高中化学应用性知识解析

【摘要】现行高中化学教材中的知识点涉及社会生活和生产的各个方面，突出知识与生活生产的联系，加强了基础知识的学习和能力的运用。新教材通过“活动与探究”“交流与讨论”“观察与思考”“问题解决”等栏目的学习培养和增强了学生的动手能力、运用能力、逻辑思维能力，又通过“拓展视野”“资料卡”等栏目的学习提升学生对社会可持续发展的关注。教会学生应用知识，是新教材与以往教材相比的一大亮点。

【关键词】应用性;新教材;课程改革;能力

一、高中化学必修教材分析

改革是历史发展的必然趋势，江苏省新课程改革就是应加强素质教育和当前社会发展需求而实施的。国家教育部拟订的《普通高中化学课程标准（实验）》明确指出：为适应21世纪科学技术和社会可持续发展的需要，培养符合时代要求的高素质人才，必须构建新的高中化学课程体系。理念的改变最终需要通过教材的编写、教育手段的变更、教学方式的优化以及考核内容和方式的转变来体现。所以，作为课程改革的直接执行人———教师，认真分析新教材，准确把握新教材的信息对此方案的实施是至关重要的。常听人说新教材必修1和必修2两本书将原来老教材上三年的知识点都包含进去了，这样的评论可能有言过其实的地方，但容量大、知识点全面的确是新教材的特点之一。笔者在新课程教学中，对新教材的认识除以上一点外，还有另外两点看法，一是基础性很强，二是知识应用性很强。化学是一门源于生活和生产的自然科学，也是一门应用性的基础学科。如何将课本中的知识更好地运用于生产生活中，对社会生产起到应有的推动作用？如何将理论联系实际变得切实可行？《普通高中化学课程标准（实验）》作为中学化学教学的指导大纲，明确清晰地说明了高中化学新教材各模块对学生的学习要求。其中，对高中化学必修课程的学习要求多次提到，能正确认识科学、技术与社会的相互关系，能运用所学知识解释生产、生活中的化学现象，解决与化学有关的一些实际问题，初步树立社会可持续发展的思想。现行高中化学教材的知识点就涉及社会生活和生产的各个方面，突出了知识与生活生产的联系，加强了基础知识的学习和能力的训练。高中化学教材必修1包含了四个专题的内容，其中，专题一侧重于对物质世界和自然规律的认知，而其他三个专题更倾向于对知识的应用。例如，专题二“从海水中获得的化学物质”，专题三“从矿物到基础材料”，专题四“硫、氮和可持续发展”，从各专题的标题不难看出，每个专题的知识都直接与生产相联系。老教材中对卤素的设计主要是以氯气为代表，按照主族元素的特点，系统地概括了它们的结构和性质，同时强调了氯气的实验室制法，而新教材以从海水中能获得的化学物质为主线，逐一讲解了氯气、溴、碘、钠、镁的工业生产过程，从而引入氯、溴、碘、钠、镁及其重要化合物的主要性质，更突出了这些物质的工业生产原理和重要性。专题三“从矿物到基础材料”，从矿产资源出发，结合当今社会生产中几种普遍使用的矿产资源，分别讲述了铝、铁、铜、硅及其化合物的性质和应用。在性质与应用两方面，新教材明显侧重于技术原理的介绍和应用，这从专题中的各级标题就能体现出来,如“从铝土矿中提取铝”“从自然界获取铁和铜”“铁、铜及其化合物的应用”“硅酸盐矿物与硅酸盐产品”“二氧化硅和信息材料”。本专题中新课有7个课时，其中5个课时是以工业生产或实际应用为出发点展开教学的，涉及的知识点是根据生产或者应用的需要来展示的，摒弃了对每种元素及其化合物进行全面介绍的做法，真正做到了学以致用、简洁明了，也从根本上减缓了学生的学习压力。如，“从自然界获取铁和铜”一节中，编者以“交流与讨论”的形式提出问题：“你知道如何将铁、铜从化合态转化为游离态吗？请你回忆学过的知识并查阅有关资料，尽可能多地写出实现上述转化的化学方程式，并与同学交流讨论。”这样一个简短的问题就把学习的主动权交给了学生，同时告知学生通过回忆、查阅资料、交流讨论等方式，指导学生学习，所以学生在这些提示下，不难想到曾经学过的从氧化铁生成铁的几个化学反应，比如：Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2Fe2O3+3H2高温2Fe+3H2OFe2O3+2Al高温2Fe+Al2O3通过已学过的知识，引入工业上铁的冶炼原理和方法，使学生顿时感到自己已经懂得了炼铁原理，然后在原理的基础上加以补充和完善，提出炼铁时需要注意的问题，如矿渣如何除去等。在这一节中没有拓展加深氧化铁的性质，学生所学知识点是以温故为主，且紧密联系生产实际，使学生在学习中感受知识的重要性和趣味性。专题四的编排特点与专题三如出一辙，强调硫、氮元素与环境问题的联系，强调硫酸的制备，氮肥的生产和使用等应用性知识。在必修2的四个专题中，专题一“微观结构与物质的多样性”是为了教会学生认识和发现微观世界物质的规律。专题二“化学反应与能量转化”就是从应用的角度对知识进行编排的，如在学习“电能转化为化学能”一节时，教材中仅以电解氯化铜溶液为例，让学生了解电解的实质，通过“观察与思考”栏目，让学生了解电解氯化铜时的现象及电极反应，没有对各种阴阳离子的放电顺序做说明或要求，但是关于电解在工业上的应用却多次出现在必修1的教材中。专题三“有机化合物的获得与应用”与老教材内容相比较，有较大的改观。老教材根据有机物的类别进行编写，系统性很强，而新教材中所涉及的有机化合物全部是生活生产中常见常用的物质，所以新教材的编写主要是围绕生活、生产展开的。对甲烷、乙烯、苯的编写是从化石燃料着手的，而化石燃料是当今社会普遍使用的原料，可见这些有机物与生活生产的密切联系。又通过食品中的有机物重点介绍了乙醇、乙酸、油脂、糖类和蛋白质的性质和用途，删除了各类有机物及其同系物的知识。通过对必修1和必修2的教材分析，不难发现新教材更能体现出课程改革的理念，重视培养学生的素质和能力，增强他们理论联系实际的意识。之所以有许多教师在教学中常常会补充大量的课外知识点，按照老教材“到边到角”的教学要求，可以说是新课程老教法，究其原因主要有两点。一是对新教材的研究不透彻，对课程标准的学习不到位；二是教学理念尚停留在应试教育阶段，依然拿考试作为教学的指挥棒。很多教师坚持认为上课多讲多练，对考试总是有利无弊的。随着多年来学业水平测试的顺利进行，分析其考查的知识点发现，这些考试完全紧扣《普通高中化学课程标准（实验）》和《普通高中学业水平测试（必修科目）说明》的，这种教考内容的高度吻合，也让所有一线教师吃了“定心丸”。

