组成物质的化学元素(通用7篇)
组成物质的化学元素 篇1
《组成物质的元素》教案
太炎中学 荆健 【教学目标】
知识与技能目标:
1.知道自然界的物质由100多种元素组成,从组成物质元素角度理解物质初步分类思想。2.知道组成人体、地球的主要元素。
过程与方法目标:
在小组合作探究实验的过程中增强合作与交流能力。
情感态度价值观目标:
1理解元素的分类与分布的基础上,了解世间万物皆为元素所构成
2形成实事求是的科学态度
科学、技术、社会、环境目标:
让学生了解元素的重要性,认识到万物由元素构成,物质之间是可以相互转化的。
【教材分析与学情分析】
教材分析:《组成物质的元素》节选自浙教版初中科学八年级下第二章第四节,主要内容为介绍元素的种类和分布。这是学生在学习了同位素内容之后,对物质组成的进一步探究。同时也为接下来学习《表示元素的符号》等提供了必要的知识储备,起到承上启下的作用。这样的安排顺序,体现了教材的内在逻辑和学生认知规律的统一性。
学情分析:从知识的掌握上看,学生对“元素”这个概念并不陌生,已经有一定的知识积累。在在学习第二章第二节《物质的微观粒子模型》时,知道物质是由分子或原子构成的;学习第二章第三节《原子结构的模型》时,知道元素是互为同位素的原子的总称,初步了解元素概念;依据已有的生活经验也知道,人体缺少某些元素(如钙、铁、碘等),会影响健康,甚至引起疾病。
从年龄上看,八年级学生乐于探索生活中的各种现象,具有较强的求知欲和观察能力,有一定的独立思考能力,所以完全有能力进行粗浅的科学探究活动。
【教学重点与教学难点】
教学重点:
(1)知道元素的定义、元素的简单分类;
(2)认识自然界中存在的元素、元素与人体健康的关系。
教学难点:
(1)掌握单质、化合物、金属元素、非金属元素的概念;
(2)掌握化学变化过程中元素不变的思想。
【教学方法与教学准备】
教法:
本节课运用设置情境以及与学生的生活经验有机融合的教学方法,突出学生的主体地位,达成学习目标。
问题导学法、讲授法和多媒体辅助法等
学法:
本节课指导学生自主合作、交流讨论的学习方法,使所学知识系统化。
交流讨论法
教学准备:
1、课件:
2、氧气、二氧化碳和一氧化碳的分子模型
3、金属铁和非金属硫
4、地壳和人体里所含各种元素的质量分数图
【教学过程】
教学环节 | 教师活动 | 学生活动 | 设计意图 | 反思 |
创设情境 导入新知 | 三鹿毒奶粉事件引入:这里提到了一个叫做元素的概念,谁还记得呢?请同学回答一下。 今天我们要讲的内容就是元素。大家再回忆一下,前面我们反复讲到了水的电解,那么水是由什么构成的?水分子是由什么构成的?又是由什么组成的呢? [来源:学科网] 好的,下面我们正式进入新课:《组成物质的元素》 板书:组成物质的元素 (元素周期表) | 同学回答:元素是互为同位素的原子的总称。 学生能回答出水是由水分子构成的,水分子是由氢原子和氧原子构成,预习过的同学能回答出是由氢氧元素构成。 顺着教师的思路思考,顺利引进新课内容。 | 从上节课的内容中找突破口,问大家最平常的水是由什么组成的,引起大家的好奇心,活跃课堂气氛,调动学习积极性。[来源:学科网] 在学生回答完后对学生适当的鼓励能增强学生的自信心。 | |
实验探究现象分析 | 内容一:观察模型 投影二氧化碳和一氧化碳的分子模型。 同学们来观察一下这两个模型,发现有什么相同点? 对,这就是所谓的物质由元素构成,物质二氧化碳和一氧化碳中由无数个二氧化碳和一氧化碳分子构成,但所有的碳原子都归为同一类,即碳元素;所有的氧原子都归为同一类,即氧元素。 | 同学回答,都是由碳氧两种元素组成的。 跟着老师的节奏,结合书本,学生能够更好地归纳和总结。 | 1、模型可以激发学生的兴趣,并且可以通过观察模型加深学生对物质是由元素构成的印象。 2、对于学生容易产生疑问的部分(模型和书本)避免学生理解错误。 | |
实验探究现象分析 | 内容二:现象分析 1、归纳完这些之后,我们可能对于元素与原子之间的关系还有一点的模糊,现在给你们3分钟时间,大致写下你所了解的它们之间的区别和联系[来 (查看学生作答情况) 2、现在以四人为一个小组,再给大家3分钟时间,讨论一下,将自己的答案与其他人对照总结,然后每个小组选取一个代表。 3、请大家说一下你认为元素与原子之间有什么区别与联系? 4、好的,现在我们来总结一下他们之间的区别和联系。 | 1、学生们认真思考并填写,填写时发现还有很多困惑之处。 2、同学之间互相交流,选取代表。 3、学生回答讨论后的结果 | 1、通过填空检验学生的掌握情况,了解学生的薄弱情况后可进行更针对性的教学。 2、采用教师与学生互动的方式,教学结合,注重“教师引导和学生是学习的主体”相结合,增加趣味性的同时让学生了解易错点,并加深印象。 | |
分组讨论归纳总结 | 内容一: 1、好,做完了上面的练习,我想大家对元素与原子的区别与联系已经有了比较深入的了解。 下面请大家对以下这些物质进行分类,并说明分类依据。(混合物、纯净物) (板书) 纯净物继续分类 总结单质、化合物的区别(练习) 现在我们来小结一下现在所学内容。 板书: 下面我们做两道题目巩固一下。 3、对比金属铁和非金属硫 同学们观察一下这两个物质,左边的是金属铁,右边的是非金属硫。请思考一下,这两个物体之间有什么不同点? 板书:元素分类。 | 1、学生回答 请学生回答:元素的种类是由核内质子数决定的。即质子数不同,元素的种类就不同。它们的主要区别在于组成元素是否只有一种。 3、学生回答,有金属光泽 | 1、引入单质与化合物的概念 突出学生的自主性,培养分析问题能力和总结问题能力。 巩固知识。 引入金属元素与非金属元素之间的概念,导出元素分类。 | |
分组讨论归纳总结 | 内容二: 1、放出元素地壳和人体里所含各种元素的质量分数图。 同学们你们看这幅图,可以发现什么呢? 没错,我们可以发现地壳中分布最多的是氧,其次是铁,而金属元素中含量最高的是铝,其次是铁。给大家4分钟时间阅读P51的内容,然后再给大家3分钟时间完成随堂训练中的内容。 (查看学生阅读和完成训练情况) | 学生回答:分布不均。 同学们认真阅读书本,并完成相应内容。 | 引出元素的分布,并由此介绍运用此种表格的好处,介绍海洋元素与放射性元素。 | |
课堂小结 拓展思考 | 同学们,对照板书,经过本节课的学习,大家都学到了哪些知识? 除了老师刚才总结的知识,同学们还学到了什么? | 根据归纳总结,学生能够比较完整,比较系统地复述本堂课学到的知识。 积极思考有没有学到拓展性的东西。 | 1、好记性不如烂笔头,适时地让学生做笔记,可以增强学生在课下对于知识的记忆和理解。 2、回顾本节内容,巩固提高。 3、结合传统教学由老师总结,学生做笔记和学生自行总结两种方法,让学生在掌握重点知识的同时,提高了学习的积极性,并且教师获得很好的反馈信息。 4、锻炼了学生自行归纳总结的能力。 | |
