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淺談大學(xué)化學(xué)與高中化學(xué)的銜接目錄TOC\o"1-2"\h\u15548引言 14684第1章高中化學(xué)與大學(xué)化學(xué)過(guò)度的內(nèi)容 290231.1化學(xué)反應(yīng)原理 2212961.2物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 351041.3化學(xué)與技術(shù) 3136051.4實(shí)驗(yàn)化學(xué) 326519第2章大學(xué)化學(xué)中繼續(xù)深化的知識(shí)點(diǎn) 332652.1化學(xué)反應(yīng)原理 4111882.2化學(xué)平衡 460762.3物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 5236612.4化學(xué)與生活 524782.5化學(xué)與技術(shù) 53808第3章中學(xué)化學(xué)與大學(xué)化學(xué)的聯(lián)系的舉例說(shuō)明 670623.1酸堿溶液中的質(zhì)子方程[6] 658913.2有機(jī)化學(xué)中烯烴的加成反應(yīng) 673603.3電解過(guò)程中電極反應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng) 7198273.4溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響 714280第4章高中化學(xué)與大學(xué)化學(xué)銜接的方式 7319804.1生長(zhǎng)式 8299004.2顛覆式 931798第5章討論 9摘要:無(wú)論從初中到高中,還是從高中到大學(xué),只要是將教育劃分為不同的階段,銜接問(wèn)題就成了無(wú)法忽視的問(wèn)題,也倍受老師和同學(xué)們的關(guān)注,但目前尚缺乏大量大學(xué)化學(xué)與高中化學(xué)銜接的相關(guān)研究,本文旨在前人的基礎(chǔ)上,通過(guò)介紹大學(xué)化學(xué)與高中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)深度、廣度的差異,進(jìn)一步對(duì)銜接問(wèn)題及方式進(jìn)行探討,以期對(duì)大學(xué)化學(xué)的學(xué)習(xí)起到節(jié)約時(shí)間,理解透徹的作用。關(guān)鍵詞:大學(xué)化學(xué),高中化學(xué),知識(shí)點(diǎn),銜接引言銜接是指同一事物在不同時(shí)期、不同階段的相互連接,或指不同事物在同一范疇內(nèi)的相互溝通與聯(lián)系。事物之間關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜,作為反映客觀世界的化學(xué)學(xué)科,各知識(shí)點(diǎn)之間也必然關(guān)系密切、互相銜接。同時(shí),人類認(rèn)識(shí)客觀世界的過(guò)程是一個(gè)不斷深入、逐步逼近的過(guò)程,即使同一知識(shí)點(diǎn),在不同歷史時(shí)期,在不同的研究層面,也會(huì)有不同的表現(xiàn)形式,其銜接也普遍存在。新生從高中進(jìn)入大學(xué),需要重新適應(yīng)新的教育方式。目前中學(xué)的教育是應(yīng)試教育,它的教學(xué)目的集中,為了應(yīng)付高考,教師每一章,每一節(jié)都講的很細(xì),而學(xué)生則埋頭于題海中。在這種教育方式下,學(xué)生的觀察能力,實(shí)驗(yàn)?zāi)芰白詫W(xué)能力都是比較差的。而大學(xué)的教學(xué),一方面由于存在教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)的矛盾,教師不可能講的面面俱到,只能精講多練;另一方面由于當(dāng)前科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,使大學(xué)教育除傳授知識(shí)外,更以培養(yǎng)能力為主。大學(xué)化學(xué)是高等院?;A(chǔ)課程之一,是大學(xué)生素質(zhì)教育中不可或缺的一部分,包括無(wú)機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和物理化學(xué),這其中很多知識(shí)點(diǎn)都是高中化學(xué)已提到或簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)過(guò)的內(nèi)容,為了提高大學(xué)學(xué)習(xí)的效果和人才培養(yǎng)的質(zhì)量,大學(xué)生必須盡快完成從中學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)到大學(xué)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。