二、应用性知识的考查要求

2015年《江苏省普通高中学业水平测试（必修科目）说明》（以下简称《说明》）将考查知识分为认知性、技能性和体验性三种要求。其中罗列了高中化学教材必修1和必修2的认知性考点共计104个，选修“化学与生活”模块的认知性考点总计36个，而三本教材所囊括的知识点数目远不止这些。这是否说明学业水平测试的考查内容不全面呢？显然不是，而是反映了对学生的学习要求不仅仅是认知、记忆、理解、应用的层面，还有可能是感受、经历、尝试、体验、形成、树立、增强等体验性的要求，所以《说明》中提出了59个体验性考点。104个认知性考点中有32个属于A级要求，62个属于B级要求，C级和D级要求的考点共计10个，可见，课程改革的评价标准是以知道、了解、认识等层面为主的。2015年和2016年江苏省两届必修科目学业水平测试题难度均符合《说明》要求，前22道选择题都能够一目了然地直接找答案，属于容易题或较容易题，第23题、第25题、第26题难度呈现一定的梯度，起到控制A等级的作用。考试难度上有所降低，而在广度上有一定的拓展，这样就要求学生涉猎更多的知识，关注更多生活中的知识应用。比如，电能与化学能的转化在《说明》中的测试要求是“举例说明化学能与电能的转化关系及其应用”，还要求“通过制作简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理”，而没有要求了解电解池的概念和原理，这说明对于电解的知识只限于知道其在工业上制取钠、镁、铝、氯气、氢气、烧碱等化学品的应用，两届学业水平测试题中也没有出现关于电解知识的考查。

