一、化学基本概念和原理的教学内容和教学要求
高中化学大纲中的基本概念和原理主要由 12 块块状结构的教学内容组成,它们是:原子结构、元素周期律和元素周期表、化学键、晶体的类型与
性质的关系、物质的量、化学反应与能量、化学反应速率和化学平衡、电解质溶液、胶体及其应用、氧化还原反应、原电池原理及其应用、电解原理及其应用等。这些内容间的联系如下图所示:
由上述内容间的联系示意图可以看出,高中化学的基本概念和原理是以物质结构以及化学反应与能量为重点展开的,这两部分内容在高中化学中占有很重要的地位,并在很大程度上起着贯穿高中化学教学内容的作用。
从知识的深广度来讲,除元素周期律和元素周期表、物质的量、原电池原理及其应用等教学内容和教学要求化学Ⅰ和化学Ⅱ基本相同外,化学Ⅱ还要求介绍晶体的类型与性质的关系、胶体及其应用、电解原理及其应用三部分知识。对晶体的类型与性质的关系,化学Ⅱ侧重于以 NaCl、金刚石、SiO2、干冰等为例,简介离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体的模型,如组成晶体的结构粒子、化学键类型或粒子间的相互作用等。并要求简介各类晶体性质的一般特点,以及晶体类型与物质熔点、沸点、硬度、溶解度、导电性等性质的关系。使学生能在理解晶体的类型与性质的关系的基础上,从分子结构的角度对物质的一些性质作出合理的解释。对胶体及其应用,侧重于介绍了达尔效应、布朗运动和电泳现象等胶体的重要性质,以及胶体在日常生活、工农业生产中的应用,使学生在义务教育初中化学的基础上,进一步了解根据分散质粒子的大小可将分散系分为溶液、浊液和胶体等,并了解分散质粒子的大小对分散系的性质有很大的影响。对电解原理及其应用,侧重于以电解 CuCl2 溶液为例,简介电解原理。电解原理的应用侧重于介绍氯碱工业、铜的电解精炼和镀铜等。氯碱工业是高中化学中要求重点介绍的为数不多的工业生产之一,除要求学生了解氯碱工业的反应原理和电解槽外,还要求常识性介绍原料的精制以及以氯碱工业为基础的化工生产,使学生对氯碱工业有一个较为全面的认识,并进而能对利用电解原理的化工生产有一个大致的学习思路和思考问题的方法,以利于学生今后的知识迁移,如独立获取电冶铝等有关知识等。
除上面谈到的这些内容外,化学Ⅰ和化学Ⅱ还在以下这些教学内容和教
学要求上存在较大差异。
- 对相对原子质量,化学Ⅰ只要求常识性介绍,即只要求对相对原子质
量有一个通俗的释义即可,不要求有关的计算。而化学Ⅱ对该内容则要求了解,即不仅要求了解相对原子质量的涵义,而且还要求简单的计算。
-
对核外电子排布知识,化学Ⅰ只要求学生画出 l~18
号元素的原子结构示意图,即只要求了解 1~3 周期元素的核外电子排布,而化学Ⅱ则要求学生画出 1~20 号元素的原子结构示意图,从而将对核外电子排布知识的了解延至第四周期的前两种元素,在一定意义上又延至第四周期的主族元素。
-
对极性键与非极性键的知识,化学Ⅰ只要求了解,而化学Ⅱ则要求理解,即除要求领会极性键与非极性键的涵义外,还要求应用极性键与非极性键的知识解释和说明一些简单的化学问题。
-
对分子间作用力,化学Ⅰ只要求常识性介绍,而化学Ⅱ则要求了解,
即不仅要求知道有关分子间作用力的知识要点,而且还要求能根据提供的材料识别是否属于分子间作用力,以及了解分子间作用力对物质一些性质的影响。此外,化学Ⅱ还要求以 HF、H2O 为例,常识性介绍氢键的形成以及氢键对一些物质性质的影响。
-