由此,擺在大學(xué)同學(xué)們面前的難題即為:在大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)學(xué)習(xí)中如何合理有效地處理高中與大學(xué)化學(xué)相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容。目前對(duì)這個(gè)問(wèn)題研究得還不夠深入,也缺乏解決這個(gè)問(wèn)題的對(duì)策。如何做好大學(xué)化學(xué)與中學(xué)化學(xué)教學(xué)銜接就成為大學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)迫切需要解決的一個(gè)問(wèn)題。本文將按照高中教材順序逐一總結(jié)歸納高中化學(xué)和大學(xué)化學(xué)相聯(lián)系的知識(shí)點(diǎn),通過(guò)舉例的方式說(shuō)明大學(xué)化學(xué)與高中化學(xué)相銜接的內(nèi)容,為大學(xué)化學(xué)的學(xué)習(xí)提供理論依據(jù),幫助大學(xué)生更好的掌握大學(xué)化學(xué)的重要知識(shí)點(diǎn)。第1章高中化學(xué)與大學(xué)化學(xué)過(guò)度的內(nèi)容大學(xué)化學(xué)中有很多知識(shí)點(diǎn)與高中化學(xué)具有相關(guān)性,即存在著諸多過(guò)度之處,如果能夠把握住這些相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),那么在大學(xué)化學(xué)的學(xué)習(xí)中會(huì)有獲得更好的效果。像高中化學(xué)中所學(xué)的化合價(jià)、膠體的特性、物質(zhì)的量濃度、酸堿電離理論,及元素的周期、元素的族、化學(xué)鍵的定義、化學(xué)鍵的極性、分子的極性、鋅銅原電池裝置、半電池反應(yīng)、鋅錳電池、鉛蓄電池、燃料電池、平均速率、化學(xué)平衡狀態(tài)等等[1],為大學(xué)化學(xué)的學(xué)習(xí)起到了過(guò)度的內(nèi)容。接下來(lái)本章將從幾個(gè)方面對(duì)過(guò)度內(nèi)容的相關(guān)研究做一下簡(jiǎn)單總結(jié):1.1化學(xué)反應(yīng)原理高中化學(xué)中的知識(shí)點(diǎn)熱化學(xué)方程式的書寫、Hess定律的內(nèi)容、弱電解質(zhì)電離平衡、水的離子積常數(shù)、電解池原理、蓋斯定律、化學(xué)平衡常數(shù)、熵變、焓變、吉布斯自由能、溶解平衡、原電池(內(nèi)外電路鹽橋)等內(nèi)容在大學(xué)化學(xué)中均有涉及,只是作為普通化學(xué)原理來(lái)學(xué)習(xí)。1.2物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)高中所學(xué)能量最低原理、泡利不相容原理、洪特規(guī)則、電子的能級(jí)排布、價(jià)層電子互斥理論、雜化軌道理論(sp雜化)、離子晶體的配位數(shù)、晶體與非晶體,晶體類型、四種金屬晶體堆積模型、共價(jià)鍵、原子結(jié)構(gòu)(基態(tài)與激發(fā)態(tài)、電子云、原子軌道)、元素周期表/律(s、ρ、d區(qū),電離能、電負(fù)性)、共價(jià)鍵(鍵參數(shù))、分子立體結(jié)構(gòu)(價(jià)層電子對(duì)互斥、配合物理論)、分子的性質(zhì)(極性、手性)等等,均為高中化學(xué)與大學(xué)化學(xué)相互銜接的內(nèi)容[2]。1.3化學(xué)與技術(shù)高中化學(xué)所涉及的氨的主要用途、碳酸鈉的用途、索爾維制堿法、侯氏制堿法、離子交換膜電解槽的結(jié)構(gòu)、離子交換膜法電解氯化鈉制氫氧化鈉的原理、鋁在地殼中的含量、鋁的提取和冶煉、常見(jiàn)物質(zhì)的生產(chǎn)方法及流程,化學(xué)資源的開(kāi)發(fā)利用(海水制鹽、提溴)、表面活性劑、精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)過(guò)程等,在大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)的知識(shí)點(diǎn)均有體現(xiàn)。