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高三“常见非金属元素化合物单元复习”的案例探讨

作者:第一论文网 更新时间:2015年10月26日 21:04:51

 1 设计思路
  1.1 教学内容分析
  非金属元素化合物是高中化学的重要组成部分,主要涉及卤族元素、氧族元素、氮族元素等,都集中在《化学1》中学习。新教材重视学科知识与科技、生产和社会的联系,改变了传统教材以物质结构、性质、制法、用途为主线的系统学习物质的方法,在一定程度上影响了《化学1》教学时元素化合物知识架构的严密逻辑性。
  1.2 学情分析
  学生在《化学1》中学习元素化合物知识时,尚无多少理论内容支撑,也没有纳入到周期表中学习,因此学生感觉学习过的知识比较零散、系统性不强。在复习中如果仍按课本专题进行复习,势必影响学生知识网络结构的形成,造成建构的知识缺乏系统性,导致学生运用知识的能力较差。
  1.3 设计思路
  (1)元素及其化合物的知识点多、零散,运用知识网络图,打破以往围绕单一物质的组成、结构、物理性质、化学性质、实验室制备、工业制法、应用的线性教学模式,着重引导学生对知识的合理重组,理清知识间的逻辑关系,能够培养学生的思维能力及运用知识的能力,并使各层次的学生都能得到较大的发展,是复习效果较好的一种教学方法[1]。
  (2)在课堂教学中,为了达到更好的教学效果,依据建构主义教学观,引导学生通过自学和小组合作建构知识网络图,自主建构知识体系,不仅对典型元素及其化合物的知识网络化、系统化,还指导学生学会运用知识网络灵活解决生产、生活中的某些现实问题,培养学生的观察能力、思维能力及知识运用能力。
  (3)围绕物质之间的相互转化和物质的性质及其应用展开,与氧化还原过程分析紧密联系。
  (4)用不同类型学案帮助学生学会自主复习、提高复习效率。
  2 过程方法
  (1)先由学生按照学案自主复习,在独立思考基础上绘制知识网络图(用时20分钟)。网络图不要求固定的格式,给予学生彰显个性的机会。
  (2)小组合作、讨论、交流,建构新的知识网络图(用时30分钟)。
  (3)教师审阅学生绘制的知识网络图,查找出其中的问题,作课前诊断及辅导准备(用时60分钟)。
  (4)课堂交流、讨论学生绘制的比较典型的知识网络图,讨论网络图的亮点和不足,找出大家都认可的核心知识点,思考并找出知识点间的内在联系和逻辑关系,师生共同建构一幅完整的知识网络图。
  (5)解析典型习题,掌握元素化合物知识重点;学生自我训练主要反应,找出核心反应,同桌互评。回顾、小结,深化学习结果(用时45分钟)。
  (6)完成课后作业(用时30分钟)。
  3 学案设计
  3.1 自主学习与合作学习学案
  (1)回忆、阅读曾经学过的卤族元素知识,用你认为最合适的方式画出氯及其重要化合物之间的转化关系图,写出有关反应的化学方程式。
  (2)回忆、阅读曾经学过的硫及其重要化合物的知识,填写表1,研究表格中各物质间的转化关系,用你认为最合适的方式画出硫及其重要化合物之间的转化关系图,写出有关反应的化学方程式。
  (3)回忆、阅读曾经学过的氮及其重要化合物的知识,在表2中填入各类含氮物质的化学式,画出表2中各物质之间的转化关系图,写出能反映这些转化关系的反应的化学方程式。
  3.2 全体交流及教师辅导方案
  (1)在跟氯有关的化学反应中,挑选4个最重要的反应,说明相应的转化关系与重要性。比较同学画的4份以及教师画的1份氯及其重要化合物之间的转化关系图。
  (2)交流学生和教师所画硫及其重要化合物之间的转化关系图;质疑,批评;总结同价态硫化合物转化的反应类型与不同价态硫化合物转化的反应类型规律。
  (3)交流学生和教师所画氮及其重要化合物之间的转化关系图;质疑,批评;提出问题:以氮气为中心怎么画?以硝酸为中心怎么画?以氨为中心怎么画?(课后完成)
  (4)强调“回归课本”。
  3.3 课堂检测方案
  [检测1] NaCl是一种化工原料,可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法正确的是( )
  A. 25℃,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大
