续新民
垣曲县英言初级中学校 山西省 运城市 043700
摘要:思维导图是一种可视化概念之间关系的技术,是一种反思性工具,它允许学生在映射材料中利用色彩和图画。在绘制思维导图时,“关键词”、“放射性思考的图解结构”、“色彩”、“图像”的合理设计是关键。思维导图在教学中帮助学生在诸多知识点建立联系,以求帮助学习者理解概念,发现问题、解决问题,进而提升思考的主动性。思维导图能够兼顾大脑丰富的形象思维和右脑的抽象思维,让“心”门敞开“,智”慧无限。本文主要对思维导图在中学化学核心素养应用现状及启示作论述。
关键词:思维导图;中学;化学;核心素养;应用现状;启示
引言
思维导图的概念是在20世纪70年代由英国“记忆之父”东尼·博赞提出的一种图像式思维工具。作为一种革命性的思维工具,思维导图通过层次性与关联性将文字与图像结合,用相互隶属的层级图表现各级主题的关系,把主题关键词与图像、颜色等建立记忆链接。无论在国内还是国外,思维导图的应用都呈逐年上升趋势,人们将思维导图应用于辅助教学设计以及教学策略,但各个学科间应用分布不平衡,理工科类科目应用较密集。研究表明,思维导图的可以将知识结构可视化,优化知识结构以此帮助学生高效学习,提高学生的元认知能力。在信息爆炸的今天,如何高效地学习成为当代关注的焦点和热点。思维导图可以提高学生思维的秩序性、综合性和发散性,提高思维质量,增强思维能力,培养学习能力。
1教学现状分析
当今高中化学教学中,教师更多侧重在知识、方法层面进行教学设计与教学改革,在课程中植入思政元素的优秀课例极少,教师的精力主要放在了“授业解惑”,忽略了“传道”。思维导图教学法在中学教学中较为常见,引入高中教学的案例较少,更没有利用思维导图整合学科课程和课堂思政的教学案例。
2思维导图在中学化学核心素养应用策略
2.1一体化的教学思想
教育部部长陈宝生在四川成都召开的新时代全国高等学校高中教育工作会议中指出的四个回归,其中回归初心,就要求学校教师坚持正确的政治方向,促进专业知识教育与思想政治教育相结合,对学生进行正确的人生引领。化学学科的课堂思政,主要体现在科学态度的培养,在实施课堂思政的过程中,务必以“立德树人”为导向,以此追求教育的育人、成人之效。思维导图,作为一种工具,利用课堂教育这一渠道,将教学内容与课程思政有机结合,将思想政治教育融入分析化学的教学当中,在潜移默化中实现育人教育目的。
2.2化学中酸常数及溶液的pH的思维导图应用
问:什么叫酸度?什么叫酸的强度?什么叫酸的浓度?问:弱酸的强度用弱酸的平衡常数-酸常数来表达,请思考能否利用前面学到的热力学知识来求得酸常数呢?对于一元弱酸如醋酸溶液,若想求得平衡时溶液的pH是多少,你会想到几种方法?一元弱酸在水溶液中有平衡:HA(aq)+H2O(l)?H3O+(aq)+A?(aq),一元弱酸的酸常数与平衡浓度的关系为:K?a=[ceq(H+)/c?]·[ceq(A?)/c?]/[ceq(HA)/c?]。