课堂练习 巩固知识 | 完成随堂训练 | 巩固知识 | ||
作业布置 游刃有余 | 1、完成作业本及《定考》2.4相关练习 2、画思维导图 3、拓展思考:我们生活中有很多有害物质,请大家在课后去寻找一下在身边可能含有的有害物质。 | 记录作业 | 1、巩固书面知识。 2、锻炼学生把学到的知识运用到生活实践的能力。 |
【板书设计】
组成物质的化学元素 篇2
1 概况与发育特征
1.1 环境地质背景概况
成东坡滑坡地处陕西省西安市蓝田区孟村镇北侧的成东坡村, 白鹿塬北侧, 黄河三级支流灞河中游的南岸, 滑坡中心点经纬度为N34°11″49'和E109°12″13', 属于典型的河谷地貌形态。距S107省道垂直距离约2.2 km, 距福银高速垂直距离约1.2 km、距陕沪高速垂直距离约3.1 km, 从坡底延伸至塬顶的水泥路, 将滑坡体上的成中村、新村和成东坡村连接在一起。滑坡前缘高程为444 m, 后壁高程为753 m, 相对高差为309 m, 中部发育四级滑坡平台, 地形总体坡度小于15°。滑坡附近主要发育有灞河断层, 其主要受新构造运动控制。新生代以来该正断层活动明显, 东北侧相对上升, 地貌的发育被其控制, 灞河两岸河谷阶地的不对称形态是新构造活动的最好证明。滑坡位于灞河东南侧的侵蚀凹岸, 灞河全长109 km, 流量年际变化大, 受降水控制明显, 年均径流量6.07亿m3。灞河的常年性水流与季节性水流对成东坡斜坡坡脚和坡面的侵蚀作用较明显, 是导致斜坡失稳的重要因素[2]。成东坡滑坡位置图见图1。滑坡系暖温带半湿润大陆性季风气候, 四季分明, 春季温暖、干燥多风, 夏季雨热同现、多雷雨, 秋季凉爽湿润, 冬季寒冷多风、雾多雪少。多年平均降雨量575.7 mm, 降雨年内分布不均衡, 夏季最多, 冬季最少, 主要灾害性天气以暴雨为主。
1.2 滑坡发育特征
成东坡滑坡空间发育形态大体呈簸箕形, 坐落于向北倾斜的单体斜坡上, 该斜坡所在岸坡为冲刷凹岸。通过野外调查实测, 滑坡南北最长约1 550 m, 东西最宽约1 050 m, 总体厚约40 m~70 m, 体积约5 500万m3~6 500万m3。属于强风化岩土质特大型滑坡。滑坡表面发育为多级阶梯状, 其中主要可见四级缓坡平台, 形成四级次级滑体, 主滑体显著“前弓”鼓出平面。
成东坡滑坡地层由新至老分别为:1) 全新统 (Q4) 风积黄土为主, 由表土、黄土状土和黑垆土组成;2) 晚更新统 (Q3) 马兰黄土, 主要为风积型, 包括第 (1) 层黄土与第 (1) 层古土壤;3) 中更新统 (Q2) 离石黄土, 由上下两部分构成, 上部包括第 (2) 层~ (5) 层黄土, 其中夹有第 (2) 层~ (4) 层古土壤, 下部包括第 (6) 层~ (8) 层黄土, 其中夹有第 (5) 层~ (8) 层古土壤;4) 下更新统 (Q1) 午成黄土, 由上、中、下三部分构成, 上部包括第 (9) 层~ (15) 层黄土, 其中夹有第 (9) 层~ (14) 层古土壤, 含两层粉砂质黄土;中部包括第 (15) 层古土壤至底部的黄土和古土壤;下部主要是冲洪积的砂砾石堆积, 大小混杂, 磨圆性差, 该部分绝大部分缺失;5) 上上新统蓝田组 (N22) , 紫红色粘土岩, 局部为深红色或桔红色;6) 下上新统灞河组 (N21) , 紫红色砂质泥岩, 夹桔黄色砂岩, 厚度40 m~80 m;7) 河漫滩阶地砾石。
2 试验设计与研究方法
为研究滑带土结构、强度演化过程, 取滑坡的滑带土及附近的未破坏的原岩进行相关物理成分测试。分析滑动带的结构、强度变化特征, 有针对性开展滑带土与未扰动原岩的对比试验。首先, 在滑坡的四级平台上, 选取5个点用钻探方法进行钻孔。其中第一、二、三级阶地上分别取1个钻孔, 在第四级阶地上选取2个钻孔, 分别位于第四级阶地的前后缘。然后, 分别进行粒度成分、矿物成分、化学成分等物理成分测试。拟对于5个钻孔, 每个钻孔分别取1个原岩样和1个滑带样, 做横向对比;在3号孔共取4个原岩样和4个滑带样, 做纵向对比。共16个样。每个样直径10 cm, 高度20 cm。在取样、加工过程中, 用保鲜膜密封, 保证其不被光照、没有水分挥发, 防止粘土岩干裂。试验按照规范在中科院地质与地球物理研究所完成。
3 结果与分析
本文选取结果较好的、成东坡滑坡的ZK2钻孔与ZK3钻孔的不同深度以及滑坡前缘的剪出口处的样品, 严格按照GB/T50123-1999土工试验方法标准进行相关操作, 取样过程中确保试样的非扰动性, 进行系统的试验分析。
3.1 粒度成分
本实验采用移液管全分散法完成。从表1可以看出, 该地区无论是滑体堆积土、黄土还是红粘土, 粒度上都以粉土 (0.075 mm~0.005 mm) 为主, 其含量基本均在50%以上 (第2组可能是样品中含有钙质结核的原因) , 最高可达62.38% (第3组样品) 。黄土中大于0.25 mm组别的砂粒或0.25 mm~0.075 mm组别的粉砂也极少 (约占0.08%) , 黄土中粘土颗粒含量也较大, 达到41.28%, 胶粒含量为31.44%。从粒度组成上来看, 该处黄土属于典型的粘黄土 (砂粒含量小于15%、粘土含量大于25%) , 即黄土状土。
第三系红粘土岩颜色以棕红色和紫红色为主, 状态硬塑, 结构紧密, 沉积环境为河湖相, 具水平层理, 与上覆地层呈平行不整合接触关系。该地层的埋藏深度在140 m以下, 固结较充分, 状态半胶结。定量分析表明:红粘土粉粒含量 (0.075 mm~0.005 mm) 在47.78%~55.45%之间, 粘粒 (<0.005 mm) 含量在41.72%~51.00%之间, 胶粒 (<0.002 mm) 含量在38.36%~48.28%之间, 胶粒和粘粒含量最高, 粉粒含量最低。黄土的粉粒含量 (58.64%) 大于红粘土的粉粒含量 (47.78%~55.45%) ;黄土的粘粒含量 (41.28%) 小于红粘土的粘粒含量 (41.72%~51.00%) ;黄土的胶粒含量 (31.44%) 也小于红粘土的胶粒含量 (38.36%~48.28%) 。红粘土层内, 原岩的粘粒含量 (43.76%~51.00%) 比滑面处红粘土的粘粒含量 (41.72%) 高, 原岩的胶粒含量 (39.72%~48.28%) 比滑面处红粘土的胶粒含量 (38.36%) 高。上述结果说明, 红粘土相较于黄土, 为相对易滑地层;红粘土层内, 原岩相较于滑面, 为相对易滑地层。该层红粘土, 尤其是原岩, 具有明显的蠕变、强度衰减性质, 在重力作用下易发生层间的滑错, 从而发育为斜坡的层间剪切带。
3.2 矿物成分
