此,我們需要改變目前的現(xiàn)狀,針對性地優(yōu)化課程體系、更新教學(xué)內(nèi)容、建立符合時代要求的課程,打破學(xué)科間的隔膜。
1 無機及分析化學(xué)課程的發(fā)展歷史
最早在20世紀80年代建立了無機化學(xué)與分析化學(xué)的課程,在發(fā)展、教學(xué)過程中,發(fā)現(xiàn)了這兩門課之間存在一定的內(nèi)在聯(lián)系,經(jīng)過多年的實踐探索,最后在1992年出版了無機及分析化學(xué)的教材。從此各大院校對其課程體系進行了優(yōu)化、改革。南京大學(xué)把原本分散的基礎(chǔ)知識和化學(xué)理論進行合并,構(gòu)建了一門較新的課程體系,使整個課程更加系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化。這種課程結(jié)構(gòu)的改革也是經(jīng)過漫長的摸索,形成今天的課程體系的,如1989年將試行的“定量分析化學(xué)”和“無機”合并,1991年便得到推廣。合并以后,教學(xué)內(nèi)容方面得到了擴充,課程結(jié)構(gòu)體系也有所優(yōu)化,如何在已取得的成績基礎(chǔ)上,進一步改革改善是我們要思考的問題。
2 無機及分析化學(xué)課程的思考
教學(xué)安排中,對教學(xué)課時和教學(xué)內(nèi)容都需要達到一定的標準,從而保證教學(xué)效果。兩者相輔相成、互相制約,只有合理恰當?shù)奶幚砗脙烧叩年P(guān)系,材料使教學(xué)內(nèi)容在規(guī)定的課時內(nèi)完成,使學(xué)生能夠較廣泛地、深刻地接受必要的知識,為將來的相關(guān)課程和實踐工作奠定扎實的基礎(chǔ)。但是,學(xué)生的在校時間是固定的,所學(xué)的科目相對較多,考慮為學(xué)生留出部分自由空間的前提下,就要求對相關(guān)課程進行改革,以滿足現(xiàn)實需要。對于無機及分析化學(xué)課程來說,也需要進行相應(yīng)的調(diào)整分配,目前開設(shè)該課程的多數(shù)為工科專業(yè),且所設(shè)的課時數(shù)普遍較多,任課老師在進行授課講解的時候,有時間對重要章節(jié)進行細致的分析講解。但是縱觀目前高中所涉及的化學(xué)知識、以及后期所學(xué)習(xí)的物理化學(xué)、有機化學(xué)等課程時,往往會發(fā)現(xiàn)與現(xiàn)行無機及分析化學(xué)課程內(nèi)容具有部分的重復(fù)性,且被設(shè)置為重點必講部分,針對諸如此類的情況,對無機及分析化學(xué)課程的改革將必須進行下去,以適應(yīng)現(xiàn)代的知識體系和教育方式需求。
3 無機及分析化學(xué)課程進一步改革的要點
3.1 結(jié)合高中化學(xué)教材、物理化學(xué)教材進行教學(xué)內(nèi)容的有機調(diào)整
目前,義務(wù)教育、高中教育的知識內(nèi)容比以往有較大的改變,學(xué)習(xí)的深度、廣度得到了進一步延伸,部分初高中學(xué)校對化學(xué)課程的學(xué)習(xí)也加深了很多,如有關(guān)于吉布斯自由能、酸堿滴定、配位滴定等的內(nèi)容,在高中已進行了相關(guān)的介紹。這樣就需要高等教育階段,對相關(guān)內(nèi)容進行刪減和弱化,以避免無謂的精力投入,避免學(xué)生的厭學(xué)情況出現(xiàn),提高教學(xué)的效果,有效發(fā)揮教育資源。
