为了进一步提高化学课堂教学效果,促进学生对化学知识的理解,提升教师的课堂教学质量,2024年10月湖北省普通高中化学学科基地利川市第一中学与湖北省朱方仕名师工作室联合启动了围绕“化学知识模型化”为主题的化学学科月活动。
建立合理简化的模型,是学习和研究化学的基础,也是高中化学教学的基础。学生们在对研究对象进行实验观察和证据推理的基础上,利用简化、抽象和类比等方法,对研究对象的本质特征进行概括性的描述。在立足于课堂的基础上,学生课外构建实物模型,更有利于化学学科核心素养的孕育、形成与发展。
在利川一中学子们的热情参与下,本次活动共收到精心打造的作品一百来件,展出作品62件。这次活动增强了学生学习化学的兴趣,让化学知识具体化、形象化,为深刻理解相关化学知识奠定基础。
一、作品鉴赏
2024年湖北高考化学第15题,在新情境下考查了共价键的形成及主要类型、超分子的概念及识别等化学知识,同时综合考查了学生信息获取及综合处理的能力。学生在构建模型的同时,深刻理解共价键、超分子、大π键等化学知识。
碳的同素异形体是指碳元素形成的不同单质,常见的有金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管、无定形碳等。它们性质大相径庭,在生产生活中有着广泛的用途。钻石主要成分即为金刚石,是人类使用的最硬的材料,典型的绝缘体,透明,价值昂贵,常用作研磨剂和装饰品;铅笔芯所用的石墨则是最软的物质之一,良导体,不透明,价格普通,常用作润滑剂。然而石墨和金刚石确是可以相互转化的。当然,在“化学工作者”眼里:即使是金光闪闪的钻石,也不过和铅笔芯一样,一粒碳而已!
无定性碳是最容易合成的材料之一,非晶体的各向同性它能体现得淋漓尽致;碳纳米管是需要极高端的技术和成本才能制得的材料,它能集晶体各向异性为一体;富勒烯成员较多,常见的为C60,它既具有科研价值又具有广泛的应用前景,在生命科学、医学、天体物理等领域都具有一定的研究意义。
学生在完成这些作品的同时,进一步了解物质的多样性,对化学教材中的“科学·技术·社会”、“资料卡片”、“探究”、“信息搜索”、“科学史话”等栏目进一步理解融合,弥补新课教学中的不足!
正如上面对碳同素异形体的介绍,富勒烯成员众多,如何把它们分开呢?这就体现了杯酚的作用。顾名思义,杯酚就像大小不同的杯子,而C60、C70等富勒烯也是大小不同的,有的杯酚只能装下C60,也就把它从众多成员中挑选出来了,这就是化学中的超分子的特性——分子识别。同样皇冠状的分子冠醚,也能适配不同大小的碱金属离子。
学生完成作品时,能够进一步理解超分子的概念及分子间的作用力,体会超分子的特性,能够将微观的分子世界用宏观的物质来模拟类比。这也是化学学科的魔力所在——宏微结合对物质世界进行探究。
葡萄糖链状结构中醛基可以与分子内的羟基作用,形成两种六元环状结构,在水溶液中,存在相互转化的平衡。学生通过模型制作,可以拓展“缩醛”、“半缩醛”等概念,为有机推断作铺垫,同时复习化学平衡等化学反应原理知识。
通过模型制作,理解形形色色的分子结构,深探其本质原因。[Cu(NH3)4]2+为什么不同于CH4的正四面体结构,而是平面结构?H2O2为什么是折线结构?还有正四面体的白磷分子,皇冠型的S8分子……
你知道吗?这几个模型展示的哪个是上面所提及到的金刚石?哪个是我们生活中一日三餐都离不开的食盐?哪个又是我们呼吸过程中所排查的二氧化碳?
这几个模型,是不是制作者疏忽了?怎么左右少了一个或者两个“球球”呢?实则不然,正是学生理解了“根”、“基”、“片段”、“链节”才为你留下的想象空间。
这不就是彩色的“蚕茧”么!实则不然,这是电子云轮廓图——原子轨道,它有不同的伸展方向,呈现出不同的形状。真的不懂耶?
我虽小,但是我刚学习《有机化学基础》,这是我空间结构的真实显现!
同学们的奇思妙想以及动手制作能力,让我们见证了他们化学学习的热情。
二、获奖名单
三、活动剪影
在化学教学中,构建模型既能帮助化学教师直观地讲解知识内容,又能使学生深度地理解和掌握化学知识,提高学习效率,培养学生空间想象能力、逻辑思维能力,促进学生化学学科核心素养的孕育、发展和形成。此次活动的圆满举办,也预示着未来将会有更多的同学积极主动参与到化学学科的学习中来,也期待未来利川一中能走出更多的化学精英,为祖国贡献力量。
成才从此起步·成功由此开始
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