许多理论研究[3,4,5,6,7,8]和大量工程实践表明, 粘土矿物的组成显著的影响着粘土的性质。本实验中粘土矿物X射线衍射定量测试 (XRD) 拟采用以下3种方法, 分三个步骤来测定粘土矿物各组分的含量:1) 以悬液法小心提取直径小于2μm的粘土, 经过12 h风干, 得到自然风干片, 目的是去除碳酸盐及有机质等物质;2) 用乙二醇法饱和处理直径小于2μm的粘土样品, 该步可以区分具有不同膨胀程度的矿物 (主要是绿泥石与蒙脱石的区分) ;3) 以550℃恒定温度下连续加热2 h上步得到的定向片样品, 观察矿物脱水后d值的变化情况, 蒙脱石在此步骤中失去结构水, 膨胀层消失, 高岭石在此步骤中失去结构水, 晶格被破坏。
1) 粘土矿物成分。粘土矿物测试结果表明:a.黄土中, 矿物组合以伊利石/蒙脱石混层矿物为主, 研究区中普遍含有伊利石、高岭石 (见图2) , 其中蒙脱石大多以中~高混层比的伊利石/蒙脱石混层矿物形式存在, 混层比达75%, 相对含量为70%, 绝对含量为22%, 次要矿物伊利石相对含量20%, 与此同时伴生的高岭石相对含量为5%, 还有少量绿泥石存在。b.从表2及图3, 图5, 图6可知, 本研究区红粘土的粘土矿物以伊利石/蒙脱石混层矿物为主, 结晶程度不高, 次要粘土矿物为伊利石 (20%~27%) , 高岭石、绿泥石的含量最少 (3%~5%) 。伊利石/蒙脱石混层矿物的相对含量为66%~71%, 其混层比在55%~80%左右, 等级划分上亦属中等混合比矿物, 次要矿物伊利石相对含量20%~27%, 同时含3%~5%的高岭石和绿泥石。伊利石/蒙脱石混层矿物的绝对含量为26.2%~32.4%, 伊利石为7.7%~11.6%, 高岭石为1.6%~2.4%, 绿泥石为1.2%~1.9%。c.从表2及图4可知, 堆积物的粘土矿物相对含量以伊利石为主 (56%) , 其他粘土矿物相对含量比较接近, 伊利石/蒙脱石混层矿物为15%, 高岭石为12%, 绿泥石为17%。伊利石绝对含量为18.7%, 混层矿物5.1%, 高岭石为4%, 绿泥石为5.7%。
针对黄土和红粘土, 进行比较可知, 成东坡滑坡的黄土和红粘土的蒙脱石以及伊利石/蒙脱石混层矿物的含量都较高, 含量也比较接近, 该区的黄土和红粘土的潜在膨胀势都较大。
在红粘土层内, 对原岩和滑面进行比较可知, 原岩的伊利石/蒙脱石混层矿物相对含量均小于滑面的伊利石/蒙脱石混层矿物相对含量;而原岩的伊利石相对含量均大于滑面的伊利石相对含量 (见表2) 。这可能是红粘土在滑动的过程中, 伊利石向蒙脱石发生了转变。
2) 有效蒙脱石含量。由于蒙脱石和伊利石/蒙脱石混层矿物 (具有高混层比) 拥有较高的阳离子交换量和比表面积值, 其物理化学活性相对较强, 而其他粘土矿物 (伊利石、高岭石) 虽亦具亲水性, 但不具备晶层膨胀的特点。因此, 对于实际工程, 有效蒙脱石含量的测定具有重大意义。所谓有效蒙脱石含量是指蒙脱石在天然干土中的重量百分比, 而不是在粘土矿物中的相对含量, 它属于一种粘土单矿物定量方法。有效蒙脱石含量更能准确真实地反映膨胀性岩土膨胀势的强弱。根据研究区的测试结果, 红粘土的有效蒙脱石含量15.62%~18.30%, 平均含量16.99%;黄土中的有效蒙脱石含量较低, 为11.45%。通过对比可知, 红粘土中的有效蒙脱石含量较高, 黄土中的有效蒙脱石含量较低。而在红粘土地层内, 滑面处的蒙脱石含量 (18.30%) 高于原岩的有效蒙脱石含量 (15.62%和17.06%) , 这直接佐证了“红粘土在滑动的过程中, 伊利石向蒙脱石发生了转变”的正确性。
3.3 化学成分
红粘土的化学性质可以有效反映其物质组成情况, 其重要量化指标之一为比表面积 (S) 。比表面积作为联系物质组成和工程性质相互作用的中间物理量, 在实践中得到了广泛的应用[9,10,11]。
比表面积一般是指表面积在单位质量或单位体积的分散相所占的比重[10]。对本区红粘土来说, 比表面积值与其矿物组成有紧密的关系 (见表1) , 因本研究区红粘土富含蒙脱石, 其具有比表面积比较大的特征, 相应具有很高的活动性以及较强的亲水性。采用乙二醇乙醚极性有机分子吸附法经定量测试表明, 该地区红粘土的比表面积介于152.54 m2/g~198.59 m2/g之间, 平均值为171.10 m2/g, 远大于黄土和堆积物的比表面积。红粘土具有很高的物理化学活性, 这与粘土矿物的测定结果相一致。红粘土地层内原岩的比表面积 (152.54 m2/g和162.18 m2/g) 低于滑带处的比表面积 (198.59 m2/g) , 这是因为原岩在向滑带土转变过程中, 伊利石向蒙脱石发生了转变, 而蒙脱石的比表面积较大。
4 结语
有关物质组成的化学实验探究 篇3
关键词:有关物质组成;化学实验
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2016)02-229-02
《普通高中化学课程标准(实验)》明确指出要“通过以化学实验为主的多种探究活动,使学生体验科学研究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,促进学习方式的转变,培养学生的创新精神和实践能力”。纵观近年来的高考试题,不难发现探究性试题正在崭露头角,这也正是新课标的精神在高考中的具体表现,为高中的化学教学改革指明了方向。探究性试题具有条件的不完全性,结论的不确定性,知识的综合性等特点,理论和实践的联系紧密,有的还提供一些新的信息,这就要求考生必须冷静的审题,联系所学过的知识和技能,进行知识的类比、迁移、重组,全面细致的思考提出假设,然后设计验证方案,根据得出的结论或数据对各种假设进行甄别判断,形成自己新的知识和能力。这类试题对学生的发散思维能力、分析问题和表达能力都提出了较高要求,考查学生的化学实验探究能力,具有较高的区分度。
探究性实验的切入点很多,如对化学反应原理、未知物的成份、物质的组成、物质的性质、实验方案的探究等类型,本文以下题有关物质组成的探究来阐述有关实验探究方法,让大家学会如何开展实验探究。
对于物质的组成,产生不确定性主要有反应物的用量不同、环境的干扰、副反应的发生特别是有机化学反应等原因造成的,在此仅以反应物的用量问题来谈有关实验探究。
(2010年广东省高考理综试题)
33.某研究小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时,利用刚吸收过少量SO2的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。
(3)吸收尾气一段时间后,吸收液(强碱性中肯定存在Cl-、OH-和SO42-。)请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气中CO2的影响)。
①提出合理假设.
