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化學元素的原子質量范文1
氫在自然界中存在的同位素有:氕(氫1,H)、氘(氫2,重氫,D)、氚(氫3,超重氫,T)。
氫是原子序數為1的化學元素,化學符號為H,在元素周期表中位于第一位。其原子質量為1.00794u,是最輕的元素,也是宇宙中含量最多的元素,大約占據宇宙質量的75%。氫通常的單質形態是氫氣。它是無色無味無臭,極易燃燒的由雙原子分子組成的氣體,氫氣是最輕的氣體。
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化學元素的原子質量范文2
自從1937年科學家們首次合成第43號元素锝(Tc)以后,每隔幾年,就有幾種新元素在實驗室中“誕生”。
人工合成新元素,必須讓兩個原子量較小的原子相互撞擊,使它們的原子核融合,從而得到原子量較大的新原子。其過程如同讓一顆行星撞擊到另一顆行星的內部,會產生極大的能量,不僅非常危險,而且成本高昂。目前,全世界只有六七個實驗室具備這方面的技術和設備。
隨著合成的新元素的原子序數的增大,這項工作變得越來越艱難。人工合成的新元素大多為放射性元素,隨著元素序號的增大,它們的半衰期也越來越短。比如,第100號元素鐨(Fm)的半衰期約為20個小時,而第114號元素(Fl)的半衰期約為2.6秒。要證明新元素被成功合成,必須在其極短暫的半衰期內確定其質子數,而這恰恰是極其困難的。
合成新元素還需要一點“運氣”。從理論上來說,人工合成的新原子的質子數應等于兩個相互撞擊的原子的質子數之和,但事實并非如此。1996年,科學家們用鋅原子束(Zn,質子數30)轟擊鉛靶(Pb,質子數82),合成了第112號元素哥白尼(Cn),此后又嘗試用鈾和鈣、钚和氬、鋦和硫等來合成Cn,因為這三組元素的質子數之和都為112。然而,除了用鈾和鈣合成了Cn的同位素之外,其他嘗試都失敗了。
2004年,俄羅斯核子聯合研究所和美國勞倫斯?利弗莫爾國家實驗室合作,用含有20個質子的鈣離子(Ca2+)轟擊含有95個質子的镅原子(Am),四次合成了一種新原子。這些新原子很不穩定,在幾微秒后就衰變成第113號元素(暫名Uut),之后又進一步衰變成第105號元素钅杜(Db)。
根據人工合成元素的原理,科學家認為這就是第115號元素(暫名Uup)的原子。但是由于沒能在該原子衰變前測出它的質子數,所以第115號元素沒有獲得國際純粹與應用物理聯合會(IUPAP)和國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)的認可。
不過科學家們并沒有放棄。2013年8月下旬,瑞典隆德大學核物理學家德克?魯道夫領導的團隊用同樣的方法合成了Uup原子。這強有力地表明,兩個團隊均成功地在實驗室合成了這個新元素。之后,他們根據“不同元素會發射該元素原子特有能量的X射線”的原理,測量出這種新原子的X射線輻射水平,發現它與理論上的第115號元素相同。這也為證明第115號元素的成功合成提供了新證據。
接下來, IUPAP和IUPAC的專家小組將會對實驗的各個方面進行反復驗證,比如,實驗能否重復、結論是否正確等。一旦確認實驗成立,第115號元素即可獲得官方命名,并在元素周期表上“安家落戶”。
【練一練】
2013年8月27日,英國廣播公司報道,瑞典科學家發現了115號元素存在的新證據。已知115號元素的一種核素為X,下列有關115號元素的敘述,正確的是
A. 115號元素在元素周期表中位于第八周期
B. 115號元素的這種核素中,中子數與核外電子數之差為174
C. 115號元素原子與12C原子質量之比為11512
D. 115號元素最高可顯+5價
【參考答案】
化學元素的原子質量范文3
約翰·埃姆斯利(John Emsley)博士,曾在倫敦大學從事20年化學研究和教學工作?,F為英國劍橋大學化學系駐??茖W作家。其著作被翻譯成多種文字暢銷世界各國。
[橋段]
人們常說毒藥是相對劑量而言的。的確,人體在攝入過量的任何物質之后都會發生不良反應,最終導致其自身的毀滅。我們甚至會因為攝入過多的氧氣或水而中毒。太多的氧氣會損傷大腦。我們知道吸氧氣過量曾導致早產兒和深海潛水員死亡;一個極度口渴的人如果突然喝下大量的水,就會導致體內鹽類失衡,從而使心肌停止工作。
1869年,俄國化學家門捷列夫編制出第一張元素周期表。按照相對原子質量由小到大排列,將化學性質相似的元素放在同一縱行,揭示了化學元素之間的內在聯系,成為化學發展史上的重要里程碑之一。隨著科學的發展,元素周期表中未知元素留下的空位先后被填滿。