3.2 恰當結(jié)合現(xiàn)代無機化學(xué)、分析化學(xué)的研究成果
無機及分析化學(xué)課程自形成以來,所設(shè)計的內(nèi)容主要包括四大化學(xué)平衡和動力學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)與定量分析、分析結(jié)構(gòu)、原子結(jié)構(gòu)、元素化學(xué)等知識。這些知識體系屬于比較傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容,對其理解掌握,有助于專業(yè)基礎(chǔ)知識的積淀,為將來專業(yè)研究、實踐做準備。但從另一方面來看,其內(nèi)容多枯燥乏味、機械死板,學(xué)生對其掌握有一定困難,何談以后的靈活運用。如若能夠?qū)⒛壳八〉玫南嚓P(guān)無機化學(xué)、分析化學(xué)研究成果,有機結(jié)合到教學(xué)內(nèi)容當中,使教學(xué)過程更加形象具體,體現(xiàn)其知識的實用性,這樣則更能激發(fā)學(xué)生的求學(xué)心理,更有利于知識的靈活運用。特別是形象可觀的圖片、譜圖現(xiàn)象等內(nèi)容,對激發(fā)內(nèi)心的探索興趣,具有重要的作用。
3.3 根據(jù)面對學(xué)生的專業(yè)特色進行細分,以滿足專業(yè)人才的培養(yǎng)需要
無機及分析化學(xué)教材主要有南京大學(xué)、浙江大學(xué)等編寫的版本,其基本內(nèi)容相似。這就要求教師在選擇教材的時候,充分考慮所面向?qū)W生的專業(yè)需要進行選擇;在規(guī)劃教學(xué)大綱、授課內(nèi)容的時候,更需要考慮學(xué)生將來的基礎(chǔ)知識需求,從而將合理恰當?shù)闹R傳授給學(xué)生,學(xué)以致用才是教育的最終目的。對應(yīng)學(xué)生將來不相關(guān)、以后不會用到的知識,授課教師可以做適當刪減。
3.4 采用形象生動的輔助教學(xué)手段
理工科學(xué)生所要學(xué)習(xí)的專業(yè)知識普遍存在抽象、枯燥的特征,如何能夠讓學(xué)生更深刻、形象的掌握必要知識點,使之成為自身知識體系的一部分,這需要運用除課本外的其他教學(xué)手段。授課教師如何能夠結(jié)合多媒體設(shè)備、以動畫圖片對抽象的知識進行輔助講解,將會起到積極的推動作用。當然,板書部分也需要根據(jù)實際情況進行處理,板書對學(xué)生最大的幫助是可以讓學(xué)生跟上教師的思維步伐、把握所授課程的重點、難點。如何處理多媒體與板書的關(guān)系,有待授課教師根據(jù)實際情況進行處理。
4 結(jié)語
無機及分析化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容將根據(jù)學(xué)生的專業(yè)特征,結(jié)合其相關(guān)知識基礎(chǔ)、現(xiàn)代化的多媒體設(shè)施進行整合優(yōu)化,以滿足更深專業(yè)學(xué)習(xí)、工作實踐的需求,這需要對相關(guān)教材內(nèi)容進行調(diào)整,以及授課教師的規(guī)劃安排。相關(guān)工作的進行將為無機及分析化學(xué)課程的有效發(fā)揮起到積極的影響作用。
參考文獻
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[4] 丁淑娟,王學(xué)英.《無機及分析化學(xué)》課程教學(xué)改革的幾點意見[J].科技信息,2011(12):511.
