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化学反应的基本特征精选(五篇)

发布时间:2023-09-26 09:34:01

序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇化学反应的基本特征,期待它们能激发您的灵感。

篇1

本节是人教版化学必修2第二章《化学反应与能量》第三节的内容。在前面两节中,教材着重探讨化学能向其他能量的转化,并指出化学反应中的物质变化及伴随发生的能量变化是化学反应的两大基本特征。本节教材从另一个角度研究化学反应,是对前两节内容的延伸和完善。它探讨人们在面对具体的化学反应时要考虑的两个基本问题:外界条件对化学反应速率和化学反应限度的影响。人类要利用和控制化学反应,如提高燃料的利用率,必须了解这些问题。通过学习,学生会更深入、更全面地认识化学反应特征,能够建立有关化学反应与能量的完整而又合理的知识体系。同时为《化学反应原理》选修模块中化学平衡的建立、化学平衡常数、外界条件对化学平衡的影响等相关内容进行知识储备。

本节内容分为两课时,化学反应的速率为第一课时,第二课时为化学反应的限度。本节课重点讨论化学反应的限度。

二、学情分析

学生认知发展:高一上学期,学生已经接触过部分可逆反应,对化学反应速率也有一定认识,知道影响化学反应速率的因素,能够正确表示化学反应速率,并且已经初步具备了科学探究的一般方法和思路,会对数据进行基本的处理,能够基本概括出数据所蕴含的规律。

学生认知的障碍:教材上没有呈现化学平衡状态的建立这一微观过程的教学素材,对学生的抽象思维能力要求较高,使学生在建立平衡的观念上存在一定的难度。

三、教学目标

知识与技能:

1.知道化学反应限度的存在,了解化学反应限度产生的原因并理解其概念。

2.理解化学平衡状态的概念,理解化学反应达到限度的外在特征及本质原因。

3.培养学生发现问题的能力、实验探究能力、分析处理数据的能力和自主学习的能力。

过程与方法:通过对实验现象的分析,追其根本,发现问题并解决问题;学习科学探究的基本方法,提高科学探究能力。

情感态度与价值观:通过学习化学反应原理知识,学生更能理解化学科学,了解化学,体会化学在生产、生活中的重要作用,从而激发学生学习化学的兴趣。通过观察和分析实验现象,养成严谨细致的科学态度和质疑精神。

四、教学重点

可逆反应的概念,化学反应限度的概念和本质。

五、教学难点

可逆反应的理解;化学反应的限度和化学平衡状态的本质和标志。

六、教学方法

通过实验数据分析,引导学生发现问题,应用已学知识分析,从而得出结论;创设适当的情境,巧妙设计问题,基于学生原有知识和生活经验,逐个突破重点,理解难点。

七、教学过程

八、板书设计

化学反应的限度

一、可逆反应

1.定义:在同一条件下,正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。

2.符号:

3.可逆反应的特点

(1)同一条件,同时进行(两同)

(2)反应进行不完全(反应物和生成物共存)

二、化学反应限度:可逆反应在一定条件下完成的最大程度。

三、化学平衡状态

1.定义

2.化学平衡的特征

①动:V正=V逆≠0,正逆反应都在进行,是一个动态平衡。

②等:V正=V逆>0

篇2

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.11.013

一、化学课堂教学的导入概述

课堂教学中,导入是一个重要的教学环节。导入是承前启后:新知识总是在原有的知识上生长和发展的,导入的主要作用是在原有知识基础上找到新的知识生成点;导入是知识的自然结构:自然科学知识有严密的逻辑性和组织结构,格式塔学习理论认为知识是一个完形,随着学习进程,这个完形逐渐长大,课的导入是学生将要进行学习的知识与其原有知识形成知识结构,从而实现知识完形的逐渐长大;导入是提出问题:自然科学知识就是在认识世界的过程中发展的,认识的发展始于问题,课的导入主要作用是提出问题。

化学科学是一门自然科学,自然科学知识由于其认识的方法和知识的结构特点,与文学和社会学类课程课堂教学的原理相比有一定的特点:(1)自然科学知识是有关自然界物质运动的认识,物质运动知识完全是客观的,是不以人的意志为转移的。这就是说,自然科学知识是客观规律,每个人的认识对象同样是客观的。(2)自然科学知识有严密的逻辑性、结构性和逐渐的生长性。所谓严密的逻辑性是指自然科学知识具有自身的逻辑结构,知识发展就像一根链条,一环套一环,中间不能断,顺序不能颠倒。学习必须具有相应的认知基础和知识基础,所谓结构性是指知识与知识之间有固定的结构关系,这种结构关系是一定的,也不能乱,各知识完美组合才能形成有效的知识。所谓生长性是指新知识与原有的知识有联系,是在原有知识的基础上生长。例如化学科学是认识化学反应的科学,中学化学知识是从各个角度认识化学反应而逐渐丰满起来的,中学化学课程主要内容就是从各个不同的角度出发认识化学反应而形成的知识,因而可认为化学科学知识都是从化学反应的这块土壤中生根、发芽、成长。如从物质组成的变化认识化学反应可将反应分成四大基本类型、从反应前后是否有元素化合价的变化认识化学反应就有了氧化还原反应、从反应进行的程度认识化学反应就有了化学平衡理论、从溶液的导电性和参加反应的微粒形态认识有了电解质的电离理论和离子反应、从能量角度认识化学反应就有了反应热、将氧化还原反应中电子转移和化学反应中能量变化结合起来认识化学反应,就有了原电池知识,等等。这些知识构成一个完整的化学知识体系。(3)化学科学知识的学习中最重要的是化学认识方法的学习。化学科学在认识物质及其运动时,有特有的认识方法,化学学习过程必须遵循这些认识方法,掌握这些认识方法,才能真正地学习化学科学知识。化学科学由于是从微观粒子运动层次认识物质的运动,因此其认识方法具有创新性,化学科学的思维方法和认知方法的发现都具有很强的创造性。