1.4實(shí)驗(yàn)化學(xué)高中化學(xué)中實(shí)驗(yàn)化學(xué)部分涉及的綠色化學(xué)、滴定曲線測(cè)繪、研究型實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容,在大學(xué)化學(xué)中各門實(shí)驗(yàn)教材中也均有體現(xiàn),只不過(guò)高中化學(xué)學(xué)習(xí)更注重于理論知識(shí)的積累,而大學(xué)化學(xué)的實(shí)驗(yàn)更注重于實(shí)踐與操作[3]。第2章大學(xué)化學(xué)中繼續(xù)深化的知識(shí)點(diǎn)在化學(xué)學(xué)習(xí)中,由于受到學(xué)生認(rèn)知能力的限制,許多知識(shí)要分散到不同階段的化學(xué)課程中螺旋式逐步進(jìn)行,因而知識(shí)間緊密的銜接關(guān)系往往在教材中被打破。這樣有些知識(shí)點(diǎn)就要等到大學(xué)期間,繼續(xù)深化學(xué)習(xí)高中化學(xué)中曾簡(jiǎn)單涉獵過(guò)的內(nèi)容,例如,在介紹分散系的分類時(shí),高中化學(xué)把分散系分為溶液、膠體、濁液三大類;大學(xué)化學(xué)中則把分散系分為溶液和膠體兩大類,而將濁液歸類為膠體的一種。兩種階段分類方法不一致,故分散系的分類這一知識(shí)點(diǎn)需在學(xué)習(xí)時(shí)予以注意。另外酸堿理論部分,高中化學(xué)與大學(xué)銜接的部分表現(xiàn)為高中化學(xué)中只講解了酸堿電離理論,給出了酸堿鹽的概念和水溶液中酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì),而大學(xué)化學(xué)是在酸堿電離理論基礎(chǔ)上著重介紹酸堿質(zhì)子理論,重新定義酸、堿、兩性物質(zhì),擴(kuò)大了酸、堿的范圍和酸堿反應(yīng)的范圍。在氧化還原反應(yīng)部分,對(duì)于高中階段學(xué)習(xí)的化合價(jià)概念,大學(xué)化學(xué)給出了更科學(xué)的定義,即氧化數(shù),這些都是大學(xué)化學(xué)對(duì)高中化學(xué)繼續(xù)深化的部分。在學(xué)習(xí)反應(yīng)速率時(shí),高中化學(xué)用單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)的量變化表示反應(yīng)速率,只是用平均速率來(lái)定義的。而大學(xué)化學(xué)則是以瞬時(shí)速率來(lái)表示,并考慮了反應(yīng)進(jìn)度。在介紹化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱時(shí),高中化學(xué)形象的用水位高低來(lái)向?qū)W生定性描述反應(yīng)物和生成物的能量關(guān)系,并用能量守恒解釋吸熱和放熱現(xiàn)象[4];大學(xué)化學(xué)提出狀態(tài)函數(shù)的概念,給出熱力學(xué)能U的定義,并給出熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式,以此定性計(jì)算反應(yīng)能量變化。在介紹影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素時(shí),高中化學(xué)同樣提到溫度、濃度、催化劑、反應(yīng)物狀態(tài)、固體表面積,也有待在大學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)中定量學(xué)習(xí)各影響因素的原理。下面也通過(guò)分析學(xué)習(xí)內(nèi)容中的幾大模塊來(lái)舉些實(shí)例,以闡釋大學(xué)化學(xué)中需繼續(xù)學(xué)習(xí)深化的知識(shí)點(diǎn):2.1化學(xué)反應(yīng)原理在介紹反應(yīng)熱時(shí),高中化學(xué)在化學(xué)反應(yīng)原理中在規(guī)定反應(yīng)系統(tǒng)壓力與外界壓力一致的條件下,將化學(xué)反應(yīng)中的能量變化稱為反應(yīng)熱或焓變,并規(guī)定焓的正負(fù);此外將25℃,10lkPa下1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定化合物時(shí)所放出的熱量定義為燃燒熱。大學(xué)化學(xué)則是根據(jù)反應(yīng)條件不同,把反應(yīng)熱分為定容過(guò)程和定壓過(guò)程反應(yīng)熱,焓變的定義更加精確化到標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變,計(jì)算的范圍擴(kuò)大到更多反應(yīng)狀態(tài)及過(guò)程,并引出標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。