  B.石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂
  C.常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存,所以Cl2不与铁反应
  D.图示转化反应都是氧化还原反应
  [命题意图]该题以NaCl转化应用为背景,从物质的溶解性的比较、物质化学性质的应用、化学反应的类型判断、氧化还原反应本质的认识等方面考查学生对元素及其化合物知识的理解程度和应用能力,引导学生重视建构元素及其化合物相互转化关系,关注元素及其化合物知识在工业生产和日常生活中的应用的学习。
  [检测2]由二氧化硅制高纯硅的流程如下,下列判断中错误的是( )
  A.①②③均属于氧化还原反应
  B. H2和HCl均可循环利用
  C. SiO2是一种坚硬难熔的固体
  D. SiHCl3摩尔质量为135.5 g
  [命题意图]该题从二氧化硅的转化角度考查学生对元素化合物知识的掌握和理解程度,引导学生关注物质转化及应用,考查学生运用元素化合物知识解决实际问题的能力。
  [检测3]以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下:
 回答下列问题:
  (1)过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为 。
  (2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,其目的是 、 。
  (3)通氯气氧化时,发生的主要反应的离子方程式为 ;该过程产生的尾气可用碱溶液吸收,尾气中污染空气的气体为 (写化学式)。
  [命题意图]该题以“硫铁矿(FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)”为背景,将Fe、S、Cl元素及其化合物的性质与应用、生产或实验中尾气成分的分析等知识和原理知识融合在实际生产工艺中,考查学生化学知识的灵活应用能力及思维的全面性和深刻性,亦考查学生应用元素化合物知识解决实际问题的能力,引导学生关注化学知识在生产生活中的应用,体现化学学科的应用性。
  3.4 课后练习作业设计
  [习题1]溴被称为“海洋元素”。已知Br2的沸点为59℃,微溶于水,有毒性和强腐蚀性。实验室模拟从海水中提取溴的主要步骤为:
  步骤1:将海水蒸发浓缩除去粗盐。
  步骤2:将除去粗盐后的母液酸化后,通入适量的氯气,使Br-转化为Br2。
  步骤3:向步骤2所得的水溶液中通入热空气或水蒸气,将溴单质吹入盛有二氧化硫水溶液的容器中。
  步骤4:再向该容器中通入适量的氯气,使Br-转化为Br2。
  步骤5:用四氯化碳萃取溴单质,经分液、蒸馏得粗溴。
  (1)步骤3中的反应的离子方程式 。(2)步骤2中已经制得了溴,还要进行步骤3和步骤4的原因是 。
  (3)步骤5中萃取和分液所需要的主要玻璃仪器为 。
  (4)用上图实验装置可精制粗溴。
  ①反应过程中需要对A容器加热,加热的方法是
  。图中冷却水应从B的 口进入(填“a”或“b”)。
  ②C中加冰的目的是 。
  [习题2]某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。请回答下列问题:
  (1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是
  ,其中发生反应的化学方程式为 ;
  (2)实验过程中,装置B、C中发生的现象分别是、 ,这些现象分别说明SO2具有的性质是和 ;装置B中发生反应的离子方程式为
  ;
  (3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象 ;
  (4)尾气可采用 溶液吸收。
  [习题3]实验室一般用回收的粗铜屑(含少量Cu2O)与H2SO4、HNO3混合稀溶液反应制备
  回答下列问题:
  (1)C装置的作用是 。
  (2)D装置中的NaClO-NaOH混合溶液用来吸收无色尾气,吸收液与尾气发生反应的离子方程式为
  。
  (3)准确称取上述粗铜屑(设仅含Cu和Cu2O)3.28g,与足量稀硝酸充分反应,得到无色气体672.0 mL(标准状况下)。计算样品中Cu单质的质量分数(计算结果精确到小数点后两位)。