根据化学科学的特点,化学课堂教学的导入应该具备化学学科的认知特色,导入教学过程要引领学生的学习方向;导入要引导学生思维的方向;导入要形成知识的结构;导入要体现知识的逻辑发展;导入最终是向学生提出要认识或要解决的问题。根据化学科学的学习特点,导入还要注意以下问题:导入要能将学生注意力引向学习的主题,不能故弄虚悬,刻意让学生产生惊奇;导入的材料不能无中生有,材料要贴近学习的内容,能真实地突出学习的内容;导入不宜夸大某些物质对人类的有害性,应辩证地看待物质对人类利与害的双重性能。

化学课堂教学导入是被一定的科学思想方法支配的。科学思想方法是一个系统的有机整体,所包含的各种思想和方法相互渗透、密切联系,因此任何一个化学课堂教学导入过程所使用的绝不止一种具体的方法。

二、化学课堂教学导入的基本策略

1. 以化学科学知识的逻辑发展关系设计导入

以化学知识的逻辑发展关系设计教学导入是化学教学中导入设计的主要策略。化学知识内部有一个较为复杂的知识结构,各知识点之间相互联系,呈立体网状向空间发展。以化学学科中各知识的发展逻辑设计导入,可以引导学生自然地构建起化学知识的结构,同时也是对学生进行化学科学研究方法教育的重要途径,更重要的是学生能在科学哲学的高层面上宏观地形成基本的自然科学的认知。

如在初中化学教学质量守恒定律时,先让学生认识几个化学反应,然后总结原有对化学反应的认识:物质种类的变化(及质变)。在此基础上提出认识事物的变化的基本内容是质变和量变,因此提出“从量的层面认识化学反应”的课题。这样能使学生从较高的认知层面对学习内容进行把握,而且掌握了较为宏观的认识方法。又如:原电池知识可以看成氧化还原反应的应用问题来组织教学:氧化还原反应的实质是电子转移,而电流形成的实质是电子作定向移动,既然氧化还原反应的实质是电子转移,电子转移发生在反应物界面就无利用的意义,而如果将这种过程经过外电路进行,即将氧化反应(失电子)产生的电子通过外电路达到另一个地方进行还原反应,这样在外电路中就形成了电流,就可能利用了。由此给学生提出了设计反应装置将氧化还原反应中的电子转移利用的基本问题。

这种导入策略可以用来指导很多的新课教学。这种导入策略不仅可以使学生明确问题的产生,同时也慢慢让学生形成正确的问题提出路径和方法,也让学生在学习过程中自然地形成知识的逻辑结构。

2. 以化学问题情景设计导入

格式塔理论认为,一个人学到些什么,直接取决于他是如何知觉问题情境的。通过对问题情境的顿悟获得的理解,不仅有助于迁移,而且不容易遗忘。[1]化学知识之间是有联系的有机整体,一些问题的解决会产生新的问题,这是设计化学课堂教学导入的最基本原理。

如“离子反应”的第一课时“电解质及其电离”的导入:教师先问学生是否注意到,已学的反应如酸与碱、锌与硫酸、碳酸钠与盐酸等都不是纯物质的反应,而是将这些物质溶解于水,配成溶液后进行反应的。再提问:为什么要配成溶液进行反应?提示“溶液中的反应与固固反应有什么不同?为什么?”小结:物质溶于水以后其存在的状态发生了变化,所以其反应的速度加快了。再提问:“物质溶解在水中是以何种状态存在的呢?如何了解物质溶于水后其存在的状态?”讨论后,再做电解质导电实验。

3. 以化学实验设计导入

实验是化学科学的特征之一,也是最主要的特征。通过化学实验的观察,发现问题、解决问题、或是用化学理论和化学方法去认识实验、研究化学实验,这是化学研究的基本特征,也是化学教学的基本特征之一。因此化学实验常被用于化学课堂教学中设置教学情景。

如学习钠的过氧化物时,很多老师用吹气点火或滴水点火的实验设置情景引入课堂教学。由于吹气和浇水都能灭火,而这种吹气生火和滴水生火与学生的生活经验相悖的情景能引起学生求解的兴趣和了解原理的学习动机。