而在焓變的相關(guān)計(jì)算部分,高中化學(xué)利用Hess定律,通過(guò)方程式的疊加來(lái)間接計(jì)算反應(yīng)焓變;大學(xué)化學(xué)引入標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓,并運(yùn)用Hess定律直接計(jì)算反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。在化學(xué)平衡部分,高中化學(xué)學(xué)習(xí)平衡常數(shù)定義并計(jì)算,用實(shí)驗(yàn)對(duì)比定性總結(jié)出影響平衡移動(dòng)的因素;大學(xué)化學(xué)在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)定義,并針對(duì)不同的平衡態(tài)計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù),將平衡移動(dòng)的結(jié)果用公式定量計(jì)算。在高中化學(xué)課后資料欄目中,還介紹了溶度積常數(shù)、熵變與化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向、鋅銀電池等,這些內(nèi)容都為大學(xué)化學(xué)中相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)做了鋪墊,也是大學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)中需繼續(xù)深化的內(nèi)容[5]。2.2化學(xué)平衡高中化學(xué)《化學(xué)反應(yīng)原理》中學(xué)習(xí)平衡常數(shù)定義并計(jì)算,用實(shí)驗(yàn)對(duì)比定性總結(jié)出影響平衡移動(dòng)的因素;大學(xué)化學(xué)在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)定義,并針對(duì)不同的平衡態(tài)計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù),將平衡移動(dòng)的結(jié)果用公式定量計(jì)算。在高中化學(xué)課后資料欄目中,還介紹了溶度積常數(shù)、熵變與化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向、鋅銀電池等,為大學(xué)化學(xué)中相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)做了銜接。2.3物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)在介紹原子半徑時(shí),高中化學(xué)《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》中僅僅以主族元素為例進(jìn)行了分析,而大學(xué)化學(xué)還對(duì)副族元素半徑的變化情況進(jìn)行了介紹。在電離能部分,高中化學(xué)介紹了元素的第一電離能,大學(xué)化學(xué)還介紹了第二電離能。在介紹配離子中的化學(xué)鍵時(shí),高中化學(xué)通過(guò)向硫酸銅水溶液加入氨水的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀地介紹了配位鍵以及配合物的定義;而大學(xué)化學(xué)除給出定義外還比較系統(tǒng)地介紹了配合物的組成、命名、價(jià)鍵理論和晶體場(chǎng)理論。關(guān)于電子云這一概念,高中化學(xué)只給出s、p軌道電子云輪廓圖(界面圖),未給出d軌道的圖;而大學(xué)化學(xué)引入波函數(shù)概念,根據(jù)波函數(shù)對(duì)電子云定量分析,學(xué)習(xí)原子軌道角度分布圖、電子云的角度分布圖、電子云的空間分布圖等三種圖。2.4化學(xué)與生活在介紹維生素時(shí),高中化學(xué)《化學(xué)與生活》中著重以維生素C為例介紹了其性質(zhì)及對(duì)人體的重要作用;而大學(xué)化學(xué)則從整體上就維生素的作用進(jìn)行了介紹,所介紹的常用藥物的種類也要比中學(xué)的豐富。在介紹金屬腐蝕的防止時(shí),《化學(xué)與生活》簡(jiǎn)單提到可以通過(guò)犧牲陽(yáng)極保護(hù)法來(lái)保護(hù)金屬;而大學(xué)化學(xué)介紹的方法更全面,從金屬材料的選取,到保護(hù)層的覆蓋、緩蝕劑法以及電化學(xué)保護(hù)法均一一介紹。2.5化學(xué)與技術(shù)在介紹新型無(wú)機(jī)非金屬材料時(shí),高中化學(xué)《化學(xué)與技術(shù)》中簡(jiǎn)單介紹了其中的氮化硅陶瓷和碳化硅陶瓷;大學(xué)化學(xué)在此基礎(chǔ)上還詳細(xì)介紹了氧化鋁陶瓷和氧化鋯陶瓷。