帮助学生形成分类观念,将化学启蒙教学落到

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目前,国内研究者正在倡导在化学教学中建构化学基本观念,但是化学基本观念的内容仍未达成一致,分类观是公认的化学基本观念之一,但缺乏深人系统的研究,既没有完整的理论,又缺少教学实践,是一个亟待开发的领域。分类是人对自然界科学认识的起点。恩格斯说:“有了分类,彼此间有了因果关系;知识变成了科学……”因此对于初学化学的学生而言,正确认识“物质的分类”,逐步形成分类观念显得尤为重要。为了根据学生实际,有计划、有步骤的实施“观念建构”的教学策略,使课堂教学落到实处,进行了此次问卷调查。

一、调查方式在九年级下学期学完新授课,没有进行系统复习前,对学生进行问卷调查,能反映学生物质分类观的建构情况,排除复习强化训练对该调查的影响。笔者所在学校九年级共有20个教学班,按照平时考试成绩,抽取了三个不同水平的班级,共发放调查问卷份,回收份。

二、调查结果

(一)从题型来看,选择题得分率最高,填空并说明理由得分率最低。从题型来看,选择题的得分率最高,第2题得分率为%,第l2题得分率最低,有63人选对,占答题总人数的55.3%。填空并说明理由得分率最低,说明理由得分人数均在6O人以下,即使是得分率最高的第5题,也只有58人,占总人数的50.9%,第2、3题只有33人答对,占总人数的28.9%。判断、推断和实验探究题,得分率集中在60%75%。当问及推断题解题思路和方法时,得分的学生中近一半的人不能准确说出原因或理由。由此可见,大部分学生对物质的分类认识并不深刻,仍然停留在识别阶段;只有少部分学生能清晰表达,灵活运用分类方法解决实际问题。因此,学生“物质的分类”学习情况不容乐观。(初中化学“物质的分类”学习情况问卷调查统计结果见表一)

(二)从内容来看,宏观理解不如微观认识清晰,对单质、化合物和氧化物的掌握情况不如酸、碱、盐,不同类别物质间关系存在问题较多,不能从“物质的分类”角度认识物质的多样性。

从宏观层面看,按所含物质的种数分类,物质可分为纯净物和混合物。绝大部分学生(91.2%)都能识别常见的混合物和纯净物,也能列举说出常见混合物的组成;部分学生在填空时常常忽略二者的区别。如实验探究题的第2空,作答的92人中,77人能准确写出“过氧化氢溶液”,15人写的是“过氧化氢”。答对的77人中,仍然没有想到“过氧化氢溶液”和“过氧化氢”在类别上的不同,而是源于实验时用的是“过氧化氢溶液”。选择题中87.7%的学生能选择合适的试剂判断铁和铜的活动性强弱,当自己设计实验“比较铁和铜的金属活动性强弱”时,很多学生不假思索,信心满满的回答“铁和硫酸铜反应”,可见,在实际应用中学生不能有意识的区分混合物和纯净物。鉴于此,教学时应加强实验教学,以实物为引导,帮助学生形成直观认识。比如,在设计实验比较铁和铜的金属活动性时,将铁钉放到盛有硫酸铜晶体和硫酸铜溶液的烧杯中,观察实验现象。实验时学生发现,放在硫酸铜晶体中的铁钉无明显变化,放在硫酸铜溶液中的铁钉表面覆盖一层红色固体。学生动手参与实验,观察并记录实验现象,教师再引导分析,对比晶体和溶液所属的物质类别,选取合理的实验方案,将学生的无意识记忆转变成有意识的思考,提高语言表达的准确性。