三、应用性知识的教学

通过对课程标准和考试说明的分析，应用性知识普遍得以推广，但是考查的要求相对降低，使得这一块知识如同“鸡肋”，如何把握应用性知识的教学，对课程改革的实施及新课程理念的推广尤为重要，上课时是照本宣科，还是拓展补充，拓多广，补多深，这些都将直接影响学生对知识体系的理解，也决定了课程改革的实施能否成功。《普通高中化学课程标准（实验）》要求必修1和必修2模块的总课时是36课时，实际教学时各个学校会根据实际情况略有增加，但是每学期除去习题课、复习课、实验课等，用于新课教学的时间是很有限的。有些教师坚持以考试为指挥棒，考什么就教什么，对应用性知识的教学，常常是轻描淡写，一带而过，甚至不讲，这使得很多应用性知识形同虚设，没有把学生的能力培养作为教育教学的目标，违背了“能运用所学知识解释生产、生活中的化学现象，解决与化学有关的一些实际问题”的理念和要求。也有些教师依然采用老教法，凡是教材涉及的知识一律面面俱到，精讲精练，而新教材所涉及的知识点恰恰很广泛，所以这种教法导致了课时的严重不足，大量补充的知识也给学生带来了重点难以把握、知识体系紊乱等不良后果，使学生整天在作业、习题中奔波，忽视了能力的培养。结合自身的教学体会，我觉得应用性知识的教学关键是要让学生对其有所感受和认知，避免学生只为考试而学习。教材中的“活动与探究”和“观察与思考”栏目都是为培养学生的能力而设置的，所以它们应该是每节课的重点，不但要把实验做好，还要留出时间让学生自己动手，发现学生不对的地方，不是急于指导他们纠错，而是给他们思考的时间，让他们自己纠错。在学生产生疑惑时，可结合“信息提示”给学生以原理和方法的指导。“交流与讨论”和“问题解决”栏目能很好地培养学生的知识迁移能力和解决问题的能力，这也是在课堂上值得重点把握的部分。“拓展视野”“资料卡”栏目往往能提供更多素材，对学生的知识探究有一定的帮助，但不是教学的重点，因此这部分可以作为学生的阅读材料。以“电能转化为化学能”一节教学为例，这节内容在考试说明中是不作要求的，但是电解在整个教材中的应用却非常多，所以对这节教学笔者的做法是：先让学生了解电解池是电能向化学能转化的装置；重点是通过电解氯化铜溶液的现象和原理分析，类推电解在工业制备钠、镁、铝、氯气的应用原理，教会学生分析的方法，而不是对所有微粒的放电顺序加以比较记忆。重点部分教学设计如下：［观察与思考］观察电解氯化铜溶液的实验，准确描述实验现象，思考回答产生现象的原因。阴极：有红色的固体物质吸附在电极上。电极反应：Cu2++2e-=Cu。阳极：有刺激性气味的气体产生，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色。电极反应：2Cl--2e-=Cl2↑。电解总反应：CuCl2电解Cu+Cl2↑。［思考］在CuCl2溶液中同时存在Cu2+、H+、Cl-、OH-四种离子，为什么只有Cu2+和Cl-得失电子，而不是H+和OH-得失电子呢？［提示］根据物质氧化性、还原性强弱比较Cu2+与H+的氧化性、Cl-与OH-的还原性。［结论］Cu2+的氧化性比H+的氧化性强，即Cu2+得电子能力更强，所以电解时先得电子；Cl-的还原性比OH-的还原性强，即Cl-失电子能力更强，所以电解时先失电子。［思考］为什么在电解熔融NaCl时得到的是单质钠和氯气，而电解NaCl溶液时却得到氢气、氯气和氢氧化钠呢？［分析］在熔融NaCl中只存在Na+和Cl-离子，所以在通电的情况下，Na+得电子生成单质钠，而Cl-失电子生成氯气。在NaCl溶液中同时存在着Na+、H+、Cl-、OH-离子，因为H+的氧化性比Na+强，所以电解时先得电子，生成氢气，Cl-的还原性比OH-强，所以先失电子，生成氯气，未反应的Na+和OH-以氢氧化钠的形式存在。［总结］之所以能够通过电解的方法获取镁、铝等活泼的金属单质或非金属单质，其原理是相似的。英国著名的教育家斯宾塞提出：最有价值的知识是科学。新教材中对应用性知识的编排正是这句话的体现。有了合理的教材，怎样在循序渐进学习中，让学生掌握这些知识，而不是单纯地为了考试而学习，需要教师准确分析教材内容和教学深度，这也是素质教育实施过程中教师应该具备的基本素养之一。

作者:陈宗亭 单位: 江苏镇江市实验高级中学