在介紹電化學(xué)腐蝕時(shí),大學(xué)化學(xué)除了高中所涉及的析氫腐蝕、吸氧腐蝕外,還介紹了金屬吸氧腐蝕中濃差腐蝕的原理及對(duì)材料的影響。在介紹金屬腐蝕的防止時(shí),《化學(xué)與技術(shù)》提到了電化學(xué)防護(hù)中的陰極保護(hù)法,而大學(xué)化學(xué)則全面介紹了多種防止腐蝕的方法。在金屬腐蝕的利用內(nèi)容中,《化學(xué)與技術(shù)》僅提到了化學(xué)蝕刻,大學(xué)化學(xué)中對(duì)此有詳細(xì)的介紹。綜上,大學(xué)化學(xué)中有許多知識(shí)點(diǎn)都是對(duì)高中化學(xué)的深化,認(rèn)真注意到這些與高中化學(xué)有銜接的知識(shí)點(diǎn)會(huì)使我們的學(xué)習(xí)事半功倍。第3章中學(xué)化學(xué)與大學(xué)化學(xué)的聯(lián)系的舉例說(shuō)明3.1酸堿溶液中的質(zhì)子方程[6]在高中化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中,對(duì)于很多計(jì)算題以及一些邏輯性問(wèn)題,經(jīng)常會(huì)用到物料平衡、電荷守恒、電子守恒等方法去求解和思考問(wèn)題,往往會(huì)使得問(wèn)題變得比較簡(jiǎn)單。尤其在酸堿溶液中,求解pH和討論離子共存等問(wèn)題中,頗為常見(jiàn)。下面通過(guò)一個(gè)例子來(lái)引出大學(xué)的知識(shí)。[例1]有cmol/L的Na2CO3溶液,求解其[H+]?高中思路:Na2CO3是一個(gè)強(qiáng)堿弱酸鹽,首先它要電離,每電離1molCO32-就會(huì)伴隨2molNa+,然而CO32-又要水解成HCO3-、H2CO3和OH-,Na+在溶液中一直保持不變,而且溶液保持電中性,于是我們可以通過(guò)物料守恒和電荷守恒來(lái)求出其[H+]。物料守恒:2[CO32-]+2[HCO3-]+2[H2CO3]=[Na+]電荷守恒:[H+]+[Na+]=[HCO3-]+2[CO32-]+[OH-]由上面所列的2個(gè)關(guān)系是可以得到:[H+]+[HCO3-]+2[H2CO3]=[OH-]此等式便是大學(xué)分析化學(xué)中所學(xué)習(xí)的質(zhì)子方程(PBE)。然而分析化學(xué)中列質(zhì)子方程的步驟為:先選擇溶液中大量存在并且參加質(zhì)子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)作為參考水平,然后判斷溶液中哪些物質(zhì)得到質(zhì)子,哪些物質(zhì)失去質(zhì)子,當(dāng)然總的得失質(zhì)子的物質(zhì)的量應(yīng)該相等,列出等式,即為質(zhì)子方程。3.2有機(jī)化學(xué)中烯烴的加成反應(yīng)高中化學(xué)中的烯烴加成反應(yīng),是指把有機(jī)物分子中雙鍵(或三鍵)兩端的原子與其他原子或原子團(tuán)直接結(jié)合成新化合物的反應(yīng)[7]。如溴的烯烴加成反應(yīng),但如果仔細(xì)思考一下,這個(gè)反應(yīng)并不嚴(yán)密,因?yàn)樗€可能存在另一種物質(zhì)CH3CH2CH2Br,然而在中學(xué)課程中只是強(qiáng)調(diào)這樣一個(gè)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律:即加成時(shí)以氫原子加到含氫多的碳原子上,而鹵原子加到含氫較少或不含氫的雙鍵碳原子上。而2種同分異構(gòu)體的生成是基于怎樣的原理?這就是在大學(xué)有機(jī)化學(xué)中所學(xué)到的碳正離子的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性馬爾科夫尼科夫規(guī)律。3.3電解過(guò)程中電極反應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)我們?cè)诟咧谢瘜W(xué)中學(xué)習(xí)了電解知識(shí),包括電解原理和電解的應(yīng)用,其中最熟悉的便是離子在溶液中的放電順序[8]。陰極陽(yáng)離子的放電順序:Ag+>Hg+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Na+>K+陽(yáng)極陰離子的放電順序:S2->I->Br->CI->OH->NO3->SO42-我們經(jīng)常用這個(gè)順序來(lái)判斷電解質(zhì)溶液中離子析出的先后順序,但是這個(gè)判定規(guī)則有一定的局限性。例如:25℃,電解含有Ag+、Cu2-、Zn2+的溶液,假設(shè)其濃度均為1mol/L,那么這幾種離子析出的先后順序又是什么樣的呢?