摘 要:在高中化學(xué)教學(xué)中,教師需要重視培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力。在培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力時,應(yīng)該以學(xué)生在面對問題時做到觸類旁通、舉一反三的學(xué)習(xí)成效為準?;诖?,文章提出教師在開展高中化學(xué)教學(xué)活動時可以從筑牢基礎(chǔ)、變式練習(xí)、類比聯(lián)想、歸納總結(jié)、學(xué)習(xí)反思五個角度入手,采取多樣的教學(xué)策略,達成培養(yǎng)學(xué)生知識遷移能力的目標。
關(guān)鍵詞:高中化學(xué);遷移能力;培養(yǎng)策略
知識遷移是指一種學(xué)習(xí)對另一種學(xué)習(xí)的影響。培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力,是使學(xué)生根據(jù)已經(jīng)掌握的知識內(nèi)容、認知結(jié)構(gòu)、解題技能等,做到有效學(xué)習(xí)新知識、分析新知識。在高中化學(xué)教學(xué)中,教師需要以培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力為目的,讓學(xué)生筑牢化學(xué)知識基礎(chǔ),并根據(jù)掌握的化學(xué)技能、化學(xué)規(guī)律做到有效解決化學(xué)問題?;诖耍處熞`活運用多種教學(xué)手段,助力學(xué)生知識遷移能力的有效提高。
一、以筑牢基礎(chǔ)為底色,培養(yǎng)知識遷移能力
學(xué)生能否形成良好的知識遷移能力,與其是否具備牢固的知識基礎(chǔ)有密切關(guān)聯(lián)。對學(xué)生而言,在學(xué)習(xí)化學(xué)知識的過程中,只有做到扎實掌握知識內(nèi)容,才具有靈活運用知識的條件,進而逐步形成知識遷移能力。基于此,在落實培養(yǎng)目標時,教師需要以化學(xué)教材為依據(jù),帶領(lǐng)學(xué)生有效掌握基礎(chǔ)知識,做到理解透徹、應(yīng)用熟練,為培養(yǎng)知識遷移能力作準備。
例如,在教學(xué)人教版《普通高中教科書·化學(xué)》選擇性必修1(以下統(tǒng)稱“人教版教材”)“反應(yīng)熱”這節(jié)課時,在講解“反應(yīng)熱 焓變”相關(guān)內(nèi)容時,學(xué)生需要有效理解反應(yīng)熱的基本概念,掌握化學(xué)鍵的斷裂與形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因,學(xué)會根據(jù)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)值定量計算反應(yīng)熱的大小。首先,教師展示自熱火鍋和暖寶寶的圖片,并提出問題:“自熱火鍋和暖寶寶的工作原理是什么?”在解答問題的過程中,學(xué)生會發(fā)現(xiàn)自熱火鍋和暖寶寶都是通過發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生熱量,不同的是發(fā)生反應(yīng)的原理不同。據(jù)此,教師可以引導(dǎo)學(xué)生理解“化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化的同時常常伴隨著能量的變化”這一結(jié)論,隨后引導(dǎo)學(xué)生思考“化學(xué)中曾學(xué)習(xí)過哪些放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)?”這一問題,以此引導(dǎo)學(xué)生回憶曾經(jīng)學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容。放熱反應(yīng)有燃燒反應(yīng)、酸堿中和反應(yīng)、活潑金屬與酸或水的反應(yīng)、物質(zhì)的緩慢氧化等;吸熱反應(yīng)有大多數(shù)的分解反應(yīng)、碳與水蒸氣反應(yīng)、一氧化碳與氧化銅反應(yīng)、碳與二氧化碳反應(yīng)等。這樣便讓學(xué)生既思考了新問題,又回憶了舊知識,有助于學(xué)生牢固掌握基礎(chǔ)知識。其次,在講解“反應(yīng)熱”相關(guān)內(nèi)容時,教師可以先讓學(xué)生了解反應(yīng)熱的定義,再帶領(lǐng)學(xué)生測量反應(yīng)熱。在測量反應(yīng)熱時,學(xué)生需要仔細觀察教師的整個操作過程,為自己獨立進行實驗操作積累經(jīng)驗。重點關(guān)注化學(xué)實驗的操作過程,可以讓學(xué)生建立從實驗中習(xí)得知識、鞏固知識的意識,對學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識有重要意義。