在实验导入设计中,要注意设计好实验,同时能很好地将学生的注意力引导到教学的主题上来,能准确地呈现学习的主题,不能为做实验而实验,或是为了使学生“吃惊”而做实验,其实“吃惊”或强刺激化学实验对学生学习兴趣产生的影响是有限的、短暂的、没逻辑性的,因此很难有学生会产生持入的学习兴趣,只有顺应知识发展的逻辑顺序呈现学习主题才能使学生渐渐地产生兴趣,且兴趣不断发展。

4. 以复习设计导入

如“氧化还原反应”的导入:“先复习四大反应基本类型,引导学生举出实例;针对四个反应实例,从研究反应实质的角度进行小结。提问:‘这种对化学反应的分类是从反应前后物质组成变化对化学反应进行研究的,那么我们还可以从其他角度对化学反应进行研究并分类吗?(回答是肯定的)我们还可以从很多方面对化学反应进行分类研究,今天我们主要探讨化学前后元素化合价是如何变化的,这种元素化合价变化的实质是什么,然后根据反应过程中元素化合价的变化情况对化学反应分类。’”注意上面的楷体部分一句,前半句是小结,而且与新内容相关的小结――从一个角度研究化学变化,而后面的语句是为了告诉学生新课学习的内容和学习目标,使学生对新内容形成个大致的框架。

从以上阐述可知,复习导入的机制是在原有知识基础之上,从其他角度认识原有知识,从而形成问题情境,提出问题;复习的内容一定是与本课教学内容本质相关,或者说是本课时的上下位知识,而不是纯粹地将上课时的内容复述。

5. 以科学史实设计导入

利用科学发展史、化学史和历史中一些相关的典型事件作导入材料,能激发学生的学习动机、帮助学生树立对科学的崇敬态度和热爱之情。

篇3

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2013)12B-0058-01

化学反应原理是高中化学选修模块之一,该内容与必修模块相衔接。它揭示了化学变化所遵循的基本原理,是化学在科学研究、工业生产、日常生活中进行应用的基础。虽然教材中讲述的关于化学反应原理的内容较为基础,却包含着学科中反应原理的基本特征。只有把握了这些特征,教师才能透彻理解教材,准确把握教材的深广度,从而合理安排教学方式。准确把握这些特征,需要我们注意以下几点。

一、化学反应原理的严谨性需要教师对概念有正确的理解

在化学反应原理中包含着许多概念,全面理解这些概念并辨清它与相近概念的异同,才能深入理解化学反应原理,在课堂运用时才能避免因为混淆而产生科学性错误。如我们只有理解和区分了“物质的稳定性”和“物质的反应活性”的概念,才不会认为物质的不稳定性与反应活性是一致的;只有认识了化学反应的“热力学顺序”和“动力性顺序”,理解化学反应的先后只是一种为了研究的方便而进行的人为处理方法,才不会出现根据反应物的性质推断混合物中反应的先后顺序的错误做法;只有分辨了“电极”和“电极反应物”的概念,才不会得出“有两种活动性不同的金属(或一种金属与一种能导电的非金属)作电极”是构成原电池的条件之一的错误结论。可见,教师必须准确理解和把握相关概念,才能保证教学的严密性。

二、反应原理研究对象的复杂性需要教师有复杂的思维

化学反应原理研究的对象主要是化学反应过程及化学变化,而在变化中会包含很多种物质。除了研究物质的变化,教师还要探讨反应过程中能量的变化,反应速率、方向、限度等问题,这些因素之间既联系又制约。这种研究对象的复杂性,需要教师在研究和应用化学反应原理时,充分考虑各种因素的影响。如碘在淀粉中显示的颜色,不仅受到I-浓度大小的影响,还与反应时的温度、溶液的酸碱度、淀粉链的长度等有关。再如,一块看似均匀的金属,在化学反应中,我们可能会观察到局部反应较为剧烈的情况,这是因为从热力学的角度看,同种金属单质的热力学活动性是相同的,但其动力学活动性则不一定相同,因为金属的动力学活动性不仅与其组成有关,还与晶体构型、晶体内部的局部结构有关。因此,在化学反应原理的教学中,教师如果一味地为了浅显易懂,将复杂问题简单化,势必会产生科学性错误。教师应该用联系的、发展的、运动的思想来研究化学反应原理。