对化学反应与能量,化学Ⅰ只要求了解化学反应中的能量变化、吸热反应和放热反应,以及常识性介绍燃料的充分燃烧;而化学Ⅱ除要求介绍上述内容外,还要求学生理解反应热(燃烧热和中和热),掌握热化学方程式的书写方法以及应用,同时,还要求从资源蕴藏、开采和运输的成本、资源综合利用、环境保护等方面对使用化石燃料的利弊以及新能源的开发等进行初步研讨,并通过研讨,培养学生综合分析问题的能力,以及训练他们的科学方法。
-
对化学反应速率和化学平衡的有关知识,化学Ⅰ与化学Ⅱ的主要差别在于化学Ⅱ更注重对该部分知识的综合应用。即不仅要求了解化学反应速率和理解化学平衡,还要求理解浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响,以及浓度、压强、温度对化学平衡的影响,并能具体运用这些知识分析合成氨条件的选择,以及进一步指导电解质溶液有关知识的学习。使在电离平衡、水的离子积与
pH 值、盐类的水解等知识的学习,以及分析问题和解决问题的能力培养上,化学Ⅱ能比化学Ⅰ更上一个台阶。此外,化学Ⅱ还要求常识性介绍化学平衡常数,当然这只能是对平衡常数的定性介绍,不要求有关的计算。
-
同化学反应速率和化学平衡知识相类似,对电解质溶液知识,化学Ⅰ
与化学Ⅱ的主要差别也在于对电离平衡知识的综合应用上。即在对电离平衡、盐类的水解、酸碱中和滴定、离子反应和离子方程式的教学要求上,化学Ⅱ都由化学Ⅰ的“了解”提高到“理解”。其中,对离子反应方程式还要求“掌握”。如果以这部分知识在相应教科书习题中的难度和综合性来考虑的话,化学Ⅱ将明显地高于化学Ⅰ。这样的教学要求对于侧重理科学习的学生来讲,应该是适宜的,因为这些学生理应在化学思维方法,以及利用化学观点分析问题和解决问题的能力等科学素养的培养方面高于侧重文科学习的学生。如果从知识结构的角度来考虑,对于化学Ⅱ,有了电离平衡常数的知识,就可以进一步介绍水的离子积和 pH 值,使学生在初中化学的基础上,对溶液的酸碱性有一个较为本质的了解。同时,学生在理解了离子反应,以及掌握了离子反应方程式以后,就可进一步理解离子反应的本质,并由离子反应的本质进一步探讨离子反应发生的条件。这样,通过对一些物质的性质和反应本质的理解,可以激发学生学习化学的兴趣,开阔他们的眼界,训练他
们的科学方法和培养能力,最终达到提高学生素质的目的。
-
对于氧化还原反应,化学Ⅰ与化学Ⅱ的主要差别在于化学Ⅰ只要求从化合价升降和电子得失的角度来理解氧化还原反应,并了解氧化剂和还原剂,但对氧化还原方程式的配平等没有作教学要求,这在很大程度上降低了化学Ⅰ在氧化还原反应知识上的教学难度。而化学Ⅱ,除上述这些有关内容外,还要求掌握氧化还原方程式的配平,以及重要的氧化剂(如
Cl2 浓 H2SO4、HNO3、FeCl3 等)和还原剂(如 Al、H2、CO、FeSO4 等)间的常见反应,以对氧化还原反应的知识进行归纳和整理。
-
由于作为工具性知识的氧化还原反应,化学Ⅰ与化学Ⅱ的教学内容和教学要求有较大差别,因此在一定程度上使有关的知识,如原电池原理及其应用、电解原理及其应用等教学内容和教学要求,化学Ⅰ和化学Ⅱ也有很大差别。例如,化学Ⅰ只要求了解原电池原理,对有一定难度的金属的电化学腐蚀只作为选学,对电解原理及其应用没有作教学要求。而化学Ⅱ不仅对原电池原理的教学要求由化学Ⅰ的“了解”提高到“理解”,而且还要求了解金属的电化学腐蚀,以及电解原理及其应用。
上面是对高中化学大纲中的基本概念和原理所作的初步分析。化学Ⅰ与化学Ⅱ在教学内容和教学要求上的诸多不同,是由于它们设课的目的和学习对象的不同所决定的。教师在教学时,应该明确教学目的,准确把握它们各自教学的深广度。区别对待,做到因材施教。