篇8
【策略一】重視課本知識 靈活處理情境問題
近年浙江高考理綜試卷第7題是考查學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)能力,第8題是考查化學(xué)實驗基礎(chǔ)知識。其試題內(nèi)容(選項)大多取材于考綱規(guī)定的化學(xué)必考教材。
例如2014年第7題中出現(xiàn)的“光催化還原水制氫和電解水制氫”問題,“氨氮廢水(含■及NH3)氧化法處理”問題,“燃料的熱值”問題等均是教材中的內(nèi)容。第8題中“金屬汞灑落在實驗室地面或桌面”的處理問題,pH計問題,電子天平問題,茚三酮試劑檢驗氨基酸等問題也是教材中的內(nèi)容。
但是第7題C選項要求判斷“某種光學(xué)檢測技術(shù)具有極高的靈敏度,可檢測到單個細胞(V≈10-12L)內(nèi)的數(shù)個目標分子,據(jù)此可推算該檢測技術(shù)能測量細胞內(nèi)濃度約為10-12~10-11mol?L-1的目標分子”,這是情景處理問題。如果我們假設(shè)單個細胞(V≈10-12L)內(nèi)有N個目標分子,則細胞內(nèi)濃度為N/(6.02×1023)/10-12 mol?L-1,當N約為1~6個分子,細胞內(nèi)濃度則為10-12~10-11mol?L-1,即說法正確。第8題D選項為:“向某溶液中加入茚三酮試劑,加熱煮沸后溶液若出現(xiàn)藍色,則可判斷該溶液含有蛋白質(zhì)?!币驗檐崛@種化學(xué)試劑,它主要用于檢測氨、一級和二胺、尤其是氨基酸,但不能用于檢驗蛋白質(zhì)。因此,向某溶液中加入茚三酮試劑,加熱煮沸后溶液若出現(xiàn)藍色,不能證明含有蛋白質(zhì)。
以上試題告訴我們,高考試題的取材來源于教材,但又高于教材。如“光學(xué)檢測”技術(shù)取材于前沿科學(xué)領(lǐng)域題材,用假設(shè)法計算是高中化學(xué)常用的方法,體現(xiàn)了高考題對化學(xué)素養(yǎng)的考查。對茚三酮試劑應(yīng)用的考查,突顯了高考試題知識點橫向延伸的特點。
我們復(fù)習(xí)的策略是一定要重視課本知識,尤其是《拓展視野》的欄目內(nèi)容是考查學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)和實驗素養(yǎng)的最好題材。例如“人體中極少量的NO會促進血管收縮,防止血管擴張”和“ 廣范pH試紙和精密pH試紙測量范圍相同,但精密度不同”這兩個選項均來自教材,學(xué)生要能分析其中錯誤所在。瞄準2015年理綜必考的《化學(xué)1》、《化學(xué)2》、《化學(xué)反應(yīng)原理》三本書和模塊《有機化學(xué)基礎(chǔ)》、《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》兩本書。指導(dǎo)學(xué)生通讀和理解相關(guān)內(nèi)容,課堂上對相關(guān)內(nèi)容要進行必要的延伸和拓展,則一定可以突破第7題和第8題的思維障礙。
【策略二】核心考點歸納整理 倡導(dǎo)微專題復(fù)習(xí)
近年浙江高考第9題是考查元素周期表和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的有關(guān)知識,意在考查學(xué)生利用所學(xué)化學(xué)知識推理分析的應(yīng)用。例如2014年第9題主要考查元素周期表結(jié)構(gòu)以及元素周期律的應(yīng)用能力。試題如下: 如表1所示的五種元素中,W、X、Y、Z為短周期元素,這四種元素的原子最外層電子數(shù)之和為22。下列說法正確的是( )
A. X、Y、Z三種元素最低價氫化物的沸點依次升高
B. 由X、Y和氫三種元素形成的化合物中只有共價鍵
C. 物質(zhì)WY2、W3X4、WZ4均有熔點高、硬度大的特性
D. T元素的單質(zhì)具有半導(dǎo)體的特性,T與Z元素可形成化合物TZ4
首先要突破元素推斷的問題。根據(jù)元素在周期表中的位置,推出X為N,Y為O,Z為Cl,W為Si,T為Ge。A選項考查了N、O氫化物的氫鍵對沸點的影響。B選項考查了N、H、O三種非金屬元素也可形成離子鍵。D選項考查了Si和Ge同主族元素半導(dǎo)體的相似性,GeCl4、SiCl4化學(xué)式的相似性。C選項因為四氯化鍺是分子晶體,熔點低,硬度小,把SiCl4分子晶體鑲嵌于SiO2、Si3N4的原子晶體中,增加了解答的困難。
這個試題告訴我們:考查元素周期律、元素周期表和物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識,可以涉及氫鍵、化學(xué)鍵、晶體類型及物質(zhì)性質(zhì)、元素周期律等化學(xué)考點。
