中學化學基本理論的教學內容可分人微觀結構和宏觀規律兩方面,它們是相互聯系的。
為了使學生準確地、深刻地理解理論并能加以應用,在學習基本理論的過程中發展學生智力,培養能力?;纠碚摻虒W應注意以下幾個方面。
一、要依從感性到理性、從具體到抽象的認識規律
1、通過實驗,運用元素化合物的知識,形成理論認識。例如,溫度和濃度對化學反應速度的影響,教材多先用Na2S2o3和H2SO4的反應演示。該實驗有以下特點:現象鮮明,易于觀察;易于比較反應進行的快慢;易于控制反應物濃度。但是,Na2S2o3學生沒有接觸過,與H2SO4的反應也不了解,教學中應先讓學生認識反應的過程和現象,才可通過其在不同溫度、不同濃度下的不同反應,認識溫度、濃度對反應速度的影響。
2、運用多種教學媒體,以實物、模型、圖像、投影、計算機模擬等誘發學生聯想,理解理論內涵,掌握規律方法。
有機化合物的同分異構現象和同分異構體的判定對于初學有機化學的學生有一定的難度,難點類于對平面結構式建立起立體空間觀念,學習伊始即應打好基礎。如一氯甲烷不存在異構體,但結構式可有四種形式若展示一氯甲烷的球棍模型,與四種結構式寫法比較,學生會立即否定一氯甲烷有四種異構體的想法,并為今后認識有機化合物的同分異體現象奠定了以三維立體空間為出發點的思路。
理論教學要切忌只停留在形象手段上,否則會出現難以想到的錯誤。在教學中曾運用氫原子的電子云圖,了解電子在氫原子核外出現的幾率從而認識電子云的涵義。當問到“從氫原子電子云圖上看,其原子核外有多少個電子?”有的學生竟有幾百個甚至幾千個電子。很明顯,這是對電子云圖只停留在直觀感覺上而沒有進行正確的抽象思維加工的結果。
3、聯系實際,運用比喻,突破難點。
聯系學生已有的知識和生活實際,運用事物間的相似性,通過以甲喻乙,由此及彼,以降低理論學習的難度,使學生盡快地從具體事物過渡到抽象思維,理解事物本質,建立理論概念是理論教學常用的方法。這里,關鍵在于突破難點。譬如,有關可逆過程的動態平衡的性質和特征(如化學平衡、電離平衡、溶解平衡、水解平衡等)常用蓄水池進出水流的速度與澉內蓄水理的變化之間的關系比喻化學平衡系統中正、逆反應速度與組分百分含量變化的關系;用蚊蟲逐燈、蜜蜂采蜜、氫原子核外電子照片疊錢等比喻模擬電子運動,想象電子云的形象;ד頭碰頭”、“肩并肩”比喻電子云重疊方式等。應當明確,比喻具有“啟發入門”、“搭橋過渡”的作用,利于學生理論,而不是理論本身。要注意不可濫用比喻。
二、運用歸納、演繹方法形成理論,發展思維
化學基本理論與元素化合物之間存在著內在的、本質的、統一的聯系?;纠碚摰慕虒W,一方面以元素化合物知識為實際材料,通過歸納演繹的方法建立理論概念和規律;另一方面又要通過基本理論分析研究具體的元素化合物的結構、性質、用途,系統地掌握元素化合物的知識。兩者相互儲存,相得益彰。
(一) 歸納
1、由元素化合物知識歸納概括理論規律
由元素化合物知識歸納概括形成理論規律是化學基本理論教學電子最常用的教學方法。在歸納的過程中,滲透著矛盾的普遍性寓于矛盾的特殊性之中的辯證觀點,是培養學生從特殊到一般的歸納思維能力的最佳教材。
不可忽視的是,應用歸納方法形成規律要使學生領會到個性飲食著共性,通過個性認識共性。但要認識到個性有些性質能反映共性的本質,但也不是所有性質均為共性的反映。在化學學科中,從一定數量個別事例中概括出來的理論規律,不一定是所有個體的共性。這是學生在學習理論,應用理論時的一個突出難點,常犯“以偏概全”的錯誤。學生常說“化學中的特例太多”。如“所有原子的原子核都是由質子和中子構成的(氫原子除外)”“所有非金屬氧化物都是酸性氧化物(CO、NO)除外”“烴基和羥基下拉相結合的化合物屬于醇類(芳烴基除外)”等。在理論教學中,教師應通過實例和學生易進入的“誤區”,通過練習給予訂正、補充,使學生逐步學會正確的進行歸納推理,全面地掌握理論規律。
2、以基本理論為指導,歸納、概括元素化合物知識
元素化合物知識約占現行中學化學教學內容的50%以上,教材的編排,基本理論與具體知識穿插交錯,這就為以理論為指導,對元素化合物知識進行系統歸納,使之貫穿于全部化學教學之中提供了條件。
譬如同素異形體的判定,多數學生采用個別記憶的方法。學習了物質結構理論以后,可引導學生應用所學理論,歸納同素異形體的分類判定方法。:①單質分子中原子個數不同②晶體結構不同③氣態單質(除氧外)一般不出出同素異形體。④金屬元素的同素異形體中學教學中不作要求。
為了便于學生系統地掌握重要地非金屬氣態氫化物,如氯化氫、硫化氫、氨、水、甲烷等;中學教學涉及的某些氫化物如氟化氫、碘化氫、磷化氫、硅化氫、砷化氫、硒化氫、碲化氫等的結構與性質的關系,可從分子構型與主要化學性質之間的聯系進行歸納總結。
依據上述氫化物分子構型與性質的關系可歸納下列幾點:
(1)穩定性與分解易的關系
氫化物趙穩定,越難分解;氫化物越不穩定,越易分解。并可由穩定性推斷氣枋氫化物的形成條件。
(2)氫化物分子構型→電荷分布的對稱性→分子的極性→極性的強弱
(3)分子極性的強弱水→水溶性大小→相似相溶規律。
(4)NH3、H2O、HF沸點的異常、極易溶于 水與氫鍵的關系。
(二)演繹
演繹是指應用一般規律解答特定問題的過程,是從一般到特殊的思維過程。應用物質結構理論、反應速度與平衡移動規律、電解質溶液理論、無機物反應規律、有機反應基本類型 等理論解答相應具體問題,一般都采用演繹推理方法。通過理論教學應使學生在邏輯思維方法方面受到訓練和教育。
根據理論規推理、判斷以及預測時要著重教育學生理論成立的條件(前提)和應用范圍,這一點至關重要,對于化學理論規律的應用,顯得尤為突出。要抓住典型事實,通過學生自己的思考練習,正確運用理論,發展思維能力。