应用化学的认识范例(3篇)
应用化学的认识范文
一、了解学生原有的认知状况
在新课标教材内容教学之前，教师要充分了解学生已有的认
知状况，特别要注意研究原有认知结构中与新知识有密切关系的内容，这是选择和设计优化的教学结构的依据。奥苏贝尔认为，“从教学角度看，要研究学生认知结构的以下内容：（1）学生认知结构中能与新知识内容建立联系的有关概念；（2）学生认知结构中易与新知识内容产生混淆的概念；（3）认知结构中起固定点作用的概念是否稳定、清晰。同时，在设计教学结构时，还必须充分考虑到学生认知结构的个性差异，从而针对学生的心理特点选择不同的教学
结构，促进学生顺利地进行认知同化学习。
二、充分利用原有的认知结构
奥苏贝尔在认知同化学习理论中提出：“在教学中对教师来说，重要的是使学生把新知识与头脑中已有的有关知识联系起来。只有把新的学习内容中的要素与已有认知结构别相关的部分联系起来，才能有意义地学习新内容。”为了充分利用原有认知结构对新知识的固定作用，在教学中可以设计先行组织者。如在山东科技版化学教材必修2进行“化学反应的快慢和限度”的教学时，我们用下列内容作为先行组织者：（1）将表面积大致相同的铜片、
铁片、镁条分别放入盛有同浓度、同体积盐酸的试管1、2、3中，可观察到1中无气体生成，2中能产生气体，3中迅速产生大量气体。为什么？（2）为什么食品在冬季的保存时间要比夏季长？
（3）硫分别在空气和纯氧中燃烧现象有何不同？为什么？（4）为什么蜂窝煤比块状的煤容易引燃，而且燃烧旺些？等等。这样可以帮助学生了解哪些因素影响化学反应速率。
一般而言，先行组织者可以是拓宽原有认知结构或概括学生
原有认知结构而提出的问题。
三、整体把握教材的知识结构和能力结构
在新课标的化学教学中，教师要特别注意把握教材知识结构
和能力结构的层次性和整体性，以帮助学生构建良好的认知结构。教师在呈现教材的知识结构和能力结构的过程中，要善于运用以
下两种整合方式：一是抓知识的上、下位关系，构建起按包摄性由大到小排列的层次性知识结构；二是抓住并列与相关的知识间的横向联系，进行横向整合。要根据化学知识的结构和化学教材的知识编排特点，抓住知识的中心要领，统揽全局，打破章节界限，构建知识网络。
四、设计优化的教学结构
优化的教学结构一般应包含以下几个主要环节：提炼原有认
知结构，作为先行组织者，引发认知冲突，激起学生的探索欲望；实行认知结构的同化和顺应，构建新的认知结构；运用新的认知结构解题，促进知识迁移。教师只有在充分研究和了解教材的知识结构和学生的认知结构基础上，才有可能设计出优化的教学结构。这种教学结构应体现“以生为本”的教学理念，运用先进教学技法和模式，使学生的主体地位、智能水平、科学精神等都得到有效巩固和提高。
总之，成功的教学，应该体现为通过教师设计和实施优化的课堂教学结构，最有效地协调教材的知识能力结构与学生的认知结
构的关系，最有效地促进教材的知识能力结构转化为学生的认知
应用化学的认识范文篇2
1构建从元素视角认识物质及其转化的思考框架
在化学1阶段,应如何帮助学生建构无机元素化合物知识体系?从学科知识的角度看,无机元素化合物知识注重“物质性质及应用”的学习,其中“物质性质”是核心,物质性质决定了物质的用途、制法、保存等,不认识物质性质,就不可能理解物质的应用。而物质的性质是由其元素组成和内部结构所决定的,不从组成和结构角度认识物质性质,就难以形成对物质性质的深入理解。从中学阶段无机元素化合物知识的编排看,学生对无机元素化合物知识的学习是逐步发展的。初中阶段元素化合物知识以物质为中心,学习典型物质(如氧气、二氧化碳)的性质、制法及用途等,以典型代表物学习一类物质(金属、酸、碱、盐)的性质等。高中化学1阶段元素化合物知识注重以元素为核心,通过核心元素将其单质及其化合物知识组织起来,学习含有同种元素不同物质的重要性质及相互转化关系;高中化学2阶段,借助元素周期表和周期律对元素化合物知识进行整合,建立以周期、族为系列形成对物质性质递变规律的认识[3],建立不同元素及其物质性质等知识的联系。限于化学1阶段元素化合物知识的编排特点和学生的认识发展水平,有必要加强从元素视角认识物质及其转化(见表1),即要加强对元素与物质性质、物质分类、物质之间的转化等学科实质性问题的认识,发挥“元素观”对元素化合物知识学习的指导作用,帮助学生逐步领会和运用“元素观”来分析解释问题,增进学生对化学知识的理解。