鑒于上述理由,我們復(fù)習(xí)的策略是采取微專題的復(fù)習(xí)。
例如復(fù)習(xí)元素周期律、元素周期表、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等考點時,首先要理清這些知識點脈絡(luò)關(guān)系,例如元素周期表與元素周期律可以編織如圖1的脈絡(luò)。
其次,分析歸類本專題??嫉目键c:①微粒中各質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系;②核素、同位素概念的辨析;③較為復(fù)雜的電子式書寫;④氫鍵對物質(zhì)熔點、沸點、溶解性的影響;⑤共價鍵、離子鍵的判斷和分析;⑥微粒半徑大小的比較方法;⑦物質(zhì)不同性質(zhì)變化時化學(xué)鍵變化的分析和判斷;⑧金屬性、非金屬性強弱的比較方法;⑨物質(zhì)熔沸點高低的判斷;⑩氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性的判斷。
再次,研究特例是復(fù)習(xí)的重點。如金屬晶體的熔點可能比離子晶體高,也可能比分子晶體低,汞和鎢就是典型的例子;HI、HBr、HCl其水溶液的酸性是依次減弱的;有的分子不存在化學(xué)鍵,如Ne;N和H兩種非金屬可以形成離子化合物NH4N或(NH4)3N;金屬性Pb>Sn,但金屬的活動性是Sn >Pb。
預(yù)測2015年的周期表和物質(zhì)結(jié)構(gòu)高考題仍然以推斷元素入手,結(jié)合微粒半徑比較、氫鍵、同素異形體、氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性,化學(xué)鍵的破壞、最高價氧化物對應(yīng)水化物酸堿性的比較等考點進行考查,同時還要關(guān)注元素性質(zhì)及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。
【策略三】考點內(nèi)容問題化 深層思維提能力
近年浙江高考試題特別重視知識點的細節(jié)性和深層次考查,學(xué)生只有表層淺顯的知識點是很難正確解答高考試題的。例如2014年第10題D選項要求考生判斷下列說法是否正確:“CH3COOCH2CH3與CH3CH2COOCH3互為同分異構(gòu)體,1H-NMR譜顯示兩者均有三種不同的氫原子且三種氫原子的比例相同,故不能用1H-NMR來鑒別?!痹S多學(xué)生認為是正確的,理由是CH3COOCH2CH3與CH3CH2COOCH3屬于同分異構(gòu)體,1H-NMR譜顯示兩者均有三種不同的氫原子且三種氫原子的比例為3∶3∶2。而試題要求學(xué)生知道核磁共振氫譜中乙酸乙酯和丙酸甲酯峰的位置是不同的。而第三個層次要點如果老師沒有拓展細化歸納,學(xué)生就很難正確答題了。
以上試題告訴我們,復(fù)習(xí)策略是要對考綱涉及的考點,要盡可能設(shè)計成問題對其細化和深化,培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性,通過日積月累的強化訓(xùn)練,使學(xué)生思維提高到較高的層次。而細化深化的問題在每個考點中均可以找到實例。
例如,一種反應(yīng)微粒與多種反應(yīng)微粒反應(yīng)前后順序問題是化學(xué)的難點。我們可以用NH4Al(SO4)2溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng)為例設(shè)計以下問題。
(1)向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,共有幾對離子會發(fā)生反應(yīng)?
(2)OH-能沉淀Al3+,也能與■反應(yīng),也會溶解Al(OH)3,它們反應(yīng)的先后順序是怎樣的?
(3)含有1mol的NH4Al(SO4)2溶液中,加入含多少mol Ba(OH)2溶液時生成的沉淀的物質(zhì)的量最大?
(4)含有1mol的NH4Al(SO4)2溶液中,加入含多少mol Ba(OH)2溶液時生成的沉淀的質(zhì)量最大?
(5)當NH4Al(SO4)2與Ba(OH)2溶液等物質(zhì)的量反應(yīng)時,對應(yīng)的離子方程式怎么寫?
(6)NH4Al(SO4)2溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng)時,為什么說2Al3++3■+3Ba2++6OH-=3BaSO4+2Al(OH)3是錯誤的?