三、反应原理研究内容的适用性需要教师基于真实的情景来解决问题

化学反应原理虽然属于学科中的理论知识,但是它的研究对象和内容却与生产、生活密切相关,其研究的动力来自于人类生产、生活的需求,一旦其研究成果转化为实用技术,必将对社会生产力和人类的生活带来极大的影响。化学反应原理的这种应用性特点,决定了运用这类知识解决生产生活问题时,一定要基于真实的情景。但是真实的情景是很复杂的,这就需要教师在教学时将理论与实际相结合,综合考虑多种因素的作用,还原事物的本来面目。比如在分析温度对反应速率及化学平衡的影响时,我们必须学会具体问题具体分析,要从多方面去思考,不能单一地从某一角度去考虑。比如一些有气体参与的在溶液中进行的反应,虽然升温能加快反应速率,但升温会使气态反应物的溶解度降低,因此反应的转化率不一定能提高;还有一些热稳定性差的物质,如过氧化氢、碳酸氢盐、硝酸等,有这些物质参与的溶液中的反应,一般不能在高温下进行。同样,具体的反应还要注意反应发生的条件。比如在溶液中,Na跟KCl是不可能发生置换反应的,但在熔融状态下这一反应却可以进行;再如酸制酸的反应,我们经常讲强酸制弱酸,但这一规律对氧化还原反应是不适用的。因此,教师教学时切勿将一般规律绝对化。

四、反应原理研究层次的多元性需要教师从多角度、用多种方法加以研究

物质的变化具有复杂性和关联性,教师要揭示化学反应原理就必须从多个角度、用多种方法进行研究。通过实验等手段获取现象,通过现象提出假设,通过理论分析解释假设,通过综合研究得出结论。不仅要用理论来引导实验,还要通过实验来验证理论。不仅如此,教师还要从不同层次、不同角度去研究物质发生化学变化的原因,既要从宏观上把握其变化,还要从微观上探究发生变化的根本原因。比如对于质量守恒定律,我们不仅可以通过化学实验进行粗略地探究,还能从化学史的分析来进行说明,还可以从物质发生化学变化的本质特征等多角度入手加以研究。再如,对于Cl-可以加快金属单质与酸的反应的解释,我们可以从活化金属说、破坏氧化膜说、与金属离子配位说、桥连转移电子说等多个角度研究并得出结论。通过多角度地对反应原理进行研究,可以使问题和结论愈加清晰。

篇4

【关键词】初高中化学 衔接 问题 解决措施

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)04-0155-01

初中生在进入高中后,普遍觉得在化学的学习上难度较大。作为教师要帮助学生做好初高中化学的衔接学习。根据自己的实际教学情况,就如何做好高中化学教学与初中的衔接工作进行了简单的论述。

一、初高中化学教学衔接中存在的问题

1.教材的变化

初中化学教材更注重的是对学生化学思想的培养和启蒙,只是简单的对一些化学知识进行认识,而高中的化学更注重的是对化学知识的掌握,并用其解决实际问题,是更深层次的学习,学生在教学方法等方面存在着不适应的情况。

2.学习方法的变化

初中化学教学中,教师对知识点的讲解十分细致,学生只需死记硬背就能取得不错的成绩,使得学生的主动思考能力欠缺。在高中化学的学习中,所学知识较多,内容较为复杂,教师更多的是对典型例题的讲解,需要学生养成良好的学习习惯,需要自主学习的内容较多。

二、初高中化学教学有效衔接的策略分析

要做好高中化学教学与初中的衔接工作,要从以下几个方面采取有效的措施:

1.教材的衔接

首先高中化学教师要对初中教材内的内容有全面的了解,掌握学生目前化学的学习程度,找到高中化学教材与初中教材中的衔接处。刚刚进入高中的学生,对于化学知识的掌握和理解还停留在初中阶段,对于化合价、电子得失、氧化还原等知识点有了初步的认识,但是还欠缺深层次的理解。在进行氧化还原反应这部分的教学时,要抓住氧化还原反应这一主线,首先对失氧得氧的基本特征进行了解,然后讲解化合价的升降情况,最后挖掘出导致以上现象的本质是电子转移,进行层层深入的教学,在教学中要强化学生对氧化反应与基本化学反应类型之间的关系的认识,并且要使其对氧化产物、氧化剂、还原产物、还原剂等有很好的理解。在初中化学的教学中,只是简要的说明了有关的基本概念,让学生有所了解。这就要求高中化学教师在进行这部分内容的讲授时,要了解学生对该部分内容的了解程度,针对初中涉及到的得失氧的内容开展教学,对其进行逐步深入的分析。

2.教学方法上的衔接

在初中的化学教学中,由于学生刚刚接触到化学,所以大多数情况下采用灌输式的教学。在学生升入高中后,其心理也发生了很大的转变,逐渐走向成人化。在学习时,更加倾向于主动地去探索知识而不是一味的被动接受。这就要求高中教师要采取合适的教学方法,将学生作为学习的主体,更多的是对其进行引导和启发,在课堂中为学生设计有效的教学情境,充分发挥学生的逻辑思维,让其在课堂上大胆的发言,与老师和同学之间进行积极的交流,可以将问题进行变化更新,改变其中的一个条件或者从其他角度去看待问题,让学生们自己去探究问题的答案。在实际的教学过程中,教师要引导学生将新知识和旧知识联系到一起,在旧知识的基础上,去探究新的知识。