作为中学化学的核心观念之一,“元素观”是从元素视角对物质及其化学变化本质的深层次理解[4,5],大致包括三方面含义:一是对元素的认识,包括什么是元素、元素的种类、元素的性质等。就元素的性质而言,还涉及元素之间的差异、元素性质的周期性、一类元素性质的相似性等。二是从元素视角看物质,即元素与物质有什么关系,具体包括元素组成与物质的分类、性质有什么关系等。三是从元素角度看化学反应,即元素与化学反应有什么关系,在化学反应中元素种类是否发生变化、含有同种元素的不同物质之间的转化存在什么规律等。
在化学1阶段,强调从元素的视角认识物质,就是要对元素与物质性质的关系有深入的了解,这包括两个层面:一是从元素视角认识物质的“个性”,即认识物质的性质与组成物质的元素种类、元素形态(化合价、相邻元素的结合方式、分子中元素间的相互作用等)密切相关[6]。对于简单的化合物或单质,元素组成对于物质的性质甚至起着决定性的作用。具体为:(1)物质元素组成上的细微差别,会引起物质性质上的巨大差异。如氧化铝、氢氧化铝、铝盐虽然都含有铝元素,但因元素组成不同而其性质不同;氧化钠、氧化铝、氧化铁,虽然都是氧化物,但由于组成氧化物的金属元素不同,其性质不同。(2)组成物质的元素种类相同但其形态不同,物质性质不同。如氢氧化铁、氢氧化亚铁虽然含有相同的组成元素,但由于其中铁元素的价态不同,两者的性质不同。二是从元素视角认识物质的“共性”,即认识基于物质元素组成可以将纯净物进行分类,基于物质类别认识同类物质具有相似的性质,如氧化铜、氧化铁都是金属氧化物,它们都能与盐酸发生反应。
从元素的视角认识物质间的转化,就是要以元素为核心,认识含有同种元素不同物质之间的转化规律,建立某一元素的不同物质之间的联系,形成相应的知识结构,这包括两方面:一是同一元素相同价态不同物质间的转化,如Al2O3—Al(OH)3之间的转化、Fe2O3—FeCl3—Fe(OH)3之间的转化等;二是同一元素不同价态物质之间的转化,如Fe—Fe2+—Fe3+之间的转化。
借助表1中的思考框架,可以帮助学生建立研究物质性质、研究物质间转化的基本思路与方法,即通过实验的方法,从物质分类、氧化还原角度来认识物质性质[7]。具体地说,从金属(或非金属)、氧化物、碱(或酸)、盐等物质类别所具有的通性预测某个具体物质可能具有的性质,从物质所含元素的化合价角度预测物质是否具有氧化性或还原性,然后通过实验进行验证。对于同一元素不同物质间的转化,依据金属(或非金属)、氧化物、碱(或酸)、盐等物质所具有的性质确定实现不同类别物质之间的转化途径,依据反应物与生成物中核心元素有没有价态的变化,确定是否是氧化还原反应等。
2以“元素观”为导向明确学习的层次及其关键所在
新课程中无机元素化合物知识的内容及其功能价值发生了明显的变化。以“金属及其化合物”为例,《普通高中化学课程标准(实验)》在化学1主题3“常见无机物及其应用”中所列内容标准为:“根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究,了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质,能列举合金材料的重要应用”[8]。传统的教学注重元素化合物知识的识记,新课程主张实施以化学观念建构为本的教学,强调要超越具体的事实性知识发展学生的深层思维,增进学生对化学知识的深层理解,由此需要思考,在元素化合物知识的教学中到底需要教给学生什么?