在過去的那些年代中,化學元素曾經使數以百萬計的人中毒,并被一些人用作謀殺的工具。如今我們能夠揭開前輩們費盡心機想要破解的秘密,并且了解到人類為了使自己的生活免受那些有毒元素的危害而作出的巨大努力,這本《致命元素:毒藥的歷史》即將帶你進入這個曾經神秘莫測的世界。
自人類有史以來,毒藥就用途廣泛。毒藥知識的線索可追溯至古代煉金術。這些煉金術士,在實驗過程中最常用到的就是水銀,也就是液態的汞。在有關煉金術的理論中,許多人都相信水銀可以轉變為黃金,所以汞被認為是將賤金屬轉化為黃金的關鍵。而當時人們還沒有認識到加熱汞產生蒸氣的毒性。這種巨毒的汞蒸氣對許多煉金術士,甚至業余煉金愛好者都產生了有害影響,其中就包括人類歷史上最偉大的科學家牛頓。
從煉金術談起,約翰·埃姆斯利引出了第一個要談論的有毒化學元素汞。汞無處不在,令我們防不勝防。人類平均每天汞攝入量為成人3微克,嬰幼兒約1微克。它們主要來自我們所呼吸的空氣以及飲用的水。汞中毒有兩種類型:慢性和急性。慢性中毒者會出現疲憊、全身無力以及雙手震顫等生理癥狀。這些癥狀是由汞對中樞神經系統產生作用而引起的。更為嚴重的是心理癥狀,包括易怒、抑郁以及總是認為別人在迫害自己。根據牛頓在煉金筆記上的記載,他曾長期暴露在含汞的環境中,其一生都表現出明顯的精神病傾向,后人推測汞中毒可能是導致其精神不穩定的一個因素。
除了汞這一元素外,約翰·埃姆斯利對在煉金術中出現的其他主要危險元素也進行了思考。砷、銻、鉛、鉈,這些元素周期表上呆板的符號,在他細致的講述中矛盾而奇特地牽系著古往今來的歷史:科學的進步和環境的污染、奢華的享受和帝國的毀滅、壯體的良藥和謀殺的工具,以及離奇死亡的偉人和狡猾邪惡的投毒者……有我們熟知的人和事,而更多的是第一次才聽說,令人警醒和深思。
化學元素的原子質量范文4
在新課程改革實施的過程中,探究式教學成為一種流行趨勢和主流模式。當前教學實踐表明,教師大量使用探究式教學但存在只重視假設的檢驗,如設計實驗、數據處理等,而對學生假設能力的培養并不關注。筆者在所在學校高一、高二年級部分學生問卷調查時設計了2個問題[1]:問題1:某位同學發現銅制眼鏡框表面出現綠色物質,通過上網查閱知道,該物質是銅銹,俗稱銅綠,主要成分是Cu2(OH)2CO3。你知道銅在什么情況下生銹嗎?問題2:某位同學將短玻璃導管插入焰心,發現導管的另一端也可以燃燒。于是他提出這樣的問題:導管中一定有可燃性的氣體,氣體的成分可能是什么?問卷調查統計采用計分制,說出3個或3個以上與問題相關假設及合理理由得3分,2個得2分,1個得1分。由表1可以看出,問題1和2的平均分分別為0.72和0.46,這說明當前高中生論述化學假設的能力還很弱。面對這個問題,部分教師認為提出假設特別是有創造性的假設依靠的是靈感和直覺,是不能在課堂上來傳授的,實際上這種想法是由于對假設產生的邏輯結構認識模糊而導致的。國內學者從假設的數量、質量和對所提假設的解釋等幾個方面來探討假設能力的結構及其培養[2,3]。國內其他學者認為應從“加強雙基教學、尊重學生所提出的假設、加強假設方法的教學”等方面來培養學生的假設能力[4]。這些研究或僅關注假設自身的含義,未注意假設能力的其他維度,或屬于自身的教學經驗,理論基礎較弱。因此有必要完整探討假設產生的邏輯機制、提出假設的思維過程,進而促進學生假設能力的培養。
2假設產生的邏輯機制
科學家究竟是如何提出假設的?經驗主義者認為,科學發現是一個歸納的過程,所謂的假設也就是由歸納而產生的?,F代科學哲學研究表明,我們不可能從事實歸納出任何可能的假設,因為如果沒有假設的指導,人們就不知道應該收集哪些事實。換言之,即使是歸納也應是以假設為前提。演繹一般被認為不能產生假設,因為演繹推理是從一般到個別,如果前提為真,其結論也為真,即演繹推理并不會產生新的命題。因此,假設既不是通過歸納,也不是通過演繹推理產生的,而是科學家發明出來的,包含直覺、頓悟等非理性因素??茖W家提出的假設是否要遵循一定的邏輯機制[5]?目前科學哲學界的共識是,提出假設具有一定的邏輯模式,皮爾斯提出的溯因推理是產生假設的唯一邏輯操作。溯因推理是由結果推出原因的一種推理方式,它的觸發條件是事實與預期不符,如新事實、異常事實的出現。其邏輯形式可用如下模式表示:一個令人驚訝的現象A被觀察(推理的前提和誘因)找到一個假設B(省略了另外的前提———已有的知識和理論),它能作為A的原因并解釋它,使得A變為不驚訝。因此有充足的理由去推敲B,使它成為可能的假設[6]。
3化學問題中提出假設的具體思維過程