  请写出详细解题过程:
  [习题4]利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO2)2,其部分工艺流程如下:
  从调查结果的统计可以看出,知识网络图能促使学生主动建构知识,加深对知识的理解,综合使用知识解决问题的效果比较好。随着知识网络图的逐渐深入学习,学生将元素化合物知识形成结构化体系,并在此基础上深刻理解教学内容。在自主学习过程中,学生通过与他人的讨论交流,培养了自己独立思考、自主学习、合作解决问题的能力,所以既定的知识目标和能力目标在教学过程中得到了充分的落实[2]。但对学生课后访谈的结果显示,学生在建构知识网络图的初期存在一定的困难,主要是要建构一个较完善的元素化合物知识网络图耗时较多,但随着学生逐渐认识到应用网络图便于记忆零散的知识,学生逐渐自觉并主动构建,难度也会减小。因此,该教学策略的实施一定要坚持下去才能看出成效。
  4.2 课后反思
  (1)构建知识网络,内化学科知识。复习的目的是将所学的知识系统化,元素化合物知识自身有着一定的内在规律和联系,将这些联系和规律内化为学生能够掌握并能随时调用的有效信息,构建一个有序化的知识体系是必不可少的。在复习具体元素化合物知识时,可将重点元素以单质、氧化物、酸或碱、盐的类别为要素,在掌握物质分类和性质的基础上,引导学生利用物质的性质和变化,在同一元素的单质及其化合物之间建立起主干知识的“点、线、面”的知识网络关系,形成规律性的知识结构系统,并内化为学生自己的记忆图,方便知识的存储和应用。
  (2)夯实基础知识,增强解题能力。高三的学生经过较长时间的学习,具备了一定的化学知识基础,在复习课中建构元素化合物知识网络图时比较容易接受。学生在构建知识网络的过程中,能把所学的零碎的知识系统化,混乱的思维条理化,有助于他们扎实地掌握各个知识点,解决问题时能快速、准确地提取到有关的知识;可以使学生综观全局,增强他们的理解能力、知识迁移能力及考虑问题的整体能力,正确把握题意,快速解题。
  (3)关注细节点拨,突出学生主体。在教学中教师是引导者,组织者,在知识网络图建构的过程中要时刻体现学生的主体地位。初期教师可以展示自己绘制的网络图,让学生模仿并自主建构。待学生熟悉后,教师就是组织者,组织学生设计,并作为预习作业让学生完成。上课时先进行学生自评和互评,然后教师点评,在有限的教学时间内组织高效的小组交流,加强师生、生生间的互动。通过师生讨论中的细节点拨,如让学生找出其中的核心反应、绘制精华版的网络图等,突出对学生思维品质与能力的提升。也可以在班级开辟一块化学知识网络图学习园地,将学生经过几次修改过的作品展示出来供大家学习交流。
  (4)精心研制学案,提高复习实效。在设计教学内容时教师要兼顾各个层次学生的需要,学案编制注重学生的学法指导,让学生充分利用导学案进行自主学习。借助知识网络图,让学生在深刻理解教学内容的基础上,将元素化合物的相关知识点联结起来,形成结构化、系统化的知识网络体系。这样既能有利于学生知识的掌握,为其思考问题提供联想的网络模板,也能为学生解决问题提供便捷的思路,提高复习课的效率。典型例题与课后习题的选择要重基础,围绕课堂教学的中心内容组织题目,题目改编要有创意,突出重要知识点的内在关联,重视应用。
  知识网络图作为一种元认知的工具,超越了有关陈述性知识与程序性知识的分类,将传统教学导致的机械学习转变为有意义的学习构建。学生在课前预习绘制的知识网络图所反映出的问题,对教师的备课大有帮助,使授课的重、难点更加明确,教学的设计上更有针对性[3]。将知识网络图的建构应用于元素及其化合物的复习课,使得繁杂、零乱的元素化合物知识呈现出一定的规律性,有利于学生从较高的层次上把握元素化合物的知识,从而有效提高学生从各种信息渠道主动地获取元素化合物知识的能力,学生的思路更加开阔、更加清晰,给学生的学习减轻了负担,也为教师的教学带来了生机。
  参考文献:
  [1]张志强.知识网络的分类化规律化、解题程序化复习[J].化学教学与参考,2013,(5):105.
  [2]李春玉.高三化学元素化合物知识学习中概念图教学策略的实证研究[D].长春:东北师范大学硕士学位论文,2009:23~24.
  [3]崔鸿雁.元素化合物知识概念图教学实践研究[D].延吉:延边大学硕士学位论文,2010:28.