从发展学生“元素观”的角度看,化学1阶段选择以钠、铁、铝、铜为金属元素的典型代表,其学习内容[9]可分为三个层次:一是学习金属及其化合物知识,这是学习内容的第一层次,属于事实性知识。具体包括:在初中学习的基础上进一步了解几种典型金属的性质,如认识金属钠的活泼性等,发展对金属元素及金属单质性质的认识。学习相应金属的重要化合物(包括氧化物、氢氧化物及盐等)的性质,如铝的氧化物和氢氧化物具有两性、利用FeSO4溶液滴加少量NaOH溶液生成的Fe(OH)2在空气中可转化成Fe(OH)3等事实的学习,认识铁元素的变价性以及不同价态之间的转化等,发展对金属化合物的类别、性质的认识。了解金属材料(合金、稀土金属)及其应用等。二是在“金属及其化合物”知识学习的同时,增进对物质性质与组成元素(种类、价态等)的关系、同一元素不同物质间转化关系的理解,丰富和发展对“元素观”的认识,这是学习内容的第三层次,属于观念性知识。三是要形成对上述内容的认识,需要学习相应的研究物质性质、研究物质间转化的基本思路与方法,这是学习内容的第二层次,属于方法性知识。第一层次的学习内容,是短期可以达成的学习目标。后两个层次的学习内容,属于较远期目标。其中较为关键的是要帮助学生建立“研究物质性质、研究物质转化的一般思路与方法”,这是引领学生从事实记忆走向观念建构的重要桥梁。
3从促进学生“元素观”认识的角度组织教学内容
从人教版化学1教科书[10]的编排看,元素化合物知识按“金属及其化合物”、“非金属及其化合物”分类编排,其中“金属及其化合物”依次分为金属的化学性质、几种重要的金属化合物、用途广泛的金属材料三方面内容。就其中的“几种重要的金属化合物”而言,教科书选取钠、铝、铁、铜4种元素(以前三者为主),按照氧化物、氢氧化物、盐分类进行讨论。这样的编排重视从物质分类的角度学习含有不同金属元素的同类物质及其反应,沟通了不同金属元素化合物的“横向”联系,能够引导学生基于物质类别认识同类物质的性质及反应规律。但需要指出的是,由于缺乏元素周期律知识基础,关于含有不同金属元素的同类化合物性质的学习不能从结构出发进行推断或解释,而主要是基于从实验现象出发进行分析和总结,学生的学习仍然处于事实的记忆层面。并且这样的编排割裂了含同一元素不同物质之间的“纵向”联系,不利于学生建立对同一元素不同物质间的转化关系的认识。为此,教学时需要对教材内容进行重组与再加工。
应用化学的认识范文
1从理性视角促进学生认识发展学习化学,不只是为了获得、传承物质及其变化的大量的感性经验材料,更重要的是利用这些材料揭示物质及其变化的本质和规律,利用这些知识合理利用与创造新物质。为此,必需进行科学抽象,形成系统的能反映物质组成、结构本质的化学原理,揭示物质变化的规律,探索未知的事物。这是化学学科对理性思维发展的要求,化学教学要根据这一特点,促进学生认识发展。空气是学生非常熟悉的身边的化学物质,他们在生活及学习中积累了丰富的经验。但是对空气的认识仍局限于感性的层面,如空气是无色无味的气体、动植物离不开空气等等。本课题除了学习空气的相关内容外,还安排“纯净物”和“混合物”2个物质分类的概念。一方面,从探究空气组成的实验得出“空气的组成不是单一的”这一结论,建构“混合物”和“纯净物”的概念。更重要的一方面,从混合物、纯净物这一物质分类的角度深入地认识空气的组成:空气是由氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳等多种气体组成的混合物;空气的几种成分在空气中的组成相对稳定;几种成分之间没有发生化学反应;它们各自保持原来的性质。在后续的学习中,还可从微观的角度认识空气这一混合物。这样,通过本课题的学习,学生认识物质的视角就可迈出重要一步:认识物质可以先从物质分类入手,再根据每一种类物质的性质,推测其应有的性质。在对身边的物质和概念理论的学习中,都存在着类似的关系。能从较为熟悉的化学物质入手积累感性材料,然后对这些感性材料理性提升为概念理论,让学生建构相关概念。应当强调,教学最后的目的不是为了记住这些概念理论,重要的是能以这些概念理论作为认识的视角,能加深对这些物质的认识,能从这些视角去进一步认识其他新物质。通过建立相关化学概念理论,并能应用于分析、理解物质世界,让学生认识物质更加深入,对物质的认识视角更加多样化。