要想達到培養(yǎng)學(xué)生知識遷移能力的目的,教師需要重點關(guān)注學(xué)生的知識基礎(chǔ),強化學(xué)生對舊知識的回憶,激發(fā)學(xué)生對新知識的思考,推動學(xué)生有效形成知識遷移能力。
二、以變式練習(xí)為途徑,培養(yǎng)知識遷移能力
變式練習(xí)指以某一種題型為依托,以改變其中的個別條件或是選擇同類型的不同題目為主,鍛煉學(xué)生對知識的思考與應(yīng)用能力,最終使學(xué)生的知識遷移能力得到培養(yǎng)。以變式練習(xí)的方式應(yīng)用化學(xué)知識,能夠鍛煉學(xué)生觸類旁通、舉一反三的能力。因此,在應(yīng)用化學(xué)知識時,教師需要結(jié)合教學(xué)需要適當設(shè)置變式練習(xí)內(nèi)容,學(xué)生則要充分注意練習(xí)題目中的變式內(nèi)容,從而形成知識遷移能力。
例如,在教學(xué)人教版教材“反應(yīng)熱的計算”這節(jié)課時,教師需要以蓋斯定律為中心,結(jié)合不同的化學(xué)題目帶領(lǐng)學(xué)生實現(xiàn)對蓋斯定律的熟練應(yīng)用。
題目 太陽能是一種可再生能源。為了提高太陽能的利用率,有研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)的方式,實現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與存儲(如圖1)。其中,反應(yīng)Ⅰ的熱化學(xué)方程式為[2H2SO4l][—][—][2SO2g+][2H2Og+O2g,ΔH1=+551 kJ / mol;] 反應(yīng)Ⅲ的熱化學(xué)方程式為[Ss+O2g][—][—][SO2g,ΔH3=-297 kJ / mol。]
(1)結(jié)合給定信息,寫出反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式 ;
(2)如果對反應(yīng)Ⅰ,反應(yīng)Ⅱ,反應(yīng)Ⅲ進行相加的操作,會產(chǎn)生怎樣的結(jié)果?其中,含硫物質(zhì)起到了怎樣的作用?
通過分析上述問題,教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱的基本步驟。步驟1:確定目標熱化學(xué)方程式;步驟2:找出目標熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)在已知熱化學(xué)方程式中的位置;步驟3:根據(jù)目標熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)和位置,處理已知熱化學(xué)方程式,得到新的熱化學(xué)方程式;步驟4:對新的熱化學(xué)方程式進行加減;步驟5:寫出目標熱化學(xué)方程式。這樣,教師便可以設(shè)置其他類型的題目,讓學(xué)生進行實際應(yīng)用,如將TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1 000 ℃時反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:(1)直接氯化:[TiO2s+2Cl2g][—][—][TiCl4g+][O2g,ΔH1=+172 kJ / mol;](2)碳氯化:[TiO2s+2Cl2g+][2Cs][—][—][TiCl4g+2COg,ΔH2=-51kJ / mol。] 學(xué)生需要計算得出反應(yīng)[2Cs+O2g][—][—][2COg]的ΔH為 。
在認知蓋斯定律的過程中,教師以例題與習(xí)題結(jié)合的方式讓學(xué)生進行變式練習(xí),對蓋斯定律實現(xiàn)由初步認知到靈活應(yīng)用的過渡,以此達到培養(yǎng)學(xué)生知識遷移能力的目的。
