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化学规则的教学策略

  发表日期:2011年11月22日      作者:周千红       【编辑录入: 王长缨 】      宽屏显示

化学规则的教学策略

 

 

 

[  ]  规则和概念虽然都是化学知识的重要构成部分,但在教学上,两者受重视程度是不一致的,教师们似乎并不特别乐意探讨规则教学的策略。本文先把中学化学教学规则分为三大类,结合自己的教学经验,总结了规则教学的一般教学过程,并就这种教学思路提供了一个教学案例。

[关键词]  规则 教学策略 教学案例

       什么是规则?在心理学上,知识是可以被分为陈述性知识和程序性知识这两大类的。陈述性知识是描述事物及其关系的知识(如化学事实等);而程序性知识是关于完成某项任务的行为或操作步骤的知识,或者说是关于如何做的知识,它包括一切为了进行信息转换活动而采取的具体操作程序(如化学计算等)。程序性知识可以分为运动技能与智力技能,美国著名心理学家加涅把智力技能由简单到复杂分为五个层次,它们分别为:辨别、具体概念、定义概念、规则、高级规则[1]。由此可见,智力技能实际上就是学习、掌握及运用概念、规则的能力。事实上,在任何一个学科,概念和规则都是很重要的内容。

但在翻阅杂志中有关化学教学课堂教学策略的讨论中,我们发现一个比较奇怪的现象:广大教师对概念知识教学策略的探讨热情远远大于对化学规则教学策略的探讨。例如,对于如何向学生以比较好的形式阐述物质的量这一概念,杂志上会介绍很多教学策略,我们统计了一下,仅用类比方法来解释物质的量这一概念的模型就多达十多种,而对于化学计算,虽然介绍各种计算方法的也不少,但很少有教师愿意谈如何将这些计算方法在课堂上展示才是较为合理的了。给我们的感觉就是:如果涉及化学规则的教学,只要教师讲完了化学规则的内容,不管教师讲解方式如何,学生都是可以接受的!

但这显然不是事实,认知心理学的原理和教学经验都告诉我们,任何知识的传授都是有其合理的方式的。那么,如何讲解化学规则才是较为合理的呢?

 

1.化学规则的分

如果仔细总结一下高中化学涉及的规则,里面的内容还是很多的。经过认真思考,我们把高中化学规则分为规范性规则、判断性规则和计算类规则,并把每一类规则及其包含的内容列成表1

 

1:高中化学规则的分类

分类规则

包含内容

规范性规则

1.电子式的书写

2.各种方程式(包括一般化学方程式、热化学方程式、离子方程式、电极方程式)的书写

3.同分异构体书写的规则

4.物质(有机物、无机物)的命名

判断性规则

1. 对角线规则

2. 形成原电池的判断

3. 化学反应方向的判断

4. 元素化合物递变规律的判断

计算类规则

1. 差量法

2. 电子守恒法

3. 十字交叉法

4. 基于化学公式的计算方法

5. 复杂有机物分子式的书写方法

 

要说明的是,为使表格看起来不至于太罗嗦,我们把很多规律用很简单的一句话归纳了,例如上面表格中所说的化学反应方向的判断规则,其实包括高中很多的原理,如复反应能否进行的判断规则(是否有沉淀、气体或水生成)、氧化还原反应的判断规则(强氧化剂强还原剂制弱氧化剂弱还原剂)、强酸制弱酸的规则、勒沙特列原理等。同样,基于化学公式的计算方法当然包括了高中所有的化学计算公式。

 

2化学规则教学的一般思路

尽管表1把规则分成三类,但三类规则的教学方法大同小异,我们结合自己的教学经验,把规则的教学分成下列七个步骤:

 

步骤1:设计一个让学生需要规则的教学问题

步骤2:讲解规则中较为简单的部分

步骤3:设计符合练习步骤2规则的练习,让学

        生熟悉,并反馈

步骤4:设计一个练习,它并不符合步骤2的规则

步骤5:讲解规则的特例或完善步骤2的规则

步骤6:设计练习,让学生熟悉规则,并反馈

步骤7:从原理上分析这种规则的合理性或者讲解这个规则的应用范围

 

为了让教师们能较为清楚的看明白这些步骤之间的关系,我们画了这一教学思路的流程图1。其中虚框部分表示如果你所教学的规则比较 1:规则教学的步骤

简单,学生可以一次性接受,在教学中就可以

跳过步骤4、步骤5与步骤6,直接执行步骤7

1中的这些教学步骤虽然是我们来自一线的教学经验总结,但它在却经过实践检验是有效的,也是符合学习论中关于程序性知识学习的一般过程[2]

步骤1显然是整个教学的关键,它的设计直接关系着教学的效果。步骤1的目的是引起学生的学习意向,是教学行为的起点。我们知道:教学行为的起点应该始于学生,要关注学生的学习动机,学生的学习动机很大程度上影响了教学行为的优劣,如果学生漠不关心或者学生拒斥,教学的效果就会大打折扣。但在规则教学的实践中,我们教师却很忽视这一点,经常在没有充分调动学生的学习意向之前就讲解规则,而学生则只能被动的记笔记!