假设1:只存在SO32-;
假设2:即不存在SO32-,也不存在ClO-;
假设3: 。
②设计实验方案,进行实验。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂:
3 mol·L-1 H2SO4、1 mol·L-1 NaOH、0.01 mol·L-1 KMnO4、淀粉-KI溶液、紫色石蕊试液。
当一个化学反应进行时,为了提高某物质的转化率或者对物质含量的不确定性等因素,在实验中添加药品往往容易造成所谓的不足、恰好与过量,比如某个无机反应可表示为A+B=C+D,由于量的问题往往存在三种情况:A过量,B过量,A与B恰好完全反应。于是反应后的物质就有三种对应可能:①A+C+D;②B+C+D;③C+D。
首先该题以混合液吸收多余氯气为情境进行问题的提出,在所提出的假设我们要先明确这些阴离子咋来的,如果没有明确问题的来源,那就无法对假设3进行回答,更谈不上对假设的验证和得出结论。
接下来我们看到本题中存在两个量的问题,一个是混合液的组成问题,题干中“刚吸收过少量SO2的NaOH溶液”,这就意味着该混合溶液中Na2SO3少,而NaOH偏多,这个组成比较明确;另外一个是氯气与混合液的相对量问题,这个就不确定了,有可能存三种情况,即Cl2不足、恰好和过量。
假设1对应的是Cl2不足,导致Na2SO3、NaOH有剩余,溶液中的阴离子只存在SO32-;
假设2为Cl2与混合液恰好反应,发生题目中所给的反应:Cl2+Na2SO3+2NaOH=2NaCl+Na2SO4+H2O,溶液中即不存在SO32-,也不存在ClO-;
假设3为就应该是Cl2过量,氯气除了与Na2SO3、NaOH发生上述反应外,还将与溶液中过量的NaOH发生反应:NaOH+Cl2==NaCl+NaClO,此时溶液中没有SO32-,只存在ClO-。
明确三种假设的由来后,接下来就是根据相关离子的性质结合所提供的试剂进行探究方案的设计。联系课内知识SO32-和SO2价态一样具有还原性,从所给试剂我们选择具有强氧化性的0.01 mol·L-1 KMnO4,但涉及KMnO4都经常把溶液调成酸性有利于反应的进行和现象的观察,然后往混合液中逐滴地滴加紫红色KMnO4溶液,如果存在SO32-,则试管中将看到紫红色溶液滴进去后很快就变为无色,不存在就不会变色。另外一种离子ClO-和HClO一样具有强氧化性,提供试剂中选择有还原性的淀粉-KI溶液能与之反应并伴随着明显现象产生。
有关方案中部分步骤、现象及结论的完善,根据方案只要对分样进行试剂的滴加,但要注意滴加顺序和量的控制、现象要明显等问题,事实上,对于试剂量的要求也是保证能观察到现象的必要条件。比如本题所使用的紫红色KMnO4溶液,如果所滴加的KMnO4溶液过量,无论有无SO32-,溶液均显紫红色而不会褪色。所以我们在使用紫红色KMnO4溶液、酸碱指示剂、淀粉-KI溶液、品红溶液等都是按滴取量,最后我们采用了往两份样品分别滴加1~2滴所给的试剂,达到现象观察明显,操作容易简单的效果。
通过本题的分析目的在于让大家了解实验的探究方法,对于探究性实验,我们要注意把握以下几点。
1、明确实验探究的对象。是整个反应体系还是里面的沉淀、溶液、气体啊?
《物质是由大量分子组成的》教案 篇4
三维教学目标
1、知识与技能
(1)知道一般分子直径和质量的数量级;
(2)知道阿伏伽德罗常数的含义,记住这个常数的数值和单位;(3)知道用单分子油膜方法估算分子的直径。
2、过程与方法:通过单分子油膜法估算测量分子大小,让学生体会到物质是由大量分子组成的。形成正确的唯物主义价值观。
3、情感、态度与价值观 教学重难点
(1)使学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小(直径)的方法;
(2)运用阿伏伽德罗常数估算微观量(分子的体积、直径、分子数等)的方法。教学教具
(1)教学挂图或幻灯投影片:水面上单分子油膜的示意图;离子显微镜下看到钨原子分布的图样;
(2)演示实验:演示单分子油膜:油酸酒精溶液(1:20O),滴管,直径约20cm圆形水槽,烧杯,画有方格线的透明塑料板。教学过程:
第一节 物质是由大量分子组成的
(一)热学内容简介
(1)热现象:与温度有关的物理现象。如热胀冷缩、摩擦生热、水结冰、湿衣服晾干等都是热现象。
(2)热学的主要内容:热传递、热膨胀、物态变化、固体、液体、气体的性质等。(3)热学的基本理论:由于热现象的本质是大量分子的无规则运动,因此研究热学的基本理论是分子动理论、量守恒规律。
(二)新课教学
1、分子的大小:分子是看不见的,怎样能知道分子的大小呢?(1)单分子油膜法是最粗略地说明分子大小的一种方法。
演示:如果油在水面上尽可能地散开,可认为在水面上形成单分子油膜,可以通过幻灯观察到,并且利用已制好的方格透明胶片盖在水面上,用于测定油膜面积。如图1所示。
提问:已知一滴油的体积V和水面上油膜面积S,那么这种油分子的直径是多少?(如果分子直径为d,油滴体积是V,油膜面积为S,则d=V/S,根据估算得出分子直径的数量级为10-10m)
(2)利用离子显微镜测定分子的直径。
看物理课本上彩色插图,钨针的尖端原子分布的图样:插图的中心部分亮点直接反映钨原子排列情况。经过计算得出钨原子之间的距离是2×10-10m。如果设想钨原子是一个挨着一个排列的话,那么钨原子之间的距离L就等于钨原子的直径d,如图2所示。
(3)用不同方法测量出分子的大小并不完全相同,但是数量级是相同的。
测量结果表明,一般分子直径的数量级是10-10m。例如水分子直径是4×10-10m,氢分子直径是2.3×10-10m。
(4)分子是小球形是一种近似模型,是简化地处理问题,实际分子结构很复杂,但通过估算分子大小的数量级,对分子的大小有了较深入的认识。
2、阿伏伽德罗常数
提问:在化学课上学过的阿伏伽德罗常数是什么意义?数值是多少?明确1mol物质中含有的微粒数(包括原子数、分子数、离子数……)都相同。此数叫阿伏伽德罗常数,可用符号NA表示此常数,NA=6.02×1023个/mol,粗略计算可用NA=6×1023个/mol。(阿伏伽德罗常数是一个基本常数,科学工作者不断用各种方法测量它,以期得到它精确的数值。)
提问:摩尔质量、摩尔体积的意义?