三、以類比聯(lián)想為手段,培養(yǎng)知識遷移能力
面對逐漸增多的化學(xué)知識,學(xué)生需要學(xué)會以對比聯(lián)想的方式對知識進行整理與思考,以此實現(xiàn)對化學(xué)知識的深層次掌握。在對比聯(lián)想的過程中,教師需要對學(xué)生進行一定指導(dǎo),讓學(xué)生掌握正確的對比方法,對化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)和知識間的關(guān)聯(lián)性進行有效認知。對此,為了實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生知識遷移能力的目的,教師可以選用多種方式方法引導(dǎo)學(xué)生進行對比聯(lián)想,如概念聯(lián)想、實驗聯(lián)想、情境聯(lián)想等,學(xué)生則可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)選擇適合的方法,強化自身的思維能力。
例如,在教學(xué)人教版教材“電離平衡”這節(jié)課后,教師可以組織學(xué)生類比前面學(xué)習(xí)的“化學(xué)平衡”的知識內(nèi)容,在類比聯(lián)想中強化知識掌握,形成知識遷移能力。首先,學(xué)生需要條理清晰地整理出電離平衡的主要知識點,包括弱電解質(zhì)(部分電離)下的電離平衡、水的電離平衡內(nèi)容,酸堿中和滴定實驗的原理、操作內(nèi)容、計算;弱電解質(zhì)電離平衡的概念、影響電離平衡移動的因素,溶液中離子濃度的比較。在整理這些知識時,學(xué)生便已經(jīng)在構(gòu)建電離平衡知識的框架,這對學(xué)生記憶知識、應(yīng)用知識有重要意義。其次,教師以具體的問題引導(dǎo)學(xué)生進行類比聯(lián)想思考:影響化學(xué)平衡的因素有哪些?對此,學(xué)生需要按照一定的邏輯回憶舊知識,即影響化學(xué)平衡的內(nèi)因是反應(yīng)物本身的性質(zhì),外因包括濃度、壓強、溫度等條件。接著,進一步深入聯(lián)想思考:溫度是如何影響化學(xué)平衡的?在化學(xué)平衡和電離平衡中,濃度與溫度產(chǎn)生的影響是否具有一樣的特點?通過類比聯(lián)想,使學(xué)生強化兩部分知識之間的關(guān)聯(lián),形成知識遷移能力,實現(xiàn)對知識的綜合運用。
在運用類比聯(lián)想方法時,教師需要以知識間的關(guān)聯(lián)性為基礎(chǔ),引導(dǎo)學(xué)生進行有效思考,使學(xué)生在思考中構(gòu)建起知識間的關(guān)聯(lián),形成知識結(jié)構(gòu),這也是學(xué)生應(yīng)用知識遷移能力的重要基礎(chǔ)。
四、以歸納總結(jié)為方法,培養(yǎng)知識遷移能力
在高中階段的學(xué)習(xí)中,學(xué)生需要學(xué)習(xí)大量的知識內(nèi)容,而要想實現(xiàn)對知識的綜合掌握與熟練應(yīng)用,便需要掌握一定的方法,并且要學(xué)會對已經(jīng)掌握的知識內(nèi)容進行歸納總結(jié),這樣可以強化知識間的關(guān)聯(lián),從而整合已學(xué)知識,促進知識體系的建構(gòu)。基于此,教師在開展高中化學(xué)教學(xué)活動時需要向?qū)W生滲透歸納總結(jié)的意識,并鍛煉學(xué)生知識整合與提煉的能力,從而達到培養(yǎng)學(xué)生知識遷移能力的目的。
例如,在教學(xué)人教版教材“鹽類的水解”這節(jié)課時,在講授第一部分“鹽類的水解”時,教師需要組織學(xué)生完成對以下知識點的思考:依據(jù)實驗現(xiàn)象歸納出鹽的類型與鹽溶液的酸堿性之間的關(guān)系,認識水解的規(guī)律;理解鹽水解的原理,建立鹽類水解的理論模型,并應(yīng)用于分析鹽溶液呈現(xiàn)不同酸堿性的原因。教師先以簡單的問題引發(fā)學(xué)生思考:根據(jù)形成該鹽的酸和堿的強弱來分,鹽可以分成哪幾類?接著,教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考“如何測試溶液的酸堿性?”,帶領(lǐng)學(xué)生進入到實驗操作層面的學(xué)習(xí)。