比如在进行氧化还原反应的教学时,根据学生在初中接触到的化学反应,按照不同的方法将其分类,并让学生们按照要求写出反应类型,对学生进行适当引导,使学生发现以上的各种分类方法不能使化学反应的本质得到表现,同时也不能包含全部的化学反应。然后从初中课本中得失氧的内容入手,以初中的氧化还原反应为铺垫,将这种分类的不足进行展现,使学生对于新知识的学习产生一种强烈的欲望。再让学生积极发言,找出这几个反应的共同特点。最后教师在对氧化还原反应的基本特征进行说明。这种探究性的教学方法,符合高中生的心理特点,在实际的运用中与初中教学又有很好的衔接。

3.学习方法和学习心理上的衔接

在初中化学的学习中,主要采取模仿和记忆的方法。其不符合高中生的心理特点以及高中教学对学生思维能力和创新能力培养的要求。高中阶段的学习,应该是一个学生主动学习,积极自主探索的过程,教师的作用仅是进行必要的引导,教会给学生必要的学习方法和学习态度,使其综合能力得到提高。因此在高中化学教学中要做学生学习方法和学习心理上的衔接,培养学生课前预习,课堂做笔记,课后复习,定期总结等好的学习习惯和学习方法,更加关注学生的未来发展,要和学生进行及时的沟通,了解学生心理的变化,为其树立正确的人生观和价值观,以一种积极健康的心理投入到学习中去。

以上就是对初高中化学教学衔接的一些探讨。首先对衔接中出现问题的原因进行了简单分析,然后提出了具体的解决措施,目的是为了做好初高中化学教学的衔接工作,帮助学生更好的进行高中化学的学习。

参考文献:

[1]安荷香.初高中化学教学衔接问题的研究[J].中学教学参考,2013(3):168-170.

[2]李彩芳.如何做好初高中化学教学的衔接[J].教学实践,2010(10):52-55.

篇5

美育是人类按美的规律建造世界、完善自身的重要手段,是美的教育。

中学化学教学过程中的美育,主要是对学生进行化学美教育。即通过对化学美的审美活动,培养学生发现、感受、鉴赏、表现和创造化学美的能力,同时形成一定的化学审美意识和修养。这是一个体现情感性、突出形象性、给学生思维以自由性的过程。本文探讨中学化学美教育的以下三个问题:

1.中学化学美教育的意义。

2.中学化学美的主要内容和基本特征。

3.中学化学美教育的实施。

这三个问题,分别探讨为什么进行、进行什么和怎样进行化学美教育的问题。

一、中学化学美教育的意义

(一)有利于提高学生素质,培养优秀人材

爱因斯坦说过:“照亮我的道路,并且不断地给我新的勇气去愉快地正视生活的理想,是善、美和真。”

全面的教育能使学生在意志、理智、情感、体魄等方面的素质全面提高,成为优秀人材。德国化学家凯库勒(1829~1896年)建立苯分子环状结构理论的经过就是突出的事例:1847年凯库勒考入德国吉森大学建筑系。由于听了一代宗师李比希的化学课,被李比希的魅力所征服,结果当上了化学家。他擅长从建筑学的观点研究化学问题,被人称为“化学建筑师”。曾先后提出有机物碳四价理论、碳链学说和苯分子环状结构理论。凯库勒于梦中发现苯分子结构的故事虽具有传奇般的色彩,但发现的原因跟他具有的以下素质密切相关:(1)广博而精深的化学知识;(2)建筑学造诣和对空间结构的丰富想象力;(3)很强的审美能力和丰富的审美经验;(4)勤奋钻研的品质和梦中仍在思考的科学精神。

很多专家认为美育是教育现代化的关键。认为园丁式或综合式的现代教育,能为学生的发展提供一种轻松、自由、美好、和谐的环境,学生们能在这种环境中得到大量创造“有用的”和“美好的”事物的机会,本质上是一种美育。所以现代化教育呼唤美育。

(二)有利于学习化学知识,认识化学真谛

(1)化学美感的产生,有利于激发兴趣

有一位获得国际中学生化学奥赛金牌的学生说,最先把他引入化学殿堂的,是初三制取氢气的实验。那时刚接触化学的他,怀着最好奇的心情走进化学实验室,最先接触到的实验装置之一,是神奇美妙的启普发生器。它那优美的造型,给人以对称、和谐的形式美的启示;它那简单的结构和巧妙的设计,给人以导真、求善、至美的创造美的启迪;它那晶莹的质地和便于观察的特点,使他感受到化学反应的动感美。他感到化学的大门一下子打开了,他从此怀着极大的兴趣,在化学世界里遨游,勤奋的钻研。

(2)化学美的想象,有利于对化学知识的理解、记忆与应用

例如,学完高一化学第一章《卤素》后,可以从化学美的角度,进行如下知识总结:《卤素》的知识主线、知识点和知识网:

(1)知识主线HClCl2HClOCa(ClO)2

(2)知识点

①氯单质

②氯化氢和盐酸

③次氯酸

④次氯酸钙

(3)知识网

此知识总结深受学生欢迎,原因在于:

第一,知识主线给出学习、研究元素及其化合物知识的系统;知识点给出学习、研究元素化合物知识的重点;知识网给出元素及其化合物间的内在联系。此总结实际给出了结构化的、整体性的、互相联系的知识体系。