從高中學(xué)習(xí)的知識(shí)來(lái)看其順序應(yīng)為:Ag→Cu→H2→Zn,但是這個(gè)結(jié)果具有一定局限性。因?yàn)檫@個(gè)答案只是從反應(yīng)的熱力學(xué)趨勢(shì)得出的結(jié)論,忽視了從動(dòng)力學(xué)的角度去考慮。如果全面地去考慮,就是大學(xué)物理化學(xué)中所說(shuō)的既要看電極電勢(shì)φ,還要看超電勢(shì)。例如,在中性溶液中時(shí),其析出順序?yàn)锳g→Cu→Zn→H2,因?yàn)镠+在Zn電極上有較大的超電勢(shì),所以H2后于Zn析出。因此在判斷溶液中金屬離子析出順序時(shí),應(yīng)該綜合考慮[9]。3.4溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響在大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)中,用標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)來(lái)衡量一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的程度,通過(guò)范特霍夫方程定量地表示溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響。范特霍夫方程表明溫度對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的影響與反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓有關(guān)。當(dāng)反應(yīng)吸熱時(shí),溫度升高則K增大,已達(dá)到平衡的化學(xué)反應(yīng)將向生成產(chǎn)物的方向移動(dòng);當(dāng)反應(yīng)放熱時(shí),溫度升高則減小,已達(dá)到平衡的化學(xué)反應(yīng)將向反應(yīng)物的方向移動(dòng)。而高中化學(xué)中學(xué)習(xí)的化學(xué)平衡是指在一定條件下的可逆反應(yīng),正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等,反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變[8]。其中溫度是影響化學(xué)平衡的一個(gè)重要因素,且服從勒夏特列平衡移動(dòng)原理:如果改變影響平衡的一個(gè)條件(溫度、壓力、濃度等),平衡就會(huì)向能減弱這種變化的方向移動(dòng)。其中溫度對(duì)平衡的影響可以總結(jié)為:升高溫度化學(xué)平衡向吸熱的方向移動(dòng),降低溫度化學(xué)平衡向放熱方向移動(dòng)。第4章高中化學(xué)與大學(xué)化學(xué)銜接的方式把握大學(xué)化學(xué)教材與中學(xué)化學(xué)教材有關(guān)知識(shí)之間的銜接,注意到大、中學(xué)化學(xué)知識(shí)的銜接點(diǎn)眾多,這些相銜接的知識(shí)點(diǎn)中往往有多種彼此交織在一起的銜接方式。本章重點(diǎn)解讀高中化學(xué)與大學(xué)化學(xué)銜接的方式。4.1生長(zhǎng)式所謂生長(zhǎng)式是指中學(xué)所涉及的知識(shí)點(diǎn)在大學(xué)階段進(jìn)一步學(xué)習(xí)時(shí),將在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)大知識(shí)點(diǎn)的外延,增加其內(nèi)涵,使學(xué)生更全面地認(rèn)識(shí)事物各方面的屬性,更深入地了解客觀規(guī)律在各種情境下的應(yīng)用?;蛟谠械母行哉J(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步抽象出更為本質(zhì)的屬性。它有3種主要的表現(xiàn)形態(tài)。4.1.1循序漸進(jìn)式以拓展知識(shí)點(diǎn)內(nèi)涵與外延為主的生長(zhǎng)方式可稱之為循序漸進(jìn)式。在中學(xué)階段受學(xué)生認(rèn)知能力、已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)時(shí)數(shù)的限制,學(xué)生主要學(xué)習(xí)一些物質(zhì)的最基本的屬性,掌握化學(xué)原理中最基本的規(guī)律。隨著學(xué)生認(rèn)知能力的提高和已有化學(xué)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的豐富,在大學(xué)將進(jìn)一步學(xué)習(xí)這些知識(shí)點(diǎn)的其他方面的屬性,更全面地了解化學(xué)原理的內(nèi)涵。