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在化学教学中运用极限思想的策略分析

  2022-05-12    上传者:管理员

摘要:本文主要以极限思想在高中化学教学中的运用策略为重点进行阐述,从知识的有效建构、在问题处理中运用极限思想的策略、在化学教学中运用极限思想的策略几个方面进行深入说明并探讨,继而强化学生对极限思想的掌握,学会在处理问题上运用极限思想,优化学生的学习效果,旨意在为相关研究提供参考资料。

  • 关键词:
  • 化学知识
  • 教学效率
  • 极限思想
  • 知识技能
  • 高中化学
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结合高中时期的化学标准要求,“变化观念与平衡思想”作为核心素养的组成内容,体现出化学课程思想属于显性课程的范畴,逐步深入到化学主题内,越来越多地受到师生关注。跨学科优化突破现有的学科界限,主张学科之间互相结合,对不相同课程和不相同领域的方法充分关联。极限思想是数学思想典型的种类,将其运用在化学教学中能够适应时代发展趋势。教师应及时引进极限思想,明确分析对象和变化期间的变量,按照极端假设的形式对变量加以外推到理想化极限的结果,帮助学生完整积累知识技能,提高课程教学的效率。


一、运用极限思想建构知识体系


(一)通过极限思想,加深学生对概念的理解

学生对化学课程概念的理解效果直接影响学习目标落实的效率,教学标准要求将学生核心概念理解能力的培养作为个体科学素养形成的重点项目。对于平衡知识而言,概念是比较抽象化的,内涵比较丰富,包含的内容有宏观现象以及微观粒子之间的运动、形成平衡常数模型、研究不相同因素对平衡移动带来的影响等,教师要发挥极限思想的优势,降低化学概念的理解难度,保障学生真切地领悟变化观念和平衡理念。

具体以“化学平衡”中“可逆性”概念的学习为例,化学平衡模块中的关键特征便是可逆性,也就是反应处于平衡状态下,不管条件是怎样的,势必是反应物以及生成物两者同时存在的情况,任何物质的量都不可成为“零”状态,这也是“不为零”的理念。分析此原则,教师要判断一些范围,挑选科学的量,引进极限思想。假设化学反应过程是不可逆的,通过正向全部反应以及逆向全部反应的现象对变量的取值范围加以判断,包含反应物和生成物,即使此种极值点是不会实现的,但是能够基于理论引导学生感知到平衡内的“可逆性”概念,这样学生的思维可由可逆反应的最初量层面转变为正向与逆向状态下的极限层面,各个参与反应的物质的量变化范围会在外界环境的变化下出现变动,变化的范围在零与最大数值之间。

(二)通过极限思想,构建系统认知

化学规律的学习过程不仅和化学知识教学有关,还和学生思维能力的提高有关。因为化学变化是相对烦琐的,一些隐藏在知识体系内的本质比较隐蔽,学生总会不知其所以然。如果可有效地运用极限思想推到内在规律,能够省略不必要的影响因素,强调主要因素的影响,这样简单化处理分析对象可以加强学生对系统知识点的认知。以“盖斯定律”的具体研究为例,盖斯定律的规律指的是基于相同条件,不论反应是按照几个步骤完成的,反应热均是一样的。即化学反应涉及的反应热仅和反应结构体系的起始情况以及最终情况有关,和反应途径不存在关联。教师可利用极限思想对定律进行推导,有着相同的起始点,朝向极限的方向转变,最终总结到终点相同,学生能够了解到反应热是由起始状态的物质和终极状态的物质能量差值决定,进一步了解盖斯定律的内容。

(三)通过极限思想,研究科学原理

实验是化学课程的基本内容,在实验教学中应强调对学生实验思维的引导。实验思维和目标、原理与过程息息相关。在一定特殊的实验课程中引进极限思想,能够促使学生深层次感知实验细节,明确和实验结果存在关系的变量,依托放大与缩小的过程获取实验规律,树立学生发现问题和处理问题的意识,这样学生可由被动的学习状态转变为主动学习状态,领悟科学原理和内涵。


二、在问题处理中运用极限思想的策略


(一)整合解决问题的方式

目前面临着高考的挑战,学生处于题海战术的学习模式中,可此种学习模式会让学生产生疲劳感,不利于学生在化学学科中得到思维进阶的启迪。教师可及时利用极限思想处理问题,增加学生解决问题的速度,凸显化学问题处理过程的深度以及广度。起始的部分便是研究题目信息,关联对象信息、现象信息、位置信息和过程信息等,筛选不会出现变化的因素和会出现变化的因素,按照因素变化情况引进极端假设的思想,外推到相对理想的极限层面中,继而记录极大值、区间变化范围以及极小值,显化呈现逻辑因果关系和问题细则,最终以不变化因素为入手点迅速解决化学问题。