(7)NH4Al(SO4)2溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng)時,分析離子方程式Al3++2■+2Ba2++4OH-=2BaSO4+Al■+2H2O是否正確?為什么?
(8)NH4Al(SO4)2溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng)時,分析離子方程式■+Al3++2■+2Ba2++4OH-=2BaSO4+Al(OH)3+NH3?H2O是否正確?為什么?
這種問題式復(fù)習(xí),可以解決一種微粒與對應(yīng)微粒反應(yīng)的前后順序的難點,也解決了離子方程式中各離子數(shù)的配比問題的難點,還解決了生成沉淀時涉及的定量分析問題。
預(yù)計2015年高考化學(xué)試題設(shè)計,一定是考深層細化的內(nèi)容,在思維方面突破兩個層次障礙是常見的試題,較難試題要突破三個層次障礙。建議在復(fù)習(xí)時多多采用這種問題深化式復(fù)習(xí)策略,使學(xué)生達到舉一反三、觸類旁通的效果。
【策略四】文字表達圖像化 定性定量相結(jié)合
浙江化學(xué)高考試題歷來重視圖像題的定性和定量考查,因為圖像題能很好地考查學(xué)生利用所學(xué)化學(xué)知識分析推理的能力。例如2014年第12題:氯在飲用水處理中常用作殺菌劑,且HClO的殺菌能力比ClO-強。25℃時氯氣-氯水體系中存在以下平衡關(guān)系:
Cl2(g)?葑Cl2(aq) K1=10-1.2
Cl2(aq)+ H2O?葑HClO+ H++Cl- K2=10-3.4
HClO?葑H++ClO- Ka=?
其中Cl2(aq)、HClO和ClO-分別在三者中所占分數(shù)(α)隨pH變化的關(guān)系如圖2所示。下列表述正確的是
A.Cl2(g)+H2O?葑2H++ClO-+ Cl- K=10-10.9
B.在氯處理水體系中,c(HClO)+c(ClO-)=c(H+)-c(OH-)
C.用氯處理飲用水時,pH=7.5時殺菌效果比pH=6.5時差
D.氯處理飲用水時,在夏季的殺菌效果比在冬季好
值得一提的是,A選項是蓋斯定律在電離和化學(xué)平衡中的應(yīng)用遷移,屬于定量內(nèi)容。將題意中三個方程式相加,得到Cl2(g)+H2O?葑2H++ClO-+ Cl-,就有K=K1K2Ka,根據(jù)Ka=c(H+)c(ClO-)/c(HClO)=10-7.5×0.5 /0.5=10-7.5,所以K=K1×K2×Ka=10-12.1。B選項是電荷守恒式的靈活應(yīng)用,屬于定性內(nèi)容。根據(jù)電荷守恒:c(OH-)+c(ClO-)+cCl-)=c(H+),c(H+)-c(OH-)=c(Cl-)c(HClO)+c(ClO-);因為c(HClO) 不等于c(Cl-),B選項錯。C選項是讀圖能力的考查,由圖知pH=7.5時,HClO濃度比pH=6.5時低,則pH=7.5時殺菌效果更差。D選項是化學(xué)平衡移動問題,夏季溫度高,HClO濃度比冬季低。
該題顯著特點是體現(xiàn)了圖像特殊點的應(yīng)用,關(guān)于圖像特殊點解題是浙江化學(xué)卷多年考查不衰的一個技巧。其實2014年浙江高考26題也是有關(guān)圖示定性與定量分析的試題。
這個試題告訴說明:我們復(fù)習(xí)策略是要花更多的精力來關(guān)注圖示圖像問題,因為圖像問題既要定性分析又要定量分析。為了迎合高考復(fù)習(xí),我們模仿2014年浙江高考第26題風(fēng)格編制了一道試題,該試題傳承了近三年浙江高考第26題的用實驗手段研究物質(zhì)、由信息推斷物質(zhì)、重在考查元素化合物知識的精髓,試題難度與高考相當。
[例]某不含結(jié)晶水的無機物質(zhì)X僅有四種元素組成,為了探究其組成和性質(zhì),設(shè)計并完成了如下實驗:
另取56.8g固體X在空氣中加熱分解得40.0g固體2,并生成標準狀況下密度為1.96 g/L的氣體A和另一中性物質(zhì)B。請回答下列問題:
(1)A的結(jié)構(gòu)式為 ,B的電子式為 。
(2)X的化學(xué)式 ,固體X在空氣中加熱分解的化學(xué)方程式 。
(3)若固體2與NH3在加熱過程中出現(xiàn)磚紅色固體,其原因是 (用化學(xué)反應(yīng)的方程式表示)。
(4)一定條件下,氣體A與溶液2反應(yīng)生成溶液3的溶質(zhì)有多樣性,若溶液3溶質(zhì)有三種時,除必定含有的一種溶質(zhì)外,其中另兩種溶質(zhì)的組合可能是 , 。設(shè)計實驗方案驗證固體3中二種溶質(zhì)的陰離子 。
本題的亮點是以圖像為呈現(xiàn)方式,定性分析和定量分析相結(jié)合。定性分析:灼燒得固體2黑色,則固體2為CuO,中性物質(zhì)B為H2O。定量計算:通過氣體A密度計算相對分子質(zhì)量為44,則A為CO2, 40.0g固體2含CuO為0.5mol。設(shè)CuCO3為m mol, 另一化合物Cu(OH)2為n mol。則m+n=0.5,124m+98n=56.8。得m=0.3,n=0.2。X的化學(xué)式2Cu(OH)2?3CuCO3或Cu5(OH)4(CO3)3。另外,溶液2通入氣體CO2,因CO2的量不同,可能生成NaHCO3或Na2CO3。最后若固體3只有兩種溶質(zhì),一定是Na2CO3和Na2SO4,不可能是NaOH 和Na2SO4或NaHCO3和Na2SO4,因此只要檢驗硫酸根離子和碳酸根離子即可。
預(yù)測2015年高考元素化合物試題將以這種圖示方式出現(xiàn)。試題將以化學(xué)新物質(zhì)為背景,讓考生通過定性定量分析推斷具體的化學(xué)物質(zhì)。然后考查電子式、化學(xué)式、化學(xué)方程式、離子方程式、氧化還原、離子檢驗等相關(guān)知識。
【策略五】有機復(fù)習(xí)抓轉(zhuǎn)化 分類比較要重視
2014年高考有機化學(xué)考選擇題和推斷題。其中選擇題考查了有機物乳酸薄荷醇酯的化學(xué)性質(zhì),同系物的判斷,淀粉和纖維素酸催化下的水解產(chǎn)物判斷,CH3COOCH2CH3與CH3CH2COOCH3中1H-NMR譜的識別。大題考查了普魯卡因分子的性質(zhì),反應(yīng)試劑的選擇和反應(yīng)類型的判斷,有機反應(yīng)式的書寫,有條件限制的同分異構(gòu)體推斷。HN(CH2CH3)2分子的合成路線。其中難點是流程圖中的各種有機分子的推斷。
以上試題告訴我們:有機化學(xué)復(fù)習(xí)策略要抓住重點內(nèi)容分類復(fù)習(xí)。如烴的通式研究,要對比烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴求同找異;有機物燃燒時要對耗氧量、CO2和H2O的量進行對比分析;對有機反應(yīng)式各種類型(包括條件、產(chǎn)物)進行深化比較;有條件限制同分異構(gòu)體的判斷要突出分類思維和有序思維;高分子化合物生成的類型要歸納,單體判斷的方法技巧要歸類比較;石油的煉制、苯和煤的綜合應(yīng)用進行相似對比和辨析;乙醇、乙酸、乙酸乙酯、油脂和糖類主線轉(zhuǎn)化要對比細化。