假設悄無聲息地通過科學家的有意識和無意識在問題解決中起著關鍵的作用。在這些問題解決中都是從待解釋的事實開始,科學家分析對比事實而發明出假設。盡管大多數人不是科學家,但科學家推理產生假設的思維過程具有示范意義?;瘜W界所熟悉的元素周期律的發現史從假設的視角看就是一個完美的典范。隨著科學技術的不斷發展,到19世紀60年代,化學家發現的化學元素增加到63種。化學元素間性質的巨大差異嚴重困擾著化學家,使得他們難以發現眾多元素間的內在規律,更不用說發現新的化學元素。門捷列夫在書寫元素符號及對應的相對原子質量數據時(見表2),發現N、P、As或O、S、Se或F、Cl、Br等組內,性質彼此相似,立即產生假設,元素的性質是不是表現在它們的原子量上?能不能根據它們的原子量建立元素體系?接著就走向這個體系的試驗[7]。1869年3月,門捷列夫發表了論文《元素性質和原子量的關系》,其基本觀點是:按照原子量的大小順序而排列起來的元素,它們的性質呈現明顯的周期性,甚至元素的化合價也是一個接一個按照它們原子量的大小形成算術的序列。根據門捷列夫發現元素周期律的案例,我們可以想象,門捷列夫面臨亂的知識尋求一個一般的原理,必定在已有的認知結構中思考了多種相似的經驗現象,然后選擇最合適的一種作為問題的假設提出。事實上,門捷列夫最初力圖到原子價中尋求這一原理。門捷列夫在《化學原理》第一部著作中,按照1價的氫,2價的氧、3價的氮、4價的碳的順序進行敘述,最后再回到1價的氟。第二部則從另一種1價的元素堿金屬開始[8]。由此可知,在現象與假設之間存在一條可以逾越的鴻溝,那就是從已有知識和理論中尋找相似的經驗現象或理論,并借用其中的因果解釋而提出假設??茖W假設提出的整個溯因過程可以用圖1來描述:其具體思維步驟為:(1)科學假設的產生過程從分析問題,探討其中的因果關系開始;(2)推理者在已有的知識結構中尋找與當前問題相似的經驗事實;(3)探討各種相似經驗事實的因果解釋;(4)把各種經驗事實與當前的問題情境進行對比比較;(5)借用經驗事實的因果解釋,提出假設;(6)選擇合理的最合適的假設。圖中“”表示問題情境和經驗知識間的對比。由此可見,假設產生的溯因推理程序看似簡單,其實包含復雜的思維過程,如探索、比較、綜合和選擇等操作。我們不能把上述諸多環節狹隘地理解為類比推理過程,如尋找相似經驗這個環節,除類比推理外還包括運用已有知識創造性想象出與問題情境相似的結構模型,如凱庫勒的苯分子結構的發現。其中,非理性的靈感、直覺也發揮重要作用[5]。
4化學教學中運用假設的常見形式
4.1類比式假設
類比式假設是根據2個或2類對象所具有的某種或某些共有的相似要素或特征,推出其中一個(類)研究對象可能具有另一個(類)研究對象所具有的屬性或部分屬性而形成假設。[例1](2009年海南高考題)門捷列夫在描述元素周期表時,許多元素尚未發現,但他為第四周周期的3種元素留下了空位,并對它們的一些性質做了預測,X是其中的一種“類硅”元素,后來被德國化學家文克勒發現,并證實門捷列夫當時的預測相當準確。根據元素周期律,下列有關X性質的描述中錯誤的是()A.X單質不易與水反應B.XO2可被C或H2還原為XC.XCl4的沸點比SiCl4的高D.XH4的穩定性比SiH4的高從已有的知識經驗知道Si具有不易與水反應、SiO2可被C或H2還原、SiCl4是分子晶體等性質。在此題信息中X具有與Si相似的性質,進而推出X具有與Si類似的性質。
4.2歸納式假設
運用歸納法提出和建立假設是一種從特殊、個別事實、所獲得的認識或規律,提高到一般的認識和規律的方法。[例2](2008年廣東高考題)醇在催化劑作用下氧化成醛的反應是綠色化學的研究內容之一。某科研小組研究了鈀催化劑在氧氣氣氛中對一系列醇氧化成醛反應的催化效果,反應條件為:K2CO3、363K、甲苯(溶劑)。此題要求學生對給出含有苯環不同結構的醇及其氧化反應數據等信息進行分析,歸納出由于此類醇中苯環上的取代基及與羥基相連的碳鏈長短不同,單位時間內醛的產率也不同,進而總結出在鈀催化劑作用下的一般規律[9]。
4.3演繹式假設
演繹假設是一種將一般認識、規律或原理運用于特殊、個別范圍內所產生的必然性推理結果的假設。[例3]CuSO4受熱分解生成氧化銅和氣體,受熱溫度不同,生成的氣體成分也不同。根據物質化學變化前后元素守恒,氣體成分可能含有SO2、SO3和O2中的一種、二種或三種。根據氧化還原反應中化合價的升降規律,所得氣體的成分可能只含有SO3一種,或可能含有SO2、O2二種,或含有SO3、SO2和O2三種。在此題信息中,CuSO4受熱分解生成的氣體,盡管有3種可能的假設,但是都需要符合基本的氧化還原反應規律。
4.4分類式假設