如果已经知道分子的大小,不难粗略算出阿伏伽德罗常数。例如,1mol水的质量是0.018kg,体积是1.8×10-5m3。每个水分子的直径是4×10-10m,它的体积是(4×10-10)m3=3×10-29m3。如果设想水分子是一个挨着一个排列的。
如何算出1mol水中所含的水分子数?
3、微观物理量的估算
若已知阿伏伽德罗常数,可对液体、固体的分子大小进行估算。事先我们假定近似地认为液体和固体的分子是一个挨一个排列的(气体不能这样假设)。
提问:1mol水的质量是M=18g,那么每个水分子质量如何求?
提问:若已知铁的相对原子质量是56,铁的密度是7.8×103kg/m3,试求质量是1g的铁块中铁原子的数目(取1位有效数字)。又问:是否可以计算出铁原子的直径是多少来?
总结:以上计算分子的数量、分子的直径,都需要借助于阿伏伽德罗常数。因此可以说,阿伏伽德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁。它把摩尔质量、摩尔体积等这些宏观量与分子质量、分子体积(直径)等这些微观量联系起来。
课堂练习:
(1)体积是10-4cm3的油滴滴于水中,若展开成一单分子油膜,则油膜面积的数量级是(B)A.102cm2 B.104cm2
C.106cm2 D.108cm2
(2)已知铜的密度是8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量是63.5×10-3kg/mol。体积是4.5cm3的铜块中,含有多少原子?并估算铜分子的大小。(3.8×1023,3×10-10m)
课堂小结
(1)物体是由体积很小的分子组成的。这一结论有坚实的实验基础。单分子油膜实验等实验是上述结论的有力依据。分子直径大约有10-10m的数量级。
(2)阿伏伽德罗常数是物理学中的一个重要常数,它的意义和常数数值应该记住。(3)学会计算微观世界的物理量(如分子数目、分子质量、分子直径等)的一般方法。由于微观量是不能直接测量的,人们可以测定宏观物理量,用阿伏伽德罗常数作为桥梁,间接计算出微观量来。如分子质量m,可通过物质摩尔质量M和阿伏伽德罗常数NA,得到m=M/
组成物质的化学元素 篇5
尊敬的各位评委老师:大家好!
现在与各位评委老师进行交流的是《物质组成和构成的表示》教学设计说明。《物质组成和构成的表示》本节内容的复习,是学生在复习了“化学物质的多样性、微粒构成物质”两个专题之后对物质的宏观组成和微观构成的表示方法进行的归纳、总结和复习。通过前面两个专题的复习,学生已经形成了一些化学基本观念——物质组成的元素观、物质分类观和构成物质的微粒观。知道物质的多样性和造成物质多样性的原因,知道构成物质的三种基本粒子是分子、原子、离子,并能从微观的角度解释一些宏观现象。本节课重点学习如何从宏观的角度描述和表示物质的组成,如何从微观的角度描述和表示物质的构成,帮助学生建立起宏观物质、微观粒子和化学符号间内在联系的思维方式。为顺利达成本节课的学习目标,教学设计始终围绕重点、难点和核心内容,通过问题讨论、交流、活动探究、归纳总结、课堂检测、巩固练习等学习方式,设计了以下的教学环节。
一、创设问题情境,构建单元知识网络,了解学情。
本教学环节设计的目的主要是通过问题启发,引导学生回顾前面所复习的重点知识,对本单元知识形成系统的网络,了解学情,同时引出本节课的主要学习内容,让学生对本单元和本节课的学习内容进行整体感知,促进学生对“元素观、微粒观、物质分类观”等化学基本观念的形成,让学生初步建立起物质的宏观组成、微观构成和化学符号间内在联系的思维方式。
二、依据课标,设计学习目标。
人生没有目标,就会迷失方向,失去前进的动力,学习更是如此。为实现让学生带着目标进行学习,达到在学习过程中自我评价的目的,依据学生的实际学情,从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面制定学习目标。并把“掌握用化学式表示物质的组成,用化学符号表示构成物质微粒的方法,建立起宏观物质、微观粒子和化学符号间内在联系的思维方式。”作为本节课的重点难点和核心内容。
三、依据学情和学习目标,设计有效的学习活动。
依据学情,围绕本节课的学习目标、重点难点和核心内容,为培养学生形成微粒观、元素观、分类观、科学物质观等一些重要的化学基本观念,培养学生的科学思维能力、自主学习能力、分析问题解决问题的能力,归纳总结能力,掌握重要的科学方法,用化学符号描述或表征物质的技能,本节课主要设计了以下四 个主要学习活动。
1、问题启发,明确化学式表示的意义,初步建立起宏观物质、微观粒子和化学符号间内在联系的思维方式。
该学习活动主要通过学生熟悉的三种物质:水、铜、食盐,让学生养成“当看到一种物质时,就要想这种物质的宏观组成、微观构成以及如何用化学式表示它的组成,如何用化学符号表示构成该物质微粒”的科学思维方式。
再通过水、铜、食盐、二氧化碳等物质化学式表示的意义,让学生养成:当看到一种物质的化学式时,就要联想这种物质的宏观组成和微观构成,初步建立起宏观物质、微观粒子、化学符号间内在联系的思维方式,达到培养学生的抽象思维能力和符号思维能力及归纳总结能力的目的。
2、问题引导,合作探究化合价及其规律。
该学习活动主要通过4个问题启发学生的思维,让学生通过小组对问题的合作讨论,自主寻找问题答案,培养学生的合作交流能力,达到对知识的内化和理解。
其中问题1和2培养学生从微观的角度探寻问题实质的能力。问题3和4让学生知道化合价的重要应用。最后通过跟踪练习题,检验学生对化合价知识的理解和应用化合价知识解决实际问题的能力,让学生进一步明确化合价和化学式的关系。
3、通过对代表性物质,用化学式表示物质的组成,用化学符号表示构成物质的微粒,进一步建立起宏观物质、微观粒子和化学符号间内在联系的思维方式。
该活动设计的目的是让学生自主归纳出微观上由原子和分子构成的单质化学式的写法。微观上由分子或离子构成的化合物,其化学式都可以根据元素或原子团的化合价正确书写。微观上由原子、分子、离子构成的物质,可分别用元素符号、化学式和离子符号表示构成物质的微粒。
在此过程中通过对用化学式表示物质组成方法的归纳及用化学符号表示构成物质微粒方法的总结,培养学生从微观的角度思考问题的能力及归纳总结能力和自主学习能力。让学生进一步深刻建立起宏观物质、微观粒子和化学符号间内在联系的思维方式。
