高中的化学是初中化学的延续和深入。在初中的化学中分子和原子教师可以从宏—微—符的角度教导学生进行学习。到了高中有很多方面的知识也是用宏—微—符这样的学科思维进行学习的。比如高一、高二原子结构理论、化学键理论,高二选修4中的有效碰撞理论,有机化学中的碳共价键理论,以及高一中的物质的量、离子方程式的书写等等。在这些课程中都可以很好地渗透“宏微符”的思维方式。那么,“宏微符”的思维方式如何在这些知识中进行渗透呢?
物质的量是进入高中后的第一个重难点知识,是高中学习化学知识中的第一个分水岭。那么物质的量之所以难学是因为它需要学生的想象思维。那么我就以物质的量为例来说说宏—微—符的思维方式在学习中的应用。
1.物质的量是宏观和微观之间的桥梁
宏观的角度可以测量物质的质量、体积,微观的角度可以测量分子、原子、离子的个数。如何把宏观的物理量和微观的物理量联系起来?因而就引入了物质的量这样一个概念。所以物质的量的概念是这样定义的——物质的量是一定数目微粒的集合体,不是指单个粒子。物质的量可以和质量、体积、物质的量的浓度、微粒个数之间通过公式联系起来。V/Vm(对于气体)
m/M=n=N/NA
c·V(aq)(对于溶液)
2.学生对于物质的量的认知中存在的问题
(1)学生对于物质的量的认识总是感觉非常抽象,不能很好地理解这个物理量,不知道物质的量和长度,质量是一样的,都是一种常见的物理量。在刚刚接触高中化学的知识中,立马要学生接受和初中知识中感觉没有多大联系的新名词有一些困难。
(2)学生不能把宏观的质量和微观的个数很好地联系起来。如果单单说1 mol的H2的质量是多少,学生会做。1 molH2中含有多少个氢分子,学生也会做。可是说求1个氢分子的质量是多少时就不会做了。
(3)初中时学生已经知道物质是由微粒组成的,微观的粒子包括分子、离子,但是却不知道还包括质子、中子、电子。所以学生对于求算原子中的质子数、中子数、化学键数存在困难。
3.设计以想象思维为中心的认识物质的量的活动并设计辅助性的教学话语认识物质的量
物质的量是一个物理量,它和质量、长度、体积、温度一样是国际物理量,只是之前我们没有接触过。通过类比学习,让学生对它先熟悉起来。
想象:物质的量是一定数目粒子的集合体,,它就好比我们的班级、小组一样,是一个一定数目的集合体,也可以把物质的量类比为米袋,其中分子、原子好比小米,物质的量好比米袋。只是分子、原子这些微粒太小,我们用肉眼观察不到。通过类比想象了解物质的量的含义。学生通过宏观和微观的类比可以有效地形成微观思维的习惯。
4.注重化学符号的学习
宏观和微观之间通过想象类比可以有效地联系起来。那么符号如何在两者之间有效联系呢?物质的量的符号是n,单位是mol。在学生的认知过程中总是把物质的量和单位混淆。通过符号的学习可以很好地把它们区分开。化学符号是化学科目学习的特色之一,通过符号也可以把宏观质量和微观个数联系起来。如n=m/M,n=N/NA。
5.设计描述性作业和解释性作业
判断下面描述性作业的对错并解释为什么。
1 mol氢气
1 mol氢分子
1 mol大米
1 mol钠离子中含有10个电子
1 mol的氮气中含有3NA个化学键
1 mol的二氧化碳中含有NA个氧原子
1 mol的H2O中含有1 mol的H2和1 mol的O
等质量的O2和O3中所含氧原子个数相同
等物质的量的CO和CO2中所含碳原子数相等
通过这些作业活动,让学生对于宏观的物质和微观的粒子进行很好的联系。
从变化的角度看自然,从微观的角度理解变化,并用符号描述变化时化学学科的基本特征。从宏—微—符三水平结合的角度学习化学是化学学习的基本要求,只有宏—微—符三水平结合性学习,才能很好地理解化学,理解身边的化学现象,理解化学科学的本质,形成对化学的科学认识。
中学生在学习化学、理解化学时不能把化学内容包含的宏、微、符号三者进行有效的联系。在学生的头脑中宏观—微观—符号三者是孤立的,没有形成有效的联系。所以在我们的教学过程中我们也可以引入一些多媒体的技术,这样可以直观形象地把微观世界展现在学生面前。对于学生来说,他们对于微观世界的理解需要丰富的想象力,但是学生想象力的发展水平以及个体的差异性,都构成了对于微观实际理解的困难。所以在学习离子反应、化学键理论、原子结构等知识时可以采用多媒体的技术演示一些微观的现象。让学生的脑海里有这样的微观感知,才能有效地和宏观的物质联系起来,联系起来后才能用符号表达出来。在学习的过程中不断地渗透“宏微符”的观念,学生在学习过程中就可以锻炼自己的想象思维,激发学习的兴趣和动力,提高个人的科学素养。
参考文献:
梁永平.化学学习中想象思维培养策略探讨[J].课程·教材·教法,2014(12).