依據化學現象和資料的某些重要特征,分析整理形成假設,進行分類假設的驗證。[例4]將水加入盛有過氧化鈉固體的試管中,待形成溶液,滴加少量酚酞溶液,溶液先變紅,半分鐘內褪為無色,原因是什么?溶液褪色可能是生成的H2O2的作用,也可能是溶液中NaOH的濃度過大。溶液中出現的現象是先出現紅色后褪色。紅色出現的原因是酚酞與堿作用的結果,紅色褪去的原因是酚酞發生變化或堿發生變化,其中酚酞變化是由于被可能生成的H2O2氧化所致。
4.5模型假設
模型假設是為了更好地解釋某些物質的性質或化學實驗現象,依據客觀事實而進行模型構建。如氣體摩爾體積模型、晶體模型、化學平衡的中間狀態模型等。[例5]原子結構模型的演變,是從質量守恒定律、定組成定律等的發現,導致1803年道爾頓原子模型提出;但在解釋蓋•呂薩克氣體體積定律時遇到困難,由1874年克羅克斯觀察到陰極射線現象,導致1904年湯姆遜模型提出;隨后盧瑟福的α質點散射實驗,提出了“行星系式”原子模型,但這個模型與原子長期穩定發生了矛盾。玻爾根據原子輻射出的能量是不連續的線狀光譜的實驗事實,提出了原子的殼層同心模型;目前又進一步完善為電子云模型等。
5化學教學中學生假設能力的培養策略
5.1樹立新型的教育觀和學生觀
化學教學應該立足于學生的發展,包括能力的提高、良好習慣的培養和健全人格的形成等。課堂教學中問題的設計,關鍵不在于問題的本身,而在于學生探索知識的興趣的培養、方法的培養和品格的形成。教師的作用在于創造條件、教給方法。心理學研究表明:只有在充滿民主和諧氛圍下的教學才會使學生得到心靈的解放,他們的思維才會活躍。因此,教師要樹立教學相長的觀念,對學生提出的疑難問題,要與學生共同研究切磋,對學生求真質疑的舉動應該給以充分的肯定和贊賞。
5.2教師要創設積極的假設情境
化學元素的原子質量范文5
關鍵詞:初中化學教學;學科素養
文章編號:1008-0546(2013)01-0002-03
中圖分類號:G633.8
文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.01.001
在一次初中化學青年教師基本功比賽的即興演講的環節中,評委老師出了一個大膽的命題:如果化學不再中考,你會如何教?選手們基本上是統一的回答,即如果化學不參加中考將會如何注意激發學生興趣,注重實驗,開展探究,聯系實際和啟迪思維。言外之意,中考束縛了他們化學教學的手腳。最近,在一個大規模初中化學新教材培訓會上,一位資深教師向教材主編發問說,教材習題中“鐵生銹”不應該算作化學性質,應該加一個“能”字或“會”字,即“鐵能生銹”或“鐵會生銹”。教材主編解釋說,這不是一個問題,并告誡初中化學不要教得這樣死,也不要揪得這樣細。這位教師還不依不饒地說,萬一考到了是算錯還是算對呢?絕大多數與會教師紛紛贊同這位教師的憂慮。
這兩個事例很大程度上反映了當前初中化學教學的現狀,即片面地放大了化學的中考功能,弱化了化學自身的學科功能。常常表現出教學的知識密密匝匝、面面俱到,不能使學生確立清晰的學科知識體系和穩固的核心概念;片面地加快教學進度,追求效率,即壓縮知識形成的過程,拉長結果或結論的訓練,壓縮新授課課時,延長復習課長度等;只能看到顯形的知識,不能看到知識背后的觀念、思想與方法,知識抵達不到價值的層次。如此等等,初中化學教學很難上升到學科啟蒙的高度。其主要原因:一是年級的特殊性。由于初中化學開設在初三,對化學學科的定位常常是中考學科而不是啟蒙學科,中考成了化學教學的主要目標;二是教師學科素養的制約。初中化學教師的教學經歷和教學視野長期囿于初中一年的化學教學上,教材中具體形態的知識不斷清晰,而學科整體上的學科價值、學科思想方法和學科知識體系卻不斷模糊。
為此,筆者以為初中化學要回歸學科啟蒙性這一基本性質,從學科素養的角度出發,從學科本源和學科本質的高度立意,追求有學科品質的教學。以下具體論述初中化學回歸學科素養,追求有學科品質的教學實踐與思考。
一、 回歸學科興趣——多一點實驗和多一些情境
初中化學是化學啟蒙學科,興趣理應是教學長期關注的基本目標,但是不少老師片面地追求進度和所謂的課堂效率,常常對培養學生化學學科興趣缺乏設計和缺少耐心,使得教學遠離了初中化學還是一門新學科的客觀事實,化學學科興趣的缺失成了化學教學中一個突出的問題。
針對當前化學教學的現狀,化學學科興趣培養尤其要注意這樣兩點:一是重視實驗。實驗是激發和維持學生化學學習興趣的重要手段。雖然實驗會增加教學成本,如教師準備的經歷、課堂教學時間等,也增加了教師課堂組織管理的難度,而且有時候從知識的接受效率上來看,實驗比不實驗并沒有明顯的優勢,但是實驗可以產生很多教育附加值,如感知學科特點,增強學科興趣,體會學科思想與方法等,更何況這些附加值會反哺學業成績的提高。二是教學中少一些題多一些情境?,F在很多學校實行的學案或導學案中把知識轉化為了題目,教學過程演化成了做題、講題的過程,學生學習變得沒有興趣。課堂作為學生體驗學習的主要場所,要多一些情境少一些題,因為情境是指向學生內在的,而題往往是固著在知識上外在指令于學生的。情境可以是實驗性的,可以是聯系生活生產實際的,可以是科學史料或前沿科技的。的確需要的題尤其是作為教學過程中的題也要盡量設計為問題情境,避免生硬和簡單化訓練。