第二,知识主线的表达十分简练;知识点的表示简洁、明确、具体;知识网给人以化学美的启示,和谐、对称、简洁。能给人以化学美的想象。

凡内容和形式都符合科学美的知识总结,学生总是很喜欢,并且记得牢,这恐怕是有利于学生内心体验和审美想象的缘故,因为化学学习需要激情与热情。

(三)有利于发展形象思维,健全思维结构

美育的三个基本特征是:审美的直觉性、审美的情感性、审美的愉悦性。

一切审美都是从直觉开始,这是审美的基本特点。此特点与化学教学过程的第一个基本特点——以实验为基础相当吻合。在实验中观察与思考,是中学生学习化学的主要方法。所以“以鲜明生动的形象为手段”的化学美教育,十分有利于发展学生的形象思维。

例如,新制出的Fe(OH)2的“形象”是:呈现出如黎明破晓前“鱼肚白”颜色的絮状固体。但它迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。学生对比鲜明生动的形象观察的越细致,感受得越深入,则对Fe(OH)2的色态、溶解性等物理性质和易被氧化的化学性质识记的越牢固,理解的越深刻。

化学审美教育既提倡“以真启美”,也提倡“以美启真”。化学所揭示的“真”呈现为理性,主要以抽象思维形式表现为概念、判断、推理等;化学美所揭示的“美”。呈现为感性,主要以形象思维形式表现为美感直觉、形象等。二者有机地结合,有利于学生的抽象思维与形象思维协调发展。

(四)有利于掌握科学方法,培养创造能力

科学本身就是真、善、美的有机统一。纵观科学美思想史的发展,以下三点格外引人注目:(1)科学美承认宇宙美的存在;(2)认为宇宙美的表现形式是秩序与和谐;(3)强调科学理论必须与客观实在的宇宙美吻合。

真美合一的审美理想,一直指引、激励着化学家们进行科学发现。例如:1867年,伟大的俄国化学家门捷列夫(1834~1907年)教授开始编写《化学原理》一书时,他面对的情景是何等的不美:浩如烟海的化学资料急需系统整理,60多种已发现的化学元素杂乱无章地组成化学迷宫,化学研究好像是在茂密的丛林中摸树。门捷列夫决心向大学生们描绘出一幅统一的和谐的化学图景,找出一切化学元素都服从的化学秩序。他冲破经验性研究的束缚,采取比较法,终于在1869年发现了自然科学的一条基本定律——元素周期律,为科学与化学的发展做出了巨大的贡献。后来,英国化学家莫斯莱(1887~1915年)根据对各种元素x射线谱的分析,指出周期律应当按原子序数排列而成;英国化学家索弟(1877~1956年)、阿斯顿(1877~1945年)分别提出同位素假说、发明质谱仪并发现多种同位素。后三人的发现,揭开了周期表中三对元素按原子量排列倒置之谜,使得原认为有点不美的门捷列夫周期表,显得更美。

美激发创造。化学中具有简洁、对称、统一、新奇等审美特征,化学不能完全离开形象思维,化学有时也要借助想象,所以化学创造离不开化学审美。化学美有利于培养创造能力。

化学美教育不仅有利于培养创造能力,而且有利于掌握科学方法。因为化学美不仅包括化学知识美,而且还包括探求知识的过程和方法美。导真的过程和方法会使学生铭记终生,受益无穷。

二、中学化学美的主要内容和基本特征

化学无处不含美。中学化学美有哪些内容(或表现)?中学化学美的基本特征是什么?探讨这两个问题有助于引导学生发现、感受、鉴赏、表现和创造化学美。

(一)中学化学美的主要内容

如果从美的基本形态来分,中学化学美可分为自然美、社会美和艺术美。但为了更突出化学教学中美之特色,我们试探将中学化学美分为八类:

化学物质美、化学结构美、化学变化美、化学实验美、化学理论美、化学用语美、化学史美、化学教学艺术美。

1.化学物质美

化学物质美的外在表现,是它们的形态美。如金刚石的晶莹华贵,红蓝绿宝石的夺目光彩,无色水晶的无遐透明……无不表现着化学物质的形态美。

化学物质的社会功用价值,是它们的实用美。如五光十色的霓虹灯把现代都市的夜晚打扮得繁花似锦,高分子材料的发展加速着信息社会的到来。人类的吃、穿、住、用、农、轻重,都与化学化工产品有关。各种化学产品美化着社会、美化着生活、美化着人类自身。

2.化学结构美

化学结构美是化学物质美的内在反映和决定因素。如金刚石是正四面体结构的空间网状原子晶体。C60是60个碳原子组成如足球形状的大分子晶体。晶体都以内部的原子、离子、分子有规则的对称排列为其最突出的特征,它们的万千仪态取决于结构的和谐、秩序和多样性。纳米科学技术的应用令人惊异地显示出物质的微观结构,STM扫描隧道显微镜图像(已刊入北京市九年义务教育初三化学课本中)已能使中学生从清晰的照片中领略到化学的结构美。