4、探究物质的组成、结构与性质及用途的关系,形成科学的物质观。化学是认识物质、改造物质和应用物质的一门科学。我们不仅要从宏观组成 2 和微观构成上去认识物质,更要知道如何科学地应用物质。
通过该学习活动,主要让学生形成科学的物质观,知道物质的组成和结构决定物质的性质,物质的性质决定物质的用途。因此我们在应用物质时,应根据物质的组成、结构及性质,科学应用物质,趋利避害,用化学丰富和改善人类的生活,改变世界,推动人类社会的进步和发展。并深刻体会化学知识与实际生活和社会的发展密不可分,形成化学的社会观和价值观。
四、盘点收获,能力提升,形成系统的知识网络。
通过让学生畅谈本节课在知识上、思维方法上和化学观念上的收获,实现思维共享,共同提高能力的目的。并将本节课的知识形成系统的知识网络。
五、课堂检测,查漏补缺。
该教学环节的设计,主要目的是通过课堂检测和反馈矫正,检查和让学生明确本节课的学习目标达成情况,并根据目标达成情况采取有效的补救措施。
六、设计作业,促进提高。
作业是教学活动中不可忽视的重要环节。立足新课程的教学理念, 紧扣学习目标和实际学情,体现作业设计的有效性、探究性、实践性、趣味性、层次性等原则,让学生根据自己的能力和兴趣对完成作业的方式和数量进行自主选择,从而使学生能感受到作业对促进自我发展的价值。设计以下作业。
1、做学案上的课后练习题。
2、请自己或小组合作在笔记本上构建本单元和本节课的知识网络图,并把你本节课的收获和表现以自评和小组评价相结合的方式记入化学学习档案袋中。
3、拓展作业:
组成物质的化学元素 篇6
一、青海都兰地区前泥盆纪变质岩系物质组成
对不同变质岩的化学和同位素年代进行分析, 青海都兰地区前泥盆纪地块的地质由北向南可分为欧龙布鲁克微陆块、沙柳河超高压碰撞带和柴达木陆块, 这三个构造单元的系物质组成均有一定的特点, 欧龙布鲁克微陆块主要由达肯大坂岩系物质组成;沙柳河超高压碰撞带主要由沙柳河岩系物质组成;柴达木陆块主要由金水口岩系物质组成。
(一) 达肯大坂岩系物质组成。达肯大坂岩系物质多呈不规则形状或透镜状, 岩性组成为斜长角闪岩、变粒岩、二云石英片岩、石英岩、大理岩和少量的麻粒岩。通过对岩石的样品进行分离后得到透明的单晶体锆石, 进行U-Pb交点年龄测试得到年龄值为1939 ? 21Ma。
(二) 沙柳河岩系物质组成。沙柳河岩系物质组成主要包括:二云母石英片岩、石榴云母石英片岩、石榴云母片岩、大理岩、榴辉岩和少量的斜长角闪岩。通过对岩石的样品进行分离后得到透明的单晶体锆石, 进行U-Pb交点年龄测试得到年龄值为1414 ? 26-917Ma。
(三) 金水口岩系物质组成。金水口岩系物质组成主要包括:斜长角闪岩、角闪斜长片麻岩、二云母斜长变粒岩、二云母长石石英片岩、石墨二云母石英岩、石墨透闪大理岩、粗粒白云母大理岩和纯大理岩。通过对岩石的样品进行分离后得到透明的单晶体锆石, 进行U-Pb交点年龄测试得到年龄值为1800-1600Ma。
二、青海都兰地区前泥盆纪地质演化
根据青海都兰地区前泥盆纪变质岩系物质组成和年龄测试分析, 青海都兰地区前泥盆纪地质演变最早可以追溯到古元古代, 再经历中元古代;中、新元古代;南华纪-震旦纪;早古生代;晚古生代、中生代和中新生代共七个演化时期。其中古元古代是变质基底形成阶段, 中元古代是内沉降阶段;中、新元古代是Rodinia超大陆汇聚阶段; 南华纪-震旦纪是Rodinia超大陆汇聚阶段;早古生代是陆块俯冲与折返阶段;晚古生代、中生代是内陆造山阶段;中新生代是高原隆升阶段。
(一) 古元古代时期地质演化。古元古代时期变质岩主要以达肯大坂岩系为主, 这是由于火山喷发和中酸性火山沉积而形成的岩系群。据此推断, 在古元古代时期大陆板块提升, 褶皱回返, 地幔热流活动, 达肯大坂岩系受到深深熔作用改造, 由此产生了为斜长角闪岩、变粒岩、二云石英片岩、石英岩、大理岩和少量的麻粒岩等, 并形成了欧龙布鲁克微陆块的雏形。
(二) 中元古代时期地质演化。中元古代时期变质岩主要以沙柳河岩系物质组成, 在这一时期, 出现了以碎屑岩为主夹基性火山岩的火山沉积建造。由于遭受了早古生代高压-超高压变质变形的强烈改造, 大陆边缘和大陆边缘岛弧开始构造, 开启了造山运动, 由此形成了柴达木陆块。
(三) 中、新元古代时期地质演化。中、新元古代时期变质岩主要以花岗岩系列物质组成, 在这一时期, 出现了富含Al2O3, 并具有S型特点的花岗岩。这是由于造山运动导致, 欧龙布鲁克微陆块与柴达木陆块发生强烈的碰撞形成了Rodinia超级大陆。
(四) 南华纪-震旦纪时期地质演化。南华纪-震旦纪时期变质岩主要以砾岩、碳酸盐岩、火山熔岩、冰碛岩、蛇绿岩等物质组成, 在这一时期, 已经形成的Rodinia超级大陆由于受到地幔的对流, 而引起了海底的扩张, 地壳运动导致路块裂解。
(五) 早古生代时期地质演化。早古生代时期变质岩主要以英云闪长岩和花岗闪长岩为主, 在这一时期, 柴达木陆块向欧龙布鲁克古陆块靠拢, 洋壳和路壳相继强烈俯冲, 由于陆壳岩石与软流圈地幔密度相差较大, 在路壳俯冲到一定深度后, 就不在继续下沉。而洋壳岩石圈拆沉后, 浮力使陆壳迅速回返抬升到中浅层次, 在持续南北向挤压作用机制下, 欧龙布鲁克古陆块开始向柴达木陆块仰冲, 最终二者合并为整体。
(六) 晚古生代、中生代时期地质演化。晚古生代、中生代时期变质岩主要以碱性火山岩、花岗闪长岩、-二长花岗岩为主, 在这一时期, 具有两个阶段, 第一阶段地壳不断的拉伸, 古特提斯洋被打开;第二阶段古特提斯洋被关闭, 地壳活动由拉伸变位收缩, 而开始了内陆造山运动。
(七) 中新生代时期地质演化。中新生代时期变质岩出现了榴辉岩和高压变质矿物, 这一时期, 西秦岭造山带形成, 早侏罗纪阶段随着内陆造山作用的结束和复合造山带的崛起, 发育了盆地, 并形成了含煤碎屑岩的大煤沟组和含红色碎屑岩的红水沟组。晚白垩纪阶段由于新特提斯洋壳向北俯冲, 欧龙布鲁克古陆块发生了连续造山运动。直到新生代新特提斯洋封闭, 印度板块与欧亚板块发生碰撞, 促使青藏高原隆起, 形成了现今的构造格局。
结语
青海都兰地区前泥盆纪变质地体对于我国西部地质研究具有非常重要的作用, 根据变质岩系物质组成能够对地质演化的过程进行推断, 由此获得地球在不同时期的构造活动, 对于了解地质历史的演变具有非常重要的价值。