二、回歸學科之基——凸顯學科重要知識、核心概念和基本觀念
化學重要知識、核心概念和基本觀念是化學學科之基,也是教學中處理化學學科性與社會性的關系以及教學內容上多和少的關系的根本憑據。
1.要知道學科重要知識、核心概念和基本觀念的內容范疇
就初中化學而言,氧氣性質和實驗室制取,碳及其氧化物的性質和二氧化碳實驗室制取,鐵、鋁等金屬的化學性質,常見酸堿鹽的性質都是重要知識。化學反應、化學性質、分子、原子、離子、元素等是初中化學的核心概念。化學物質的多樣性與元素的有限性的觀點,物質是由粒子構成的觀點,物質是由化學元素組成的觀點,物質的結構、性質與用途相互聯系的觀點,化學變化中物質變化、能量變化與質量守恒的觀點,化學與社會可持續發展是相互作用和影響的觀點等是初中化學教學中應該形成的基本學科觀念。
2.要清楚學科重要知識、核心概念和基本觀念產生和發展的過程
這一點特別是對于核心概念和基本觀念的教學尤其關鍵。比如元素概念的教學,如果僅僅局限在“元素是具有相同質子數(即核電荷數)一類原子的總稱”上,學生一定會感到突然和抽象難懂。其實元素的本義是組成物質的基本成分之意,而“元素是具有相同質子數(即核電荷數)一類原子的總稱”是化學上對于元素的定義,即化學元素的定義,但它仍然服從于物質基本成分的元素本義。元素概念的教學可以沿著元素本義、化學元素和科學元素觀的線索,分三段進行。第一段是導入部分:自古以來,人們一直在探詢組成千千萬萬的物質的基本成分,即元素,在中國古代哲人們就提出了萬物是由金、木、水、火、土組成的,即“五行學說“,其實這五行就是五種元素。當然現在看來這是不科學的,到底組成世界的基本元素是什么呢?(從元素的本義引出概念);第二部分是形成概念部分:近代化學家波義耳認為通過化學方法不能再分的成分就是組成物質的基本成分,即元素,這一觀點得到了人們的普遍認同。例如水電解中水分成了氫氣和氧氣,所以水不是元素,而其中的氫原子和氧原子沒有分,所以水是由氫元素和氧元素組成的。然后給出元素的化學定義即元素是具有相同質子數(即核電荷數)一類原子的總稱,并結合事例進行說明;第三部分是確立物質組成和化學變化中科學的元素觀念,以深化概念。出示地殼中、海水中、生物細胞中、月球中、來自外星球隕石中元素分布,讓學生體會到化學元素是組成宇宙萬物的基本成分。通過對具體反應的討論,明確世界萬物雖發生化學變化而元素是不變,從而升華和回歸元素的概念。
3.就學科重要知識、核心概念和基本觀念進行有效的教學
就目前教學現狀來看,學科重要知識的教學進行較好而核心概念和基本觀念的教學問題突出,集中反映在把核心概念和基本觀念當作靜態的知識來教,采用的方式以說教和訓練為主,不能上升到建立認識和確立觀念的層次上。例如,“物質是由粒子構成的”教學,如果通過簡單的現象和科學事實告訴學生物質是由粒子構成的,粒子很小、運動和有間隔,然后進行大量的練習強化,這樣的教學就是把“物質是由粒子構成”僅僅作為知識來教學。如果作為觀念來教學,那就要讓學生能確信物質是由粒子構成的并能用以看待和解釋生活中的現象,也就是要持有物質是由粒子構成的基本觀點。這樣,以上的教學要作較大的改造,即通過生活中一杯水變少等現象引起學生關于物質構成的思考并顯現學生已有的看法,隨之提供一些典型現象和科學事實讓學生假說、解釋或獲得科學證據,以不斷檢驗和修正原有看法,從而初步形成物質是由粒子構成的觀念。可見,核心概念和基本觀念的形成是內生性的、建構性的,而不是外部的、強制性的。
核心概念和基本觀念的形成往往還需要逐步的、持續的教學過程來加以深化。還是上例,隨后“分子、原子、離子、電離”的教學就是在認識廣度和深度上對物質是由粒子構成的觀念上的豐富,教學時要注意與之前形成的粒子觀念相呼應,在階段性復習時還要進一步總結提升。
三、 回歸學科思想方法——觀察、比較與分類、假說
觀察與實驗、比較與分類、假說和模型是重要的化學思想方法。實驗的方法前面已經提及,模型法在初中化學中體現不明顯,這里就主要說明觀察、分類和假說。
1.觀察——科學探究的基本功
