正文 第十一章 兩種思維結合優化課堂教學過程(三)(1 / 3)

還有一類圖像,可表達更複雜的含義,不僅僅涉及反應速率與平衡狀態之間的關係,更直接表達出溫度、壓強等對反應速率、平衡移動的影響。下麵是一個典型的用圖像來描述反應過程的例子:

所示曲線是其他條件一定時,反應中的質量分數與壓強的關係曲線,圖中表示未達到平衡狀態且正逆的點是哪個?

在這個問題中,除方程式外,幾乎所有的信息都通過圖像給出。圖中給出了的百分含量隨壓強變化的曲線,曲線上的每一個點都是在這個壓強下達到平衡時對應的:的百分含量。因此,兩點首先應排除。從圖像中可看出,隨著壓強的增大,的百分含量逐漸減小,這與反應物和產物之間的係數關係是一致的,增大壓強,平衡逆向移動(向氣體體積減小的方向移動),:的含量降低。就這兩點來說,都不在線上,因此,都沒有達到平衡狀態。0點在曲線上方,說明在壓強為時,狀態時的百分含量高於平衡狀態時的百分含量,若要由。點達到平衡狀態,需要使的百分含量降低到曲線上對應的點,需要使的量被消耗而減少,因此在“點”。平衡需逆向移動,才能達到平衡。點在曲線下方,與剛才點的情況恰好相反。

第三節實驗、性質、現代教學媒體結合

在我們認識化學反應時,我們通過實驗現象所觀察到的是巨大的微粒群體之間的反應,至於每個微粒之間是怎樣分離、結合的,學生不得而知。科學發展到今天,對於許多反應的微觀過程已探索得很明白,可以借助現代教學媒體將這些曆程展示給學生,幫助學生理解化學反應的實質,盡量避免由教師講述這些化學反應。使學生對物質變化的理解不但知其然,也知其所以然。

本節選取的部分內容是在高中化學教學中概念性、理論性較強且非常重要的問題。學生通過實驗觀察所得到的實驗事實有時還不能完全幫助他們揭示事物的本質、規律和普遍聯係,因此將前人的研究成果直觀、形象地呈現給學生,進一步運用理論思維,對實驗事實和直觀演示進行加工處理,才能揭示出事物的內在規律和相互關聯。離子反應、鹽的水解、電解和原電池,都是在溶液中、在微粒之間的反應,它們所表達的規律看不見、摸不著。因此,在實驗現象的基礎上,必須要借助現代教學媒體,才能讓學生真正明白微粒之間到底是如何反應、如何變化的,這類變化的規律是怎樣的。隻有真正理解了規律,才談得上掌握和應用。

這類問題的處理模式是:實驗觀察——媒體演示——分析——應用

其中實驗觀察主要應用形象思維,現代教學媒體演示也是形象思維,分析、討論和綜合運用形象思維與抽象思維來總結規律,才能解決問題。

―、關於離子反應

在高一學習離子反應的概念時,由於學生剛進入高中階段的學習,需要逐漸轉變化學的學習觀念,要由宏觀世界進入到微觀世界,教師在教學設計上,應盡量幫助學生將知識銜接起來。教學中的直觀實驗體現是宏觀的結果,需要老師借助現代教學媒體來演示微觀的過程。

離子反應發生的條件是使溶液中的離子濃度降低。溶液中的離子濃度如何才能降低呢?是通過形成氣體、沉澱或難電離物來達到的。

首先第一個問題是電離。電離是一個抽象的概念,初中並沒有特別深入地探討,學生對電離概念的理解很淺顯,幾乎為零。因此,教學首先應從實驗入手。

(一)實驗

小燒杯,分別盛幹燥的固體、固體、固體和這三種固體的水溶液,將6組連有小燈泡的電極分別插入其中,檢測溶液的導電性。

將晶體加熱到熔化,將連有小燈泡的電極插人其中,檢測其導電性。

實驗結果發現:第一個實驗中的固體均不導電,而它們的水溶液都可以導電。第二個實驗中的固體溶化後都可以導電。這是為什麼呢?學生根據實驗的結果會說:在水溶液中和熔化時這些固體發生電離了,有離子產生,可以導電。這時教師若問他們:那麼這些物質的麵體中有離子嗎?他們一下就愣了,不知該說什麼。電離過程到底是什麼?學生雖然有對實驗結果的認識,但頭腦中仍缺乏具體的形象。

(二)教師借助現代媒體,用電腦動畫來演示反應過程教師借助電腦動畫演示氯化鈉的反應過程

(1)演示氯化鈉晶體的示意圖,晶體由鈉離子和氯離子構成,離子之間緊密地結合在一起;