参考文献
化学学习品质内涵组成的探讨 篇7
关键词:学习品质;化学学习品质;中介因素
文章编号:1005–6629(2015)8–0003–04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
1 问题的提出
随着教育改革的继续与深入,学生学习的内部过程在研究中正越发受到高度重视。而在这一研究领域,学习品质这一概念引起了广泛的关注。例如,截止2006年6月,在美国各州的早期儿童学习与发展标准(或入学准备等)中,已有17个州将学习品质单独作为一个领域[1]。在中国,无论在教学实践中还是在教育理论研究中,对学习品质的研究也方兴未艾。笔者在2014年5月以学习品质为主题词,通过中国知网CNKI期刊数据库检索到837篇文献。
但在教育教学研究中,学习品质仍然是一个较新的研究对象。1991年,美国“国家教育委员会”(National Education Goal Panel)中负责“目标1”的工作小组,在所提交的报告中将学习品质(approaches toward learning)与身体与动作发展、社会情绪发展、认知与基础知识、语言发展一同列为早期儿童学习与发展的五大领域[2]。同时,入学准备(school readiness)研究小组成员,来自伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的丽莲·凯兹(L. G. Katz)教授等人提交了他们关于学习品质领域的报告[3]。学习品质首次作为一个概念和独立领域出现在国际教育教学研究的视角中。在中国,天津兴国学校校长郑秉洳在“试论学习教育”一文中首次提出学习品质这一命题(1988)。虽然关于学习品质的研究已有二十多个年头,但对学习品质概念的内涵界定上仍然存在模糊性。丽莲·凯兹(L. G. Katz)与沙龙·雷恩·卡甘(S. L. Kagan)指出:学习品质是一个经常与发展、社会性发展、情绪发展等一起出现的术语。但与这些领域相比,学习品质没有得到较好的定义[4]。而对于化学学科,学习者的学习品质又会通过何种形式予以表现,是否和总体层面的学习品质相同,同样需要更多研究。可以说,清晰地界定学习品质和化学学习品质内涵,是应用这一理论改善教学的先决条件。
2 学习品质
学习品质的内涵是什么,学者们提出多种解释。如南京师范大学的班华教授认为:学习心理品质是学习主体内在的、稳定的学习心理特征,是心理素质的重要组成部分[5]。丽莲·凯兹(L. G. Katz)与沙龙·雷恩·卡甘(S. L. Kagan)等认为:学习品质指能反映儿童自己以多种方式进行学习的倾向、态度、习惯、风格等[6]。卡甘等人进一步指出:学习品质不是指向具体的方法、技能,而指向儿童是如何使用这些方法和技能的[7]。可见,学习品质可能涉及情感、人格以及认知策略等因素。
情感态度与人格特征是学习品质内涵的组成,这一观点得到许多学者认同。例如,郑秉洳认为:学习品质,即以什么样的精神和态度从事学习,是决定学习行为倾向性和独特性的心理素质,是思想品质、非智力因素在学习活动中的表现[8]。安徽师范大学的桑青松教授也认为:学习品质是指个体在学习行为中表现出的相对稳定的心理特征。主要包括学习兴趣、学习性格以及学习的意志等[9]。除了情感态度与人格,认知心理特征也是学习者学习品质的组成。这一观点同样得到不少学者支持。比如,班华教授就认为:学习心理品质表现为明确的学习目的、正确而强烈的学习动机、积极的学习态度以及学习过程良好的智力品质、学习方式等[10]。
笔者曾以学习品质一词作为检索标题的限定条件,在中国知网(CNKI)期刊数据库中搜索(2000.1~2014.5),剔除重复后得91篇文章,其中大多是实践研究文章。分析证明,实践研究领域对学习动机与情感因素关注程度最高,达154次,对学习风格关注程度次之,达103次。对认知部分的关注程度明显较低,为32次。
综合学者和大多数实践研究者的观点,我们有理由相信,学习者学习品质是与学习过程紧密相关的、较稳定的心理特征,其内涵主要由情感态度、人格和认知等三方面心理特征组成。
3 化学学习品质
化学学习品质,是学习者学习化学过程中的心理特性,它与一般学习品质之间存在怎样的关系呢?首先,化学学习品质是与学习化学紧密相关的、较稳定的心理特征,也由态度、人格以及认知心理特征三方面组成。这一观点可以在研究者的论述中得到证实。例如,湖南师范大学的吴鑫德教授在《化学教育心理学》中将学习者的化学学习心理特征划分为认知和动力两大系统,认为:化学学习的实质是原有化学心理结构的改变和新的结构的形成[11]。华中师范大学的魏艳玲在其硕士论文中提出:可以从认知和非认知两方面总结出化学学习心理特征[12]。她还认为非认知方面包括了学习者的意志、兴趣、性格等等。江西师范大学的刘志鑫在其研究中发现:高中生的人格特征与化学学业成就存在显著相关[13]。
化学学习品质与一般学习品质存在共性,但也具有学科特殊性。比如,吴鑫德教授指出:从形成和发展学生的化学心理结构来看,化学知识可以说处在核心地位[14]。说明化学学习品质的认知特征具有学科性。山东师范大学的毕华林和亓英丽两位教授在所著《化学学习心理学-促进学生高效学习的实证研究》一书中指出:化学学习动机是不同于一般意义上的学习动机的,两者既有联系又有区别。同时指出:化学学习动机也不同于其他学科领域中的学习动机,其形成和发展机制有其特殊性[15]。动机归属于情感态度领域,存在学科特殊性。在人格特性方面,华东师范大学的张丽基于明尼苏达多相人格量表(MMPI)研究,证明不同人格类型学生的语文、外语成绩不存在显著性差异。而却有十六种人格类型的学生在化学成绩上存在显著差异[16]。说明化学学习品质在人格特征上具有特殊性。
从上述研究和研究者的观点中,我们可以知道两点。第一,化学学习品质与一般学习品质存在紧密的联系。前者是后者在学科上的具体表现,都由人格、情感态度和认知三方面心理特征构成。第二,由于化学的学科特点,化学学习品质有着其独特性。两者关系类似斯皮尔曼对智力结构的区分,一般学习品质类似于“G因素”,化学学习品质则是众多“S因素”中的一类。
4 化学学习品质分析
4.1 分析方法——中介理论