觀察是科學探究的基本功。無論什么版本的初中化學教材,都把觀察作為化學啟蒙學習的內容,但是在實際教學中教師往往并不重視,不但在教學前期沒有明確觀察的內容和方法,而且在以后的實驗中也不重視訓練學生觀察,使得學生缺乏觀察的能力和耐心,以至實驗課上學生常常是動手時熱熱鬧鬧而動腦時冷冷清清?;瘜W教學中要通過明確實驗目的來引起觀察的動機;要通過清晰實驗過程來明確觀察的內容,觀察的程序和觀察的手段;要通過良好的教學組織讓學生在實驗中有充分觀察的時間和安靜觀察的氛圍,從而形成觀察的良好行為習慣和心理習慣。
2.比較與分類——化學研究和學習的基本邏輯方法
在化學研究中,由觀察、實驗獲得的大量化學方面的感性材料,必須經過比較和分類,才能夠進一步進行歸納、分析等邏輯思維與科學抽象,才有可能形成基本概念,提出各種化學假說,發展化學理論。因此,比較和分類是化學研究的基本邏輯方法。比較是區分事物之間的相同點和不同點的邏輯方法。在初中教材中有很多體現,可以在教學上進行很好的實踐。如分子與原子的比較,原子與元素的比較,物質組成與構成的比較,碳的幾種單質性質的比較,二氧化碳與一氧化碳性質的比較,二氧化碳與氧氣實驗室制法的比較,幾種金屬性質的比較,常見的酸、堿、鹽性質的比較等等。分類是根據事物之間的共同點和差異點,把研究對象區分為不同種類的邏輯方法。初中化學既在具體內容上體現了分類的方法,如物質變化的分類、物質性質的分類、物質的分類、元素的分類等等,而且在章節編排上也逐步體現了分類研究的思想,如第六單元標題是碳和碳的氧化物,第八單元標題是金屬和金屬材料,第九單元溶液,第十、十一單元常見的酸堿鹽等。
3.假說——科學發展的推動力
科學的本質是探究,而假說賦予探究魅力和促進科學發展。在一定程度上看,化學科學發展過程就是不斷假說和檢驗的過程,假說推動了化學新理論的形成。例如元素周期律發現過程就是一個不斷假說和求證的過程:紐蘭茲提出的“八音律”——門捷列夫根據相對原子質量排列的第一張元素周期表,同時預言了鎵、鈧、鍺三種未知元素的存在——預言被證實,周期表的假說被人們接受——氬元素的發現修正了元素排列依據(即按原子序數排列),確立了元素周期表的現代形式。
基于假說對于化學學科發展的重要性,在教學中要充分體現假說,讓學生深刻體會科學的魅力。其教學方式主要有:其一,滲透式地體現假說。例如,在進行元素周期表教學時,就可以適度介紹元素周期表的發展史,讓學生體會到假說的科學魅力;其二,圍繞假說開展探究性教學。例如,質量守恒定律的教學,可以放在科學史的背景下,由拉瓦錫從“45.0份質量的氧化汞加熱分解,恰好得到41.5份質量的汞和3.5份質量的氧氣”的實驗提出了化學變化前后物質質量相等的假說切入,把白磷燃燒和鐵釘與硫酸銅實驗作為驗證假說的角度展開教學,從而讓整個教學因圍繞假說而具有濃厚的探究性和科學人文性;其三,把假說作為一種教學過程,讓學生象科學家一樣去思考問題,體驗科學的本質。例如,物質是由粒子構成的教學中讓學生面對生活中的典型現象提出物質構成的一些假說,然后用這種假說再去解釋一些現象,從而確立粒子的觀念。再如,核外電子排布中“元素的性質與最外層電子數密切相關”的教學,先通過觀察稀有氣體最外層電子排布,提出穩定結構的假說,接著利用穩定結構的假說推測金屬元素和非金屬元素的活潑性,隨后提供印證推測的客觀事實,如氧氣化學性質比較活潑,常溫下和很多物質發生反應,氟的化學性質比氧氣更活潑,在低溫和黑暗的情況下也能同很多物質反應,從而把假說變成“元素性質與最外層電子數密切相關”、“結構決定性質”的科學認識。
四、回歸學科基本技能的本質內涵——從怎么做到為什么這樣做
化學實驗基本操作、化學用語書寫、化學基本計算是初中化學學科基本技能。這些技能需要一定量的強化訓練來掌握,也需要通過內涵理解來體會。
1.有些技能可以進行理解性地教
例如,實驗操作中的液體傾倒,可以讓學生分析討論為什么細口瓶的瓶塞要倒放在桌子上,為什么傾倒時瓶口要緊挨著試管口,為什么拿瓶子時標簽要正對手心等等操作要求,這樣理解性地教既使得教學深刻,而且又便于技能掌握。
2.有些技能要充分彰顯其意義內涵,喚起技能學習的動機和領會技能所承載的價值
例如,化學式的書寫,可以通過對“為什么用‘H2O’來表示水,而不用‘水’或‘water’”的討論,來體會化學式是一種形式簡潔而內涵豐富的符號,從而加深對化學式的理解和引起書寫化學式的內在渴望。再如溶質質量分數的計算教學,先討論“如何定量說明2g蔗糖完全溶于8g水與5g蔗糖完全溶于20g水哪一杯更甜”,概括出一定量溶劑中比較溶質、一定量溶質中比較溶劑、一定量溶液中比較溶質等基本思路,然后再從一定量溶液中比較溶質這種思路中引出溶質質量分數及計算。這種從技能的意義背景切入讓學生體會到技能本質內涵的教學既促進了技能的有效掌握又突出了學科價值。
3.有些技能的教學要從基本原理出發,讓學生知其所以然