例如酯化反應(yīng)可以進行以下分類對比:(1)發(fā)生酯化反應(yīng)時羧酸脫羥基,醇脫去羥基氫原子,同時要注意斷鍵部位。(2)酯在堿性條件下的水解產(chǎn)物是醇和羧酸鹽而不是羧酸。(3)羥基酸分子發(fā)生酯化反應(yīng)時,可生成鏈狀酯,也可生成環(huán)酯,還可生成高分子酯,解題時要看清題意。(4)酯化反應(yīng)實驗時,蒸出的成分有乙酸、乙醇、乙酸乙酯和水,飽和碳酸鈉溶液能中和乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度。(5)酯的反應(yīng)中物質(zhì)的量的關(guān)系:酯化反應(yīng)中,生成的酯基個數(shù)等于生成的水分子個數(shù);酯水解時,水解的酯基個數(shù)等于消耗的水分子個數(shù)。酸和醇的反應(yīng)的量等于生成酯和水的量。(6)酯化反應(yīng)的各種類型也要深化:①一元羧酸與一元醇之間的酯化反應(yīng);②一元羧酸與多元醇之間的酯化反應(yīng);③多元羧酸與一元醇之間的酯化反應(yīng);④多元羧酸與多元醇之間的酯化反應(yīng),可得普通酯、環(huán)酯和高聚酯;⑤羥基酸自身的酯化反應(yīng),此時反應(yīng)有三種情形,可得普通酯、環(huán)酯和高聚酯;⑥無機酸(硝酸等)與醇之間的酯化反應(yīng);⑦其他含羥基類物質(zhì)(葡萄糖、纖維素等)與含氧酸(或酸酐)之間的酯化反應(yīng)。
2015年高考理綜化學(xué)不考《有機化學(xué)基礎(chǔ)》,只考《化學(xué)2》有機化合物的獲得與應(yīng)用。預(yù)測有機試題的題量和分值均會減少,其考試范圍也有所縮少,但仍然是考查深層次有機化學(xué)問題。
【策略六】實驗題抓綜合 類比遷移重應(yīng)用
高考化學(xué)實驗題綜合性強。2014年的化學(xué)制備實驗題中,集實驗裝置、試題信息、流程圖示、數(shù)據(jù)分析于同一試題中,則實驗考查題綜合程度高,考查學(xué)生的知識面更為豐富,考查學(xué)生能力水平更為突出,考查學(xué)生思維能力的要求也更高。
試題給出了葡萄糖酸鈣制取的兩個方程式。給出了葡萄糖酸鈣、葡萄糖酸、溴化鈣、氯化鈣相關(guān)物質(zhì)在水中和乙醇中溶解性表格。又給出了實驗流程:
第(2)問CaCO3固體需有剩余的目的和本實驗中不宜用CaCl2替代CaCO3的理由。加入過量的碳酸鈣,可提高葡萄糖酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化率,是化學(xué)平衡原理的遷移應(yīng)用。氯化鈣與葡萄糖酸難以反應(yīng),是強酸制弱酸原理遷移的應(yīng)用。第(4)問第④步加入乙醇的作用,用乙醇洗滌既可避免葡萄糖酸鈣損失,又有利于葡萄糖酸鈣析出。這是鹽析原理到醇析的遷移。
以上高考試題說明,實驗試題主要考查:能合理選擇實驗條件;能用化學(xué)原理解決問題;善于應(yīng)用知識點的遷移;所學(xué)知識在新情景中的應(yīng)用。
因此,實驗內(nèi)容的復(fù)習(xí)策略是:一定要強調(diào)以下五個方面的強化落實:①明確實驗原理:根據(jù)題目提供的信息,結(jié)合已有化學(xué)知識,通過類比遷移、分析,明確實驗原理;②選擇儀器藥品:根據(jù)實驗?zāi)康暮驮恚磻?yīng)條件,選擇合適的化學(xué)儀器和藥品;③設(shè)計實驗步驟:在明確實驗原理及所需儀器和藥品的基礎(chǔ)上,設(shè)計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟;④實驗現(xiàn)象描述:實驗現(xiàn)象主要從發(fā)光、放熱、顏色變化、出現(xiàn)沉淀、生成氣體幾個方面描述;⑤實驗數(shù)據(jù)處理:要根據(jù)實驗所用儀器的精確度去記錄,去除無效數(shù)據(jù),取幾次平均值計算;⑥實驗結(jié)論:根據(jù)觀察到的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù),通過分析、計算、列圖表、推理等處理,得出正確結(jié)論。
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