(2)當晶體溶於水時,在水分子的作用下,鈉離子與氯離子進入溶液,形成了可以自由移動的離子;

晶體受熱後,離子之間的相互作用減弱,逐漸變成了自由移動的鈉離子和氯離子。這就是用電腦模擬顯示的電離的過程。

此時,學生就清楚地認識到固體不導電是由於沒有——移動的離子,而化合物在水溶液中或融化狀態下解離成金佘金的離子的過程就是電離。

食鹽晶體放入水中食鹽晶體和水的內部結構情況。上麵的部分表示水,三個小圓粒畫在一起的表示水分子。口)為水分子對食鹽晶體的作用情況。

(3)為食鹽在水裏溶解並電離後的情況。食鹽晶體的溶解和電離是同時進行的

這樣,借助現代教學媒體實現了對微觀過程的放大和再現,讓學生從宏觀、微觀不同角度,由表及裏地認識事物和它們之間的規律。

接下來要討論的一個問題:什麼是難電離物。難電離物對學生來說僅僅是一個名詞,記住了有幾種物質是難電離物,至於什麼樣的物質屬於難電離物,它為什麼難電離等並不清楚。(在這裏可以調整教材順序,將一部分強、弱電解質的知識提前下放,但不給出概念。)

在講解時,可以先讓學生觀察對比實驗:兩個小燒杯,分別盛濃度相等的鹽酸和醋酸,插入連有燈泡的電極,檢測溶液的導電性。

學生會發現兩個燈泡的亮度有明顯差別,說明它們的導電性有明顯不同,在前麵學習的基礎上,學生會想到這是由於溶液中能自由移動的離子數不同,但進一步想,為什麼是這樣?鹽酸和醋酸都是酸,且都是一元的酸,為什麼有這樣的差別?這時,告訴學生醋酸就是我們所說的難電離物,要求學生結合實驗現象,對照電離的概念,自己思考,試著去解釋這兩種溶液導電性的差別。在學生討論的基礎上,用現代教學媒體演示在鹽酸和醋酸溶液中的電離情況:在鹽酸溶液中,所有的氯化氫分子都電離成離子,而在醋酸溶液中,隻有一部分醋酸分子是以離子形式存在的,而大部分是以分子形式存在的,有些分子正在離解,而另外一些離子正在重新結合成分子。通過這個演示,學生可以驗證自己思考的結果,從中明確了三個事實:

弱酸在溶液中的電離是可逆的過程;強酸在溶液中全部以離子形式存在,而弱酸主要以分子形式存在,隻有少部分電離成離子;

這兩種溶液導電性的差別在於單位體積內溶液中離子數的多少不同。

至此,學生對難電離物有了比較深刻的認識,對於接下來討論離子反應的實質是非常有用的。

在一定的知識鋪墊後,開始逐漸逼近離子反應的核心問題。

為了將問題簡化,我們盡量采用學生非常熟悉的反應來討論離子反應的實質。以中和反應為例來認識離子反應。首先給學生布置一個問題:設計關於中和反應的實驗。

這是一個開放型問題,學生會提出很多方案:

氫氧化鈉和鹽酸;氫氧化鉀和硫酸;

氫氧化鋇和硝酸反應。要求學生動手做這三個試驗,為了能夠很好地觀察到中和反應的現象,我們需要加入少量指示劑。通過指示劑的顏色變化表明,在這三支試管中確實都有反應發生了。先分析前兩個反應——氫氧化鈉與鹽酸、氫氧化鉀和硫酸的反應,提出幾個問題:

酸和堿都以什麼形式存在於水中(離子還是分子”⑶為什麼這兩個反應的反應物不同,而產物卻都有水生成?

學生會判斷出兩種溶液混合前,在鹽酸和氫氧化鈉溶液中。

接著再按照相同的思路來分析92304與反011的反應。經對比發現,這兩個反應雖然反應物不同,從離子角度看,反應實質是相同的,都有水生成;通過這兩個反應可以看出來,酸、堿、鹽在溶液中所起的反應實質上是離子之間的反應,由此引出離子反應的概念。此刻,學生對於什麼是離子反應,應該有比較直觀、深刻地認識了。

在此基礎上加深對離子反應的認識,仍需借助中和反應的例子。學生自己設計了三個試驗,其本質是相同的,這裏提出一個求異的問題:是不是所有的中和反應的實質都與前麵的例子相同呢?換句話說,所有中和反應都可以表示為?