例如,利用化學方程式進行計算的技能教學,首先并不要急于對列關系式及計算的基本格式進行教學,而是通過“2g氫氣和8g氧氣生成10g水”的深度辨析,讓學生體會到化學方程式中各物質是相互制衡的,即一種物質的質量確定其它物質的質量也就被確定,這就是化學方程式計算的基本原理。體會到這一點,根據已知量列關系式也就不是一個問題。所以,技能教學不能單純化和單一化,要從其內涵的角度豐富教學內容和提升教學目標,讓技能教學變得有效和厚重。
初三化學是化學學科的起點,雖然從學科整體上看內容容量和難度相對較低,但是從學科啟蒙的地位上看教學要求很高,而且現實存在的問題也很突出。學科素養是學科啟蒙的主要內容,回歸學科素養應該成為初中化學教學的主旋律。
參考文獻
[1]
教育部《基礎教育課程》編輯部組織. 中學新課標資源庫:化學卷?。跰]. 北京:北京工業大學出版社,2004:6-12
化學元素的原子質量范文6
初中化學;方法;能力;習慣
1.抓住興趣點,吸引學生注意力
興趣的培養在于誘導,學生剛接觸化學,老師通過一些小魔術和小實驗,如“燒不焦手帕”、“玻璃棒點燈”,酸堿中和滴定中指示劑顏色的改變、沉淀的生成與消失、沾有濃鹽酸和濃氨水的玻璃棒靠近但不接觸會產生白煙等,對化學實驗感到有意思會,從而引起對化學學習的興趣使他們能積極主動自覺地學。偉大的科學家愛因斯坦說:“興趣是最好的老師”。興趣是求知的巨大動力,發明創造的源泉。
2.利用小故事,激發學生對化學學習的熱情
結合書本介紹科學家探索化學奧秘的軼事,如道爾頓和阿伏伽德羅提出的近代原子論和分子學說,居里夫人一生榮獲兩次諾貝爾獎,門捷列夫發現了元素周期律并編寫出元素周期表,使化學學習和研究變得有規律可循;談聞名世界的中國古明如造紙術、火藥、燒制瓷器(China中國)等,侯氏制堿法,1921年正在美國留學的侯德榜為了實現中國人自己制堿的夢想,揭開蘇爾維法生產的秘密,打破洋人的封鎖,發展我國的民族工業,毅然回國,把全部身心都投入到研究和改進制堿工藝上,經過5年艱苦的摸索,終于在1926年生產出合格的純堿。為解決當時國內外市場急需純堿,在較短的時間掌握并改進了著名的索爾維制堿法,使工藝過程縮短,而產量大增,1939年首先提出并自行設計的新的聯合制堿法的連續過程,使純堿工業和氮肥工業得到發展,這就是著名的“侯氏制堿法”。我國科學院院士張青蓮教授為相對原子質量的測定作出了卓越的貢獻。我們在平時的化學教學中,必須注意端正學生的學習動機,鼓勵他們為了將來更好地為祖國工作、造福人類、成為人們尊敬的有用人才而努力學習,激發學生學習化學的熱情,樹立遠大的理想,學好化學的信心和為祖國繁榮昌盛而學習的高尚愛國情操。
3.巧妙運用多種方法,加強學生記憶
在初中化學教學中,化學需識記的知識比較多,有時又很集中,如何能幫助學生從繁重的課業負擔中解脫出來,教師要教會學生一些技巧。
分散記憶,如教材中第一章第六節里一下就出現了二十七種元素符號,讓學生很難記住,為此我們從講緒言開始,將需記住的元素符號分批分期地布置給學生,并經常提問檢查。我們把元素符號、原子團等制成小卡片,把化合價編成順口溜,把重點內容寫成韻語,簡化記憶。
聯想記憶。在第十二單元課題2《化學元素與人體健康》中,講到常量元素與微量元素,常量元素有十一種,較難記住,可以聯想糖類物質(碳水化合物C、H、O)、金屬活動性順序表中前四位元素(K、Ca、Na、Mg)、化肥中含有的元素(N、P、K)、胃液的主要成分(H、Cl),剩下的就只需要記住硫元素(S),重復的去掉就可以了。
諧音記憶。在講到實驗室制氧氣時,制取氧氣的過程是“查(裝置的氣密性)、裝(藥品)、定(固定裝置)、點(點燃酒精燈)、收(收集氣體)、離(把導管移出水槽)熄(熄滅酒精燈)”記為“茶、莊、定、點、收、利、息”;在講到一氧化碳還原氧化銅時操作的先后順序可記為“一氧化碳早出晚歸,酒精燈遲到早退”在記金屬活動性順序時,“鉀鈣鈉鎂鋁、鋅鐵錫鉛氫、銅汞銀鉑金”,諧音記憶為“加蓋那美女,身體細纖輕,統共一百斤?!痹谥v堿的溶解性時,除了陽離子是銨根離子、鉀離子、鈉離子、鋇離子、鈣離子的堿可溶之外,其他均不溶,這些陽離子可記為“俺家拿被蓋”就這樣,通過諧音記憶法,提高了學生的學習興趣,同時也減輕了學生的負擔。
4.合理布置作業,提高學生動手和動腦能力
現在都在提倡教育教學的高效,對課堂高效的要達到目標提的非常明確。但是,對于化學而言,有時單靠課堂上時間是不夠的,比如,小實驗做‘水晶雞蛋’讓雞蛋變成了半透明的;鐵生銹,觀察為了使涂有石灰漿的墻壁快點干,常在室內生個碳火盆,墻壁反而更潮濕等,都無法在課堂完成,化學學科在中考中分數占據比例較小,不布置作業,不能引起學生重視,不合理又會加重課業負擔,導致學生厭學,那么,作業應該怎樣布置呢?