酸常数也是标准平衡常数,其数值还可由热力学数据求得:lgK?a(T)=?ΔrGm(T)/2.303RT,以醋酸(HAc)的标准电离平衡常数K?a的求算过程为例进行补充说明。酸的强度用酸常数来衡量,酸常数Ka愈大,一元弱酸的酸性相对愈强。电离度(解离度)与溶液中氢离子的平衡浓度及弱酸的总浓度(分析浓度)之间的关系,简单推导之,从而可得稀释定律,并举例说明。顺便简介一下相关知识:非水溶剂、拉平效应和区分效应,复习活度与浓度。一元弱酸溶液中的氢离子浓度的计算ceq(H+)≈c·α=(K?a·c)1/2及pH的计算pH=?lgceq(H+),以醋酸为例说明。再以二元弱酸氢硫酸为例介绍二元弱酸及多元弱酸的氢离子浓度计算式的最简式:ceq(H+)≈c·α=(K?a1·c)1/2,K?a1为多级电离的一级电离常数。进一步比较水溶液中二元弱酸氢硫酸的二级电离与三元弱酸磷酸的三级电离实例,强调使用最简式计算弱酸的氢离子浓度ceq(H+),是在误差允许的条件下。注意:溶液中氢离子浓度及pH的计算仅是近似的,更准确的是利用质子条件式得到关于氢离子浓度的一元三次方程,经一步一步简化,可得到我们的最简计算式。这里所指的水溶液是指在纯溶剂水中,无副反应发生的电离。还要提示有效数字及修约原则。
2.3配位生成常数及典型配合物
在黑板上写出配位生成常数公式:K?f=[ceq(MY)/c?]/{[ceq(Mn+)/c?]·[ceq(Y4?)/c?]},利用配位生成常数引出概念和知识:配位化合物,配位化合物的命名,配位化合物的分类,配位化合物的表示,EDTA,配位平衡,酸碱电子理论,稳定常数,不稳定常数等。配合物的生成常数Kf(稳定常数K稳),可用于比较配合物的稳定性,判断反应的方向和限度,计算配离子的平衡浓度等。对于同型配离子,其数值越大,说明生成的配合物越稳定。配合物的生成常数Kf与不稳定常数Ki(表示配合物的解离程度)互为倒数关系。结合教材后的生成常数附录进一步讲解说明。EDTA说明:①EDTA螯合物,为六齿配体,配位原子有4个O和2个N。②EDTA相当于六元酸,EDTA本身为四元酸,用H4Y来表示,4个O原子和2个N原子均可与质子氢结合,因此有六级解离平衡。③参与络合滴定的有效成分为Y4?,因Y4?型体在高pH碱性溶液中其分布分数接近于1。④EDTA有很强的螯合能力,可与很多金属离子形成稳定的配合物。⑤绝大多数金属离子与EDTA螯合物的组成比都是1:1,无分级配位现象,溶液中体系简单,计算方便。⑥大多数金属离子与EDTA的反应比较迅速。⑦EDTA在水中的溶解度较小,通常使用其二钠盐溶液。由于这些优点,在化学分析中,EDTA除了用于络合滴定外,还广泛用作掩蔽剂。
2.4课后总结及作业
教师可以发布作业,学生在规定的时间内完成作业并上传。学生通过答题及时复习、更好的掌握知识点。教师也可以了解学生的完成情况,有利于教师对授课情况的掌握,也可以为课程的过程化考核提供一手数据。课后要求学生根据上课内容写总结或者上传思维导图,在批改作业的过程中可以发现学生的掌握情况和理解归纳能力。所有的作业和评语都会自动保存到系统内,方便老师和学生在需要的时候进行回顾。并且还可以将优秀的作业成果,下载后发送到微信群里,起到榜样的作用。
结语
总之,通过思维导图的引入,将零散知识点进行拓展延伸、深层挖掘、建立关联,使学习过程从一维空间向二维空间延伸,提高学生学习效果,提升学生的创新思维。
参考文献
[1]张丽丽,苏琼,张胡彬.“互联网+”时代化学反应工程的混合式教学探索[J].山东化工,2019,48(24):161,163.
[2]魏雨,张景迅,冯先涛,王世兵,等.工程认证背景下基于雨课堂的化学反应工程课程建设探索[J].化学工程与装备,2020,(04):302-304.
[3]吴思静.基于核心素养的元素化合物三种教学方式的对比——以“氯及其化合物”为例[J].中学课程辅导(教师教育),2020(16):72+74.