例如,对于同分异构体的书写,我们可以设计这样的教学流程以激发学生的学习动机:先让学生试着写出含有五个碳原子烷烃的同分异构体,然后选取其中具有典型性的例子让学生把自己的结果写在黑板上,然后让他们说说自己书写的思路(规则),让学生在书写五个碳原子烷烃同分异构体过程中初步体会书写同分异构体是需要在一定规则中才能完整地写出所有的同分异构体。然后,结合典型例子同学所阐述的书写规则在课堂中讲解书写同分异构体的规则。

步骤3与步骤6是程序性知识学习的必然步骤,因为程序性知识的学习不同于陈述性知识,它具有习得速度慢、过程需要强化才能达到自动化阶段的特点,所以练习与反馈是能否习得程序性知识的关键。由于步骤3与步骤6的目的是为了强化这个规则,所以,教师应注意步骤3与步骤6中设计的题目是学生能通过你讲述的规则就能独立完成的,而不应该出现一些特别难的试题。

步骤2、步骤4、步骤5则是一个规则的分阶段讲述,为何要分阶段?因为较为复杂的规则都是一系列小规则的组合,如果教师一次性讲述,既会使课堂气氛由于教师讲解时间过长而产生沉闷的现象,又会让学生难以记住这么多规则而产生惧怕的心理,所以应该采用“分阶段、小步子”的教学策略。

步骤7是教学上的一个总结,但这个总结也是不能缺少的,因为原理上的更能促进学生理解规则。例如在讲解、练习完十字交叉法后,教师应该及时讲解这种方法在数学上的原理,这样的讲解肯定会使学生对十字交叉法的应用范围有个更加清晰的认识,也增强了学生运用这种方法的信心!

当然,如表1所述,化学的规则有很多,在大类上就有三种之多,所以,我们所说的这种教学步骤只是教学过程的建议,并不涉及具体的教学组织形式。在教学应用时,教师可以根据实际的化学规则采用合理的教学组织形式,使得化学规则的教学更为有效。

3.一个较为典型的案例

为了能和教师们更全面地交流我们这个教学思路,我们特地提供了一个课堂设计,这个设计是关于有机物分子式书写规律的教学,可以在有机化合物的复习课上使用或高三第一轮复习时使用(为节省篇幅,笔者在此只列出框架部分)。

3.1 一组让学生需要规则的试题(引起学生的意向)

问题1:请同学们写出下列用键线式表示的物质分子式

                  

        (a)                (b)                    (c)                 (d)

      

 

设计意图:这四个物质的分子式书写是按由易到难顺序进行排列的,(a)(b)都能通过简单的数数方式完成,但(c)(d)的分子式如果在不掌握分子式书写规则的前提下,就要费很大的工夫才能完成,而且正确率不高,这就有利于引起学生学习复杂有机物的分子式书写方法的兴趣。(c)(d)在设计用意上是有所区别的,(c)是由于双键的存在才引起氢原子的减少,而(d)氢原子的减少则是由于环引起的。

3.2 讲解“不饱和度”的规则(关于不饱和度的规则,由于本刊以前文章已经涉及很多,我们就不多写了)

3.3 练习、反馈

问题2请同学们写出下列用键线式表示的物质分子式

          

        e                                f                   g

      

设计意图:试题(e)(f)是规则的原始呈现,试题(g)则是结合两个规则,虽然从分子式上比较简单,但在规则应用上对学生的要求就比试题(e)(f)提高多了。当然,在实际上课时,教师可根据反馈的结果适当增加或减少试题的数目。

3.4 设计一个与规则看似矛盾的试题

问题3:请同学们用不饱和度的方法计算出立方烷的分子式

6ec8aac122bd4f6e

                  (h)                                i

 

       设计意图:虽然立方烷分子式比较简单,但它却是个立体结构,学生很容易误认为此物质的不饱和度为6,从而得出错误的答案为C8H6,再次引发学生的兴趣。试题(i)则是对规则的推广,说明这个规则也可适用于含氧的有机化合物中。

3.5 完善步骤2所涉及的不饱和度的规则

       补充规则:只要把立体的物质先投影到平面上,再计算物质的不饱和度就不会产生错误。例如,我们只要把立方烷底面拉大,然后把物质投影到底面,获得如下图形,就可以正确的计算此物质的不饱和度了。

      

3.6 设计练习、进行反馈(写出金刚烷的分子式)

                               (j)

       3.7 讲解原理

       虽然不饱和度的数学原理比较简单,学生只需简单的观察或者通过老师的讲解就能理解这个原理,但这个原理在高中有机化学里的应用还是很广泛的,它可以用来判断两个看起来相同的物质是否是同分异构体、用来预测有机物的分子结构等等,如果教师在课堂上不加以说明,学生显然很难自己得出结论。

参考文献:

[1] R·M·加涅  学习的条件[M] 北京:人民教育出版社,198539

[2] 皮连生 学与教的心理学[M]  上海:华东师范大学出版社 1997215


 
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