2从探究视角促进学生认识发展科学探究是指科学家们在探索自然界的科学问题时,为获取证据和解释而开展的种种研究活动。科学探究是一种深层次的认识活动,是我们在发展学生认识能力过程中的不可或缺的一种实践活动。因此,新课程提出了以科学探究为突破口,提倡探究式学习为主的学习方式。化学教学中的科学探究主要是指学生从学科领域或现实社会生活中选择和确定研究主题,创设一种类似科学研究的情境,通过学生自主、独立地发现问题,对可能的答案作出假设与猜想,并设计方案,通过实验、操作、调查和搜集证据,对获得的信息进行处理,得出初步结论的各种研究性学习活动过程。通过让学生经历这些科学探究的过程,可以综合发展认识能力,提高认识品质。在“空气”一课教学中,如果仅把“测定空气里氧气含量”演示实验并作相关的讲解,学生的认识仅局限于对本实验的相关现象及结论的印象。这种认识是僵化的,没有迁移性,对促进学生认识发展影响较为微弱。可以把这一内容设计成如下问题引导探究的过程:[提出问题]空气对于动植物的重要性空气成分是怎样的?组成是不是单一的?(含有氧气等成分)如何证明空气中含有氧气?(可燃物可以在空气中燃烧、呼吸的氧气来自空气)如何测定空气中氧气含量?[设计实验]胶头滴管为什么能吸取液态物质?(吸液前挤压胶帽,滴管内空气减少,压强变小,外面大气压把液体挤压进滴管中,而且进入滴管的液体的体积等于滴管内空气减少的体积)这一原理对探究的问题有何启发?(把一充满空气的密闭容器中的氧气除去,这时压强变小,可用连接水的连通器测出气体的这种变化)用什么可除去空气中的氧气?(燃烧)是不是所有可燃物都可以呀?(介绍课本红磷的燃烧反应,对比蜡烛、木炭燃烧)小结实验原理和实验装置。[进行实验]结合以上探究完成实验。[解释与结论]实验现象(水倒流到集气瓶中,约占集气瓶体积的1/5)结论(空气的组成不是单一的,氧气约占空气组成的1/5)[讨论与反思]如果实验完毕,进入集气瓶的体积不到总容积的1/5,可能的原因是什么?这一实验装置有何不足之处,如何改进实验?在以上“空气的成分”内容教学中,通过开展科学探究活动,让学生经历了提出问题、设计实验、解释与结论、讨论与反思等科学探究的过程。在对这一内容认识不断深入的同时,学生也经历了“如何发现有价值的问题、如何通过各种方法解决问题”的认识发展过程。让学生更本质地认识问题,发展学生认识深度。中学化学有许多类似的内容,可通过深入挖掘科学探究的教学价值,促进学生认识发展。
3从STS视角促进学生认识发展义务教育化学课程目标指出:引导学生认识化学在促进社会发展和提高人类生活质量方面的重要作用,通过化学学习培养学生的合作精神和社会责任感,提高未来公民适应现代社会生活的能力。实现这一认识目标的转变最有效的途径就是开展STS(科学-技术-社会)教育。科学是人类认识自然的产物,技术是科学知识在社会实践中的应用。从本质看,科学、技术与社会是一个统一体,3者不可分割。化学教学中的STS教育要求学生不能孤立地理解科学知识,要广泛联系生产生活实际,关注科技发展和社会问题,把化学学习置于更宽广的知识背景中,达到更完整、更科学地认识物质世界。空气一课教学中不仅要深入地认识空气的成分,教学中还应从STS的视角更完整地认识这一内容。本课题的STS视角可以围绕以下2个主题开展:首先,从资源视角认识空气。人呼吸需要空气,它是人类生存离不开的资源,它是人类的最基本的生存资源。空气如此重要?但是空气是怎么样的物质?人呼吸所需的氧气在空气中占多少?由此引发人类对空气的不断探索,揭开了空气是由多种气体组成的真面目。在人类深入研究这些气体的相关性质之后,推动了人类进一步认识空气这一重要资源:空气除了为人类提供了呼吸所需的氧气,还可为燃料燃烧提供助燃剂;空气中还含有大量氮气,它是生产化肥所需的原料;此外,空气中的二氧化碳可以作为气体肥料、各种的稀有气体都在人类生产生活中扮演重要的角色。其次,可以围绕环境视角认识空气。空气不仅是人类的生存资源,也是人类的生存环境。人们一方面在利用空气资源的同时,也向空气中排入了大量的化学物质,也改变了人赖以生存的这一气体环境。特别是向空气中排放了大量的有害气体和烟尘,污染了空气,严重影响了人类的生产生活。空气污染的本质原因是空气的组成发生了改变。围绕如何保持空气的成分在正常组成范围,开展对空气污染的防护和治理,开展“关心空气质量”、“保护空气”的课外活动。通过STS视角,就不仅仅停留在知识层面上认识空气,而是把空气的内容置于更加真实的广阔背景中,能更好地理解空气与其他内容的内在关系以及学习空气的价值。为学生认识找到了支撑点和延伸点,达到了有意义地建构知识的目的。
4从创新视角促进学生认识发展江泽民同志在第三次全国教育工作会议上强调指出:“我们必须把增强民族创新能力提到关系中华民族兴衰存亡的高度认识。教育在培养民族创新精神和培养创造性人才方面,肩负着特殊的使命。必须转变那种妨碍学生创新精神和创新能力发展的教育观念、教育模式,特别是由教师单向灌输知识、以考试分数作为衡量教育成果的唯一标准,以及过于划一呆板的教育教学制度。”因此,创新教育成为新课程中开展素质教育的突出内容。化学作为一门基础学科,在培养学生创新意识、创新能力方面有着独特的作用。在“空气”一课主要从以下2个方面内容,以创新视角开展教学促进学生认识发展。