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[转载]转载 化学教学中值得关注的一些错误  

2010-06-03 08:35:45|  分类: 初中化学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 [转载说明: 苏州市第一中学 唐敏老师的文章《中学化学教学中值得关注的问题》,被“化学教学”评为近十年最有影响力的文章。下面全文转载(文章源自于苏州第1中学网站http://www.sz1z.com/xq/ReadNews.asp?NewsID=4655,供大家一起学习研究. 在此向唐老师致谢.]

                       化学教学中值得关注的一些错误

    关键词   以偏概全、经验、简单迁移、想当然、专业匮乏、科学性、忽视细节、定势思维、错误

    引言    在平时的教学中,如上课或命题时,我们经常会发现教师也会犯一些错误,但自己仍然认为是正确的。有时候没有显性的影响,是因为在大型的测试中没有涉及到,但我们不容忽视这些问题,有时候可能会给教师带来不少麻烦。记得1996年五月,某市几所学校初三化学联考,问“同时要形成酸、碱、盐、氧化物,至少需要     元素?”,答案是四种,没有人提出疑问,当年的中考试题,也问了同样的问题,答案是三种,对好学生将直接损失4分,当年的麻烦对很多教师和学校,都应该是记忆犹新的。本文结合自己的教学实践和体会,通过讨论教学过程中的教师常犯错误的实例,来阐述教学过程中值得关注的四类错误,和同行们一起讨论。

   1 以偏概全的经验型错误

   在教学中我们经常会听到“PH试纸在使用时不能湿润”,“酸酐就是酸性氧化物”;“酸性介质时钢铁发生析氢腐蚀,中性或碱性时钢铁发生吸氧腐蚀,且前者快于后者”,“铁的腐蚀速度由快到慢:电解池的阳极(Fe)>原电池的负极(Fe)>铁的化学腐蚀>铁的吸氧腐蚀>原电池的正极(Fe)>电解池的阴极(Fe)”,“在原电池中要有活泼性不同的两根电极,其中之一要与电解质溶液反应,较活泼的电极为负极,要形成闭合回路,…。”诸如此类的话,还有很多,仔细分析,不难发现都有问题,因为这些都是经验的总结,不是本质性的归纳。

  “PH试纸在使用时不能湿润”,这是源于PH试纸在测定溶液PH值时提出的,为了解题,教师反复强调,最后在学生脑海中就形成了“PH试纸在使用时不能湿润”,而事实上,如果研究的对象是溶液,当然无需湿润,如果研究的对象是气体,那么就必须湿润了,如果只是定性而不定量研究溶液,那么即使湿润也是无所谓的,其它的试纸的使用也是这样。

   “酸酐就是酸性氧化物”这句话在一定范围内是对的。酸酐是酸脱水形成的,而酸性氧化物是与碱反应生成盐和水的氧化物,从概念上看,二者是不可等同的。在无机化学中酸酐是酸脱水形成的,且绝大多数为氧化物,所以二者可以等同,但有机化学中,很多有机酸脱水后都不是氧化物,如:乙酸(CH3COOH)脱水形成乙酸酐(CH3COOOCCH3),所以也就不可能是酸性氧化物了。

   “酸性介质时钢铁发生析氢腐蚀,中性或碱性时钢铁发生吸氧腐蚀,且前者快于后者”,首先,酸性较强时发生析氢腐蚀,酸性较弱也是发生吸氧腐蚀;其次,二者的快慢不好随便比较,因为腐蚀速度还与环境的温度、电解质的浓度、氧气的浓度等因素有关。再如:“铁的腐蚀速度由快到慢:电解池的阳极(Fe)>原电池的负极(Fe)>铁的化学腐蚀>铁的吸氧腐蚀>原电池的正极(Fe)>电解池的阴极(Fe)”,这是电化学习题中比较常见的,其实有很多不妥之处。电解池使用的电压,原电池的电解质溶液、原电池的电极,铁和什么溶液发生化学腐蚀,铁的吸氧腐蚀的介质是盐溶液还是碱液等都直接影响腐蚀速度,所以是不能进行上述比较的。

   “在原电池中要有活泼性不同的两根电极,其中之一要与电解质溶液反应,较活泼的电极为负极,要形成闭合回路,…。”这是很多教师在讲解原电池的构成条件时讲述的话,这个总结是源于老教材的“铜锌原电池”。其实,原电池的电极最基本的作用就是导电,电极可以相同,也可以不同,可以参加反应,也可以不参与反应,正负极不是由活泼性决定的,而是由电极上的反应来决定的,至于闭合回路也不是必须的,难道一节干电池就不是原电池吗?只要它能实现化学能向电能的转化就可以了。老教材只是借“铜锌原电池”来说明原电池的工作原理,“铜锌原电池”本身不具代表性,所以总结的构成条件没有一句是对的。我们把更多的原电池放在一起,再去归纳,不难发现其构成条件可表述为:有一个自发进行的氧化还原反应,使氧化和还原两个半反应分别在两个电极上进行,能将化学能转化为电能的装置,其中发生氧化反应的就是负极,发生还原反应的就是正极。