纯净物按所含元素的种数分类,可分为单质和化合物。选择题中,91.2%的学生都知道氧气是单质;78.1%的学生认为一瓶气体只含有一种元素,该气体可能是混合物,也可能是纯净物(单质),不可能是化合物。86.9%的学生能判断“单质中只含有一种元素,所以只含有一种元素的物质一定是单质”的说法是错误的,70.2%的学生能举例说明错误的原因。但是填空题中说明氧气为什么是单质时,大部分学生回答“因为氧气只含有一种元素”,只有30.7%的人能准确表达,69.3%的同学表达错误或未作答。学生对化合物的认识比单质稍差,83.3%的学生知道“冰水混合物”属于化合物;77.2%的学生能判断“化合物是由不同种元素组成的纯净物。所以,由不同种元素组成的纯净物一定是化合物”说法正确。当问及“冰水混合物为什么是化合物?”时,只有28.9%的学生能准确说明原因。大部分学生回答“因为水是由氢、氧两种元素组成的”,当问及“氢气、氧气混合后也是由氢、氧两种元素组成的,为什么不是化合物?”学生才恍然大悟。由此可见,学生对单质和化合物一定都是纯净物的认识不够深刻。

选择题中,80.7%的学生知道二氧化碳是氧化物;94.7%的学生能判断“氧化物都含有氧元素,所以含氧元素的化合物一定是氧化物”的说法不正确,76.3%的学生能举例说明错误原因,可见大部分学生能区分含氧化合物和氧化物,即清楚的知道氧化物含有两种元素;但是填空题中72.1%的学生不能准确说明二氧化碳为什么是氧化物。问卷调查结束后访谈时仍然有一部分学生认为“二氧化碳中含有碳、氧两种元素,所以它是混合物”。由此可见,大部分学生并没有真正理解氧化物的概念,这与化合物概念不清有着密切的关系。学生对酸碱盐的认识,也只停留在简单记忆和运用阶段。关于酸碱盐的选择题第16题得分率为71.9%,第l5题的得分率为63.1%,是除第l2题之外得分率最低的两道选择题。82.5%的学生知道酸具有相似化学性质的本质原因是在水溶液中都能解离出氢离子;81.6%的学生能举例说明碱中含有氢元素和氧元素,含氢元素和氧元素的不一定是碱;50.9%的学生能准确表达硫酸钠是盐的原因,明显高于对单质(30.7%)、化合物(28.9%)和氧化物(28.9%),这是因为酸碱盐与生活联系紧密,贴近学生,因此教学时应从学生熟悉的生活实际出发,从生活走进化学,从化学走进社会,引导学生从更广阔的视角学习化学知识,认识化学的重要性,为以后生活学习、走向社会做好准备。

类推是学习中常用的思维方法。同类物质具有相似的化学性质,准确认识物质类别,合理类推,由此及彼,正是学习物质分类的意义所在。实验探究题中49.1%的学生不能说明二氧化锰和氧化铁组成相近的原因。有的学生认为“都含有氧元素”,这部分学生根本不清楚二氧化锰属于哪类物质,至于氧化铁和二氧化锰组成相近更是无从回答;还有的学生认为“都由两种元素组成”“都是氧化物”,当问及“五氧化二磷也由两种元素组成,也是氧化物,为什么不选它?”学生回答“二氧化锰和氧化铁都是由金属元素和氧元素组成的,五氧化二磷由非金属元素和氧元素组成”。这部分学生具有初步的分类意识,但是认识宽泛不细致,研究在实际应用中不能准确表述。因此,教师要在平时练习时及时纠错,有意识地引导学生辨析,帮助学生消除模糊认识。

78.1%的学生能判断“活泼金属能与稀硫酸反应放出气体,则能与稀硫酸反应放出气体的物质一定是活泼金属”的说法错误,50.9%的学生能举例说明能与稀硫酸反应放出气体的不一定是活泼金属,还有可能是碳酸钙、碳酸钠等,但是没有学生能说出“碳酸盐”;92.1%的学生能判断“酸碱发生中和反应生成盐和水,所以生成水的反应一定是中和反应”的说法错误,68.4%的学生能举例说明原因。常见举例有“氢气燃烧生成水是化合反应”“过氧化氢分解生成水和氧气不是中和反应”“盐酸除铁锈生成水是复分解反应”“二氧化碳使澄清石灰水变浑浊生成水不是中和反应”,没有学生能说出“金属氧化物”和“酸”反应生成水是复分解反应,“非金属氧化物”和“碱”反应生成水、“含氢元素的物质”燃烧生成水一定不是中和反应。由此可见,学生只是能举例,不能从物质类别角度认识一类物质的性质,要么没有形成一类物质具有相似化学性质的观念,要么已初步形成观念,但不清晰,达不到自觉运用的程度。