(二)阐述生活现象的本质

基于陶行知的思想观念,教学应借助生活发挥最大化的作用,并且发展为真正意义上的教育。让学生运用极限思想对生活现象进行阐述,可调动学生的学习兴趣和热情,还能够促使学生了解化学学科和生活的密切关联,让学生形成学习的积极意识,感知化学学科的价值。以“面粉厂爆炸”相关知识的教学为例,面粉厂在具体的生产实践中,生成的面粉粉尘会逐步扩散到空气体系内,到达一定浓度之后满足爆炸极限条件,只要和高温或者明火接触,会在第一时间内导致火焰蔓延到整个空间,生成连锁反应释放热量,对这个空间带来极强的破坏力。所以,面粉厂的日常管理工作不只是应该对粉尘进行清理,让粉尘浓度维持在爆炸极限条件之下,还要保障远离烟火,让生产过程更为安全。由此不管是粉尘爆炸,还是煤气中毒,都是和学生的生活息息相关的,本质上是物质浓度达到爆炸点所致,教师应及时引导学生形成极限思想意识,对生活中的情况进行进行化学原理的挖掘,通过科学的保护措施保障自身安全和他人安全。

(三)让学生形成辩证思维

学生要借助所学的知识和观点处理具体问题,极限思想被运用在处理问题上,不仅要研究化学试题,还要研究生活情境,实现知行合一。比如,引进“食品添加剂”相关的科学议题内容,对于食品添加剂而言,重点是为了调整食品的色香味与对应加工工艺流程,在食品中增加天然物质。众所周知,常见的非法添加物有苏丹红与瘦肉精,人们总会在认知上存在问题,对食品添加剂的了解不够深度,那么教师可带领学生通过极限思想进行客观研究事物,保障添加剂添加的量能够和国家食品安全要求标准相适应,不然会对人体产生危害。因此,学生能够分析到并不是不存在添加剂的食品就是对人体健康有益的,而是要保障食品添加剂使用量在范围内,继而形成科学的态度,发展化学核心素养。


三、在化学教学中运用极限思想的策略


(一)强化极限思想运用的认知

极限思想的本质是将知识进行能力的转变,应建立在长时间融入和实施基础之上,引进“多用”的理念保障学生实现思维进阶,全方位调动学生自主思考的意识。在化学问题呈现出单挑性和收敛性特点时,要引进极限思想处理问题。对于“硫酸和金属的反应”知识的学习,利用极限思想分析酸浓度的极限以及生成不相同产物内的具体关联;对于“酸碱稀释”知识的学习,不管增加多少水,都不能对酸碱性的本质产生影响,这也是要通过极限思想研究的;对于“气体混合物反应”知识的学习,利用极限思想实现单一化物质的简便运算,或者利用极限思想探索“化学平衡的值域”的相关问题。

(二)掌握极限思想运用的方式

以存在“多用”的意识为基础,接下来要思考怎样处理“运用”的问题。总体而言,极限思想是一种隐性知识,往往存在于学习内容和事物内涵之间,基本上不能从表面上完成全面分析,而是借助现象透过本质,要求高中化学教师细致分析教学内容,找到和极限思想存在关系的内容,明确关键点。因为部分学生缺少对极限思想的分析意识,那么教师应布设专题形式,组织学生详细研究极限思想的基本定义和运用手段,强调变量在实际变化中呈现的趋势特点,明确切入点,深层次整理和极限思想相适应的运用条件。

(三)延伸极限思想运用的范围

在教学改革进程中,化学教师应强化多门科目的知识点融合,帮助学生增强知识运用水平。极限思想是比较关键的一种思想,要明确运用的范围才可真正落实极限思想是运用。极限思想可存在于化学学科中,还可存在于其他学科中,即物理课程的瞬时速度与瞬时加速度学习、生物课程的细胞分裂与细菌分子复制学习等,教师要其巧妙借助极限思想内化学生的思维能力,全面分析生活中的具体现象,处理生活现有的问题,最终转变到辩证唯物主义思想和是非观念层面,实现极限思想的范围延伸。


四、结语


综上所述,在高中化学学科中引进极限思想,能够分析变量和常量的关系、有限和无限的关系、量变和质变的关系,教师要借助极限思想凸显学科多变化特征与灵活化特征,增强学生的化学学习能力。在知识构建和处理问题以及思维内化层面,不断展现极限思想的优势,延伸学生思维的深度空间和广度空间,让学生逐步积累举一反三的实践能力,推动课程教学的发展。


参考文献:

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文章来源:刘亚春.浅析极限思想在高中化学教学中的运用策略[J].天天爱科学(教学研究),2022,(05):9-10.

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