    综上所述,在教学中,我们注重一些规律或经验的总结,但更要注重这些规律或经验的使用前提;在总结时,要透过现象看本质,不能以偏概全,要从较高的高度和本质性的角度去归纳、总结,并在实践中不断地去检验和完善总结;我们介绍和传授这些规律或经验,目的是方便学生记忆或让学生在解题中会更快捷,这是好的,但更要把总结的过程和方法展现给学生,以引导学生去总结,从而让学生学会总结,提高学习能力。

   2 简单迁移的想当然型错误

    类比和迁移是学习并掌握新知识的重要方法,但在类比和迁移的过程中,要关注其差异性,并且去找到依据。例如:CO2和NaOH溶液、SO2和NaOH溶液、SO3和NaOH溶液,在讨论气体和溶液反应的方程式和量的关系时可以类比和迁移,而SiO2和NaOH溶液反应,可类比上述反应,但要注意不会产生酸式盐;在讨论CO2与Na2O2反应以及SO2与Na2O2反应时,可以类比和迁移,但要注意到+4价的硫有还原性。

   在教学中,教师在应用类比和迁移时,有时会不注意查证,时常出现一些想当然的错误。例如:“2,2-二甲基-1-氯丙烷不能发生消去反应,所以2,2-二甲基-1-丙醇也不能消去”,“金属与盐酸等反应的实质是金属与氢离子的反应,所以钠和水的反应可认为是钠与水电离出的氢离子反应,由于产生气体,且氢离子不断被消耗,水的电离就不断地向右进行”,“酸性强,金属与酸反应快,苯酚的酸性比乙醇强,所以钠与苯酚要比钠与乙醇反应快”,“在进行原子或离子半径大小比较时,电子层数越多半径越大”,“NaHCO3与CaCl2、BaCl2等不反应”等,上述这些都是在类比和迁移中想当然所犯的错误,下面分别进行说明。

   “2,2-二甲基-1-氯丙烷不能发生消去反应,所以2,2-二甲基-1-丙醇也不能消去”,这个观点被很多教师认同,在各种大型测试中也常考,但这是错误的结论。2,2-二甲基-1-氯丙烷是不能发生消去反应,因为与氯原子相连的相邻碳上没有氢;2,2-二甲基-1-丙醇能消去,因为其消去机理与卤代烃不同,它会先形成碳正离子[CH3C(CH3)2CH2+],该碳正离子发生重排,变为(CH3)2C+CH2CH3,然后再离去一个氢离子生成烯烃[(CH3)2C==CHCH3][1]

   “钠和水的反应可认为是钠与水电离出的氢离子反应”,这个观点假设是正确的,那么在常温下水电离出的氢离子为10-7 mol/L,我们将水改换为1 mol/L盐酸,那么氢离子浓度就增加了107倍,将钠投入1 mol/L盐酸中,可能就会燃烧甚至于爆炸,而事实上钠投入水与钠投入盐酸,现象上没有明显的区别,所以前面的假设是不成立的。钠可以和乙醇分子反应产生氢气,那么钠和水分子也可以直接反应产生氢气,由于水中的氢原子比乙醇中的氢原子更活泼,所以钠在水中比钠在乙醇中更剧烈。

   “苯酚的酸性比乙醇强,所以钠与苯酚要比钠与乙醇反应快”,教师在认识这个问题上存在很多问题。首先,中学讨论酸性强弱是在水分子作用下电离的难易程度,而比较钠与苯酚和钠与乙醇反应快慢,是不能有水的;其次,常温下苯酚是固体,乙醇是液体,我们用水浴对二者加热到苯酚熔化,并控制相同的温度,分别加入钠,结论是乙醇明显快,究其原因是前者的黏稠度大,可能会影响反应;最后我们用分析纯的苯、苯甲醛等配制同浓度的苯酚和乙醇的溶液,再分别加入钠,结论是苯酚中气泡多一点,但不是很明显。

   “在进行原子或离子半径大小比较时,电子层数越多半径越大”,只要去查一下有关半径的数据[2],就会发现一般ⅠA和ⅡA的原子半径都比其下一周期的ⅥA、ⅦA的原子半径大,显然电子层数越多半径越大的结论有点想当然。“NaHCO3与CaCl2、BaCl2等不反应”,这也是教师不去查证的结果,由于碳酸氢钙或碳酸氢钡能溶于水,但溶解度并不是很大,所以当二者的浓度稍大,就会明显地看到白色沉淀。

综上所述,我们在教学中,总结了一些规律或经验,这是很好的,但不能想当然,要去查证,或通过实验证明其科学性,或查阅有关数据、借助有关知识等论证了其合理性,才能把这些规律或经验教给学生,并在实践中进一步提炼和检验其合理性。

   3 专业匮乏的科学性错误

   在各种教学参考书或各种测试中,我们经常会遇到下列问题:“欲配制250mL1.00mol/L NaOH溶液…,并进行相关的误差分析”,“写出苯甲醛与银氨溶液发生的银镜反应”,“写出Fe3O4溶于盐酸的化学方程式”, …… ;在课堂上,我们有时也会听到:“酚遇氯化铁显紫色”,“酸都是抑制水的电离”,“氯化铁溶液和亚硫酸钠会发生双水解反应”, …… 。

