怎样培养学生的思维能力(1)(2)

[分析综合]

在上面的实例中，金属原子的化合价如何确定？非金属原子的化合价如何确定？

（一个金属原子失去几个电子，就是正几价；一个非金属原子结合几个电子，就是负几价。）

在离子化合物中元素（包括金属和非金属元素）的化合价如何确定？请进行分析总结。其中元素化合价的数值，正价总数与负价总数之间的关系是什么？

[抽象概括]

经过学生回答、教师点拨，最后得出离子化合物中元素化合价数值的确定及化合价的法则。

按照离子化合物中元素化合价数值确定的教学程序，进行共价化合物中元素化合价数值确定的教学。下面只介绍教学中所提的问题。

（1） H和F结合时，化合价各是多少？为什么？结合时原子个数各是多少？

（2） H和S结合时，化合价各是多少？为什么？结合时原子个数各是多少？

（3） H和N结合时，化合价各是多少？为什么？结合时原子个数各是多少？

（4） C和O结合时化合价各是多少？为什么？结合时原子个数各是多少？

在让学生回答之前仍要举例说明：

如：H和Cl结合时共用一对电子，所以一个H原子和一个Cl原子的化合价均为1价。由于共用电子对偏向Cl原子，所以，一个H原子为+1价；一个 Cl原子为-1价。

关于化合价的应用这里就不介绍了。　

（三）进行综合启发式教学　

现以“原电池”概念的教学为例进行说明。　

[引言]

原电池从字意来看是产生电流的装置。电流是如何产生的？也就是原电池的原理是什么？原电池形成的条件是什么？怎样解决这些问题呢？仍然遵照认识源于实践的道理，首先进行实验。

［实验］和[分析］

（1）将锌片和铜丝分别放入盛有稀硫酸的试管中进行观察。（可以边讲边试；也可用投影仪观察实验现象）

（锌片上产生气泡且不断溶解，铜丝上无变化。）

让学生回答原因后，叙述离子方程式及电子转移方向和总数。

（2）将上述两个试管中的锌片和铜丝用导线相连接后，观察有什么现象？

（和前面的实验现象相同。）

（3）将锌片和铜丝放在盛有稀硫酸的同一烧杯中，并用导线将锌片和铜丝连接后，进行观察。

（铜丝上产生气泡，锌片不断溶解而损耗。）

让学生进行解释原因后，写出产生变化的离子方程式。　

质疑：既然锌原子将2个电子转移到铜，2个氢离子自铜上结合2个电子形成氢分子。那么在锌和铜之间一定有电流产生。这种判断正确吗？

（4）装置和（3）相同，只是在锌和铜之间串接一个电流计，让学生观察现象。

（电流计指针偏转）

有电流产生。电流的方向如何？

（5）取一干电池。用电流计的正极接碳棒；负极接锌皮（第4个实验用电流计正极接铜；负极接锌片。）接通后让学生观察。

（电流计指针偏转且方向与铜锌原电池偏转的方向相同。）

小结：由于干电池的碳棒是正极，所以铜锌原电池中的铜也是正极。由于干电池的锌皮是负极，所以铜锌原电池的锌为负极。电流方向由铜到锌，电子流方向由锌到铜。

此时，写出电极方程式：

Zn（负极） Zn-2e=Zn2+（氧化）——阳极

Cu（正极）2H+＋2e=H2↑（还原）——阴极

质疑：锌、铜两种金属在电解质溶液中相连接可以产生电流。其它金属等导体在相同的条件下是否也能产生电流呢？

（6）分别用铁、铜；铁、石墨碳棒，在稀硫酸中相连接，中间串以电流计进行观察。

（电流计指针偏转，并进一步确定电流方向和电极的极别。）

小结：两种活动性不同的金属或非金属在电解质溶液中相连接，有电流产生。

［讨论]

（1）组成原电池的条件是什么？也就是发生原电池反应的条件是什么？

（2）原电池的原理是什么？也就是原电池为什么能产生电流？

（3）原电池的能量变化是什么？此时，让学生阅读课本内容后进行回答。学生在回答时进行疏导和指导以得出正确的结论。最后总结为：

（1）两块活动性不同的金属或非金属等导体在电解质溶液中相联接，则发生原电池反应，有电流产生。

（2）原电池的原理是阳、阴两极发生氧化、还原反应，失、得电子的同时，外电路有电子作定向移动而产生电流。

（3）原电池是由化学能转化成电能的装置。　

（四）按照自然科学方法论的途径和步骤进行教学

所谓在教学中运用自然科学方法论的途径和步骤，就是引导学生依照下面的程序进行学习。　

不过要根据教材的实际和学生的情况灵活运用上述过程。现初中化学“水”的一节教学为例介绍如下。

质疑：如何认识水的分子组成？

（1）首先要做好电解水的演示实验。引导学生观察和记录实验现象。得出：

阴极产生氢气；阳极产生氧气，其体积之比为2∶1。

（2）按下面的程序进行分析和研究

科学方法 认识过程　

（3）具体的教学过程

①在演示、观察现象、写出化学反应式后，提问：通过实验说明水这种物质是由什么元素所组成？接问：水，氢气，氧气各属哪类物质？为什么？用分子、原子的观点解释原因。

（水是由氢、氧两种元素所组成。水是化合物，氢气、氧气是单质。原因是：水分子是由不同种的氢原子和氧原子所组成，氢气分子、氧气分子分别由两个氢原子、两个氧原子所组成。）

②写出氢气与氧气的体积比为2∶1后，问：其质量比是多少？

（2×0.09∶1×1．43=1∶8）

接问：水中氢元素与氧元素的质量比是多少？为什么？

（也是1∶8，因为符合质量守恒定律。）这样，由生成物氢气和氧气的质量比，根据质量守恒定律转换成水的宏观组成氢元素与氧元素的质量比。

③讨论：一个水分子中，氢原子与氧原子的质量比是多少？为什么？

（也是1∶8，由于水是由同种分子所组成。）这样，由水的宏观组成转换成水的微观组成。

④讨论：一个水分子中氢原子与氧原子的个数比是多少？

此时，进行启发。如果已知水的分子式为H2O，其中氢原子与氧原子的个数比为 2∶1。那么，氢原子与氧原子的质量比为：

2×1（H的原子量）∶1×16（0的原子量）

= 2 ∶ 16

= 1 ∶ 8

根据以上过程，怎样由氢原子与氧原子的质量比求其个数比呢？得出：

氢原子与氧原子的个数比等于它们所占质量份数分别除以原子量后，这样，由氢、氧原子的原子质量比转换成原子个数比。

⑤提出：一个水分子中氢氧原子个数比为2∶1，其具体个数是多少呢？

讲解：水分子中氢原子与氧原子可以2和1，也可以是4和2等都符合2∶1的要求。我们知道了什么量就可以解决这个问题？通过引导而得出：要知道水的分子量后，就可以解决这个问题。此时介绍，经过实验测定水的分子量为18，据此水分子中含有2个氢原子和1个氧原子。这样由氢、氧原子的个数比转换成具体个数。

⑥提出：如何将这个实验、分析、讨论的结果记录下来呢？经回答后，得出：使用化学用语。分子式为H2O。告诉同学我们认识了水的分子组成而得出结论。

共2页: 2