科學探究與創新意識是學生應具備的化學素養之一。培養學生挖掘課本信息的能力,就是培養學生科學探究與創新意識的一個有效的、具體的、重要的方法與途徑。從化學課本的哪些角度,採用哪些方法挖掘課本上的隱含信息呢?
一、挖掘的角度與方法1、從課本插圖上挖掘隱含信息。插圖的作用(1)直觀形象(2)言簡意賅。往往有此處無聲勝有聲的效果。
這是一個選修三第19頁,電負性的周期性變化的圖。細心的同學觀察思考一下,為什麼沒列入零族元素?電負性是用來描述不同元素的原子對鍵合電子引力的大小。零族元素不易形成化學鍵,就沒必要討論對鍵合電子的吸引力的大小了。所以咱們可以比較零族元素電離能的大小,但不能比較零族元素電負性的大小。「零族元素電負性的大小,教材中不作要求」,這個隱藏信息,要引導學生挖掘出來。
這是課本17頁的插圖,主族元素原子半徑周期性變化的圖。同學們察思考,本節討論的是原子半徑的周期性變化,為何沒有稀有氣體的元素原子身影?引導學生明確,原子半徑有共價半徑,範式半徑等。這兩個半徑的測量標準是不相同的。主族元素的半徑引用的數據大都是共價半徑,不是範式半徑。而稀有氣體元素的原子一般不能形成共價鍵,沒有共價半徑,只有範式半徑。「零族元素的半徑與主族元素的半徑大小不具有可比性」這個隱含信息要挖掘出來。
甲烷分子中的碳氫兩種元素的第一電離能哪一個大?碳與氫既不在同一主族,又不在同一周期,不能依據同周期或同主族電離能的變化規律比較。我們要利用課本18頁元素的第一電離能周期性變化的圖表上的數據比較。
上圖明確觀察到:氫元素的第一電離能比碳高。不是沒法比較,而是沒有認真探究思考!
下圖是課本54頁的插圖,請同學們思考:硫與氧之間的雙鍵是怎樣形成的?
再如:離子與原子之間能形成共價鍵麼?如果我們留意了課本43頁的圖2-23,很快就會得出正確結論,能形成。在圖中我們可以看到鎂離子與4個氮原子形成四個配位鍵。離子與非金屬元素的原子當然能形成共價鍵。
分子的空間構型有平面四邊形麼?課本42頁圖2-18自給答案。圖中四個氧原子與一個銅原子在同一平面上。圍成一個四邊形。當然中心離子銅的雜化是我們沒有學過的dsp2雜化。
插圖中的隱含的有些信息,恰是中學與大學知識的連接點,是高考試題的生長點。深入挖掘這圖中隱藏的信息,不僅能培養我們探究知識與能力的意識,也能提高我們高考複習的效率。我們一定要重視。
二、從原理或概念的 限制詞挖掘隱含的信息。教材中的原理或概念用語簡練、準確。概念中的限制詞語表示了概念的適用條件或範圍。大多數概念的限制詞都不能增或減一字。概念原理的適用範圍,常用「只」或「一般」,」「許多」字眼限定。如等電子原理 的概念:原子總數相同、價電子總數相同的分子具有相似的化學鍵的特徵,它們的許多性質是相近的。「許多」就是說:不是所有的性質都相近。再如對角線規則:在元素周期表中,某些主族元素與右下角的主族元素的有些性質是相似的,被稱為對角線規則。「有些」就不是全部性質。
三、從腳註中挖掘隱含信息。腳註是課本正文的重要補,它能給我們解決我們在學習正文遇到的問題,又能將我們的對問題的認識引向深入。
選修四第71頁的腳註中,告訴我們鹽橋中的溶液是氯化鉀溶液。但為什麼選擇氯化鉀溶液?選擇導體連接兩個半電解池的溶液行麼?在簡單的單液銅 鋅原電池中電流在較短的時間內就會衰減的原因又什麼?這些問題往往會成為高考試題的生長點。
四、從「科學視野」上挖掘隱含信息。我們知道:極性分子易溶於極性溶劑,非極性分子易溶於非極性溶劑。有沒有既能溶於極性溶劑,又能溶於非極性的溶劑的分子?選修三p46科學視野「表面活性劑」就告訴了我們答案。有!「有一大類……有機分子,分子的一端有極性,稱為新水基團,分子的另一端沒有或者幾乎沒有極性,稱為疏水基團」,這樣的分子既能溶於水又能溶於非極性分子溶劑。
同周期元素,最高價含氧酸的酸性從左至右,酸性增強,同周期的元素,最高價含氧酸的酸性逐漸減弱。如果兩元素既不在同族又不在同周期,還不是最高正價,它們的含氧酸的酸性怎樣比較?選修三P54頁的科學視野告訴我們,非羥基氧原子數越多,酸性越強。亞硫酸((HO)2SO2)的酸性強於次氯酸((HO)Cl).
五、從教材習題上發現隱含信息。氫鍵也有飽和性,課本正文沒有說明。因為氫鍵具有飽和性,鄰羥基苯甲酸中氫,一個形成分子內氫鍵後,就不能形成分子間氫鍵。(課本55頁習題6)這就是氫鍵的飽和性。對羥基苯甲酸中兩個氫都可形成分子內氫鍵,分子間的氫鍵數較多,因沸點較高。再如20°C以下,氟化氫主要的存在狀態是氣體還是液體?從課本(人教版選修三)p55頁 習題插圖上,同學們自然能獲得答案(液體)。
六、從課本緒言、結束語上挖掘隱含信息.選修三,選修四的都有化學緒言,必修二的教材後有結束語。它們是對全書研究的主要內容、研究的方法作一個總體概括說明。我們要特別注意緒言舉出的主要理論與概念,這是全書的重點,是本書研究的方向,也是高考的主要考點。如選修四的序言中提到催化劑是近年高考常考不衰的一個考點。
結束語既是對本書所學主要內容做一個概括性的總結,又是對下面的教材所研究的內容與方向作了說明。透過結束語我們能夠領略到整個學科的特點(化學以物質的組成結構、性質和變化規律為研究對象。)及現代人應必備的化學學科的科學素養。使學生能夠了解化學當前面臨的問題和以後的研究方向。
以上是挖掘課本隱含信息的六個方法。僅是起到拋磚玉的作用,希望大方之家給於指導,也希望同行們交流討論。在教學實踐中,通過指導學生挖掘課本信息,確實能夠培養學生的精讀習慣與認真鑽研學習的能力。挖掘課本隱含信息,就是培養學生科學探究與創新意識的一個有效的、具體的、重要的方法與途徑。