那么,化学学习品质究竟有哪些特殊性呢?哪些组成的特殊性是比较主要的,哪些是比较次要的?学习品质是一个复杂系统,每一组成部分都包含了大量的心理机能。如认知部分囊括了学习者感觉、知觉、意识、记忆、语言和思维等机能,而情感部分囊括了动机、兴趣、态度和意志等一系列情感特点。不分轻重将这些心理特点全部纳入化学学习品质,不经济也不科学。就像威廉·D·贝里(William D. Berry)在《理解回归假设》中指出:“在具体的社会科学应用研究中,要想搞清楚真实模型是不可能。[17]”他还指出:“不同的解释反映了不同的因果距离。[18]”不同心理机能与化学学习品质之间的因果距离是有远近的。以色列心理学家鲁文·弗斯坦(Reuven Feuerstein)在《思维工具强化》中指出:“远因可以定义为不直接的决定因素,而近因是中介经验,中介经验的缺乏,其结果必然导致成绩低下。[19]”因此,依据中介理论,寻找指向化学学习品质的“近因”,不仅有价值,而且十分必要。
化学学习品质的中介因素是什么,虽然未见专题研究,但根据已有文献应能得到合理推论。许多研究表明,学习者的学习风格、学习动机和认知心理工具是学习品质在人格、情感态度和认知等三方面心理特征的中介要素。正是由于这些中介核心要素的差异,导致了化学学习品质有别于一般学习品质和其他学科学习品质。
4.2 化学学习风格
R·赖定与S·雷纳在他们所著《认知风格与学习策略——理解学习和行为中的风格差异》中指出:个性以风格为中介对行为产生影响。行为是个性来源的水平加上或减去源于风格的成分所得到的产物[20]。学习者人格特性的差异直接体现在学习者的学习风格上。在化学学科中,某些风格类型的学习者对化学的学习更具有优势。比如,四川师范大学的梁晓灵在其研究中证实:场独立型和中间型认知特点更有利于化学学科学习[21]。延边大学的孙尚梅教授证明:言语型的学生往往在化学考试中会取得比较优异的成绩,特别是在实验探究题和物质推断题上表现优异;而综合型的学生在化学推断题中,可以很快地找出问题突破口,继而解决整个问题[22]。所以,化学学习风格是学习品质人格品质影响学习过程的近因,是人格品质的中介要素。学习者化学学习品质的人格差异实质上是化学学习风格差异。
4.3 化学学习动机
学习动机是维持学习的动力系统。彭聃龄教授在《普通心理学(修订版)》第三编中指出:价值观的主要表现形式为兴趣、信念和理想等。价值观对动机的调节和控制有直接影响。动机的性质、方向和强度都受到个体价值观的影响。而意志则具有引发行为的动机作用。此外,动机还是在需要的基础上产生的[23]。不难发现,学习动机与兴趣、信念、理想以及需要等直接相关。因此,学习者的情感态度品质体现在不同学科的学习动机上。学习者对一些学科采取趋近直接的学习动机,而对其他学科就很有可能采取消极回避的学习动机。在实际经验中,我们经常发现学习者对某些学科比较感兴趣而对其他一些学科则在态度上显得比较消极。学习者面对不同学科在情感态度上可能存在差异。学习品质的情感态度包含了态度、兴趣、价值观、意志等一系列心理机能品质,动机是这些心理品质的综合,是影响学习行为的近因,是情感态度品质的中介因素。学习者化学学习品质在情感态度方面的差异实质上就是化学学习动机的差异。
4.4 化学认知心理工具
鲁文·弗斯坦在谈及认知中介因素时指出:“中介过程本身即决定了它的内容,又形成了它的形式。[24]”认知的中介很大程度上是具有文化特性的心理工具。俄裔以色列心理学家阿莱克斯·柯祖林(Alex Kozilin)在《心理工具》一书的导言中进一步指出:“心理工具是指人为创造的标记、符号、文字、图像、纹章等。[25]”由于心理工具的人为创造,因而具有文化特殊性。在学习品质的认知部分就存在学科学习内容的特殊性。这也就是为何学习者在不同学科上表现出偏重或擅长的原因。
学科的内容,如原理、符号、公式等等都是学习的心理工具,成为他们的认知品质经中介因素从而影响学习行为和结果的载体与平台。因此,学习者学习的认知品质在不同学科上的差异直接体现在学习者对不同学科特有心理工具的掌握上。对化学学科来讲,化学反应的方程式、元素符号、物质的物理与化学性质、反应原理等等都是学习者在化学学习过程中的心理工具。一个在物理学科中表现优良的学生,面对化学学科中的元素符号、原理公式和元素周期表很有可能束手无策。所以,学习者化学学习认知品质方面的差异实质上是学习者在化学心理工具掌握构建方面的差异。
此外,从化学学科的角度来讲,“宏观-微观-符号3水平相结合的思维方式,是化学学科独有的思维方式,也是化学学习独有的思维方式”[26]。而以知识产品为表现形式的心理工具较好地体现了化学学科所独有的“宏-微-符”思想。化学学科包含了宏观的物质性质和微观的物质反应机理,而两者之间的转化则通过化学学科独有的语言,即元素符号、化学反应方程式等化学符号系统。而化学学科的心理工具,以化学学科的内容知识为载体,充分的包含了宏观、微观、符号以及它们之间的关系转化方式。比如,化学学科心理工具中,具体的事实性心理工具,如元素符号,就充当了宏观与微观之间转化的中介。而化学心理工具中的程序性知识,如具体反应,则概括性地描述了微观世界中具体哪一类物质与另一类物质之间反应的形式和结果。而在化学心理工具中的元认知以及策略性知识则反映了学习者通过何种有意识的方式从而促使“宏-微-符”三者之间有效顺畅地进行转化。因此,学习者的化学心理工具不但是心理认知方面的中介,更是化学学科中独有的核心要素。
5 结论
通过以上的论述,我们可以知道,学习品质本质上是对学习者学习过程产生重要影响的一组心理特征,它主要体现在学习者在学习过程中人格、情感态度和认知三方面。而化学学科学习品质与一般层面的学习品质相比,既与之有共同之处也有化学学科自身的特性。化学学科学习品质和一般层面的学习品质一样都涵盖了学习者在人格、情感态度和认知三方面的心理特征。但化学学科学习品质更多地体现在这三方面的中介与核心要素上。在人格特征方面,化学学习品质主要体现在学习者的学习风格上;在情感态度方面,学习者在化学学习过程中的动机因素是其中介与核心要素,而在认知特征方面,学习者对化学学科心理工具的掌握状况体现了学习者化学学习认知品质的发展状况。因此,学习者的化学学习品质其内涵主要由学习者在化学学科学习过程中的学习风格、学习动机和学习认知心理工具三方面构成。
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