3.化学变化美

从某种意义讲,化学变化是化学美之源。化学物质美只是化学变化美的终极表现。钻木取火、百炼成钢、烧石成灰(指生石灰)……形象地描述了化学变化美。苏杭的湖光山色、桂林的如画山水、石林的突兀奇峰……这些大自然的杰出创作,无不假手化学变化的鬼斧神工。

化学变化美不仅表现出色态万千的形象美,而且还蕴含着有规律可循的科学美。

4.化学实验美

化学实验是化学之母。也是化学美的大观园:装置美、操作美、现象美、设计美……真可以说集自然美、社会美、艺术美于一身。化学家们还在化学实验中表现出真、善、美。

中学生们视化学实验为化学课堂上的最好节目,他们为氢氧爆炸化合、焰色反应、铝热剂反应等实验的成功拍手叫好。他们在学生实验课上“看、闻、听、触”,“观、思、悟、记”的情景,其实是最美的化学美景之一。

5.化学理论美

化学理论美是一种科学美。它不是美的自然现象的客观形式,而是美的自然现象的客观内容。它又被人称为“化学内在美”。中学化学理论美主要表现在:质量守恒定律之美、物质结构理论之美、元素周期律与元素周期表理论之美、化学平衡理论之美、电解质溶液理论之美等。以上理论的美的特征是:形式简洁、包容博大;从多样中寻求统一,从统一中演绎出多样;秩序、和谐和统一。

6.化学用语美

化学用语是通用的化学学科的专业用语,包括元素符号、化学式、化学方程式以及电子式、结构示意图、结构式……等化学符号。化学用语美是化学美最典型的表现之一。例如“H2O”表示水;表示1个水分子;还表示1个水分子由2个氢原子和1个氧原子所构成;还能表示出水中氢、氧元素的质量比是1∶8。

化学用语形式简明、内涵丰富、书写方便。

7.化学史美

化学给人以知识,化学史给人以智慧。除化学实验外,学生特别感兴趣的,就是听化学史故事了。化学史中有举不胜举的真善美事例。化学史美不仅包括社会发展与化学发展呈波进关系的社会美,还包括化学成功发现的喜剧美,丧失发现机会的悲剧美以及科学家们表现出的崇高美。美的六种基本形态,即自然美、社会美、艺术美、崇高、悲剧、喜剧,几乎都在化学史美中存在着。

8.化学教学艺术美

包括板书美、语言美、仪表美、教态美、节奏美等。教学艺术美表现着教师的素质,反映着教学水平,给学生们以很大的影响。

(二)中学化学美的基本特征

综上所述,物质变化的美,是化学美产生的基础。化学美是化学内容的“真”与化学形式的“美”的有机结合。化学美主要是理性的科学内在美,其基本特征是:

1.统一性与多样性

科学美学认为:宇宙的统一性就表现为宇宙的统一的美。凡是能够揭示宇宙统一美的理论,就被看作是美的科学理论。化学确认万物由元素组成,并通过元素周期表把各种元素看作是有内在联系的统一体。

科学美学还认为:自然界的美是各式各样的。丰富多彩的大千世界就是多样性的美。只有把统一性与多样性综合起来考察,从多样性中寻求统一性,从统一性中寻求多样性,才能对千姿百态的宇宙美作出科学美学的解释。化学美正是作出这样的解释:虽然组成物质的元素并不多,目前发现只有111种。就像红、黄、蓝三原色组成了万紫千红的各种颜色一样,这一百余种元素组成了万千色态的各种物质,使化学表现出特有的形式美。而且,元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化,使化学又表现出特有的规律美。

统一性与多样性,是化学美的第一个基本特征。

2.秩序与和谐

秩序的原意,指事物在空间或时间上排列的先后;和谐的原意,指配合适当和匀称。在科学美学中,秩序又可作为规律来解释,和谐还含有协调、匹配、适度等意。

化学中的秩序与和谐比比皆是:原子何其之小,但核外电子遵循能量最低原理(更确切地说是排布三原理)在原子核外分层排布;晶体何其之多,但众多晶体所共有的一个基本点是它们内部都具有空间排列上的周期性;物质性质千差万别,但均由其结构所决定;化学反应千奇百怪,但均源于原子最外层少数电子运动状态与组合形式的变化,并共同遵循质量守恒定律……。化学美的秩序与和谐有许多具体表现形式:如对称、守恒、相似、结构合理、比例协调等。虽然大学化学指出,从宇宙整体来说,熵增加是一种最大的不和谐。但就中学化学而言,化学美主要表现出秩序与和谐。