山東的成功經驗,高效課堂的五項策略中提到:課后盡可能實現“零作業”,如需布置,只布置發展學生思維、引導學生探究、提升學生能力的拓展作業。針對化學學科而言,課后習題中設計的實驗,可以讓學生自己動手去做,這點課后作業中都有涉及,通過自己動手,在實驗中獲取知識,學生印象特別深刻,同時獲取的知識不易遺忘,也從而提高了學生動腦思考的良好的學習習慣;另外,讓學生運用化學知識去觀察生活、生產和社會中的各類問題,尤其是近年來,食品安全事件頻發,三聚氰胺超標奶粉事件、“瘦肉精”、蘇丹紅雞蛋、化學火鍋事件;酸雨、臭氧層破壞、溫室效應、土地荒漠化、水污染、白色污染、生活垃圾的分類回收和利用,可燃冰的開發和利用,使用可降解塑料袋等等。通過學生做這些作業,不僅僅把學生從化學是一門無關緊要的學科的錯誤認識中走出來,而且還能使學生認識到化學來源于生活,又能為生活服務,又在中學化學教育中加強了食品安全教育,因此,關注生活中的熱點問題,做一個自覺抵制利用化學知識危害公民生命與健康安全的合格公民,這也是符合新課程理念要求的。
5.多媒體在化學教學中的適當應用
以多媒體技術為靈魂的現代信息教育技術賦予傳統教育新的內涵,多媒體技術服務于教學主要有以下優點:將文字、圖像、聲音、動畫有機結合,多種感官刺激,易于激發學生興趣。傳輸信息量大,傳遞速度可隨機調節,以及操作的可重復性,易于學生對知識的接受。交互性強,有益于學生主體地位的培養。
在運用多媒體進行化學教學中,根據教學目標、教學內容,適時播放,從而優化認知結構,但它又不可能拋棄所有的傳統教學手段,因此我做了以下幾方面的探索與實踐,在設計多媒體教程時,要把握好多媒體的使用時機,正確處理多媒體和粉筆、黑板、實驗儀器、語言表達之間的關系,特別要考慮時間因素,正確處理好多媒體教學時間,切忌滿堂放。在化學教學中,主要從第三單元課題2《分子和原子》、第四單元課題1《原子的構成》、課題3《離子》、第六單元《二氧化碳和一氧化碳》等節用動畫形式播放,使看不見的微粒形象化,抽象的概念具體化,加深了學生對這些知識的認識和理解;在第三單元課題4《愛護水資源》,第七單元課題3《使用燃料對環境的影響》的教學中下載大量的圖片,使學生意識到保護環境和愛護水資源的重要性,節約用水刻不容緩;在第九單元《溶液》的教學中加入表格,溶解度曲線等,形成大容量的信息傳遞,對課堂的高效起到不可替代的作用;在第十單元酸和堿的教學中,播放了化學版的《青花瓷》,不僅使課堂氣氛大為活躍,而且使學生對發生的現象記憶深刻,因此通過多媒體,改變了依靠“一支粉筆,一張嘴”教學模式,使過去表達不清的信息變得顯而易見,對于創設生動愉悅的學習情境方面,有著得天獨厚的優勢。
6.建立知識體系,幫助學生建構知識網絡
在復習時將課本中各部分相應的知識點按其內在聯系進行歸納,整理,將散亂的知識點串成線、連成片、織成網,納入自己的知識結構之中,從而形成一個系統完整的知識體系。通過梳理知識結構,提煉解題策略,總結解題方法。
按初中化學課標要求,將教材分成六個知識板塊進行復習:即物質的化學變化、身邊的化學物質、物質構成的奧秘、化學與社會發展、化學實驗與科學探究、化學計算。并將每個版塊劃分成幾個專題,進行逐一復習;重點知識重點復習。如:物質的分類、元素化合物知識、氣體的制取凈化和干燥,是復習中的重中之重,也是能充分體現考綱新精神的重要部分;難點部分各個擊破。例如:離子共存問題,物質的檢驗和鑒別,除雜和分離,物質的推斷等。在復習中除根據各物質相互關系形成知識網絡進行系統歸納復習外,還應注重方法,我們把氫氣、氧氣、二氧化碳三種
氣體進行綜合歸納對比,對上述三種氣體的性質、用途、制取裝置、原理、收集檢驗等知識進一步加深理解和掌握。
7.培養學生良好的學習習慣
有一段名言“播種一種行為,收獲一種習慣;播種一種習慣,收獲一種性格;播種一種性格,收獲一種命運”。一天兩天孩子的差距可能不大,但是孩子的學習習慣一旦養成,那就很難再改變了,那么對于初中化學的學習應怎養成哪些好習慣呢?
會預習。養成習慣,堅持預習;了解教材所涉及的知識及相關的內容,利用網絡查找不理解的物質的性質、用途、制備方法,為聽課做好知識積累。
會聽課。注意力高度集中,專心聽課;抓住重點,大膽發言,敢于質疑,把預習中遺留的問題課堂解決。