溶解性是物质的物理性质,从溶解的角度认识物质,是物质分类的重要组成部分。溶液的形成过程,是纯净物变成混合物的过程。不同物质溶解时的能量变化不同,有的物质溶于水放热,如浓硫酸、氢氧化钠,有的物质溶于水吸热,如硝酸铵,还有的物质溶于水能量变化不明显,如氯化钠;不同物质的溶解度随温度变化规律不同,硝酸钾的溶解度随温度升高而增大且非常明显,氯化钠的溶解度随温度升高增大的不明显,氢氧化钙是为数不多的随温度升高溶解度较小的物质之一。按溶解性物质可分为易溶、可溶、微溶、难溶四类。物质的溶解性是酸碱盐的重要性质,直接决定某些复分解反应是否能够发生。选择题中只有63.2%的学生能判断硫酸钡和碳酸钠不能发生复分解反应。20.2%的学生认为碳酸钙和稀硝酸不能发生复分解反应,9.6%的学生认为氢氧化铜和稀盐酸不能发生复分解反应,4.4%的学生认为硫酸铜和氢氧化钡不能发生复分解反应。由此可见,学生对复分解反应发生的条件并不十分清楚。教学时,应充分体现课程标准基本理念“使每一个学生以愉快的心情去学习生动有趣的化学”“让学生有更多机会主动地体验科学探究的过程”,利用实验,让学生亲自操作,观察、描述并记录实验现象,形成丰富的感性认识后再归纳总结复分解反应发生的条件。目前教学中不做实验、用视频代替实验的现象比较严重,以至于学生很难体验实验的乐趣及价值,对知识的理解程度也受到限制。

从微观层面看,88.7%的学生能从微观角度判断混合物、纯净物、单质、化合物,62.3%的学生能举例说明构成物质的微粒除了分子外,还有原子和离子。但是当被问到有些物质由分子构成,有些物质由离子构成,有些物质由原子构成,从这个角度分类应在物质分类的哪一级时,学生会茫然不知所措。由此可见,学生“只见树木,不见森林”,对物质的分类缺乏整体认识。这需要课堂教学时教师及时指导,帮助学生建构上位的分类观念。同一分类标准中,物质间关系一般为包含或并列关系;不同分类标准中,会有交叉关系。44.7%的学生不能准确认识不同类别物质间关系。31.6%的学生认为无机物包含氧化物的图示有误,是对无机物的概念不清楚。讲无机物和有机物概念时,要将二者纳入原有的树状分类结构中。无机物和有机物都属于化合物,二者间是并列关系,无机物包含前面所学的氧化研究物、酸、碱、盐。根据以上调查分析不难发现,单质、化合物、氧化物是学生学习的难点,在物质的分类中具有承上启下的作用。教学时可以从概念人手,分析它们的宏观组成,再让学生动手摆出相关物质的微观模型,最后通过辨析,结合微观模型,帮助学生理解单质、化合物、氧化物,并用韦恩图、树状分类图展示各类物质间的关系。认识物质的分类首先要明确分类标准,分类标准不同,内容也有所不同。其次要明确层级关系,如混合物和纯净物是并列关系,单质和化合物是并列关系;物质包含混合物和纯净物,纯净物包含单质和化合物,化合物包含氧化物。综上所述,要从宏观、微观两个层面,从物质组成、溶解性等多个角度认识“物质的分类”,分阶段、有计划、有步骤地实施课堂教学,做好学习方法的指导,帮助学生形成分类观念,将化学启蒙教学落到实处。



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