秩序与和谐,是中学化学美的第二个基本特征。

3.简洁性

简洁即简单明了。科学美学认为:宇宙的进化方向与环境之间最佳的匹配,就构成了一种简洁性的美。简洁能使人一目了然,给人以简单、清晰、明确的美感。

如前所述,化学用语是化学简洁美的突出表现,简洁性是中学化学美的第三个基本特征。

三、中学化学美教育的实施

根据美育的基本特征“以情感为核心、形象为手段,娱乐为形式”,本文就实施化学美教育的途径、方法、手段等,提出以下四点看法。

(一)挖掘美的内容,选择适合途径

中学化学教材中蕴含着丰富的化学美内容,重要点是将它们挖掘出来并选择适合的途径去实施化学美教育。

1.课内与课外两条途径

美育的基本途径是“认识和欣赏自然美,发现和创造社会美,理解和欣赏艺术美。”结合化学教学特点,化学美教育可分课内与课外两条途径。

①在化学课堂教学中,紧密结合双基教学和能力培养。引导学生从美的角度认识物质、学习知识、理解规律、崇尚科学。这主要是一种潜移默化的化学美教育。

②结合教学内容,把审美、创美活动扩展到课外。如组织自学或化学考察,参观钢铁厂或化工厂,开展采集标本活动或骑自行车旅游等。让学生目睹大自然美景和工农业发展进程,探索自然美和社会美的形成原因。我校讲《乙醛》或《葡萄糖》等课时,多次组织学生参观暖水瓶厂,极受学生欢迎。

2.相对集中与相对分散两种形式

根据教材中化学美内容的多少,可以采取相对集中或相对分散的化学美教育形式。

①相对集中的形式《物质结构 元素周期律》、《烃》、《烃的衍生物》等章,甚至《原子》、《原子结构》、《硫酸盐》、《苯芳香烃》等节,都可采取相对集中形式的化学美教育。例如在讲《苯》这一节时,把苯分子环状美的结构、凯库勒梦中发现苯结构的有趣故事、有关苯结构假说的提出与证实、用电子显微镜拍摄的苯分子照片、聚苯胺的扫描隧道显微镜图像、苯的实验等串联起来,按科学发现基本过程的顺序,采用启发探究法上这节课,就是相对集中形式的一次尝试。

②相对分散的形式 课堂教学中的化学美教育多数为相对分散的形式,即结合基础知识、基本技能的教学,适当、灵活、随机地穿插化学美教育。

(二)构思美的过程,运用形象手段

例如,我们可以构思《铁》复习课的如下过程:

1.归纳总结铁及其化合物的知识主线。知识点和知识网,使学生掌握《铁》一章的知识结构。

2.通过演示向FeSO4溶液中滴加HNO3,向KNO3、FeSO4混合溶液中滴加H2SO4的实验,分析溶液颜色变化,使学生进一步认识到Fe2+、H+、

3.通过让学生设计简单实验,进行实验(实验名称是:“FeCl2——化学反应的多面手”)进一步复习知识,培养能力,并受到化学美的熏陶。

FeCl3──化学反应的多面手

(1)各括号内分别加入何物质,才能出现所示现象?做一做。

(2)①~⑧反应的离子方程式是什么?写一写。

4.通过解析一道有关铁变价的计算题,启发思维,升华解题方法。

此教学过程的(1)~(3)步均和化学美有关,(2)、(3)两步更是从“生动的直观”中感受到化学美。

化学教学中应不遗余力地运用形象化手段,这些手段主要有:

①化学实验:学生实验、演示实验、随堂实验。

②使用直观教具(化学实物、模型、标本、图表等)。

③使用电化教具(投影仪、幻灯机、电影机、电视机、微机等)。多媒体技术的发展带来巨大的机会。

④用形象化语言讲述艺术感很强的化学小故事等。

以上各种形象化手段密切配合使用,能够产生更加强烈的审美效应。

值得一提的是,有些教师结合教材,编出充满真善美事例的化学史小故事在课堂上讲述,与化学实验相配合,使课堂气氛更加活跃,教学更加生动,充满趣味性,很受学生欢迎。

(三)构建美的氛围,激发美好情感

审美情感来自于客观存在的美的事物。但它并不是完全被动的,当它未被客观对象激发时,它是以隐蔽的状态埋藏在心里;一旦接触到美的事物,它就会被激发而复苏。教师在教学中,首先要注意构建美的氛围,并把自己当作“美的客观对象”,去激发学生们的美好情感。

教师的仪表,应当是端庄、大方的;教师的教态,应该是亲切、自然的;教师的板书,应当是简要、工整、富于逻辑性的;教师的语言,应该是流畅、生动、清晰、准确的。这里特别强调“语言美”,应格外注意语言的科学性、思想性、条理性、启发性、机动性、趣味性,以及语言外部形式的语音高低、语调快慢、抑扬顿挫,美的语言会使学生们思绪激昂、浮想联翩,升腾起美好的情感!

教师使用的化学仪器,一定要让学生赏心悦目,洗刷干净,摆放整齐;教师演示实验时的动作,应该熟练准确、符合规范;教师绘制的化学图表,应该形象鲜明、色彩美观(当然应无科学性错误)。化学教师应带着最佳的心境进入教室,亲切自然、坚定乐观。

在化学教学中,教师要构建美的氛围,并以自己美好的形象,激发学生美好的情感!

(四)创设美的情境,培养创美能力