【作者说写】《基于学科理解认知物质的氧化性》写作分享

文摘   教育   2024-10-15 15:52   陕西  

作者说写




家好!我是夏昌伟,《中化参》2024年第10期上旬《基于学科理解认知物质的氧化性》这篇文章的作者。非常高兴能够与大家分享关于此文的创作感悟。

这篇文章的缘起是2024年1月浙江卷问到硝酰正离子和硝酸分子的氧化性谁更强?据说这道题的正答率很低。我想错选硝酸分子的原因可能有两个,一个是对硝酸的氧化性太“熟悉”;二是硝酸在方程式的左边,依据氧化性比较模型“左边>右边”。正确答案是硝酰正离子,其氧化性强的解释大多是硝酰正离子带正电荷,硝酸分子呈电中性,所以硝酰正离子得电子能力强,即氧化性强。像这样“正电荷吸引电子能力强于中性分子”的秒杀绝技一定在教学中深受师生喜爱,比如多元弱酸的电离平衡常数Ka1远大于Ka2的解释也与此类似。这时我想作为教师的读者朋友,可以想象孩子们在使用这些技能解决问题时脸上的自信与张狂。

学科理解的目的并非单纯教学生解题,学科理解引导教学追寻知识的本原、结构化认知,理解学科特质思维方式和方法。我茫然于正电荷的微粒吸引电子的能力一定强于中性分子吗?若是!那正电荷的微粒吸引电子的能力是不是一定强于阴离子?那中性分子吸引电子的能力是不是一定强于阴离子?学生要是问了我这样的问题我该如何回答,心虚的我并没有这份自信与张狂。

氧化性是一种性质,物质的性质犹如人的性格。我们会对着一座石头雕像谈论性格吗?我们为什么要针对一个微粒谈性质?我们为什么要把两个相对独立的微粒拿出来比较氧化性强弱呢?化学的神奇在于变化。只有在变化的过程中物质才能表达性质,正如与人相处的过程中才能感受一个人的品质一样。没有变化的过程作为载体,我认为不能比较性质的差异。即使有变化的过程,教学中我们也应教会学生用变化的观念去认识物质的性质。性质并非一成不变的属性,随着外界环境的改变性质也可能会随之改变。正如坐在教室里的那一个个鲜活的个体,也许他当下成绩不好,但并不代表未来他不可以。强与弱并没有明显的界限,变化是性质体现的过程,而环境是变化的动力。就像次氯酸和次氯酸钠的关系一样,同样都是正一价氯的氧化性,但是酸性环境就更有利于其氧化性的爆发。根据这样的事实,我想学生也会更容易接受老师为什么总说酸性高锰酸钾。

我从个体、整体和环境三个维度系统建构了认知氧化性的模型。学科理解并不是将深奥繁琐的内容交给学生,增加学习的负担。学科理解的主体是教师,教师学科理解的意义是内化知识为科学的认知模型或学科观念传递给学生,网格化学生的散点知识,基于化学学科视角优化真实情境问题解决的基本思维逻辑。具体文章的内容读者朋友们可以参考期刊内容,最后我和朋友们一起用原文中的氧化性认知模型来理解高氯酸根和次氯酸根的氧化性。

个体维度,+7价氯的得电子能力一定是强于+1价氯,但是得电子能力的体现不仅仅取决于个体氯,因为氯原子并不能单独稳定存在于环境。高氯酸根是典型的正四面体结构,正四面体结构是化学中稳定的代名词,一旦拥有很难反应,不反应何来性质的体现。从整体结构来讲,次氯酸根的正负电荷极端分布的直线结构显然在反应过程中优于高氯酸根的四面体结构。已知酸性条件下次氯酸根和高氯酸根的氧化性都有所增强,说明酸性环境能改变物质的性质。依据结构决定性质,性质反应结构的学科思维,氢离子一定改变了微粒的整体结构。至于改变成了什么,有多少改变,我想对一个高中生来讲应该不是课标的要求,但是不影响我们在课堂上传递“结构决定性质、性质反应结构”的学科特质思维。长期这样的教学,一定会让那些用心的孩子在化学课堂上形成正确的人生观、价值观。

至此,我用宋心琦教授的一句话来结束分享:学生能否牢固地、准确地、哪怕只是定性地建立起基本的化学观念,应当是中学化学教学的第一目标。


作者分享的文章发表在《中化参》2024年10期上旬。

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