科学探究与创新意识是学生应具备的化学素养之一。培养学生挖掘课本信息的能力,就是培养学生科学探究与创新意识的一个有效的、具体的、重要的方法与途径。从化学课本的哪些角度,采用哪些方法挖掘课本上的隐含信息呢?
一、挖掘的角度与方法1、从课本插图上挖掘隐含信息。插图的作用(1)直观形象(2)言简意赅。往往有此处无声胜有声的效果。
电负性的周期性变化的图这是一个选修三第19页,电负性的周期性变化的图。细心的同学观察思考一下,为什么没列入零族元素?电负性是用来描述不同元素的原子对键合电子引力的大小。零族元素不易形成化学键,就没必要讨论对键合电子的吸引力的大小了。所以咱们可以比较零族元素电离能的大小,但不能比较零族元素电负性的大小。“零族元素电负性的大小,教材中不作要求”,这个隐藏信息,要引导学生挖掘出来。
主族元素原子半径周期性变化的图这是课本17页的插图,主族元素原子半径周期性变化的图。同学们察思考,本节讨论的是原子半径的周期性变化,为何没有稀有气体的元素原子身影?引导学生明确,原子半径有共价半径,范式半径等。这两个半径的测量标准是不相同的。主族元素的半径引用的数据大都是共价半径,不是范式半径。而稀有气体元素的原子一般不能形成共价键,没有共价半径,只有范式半径。“零族元素的半径与主族元素的半径大小不具有可比性”这个隐含信息要挖掘出来。
甲烷分子中的碳氢两种元素的第一电离能哪一个大?碳与氢既不在同一主族,又不在同一周期,不能依据同周期或同主族电离能的变化规律比较。我们要利用课本18页元素的第一电离能周期性变化的图表上的数据比较。
第一电离能周期性变化的图表上图明确观察到:氢元素的第一电离能比碳高。不是没法比较,而是没有认真探究思考!
下图是课本54页的插图,请同学们思考:硫与氧之间的双键是怎样形成的?
硝酸与硫酸的结构式图再如:离子与原子之间能形成共价键么?如果我们留意了课本43页的图2-23,很快就会得出正确结论,能形成。在图中我们可以看到镁离子与4个氮原子形成四个配位键。离子与非金属元素的原子当然能形成共价键。
叶绿素分子的结构示意图分子的空间构型有平面四边形么?课本42页图2-18自给答案。图中四个氧原子与一个铜原子在同一平面上。围成一个四边形。当然中心离子铜的杂化是我们没有学过的dsp2杂化。
水合铜离子的模型示意图插图中的隐含的有些信息,恰是中学与大学知识的连接点,是高考试题的生长点。深入挖掘这图中隐藏的信息,不仅能培养我们探究知识与能力的意识,也能提高我们高考复习的效率。我们一定要重视。
二、从原理或概念的限制词挖掘隐含的信息。教材中的原理或概念用语简练、准确。概念中的限制词语表示了概念的适用条件或范围。大多数概念的限制词都不能增或减一字。概念原理的适用范围,常用“只”或“一般”,”“许多”字眼限定。如等电子原理的概念:原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键的特征,它们的许多性质是相近的。“许多”就是说:不是所有的性质都相近。再如对角线规则:在元素周期表中,某些主族元素与右下角的主族元素的有些性质是相似的,被称为对角线规则。“有些”就不是全部性质。
对角线规则示意图j三、从脚注中挖掘隐含信息。脚注是课本正文的重要补,它能给我们解决我们在学习正文遇到的问题,又能将我们的对问题的认识引向深入。
选修四第71页的脚注中,告诉我们盐桥中的溶液是氯化钾溶液。但为什么选择氯化钾溶液?选择导体连接两个半电解池的溶液行么?在简单的单液铜锌原电池中电流在较短的时间内就会衰减的原因又什么?这些问题往往会成为高考试题的生长点。
四、从“科学视野”上挖掘隐含信息。我们知道:极性分子易溶于极性溶剂,非极性分子易溶于非极性溶剂。有没有既能溶于极性溶剂,又能溶于非极性的溶剂的分子?选修三p46科学视野“表面活性剂”就告诉了我们答案。有!“有一大类……有机分子,分子的一端有极性,称为新水基团,分子的另一端没有或者几乎没有极性,称为疏水基团”,这样的分子既能溶于水又能溶于非极性分子溶剂。
表面活性剂--y烷基磺酸根同周期元素,最高价含氧酸的酸性从左至右,酸性增强,同周期的元素,最高价含氧酸的酸性逐渐减弱。如果两元素既不在同族又不在同周期,还不是最高正价,它们的含氧酸的酸性怎样比较?选修三P54页的科学视野告诉我们,非羟基氧原子数越多,酸性越强。亚硫酸((HO)2SO2)的酸性强于次氯酸((HO)Cl).
五、从教材习题上发现隐含信息。氢键也有饱和性,课本正文没有说明。因为氢键具有饱和性,邻羟基苯甲酸中氢,一个形成分子内氢键后,就不能形成分子间氢键。(课本55页习题6)这就是氢键的饱和性。对羟基苯甲酸中两个氢都可形成分子内氢键,分子间的氢键数较多,因沸点较高。再如20°C以下,氟化氢主要的存在状态是气体还是液体?从课本(人教版选修三)p55页习题插图上,同学们自然能获得答案(液体)。
p55页习题插图上六、从课本绪言、结束语上挖掘隐含信息.选修三,选修四的都有化学绪言,必修二的教材后有结束语。它们是对全书研究的主要内容、研究的方法作一个总体概括说明。我们要特别注意绪言举出的主要理论与概念,这是全书的重点,是本书研究的方向,也是高考的主要考点。如选修四的序言中提到催化剂是近年高考常考不衰的一个考点。
结束语既是对本书所学主要内容做一个概括性的总结,又是对下面的教材所研究的内容与方向作了说明。透过结束语我们能够领略到整个学科的特点(化学以物质的组成结构、性质和变化规律为研究对象。)及现代人应必备的化学学科的科学素养。使学生能够了解化学当前面临的问题和以后的研究方向。
以上是挖掘课本隐含信息的六个方法。仅是起到抛砖玉的作用,希望大方之家给于指导,也希望同行们交流讨论。在教学实践中,通过指导学生挖掘课本信息,确实能够培养学生的精读习惯与认真钻研学习的能力。挖掘课本隐含信息,就是培养学生科学探究与创新意识的一个有效的、具体的、重要的方法与途径。