   “欲配制250mL1.00mol/L NaOH溶液”,要配制的溶液是氢氧化钠,其固态很容易吸水,且易吸收空气中的二氧化碳,所以只能粗略配制,既不可能达到1.00mol/L的精度,再去讨论实验误差又是没有必要和价值的。

   “写出苯甲醛与银氨溶液发生的银镜反应”,由于苯环与醛基直接相连,钝化了醛基,从而使醛基的还原性减弱,通过查阅资料和实验,都表明苯甲醛不能发生银镜反应,所以也就不能写化学方程式。“写出Fe3O4溶于盐酸的化学方程式”, Fe3O4是一种铁氧体磁性物质,不溶于水和酸[3],所以也写不出其方程式。

   “酚遇氯化铁显紫色”,由于苯酚遇氯化铁显紫色,老师类推就出现了酚遇氯化铁显紫色,其实不然,酚遇氯化铁都显色,但不一定是紫色,而且也可能是沉淀[4]。 “酸都是抑制水的电离”,这也是没有从本质上去总结,应该说是“自身能电离产生氢离子的物质,对水的电离都是起抑制作用的”,酸不是都能自己电离产生氢离子的,如硼酸,H3BO3 +H2O B(OH)4 + H+,而象NaHSO4、NaHSO3、NaH2PO4等,虽然不是酸,但自身能电离产生氢离子,所以也都是抑制水的电离的。

   “氯化铁溶液和亚硫酸钠混合,发生双水解反应”,其实做个实验,就会发现实验现象和想像的大不一样,原因是Fe3+ 和 SO32 相遇,可能发生双水解、可能发生氧化还原、也可能发生络合反应,其实三个反应是在竞争,所以出现的现象比预期的要复杂得多。

在教学中,我们不能把话讲得太死,这样容易犯科学性错误,同时,我们要重视新知识的学习,因为只有多学习、多充电,不断地纠正自己对一些问题在认识上的误区,从而不断地完善自己的知识体系,特别是在教了一段时间,再去学大学的化学,你一定会有与大学时代学化学完全不一样的感觉,而且会有很大的收获。

   4 忽视细节的定势思维型错误

   在教学中,忽视细节的定势思维型错误,既是学生易犯的错误,也是我们教师易犯的且不容忽视的错误。例如:提到“配制一定物质的量浓度的溶液”,就认为一定要用容量瓶,04年江苏高考就涉及这个问题,很多同学都受此定势思维的影响而犯错,其实,要较为精确的配制一定物质的量浓度的溶液,才一定要用容量瓶,否则是可用可不用,如配制1.00mol/L的碳酸钠溶液200mL,那么就必须选用200mL的容量瓶,而欲配制约2mol/L硫酸,就不一定要用容量瓶,有时,由于试剂易挥发或易吸水或易被氧化等,配制的浓度都不可能准,容量瓶是可用可不用,配好后的溶液再要用标准液滴定,标出其准确浓度。而教师在讨论“中和滴定的误差分析”,由于一般都是标准液滴定待测液,所以在讨论误差分析时,就受此定势思维的影响,忽视谁滴定谁就去讨论偏高或偏低,最后会得出完全相反的结论,到目前为止,各种大型测试还没有考查到这个问题,一旦涉及到,得分率一定很低。又如:由于在很多情况下,反应的快慢和反应的剧烈程度是一致的,受此思维定势的影响,教师在讨论“相同的条件下,同浓度的碳酸钠、碳酸氢钠与同浓度的盐酸反应,反应的快慢或反应的剧烈程度”时,就把反应的快慢和反应的剧烈程度混为一谈,从而产生错误的结论;其实,反应的快慢是由反应原理来确定的,而反应的剧烈程度是由反应现象来确定的,二者有时是一致的,有时是不一致的;所以相同的条件下,同浓度的碳酸钠、碳酸氢钠与同浓度的盐酸反应,论快慢是碳酸钠,因为碳酸根离子结合氢离子的能力要比碳酸氢根离子结合氢离子的能力强,而论反应的剧烈程度,是碳酸氢钠更剧烈,原因是碳酸氢根离子结合氢离子就能释放气体,而碳酸根离子结合氢离子先生成碳酸氢根离子,再结合氢离子才能释放气体。

    总之,我们在教学中需要不断地总结,但更需要引导学生去总结,从本质上去分析和总结,并在实践中不断地去检验和完善;在对待问题时,我们既不能把问题讲死,也不能总以特例来搪塞学生,更不能想当然,而要寻找科学依据或实验来说服自己、同事和学生;随着科学技术的迅速发展,我们不能老是用旧知识、旧观念来进行现在的教学,要努力学习新知识,与时俱进,经常说要培养学生的创新意识、自学能力、求实的态度等,我们教师首先要具备这些素质才行。让我们共同努力,为教育事业贡献自己的一份力量吧。

 

 

 

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