其中,學(xué)生需要重點思考NaCl溶液、NH4Cl溶液、CH3COONa溶液三類不同的鹽溶液,并根據(jù)實驗操作嘗試找出不同類型鹽溶液呈現(xiàn)不同酸堿性的原因。同時,在書寫鹽類水解方程式時,學(xué)生需要注意一些問題:鹽類水解是可逆反應(yīng),反應(yīng)方程式中要寫“?”;鹽類水解的程度一般很小,水解產(chǎn)物也很少,通常不生成沉淀或氣體,故不標注“↓”或“↑”。當完成課程知識的學(xué)習(xí)后,教師可以組織學(xué)生總結(jié)本節(jié)課學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容,并用思維導(dǎo)圖展示。在歸納總結(jié)時,學(xué)生可以選擇兩種方式:一種是以細節(jié)知識點為主的思維導(dǎo)圖,另一種是以關(guān)鍵點或規(guī)律總結(jié)為主的思維導(dǎo)圖。以第二種為例,學(xué)生需要以鹽類水解為核心,延伸出實質(zhì)、表達、鹽溶液的酸堿性、規(guī)律四部分內(nèi)容。
通過上述教學(xué),學(xué)生可以明晰課程重點和難點內(nèi)容,對學(xué)生及時搜索知識、解決問題有積極的促進作用,可以深化對學(xué)生知識遷移能力的培養(yǎng)。
五、以學(xué)習(xí)反思為指引,培養(yǎng)知識遷移能力
在知識遷移能力的培養(yǎng)過程中,學(xué)生應(yīng)該形成這樣的認知結(jié)構(gòu),即已經(jīng)掌握的知識內(nèi)容是實現(xiàn)對知識遷移運用的重要基礎(chǔ)。因此,在學(xué)習(xí)與思考化學(xué)知識時,學(xué)生要形成踏實的學(xué)習(xí)態(tài)度,做到對化學(xué)知識的扎實掌握。對教師來講,應(yīng)該在課堂中引導(dǎo)學(xué)生時常進行反思,以反思是否能夠理解、掌握、熟練應(yīng)用已學(xué)知識為主。經(jīng)過一段時間的堅持,學(xué)生便會發(fā)現(xiàn)舊知識與新知識之間能夠建立起聯(lián)系,進而真正實現(xiàn)對所學(xué)化學(xué)知識的有效遷移。
例如,在教學(xué)人教版教材“沉淀溶解平衡”這節(jié)課時,在教學(xué)第一部分“難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡”后,教師需要引導(dǎo)學(xué)生進行學(xué)習(xí)反思。教師可以采取兩種方法幫助學(xué)生反思學(xué)習(xí)過程:一是學(xué)生自主回顧,提出學(xué)習(xí)中遇到的疑難問題并予以解決;二是教師提出重點和難點知識,考查學(xué)生對知識的掌握情況。教師可以以第一種方法為主,第二種方法為輔。當學(xué)生自主回顧時,可以提出自己遇到的各種問題。在理解“難溶電解質(zhì)(如AgCl)是否存在溶解平衡?如何表示?什么情況下達到溶解平衡?”這一問題時,學(xué)生會由溫度延展思考:若溫度發(fā)生變化是否會影響溶解平衡?會產(chǎn)生怎樣的影響?還有學(xué)生對溶度積的概念有疑問,得到教師的釋疑,可以實現(xiàn)對知識的深入理解。同時,學(xué)生在反思中會進一步思考學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容,這對學(xué)生思維的發(fā)散、知識遷移能力的培養(yǎng)有一定的促進作用。
在課堂教學(xué)中,教師應(yīng)該重視對學(xué)習(xí)反思這一手段的運用,讓學(xué)生養(yǎng)成及時反思的習(xí)慣,從而實現(xiàn)在反思中強化知識聯(lián)系,助推知識遷移能力的培養(yǎng)。
六、結(jié)束語
在高中化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力,教師應(yīng)該先認識到知識遷移能力對學(xué)生成長與發(fā)展的重要性,它是學(xué)生深入學(xué)習(xí)與認知化學(xué)學(xué)科內(nèi)容的一項重要能力;需要選擇合適的教學(xué)手段培養(yǎng)并鍛煉學(xué)生的知識遷移能力,讓學(xué)生做到扎實吸收與應(yīng)用知識,從而在面對新知識、新問題時,有自主思考、獨立解決的能力。為此,教師需要應(yīng)用多種策略,助力學(xué)生知識遷移能力的培養(yǎng)。
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