如本文前幾章中例子,在中學(xué)階段,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)二氧化硫、三氧化硫的初步知識(shí),而在大學(xué)階段,將會(huì)進(jìn)一步學(xué)習(xí)硫的各種同素異形體、硫的氫化物、多硫化物、金屬硫化物等;中學(xué)階段僅要求學(xué)生簡(jiǎn)單地了解了原電池和電解池的工作原理,只要求學(xué)生寫出簡(jiǎn)單的電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式,而在大學(xué)階段將進(jìn)一步介紹電動(dòng)勢(shì)、能斯特方程和各種類型的電池,讓學(xué)生全面系統(tǒng)地了解電化學(xué)理論體系,了解電化學(xué)原理的應(yīng)用。這種銜接方式在大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)教材中非常普遍,這種呈現(xiàn)方式既符合知識(shí)本身的邏輯順序,又符合學(xué)生的認(rèn)知和心理發(fā)展順序,因此利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的建構(gòu)。4.1.2概括上升式中學(xué)化學(xué)教材并不完全根據(jù)知識(shí)的邏輯順序編排知識(shí)點(diǎn),而是分散滲透,穿插編排。大學(xué)生已具備了一定的分析歸納、整合知識(shí)、形成體系的能力。為此,在大學(xué)教材中,會(huì)按照一定思路將分散的知識(shí)點(diǎn)系統(tǒng)化,引導(dǎo)學(xué)生概括出相應(yīng)的知識(shí)體系,促進(jìn)學(xué)生形成良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)。這種銜接形式即為概括上升式。如,初中階段學(xué)生學(xué)習(xí)了溶液平衡,高中階段,在不同模塊以及不同章節(jié)中又學(xué)習(xí)了有關(guān)電離平衡、沉淀溶解平衡、鹽類水解平衡等知識(shí)。大學(xué)階段,則將這些知識(shí)統(tǒng)一歸于化學(xué)平衡原理知識(shí)體系中。概括上升式的另外一種表現(xiàn)形式是,在大學(xué)階段,將會(huì)引導(dǎo)學(xué)生在已有的中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上,感悟化學(xué)知識(shí)體系中蘊(yùn)藏著的豐富而深邃的化學(xué)思想,這些思想不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)必須具備的思想方法,而且對(duì)于學(xué)生人生觀、價(jià)值觀的形成,對(duì)于科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)具有獨(dú)特的作用[10]。4.1.3過(guò)程式中學(xué)是化學(xué)教育的基礎(chǔ)階段,很多概念或理論僅僅介紹了其內(nèi)涵與外延以及與其他概念、事物間的相互關(guān)系,而對(duì)這些概念和理論的形成過(guò)程并沒(méi)有揭示。大學(xué)化學(xué)教材中,將進(jìn)一步呈現(xiàn)這些概念、理論的形成過(guò)程以及過(guò)程材料,其目的是促使學(xué)生更深人地理解這些知識(shí),學(xué)習(xí)科學(xué)家的思維過(guò)程,感悟到科學(xué)是一個(gè)不斷發(fā)展、不斷探究的過(guò)程。這種銜接方式可稱為過(guò)程式銜接。如“相對(duì)原子質(zhì)量”,中學(xué)教材中僅給出了相關(guān)的結(jié)論[11]。大學(xué)化學(xué)教材中,不僅介紹了多核素元素相對(duì)原子質(zhì)量的計(jì)算公式,而且介紹了相對(duì)原子質(zhì)量的測(cè)量方法,說(shuō)明了元素相對(duì)原子質(zhì)量的測(cè)量準(zhǔn)確性與測(cè)量?jī)x器精度、樣品的來(lái)源以及取樣方法等有關(guān)。教材中還列出了道爾頓、貝采里烏斯和當(dāng)今相對(duì)原子質(zhì)量的對(duì)照表。這些過(guò)程材料的呈現(xiàn),讓學(xué)生進(jìn)一步理解相對(duì)原子質(zhì)量的內(nèi)涵,感悟到元素的相對(duì)原子質(zhì)量并不是一成不變的,它與研究方法、儀器設(shè)備等因素密切相關(guān),也將有助于學(xué)生形成科學(xué)是不斷發(fā)展的理念。4.2顛覆式大、中學(xué)化學(xué)教材中還存在這種現(xiàn)象:同一個(gè)知識(shí)點(diǎn)兩階段所闡述的內(nèi)涵和外延不一致,這種將知識(shí)點(diǎn)從內(nèi)涵到外延都作出改變的銜接方式叫做顛覆式。如在中學(xué)階段,學(xué)生通過(guò)金屬活動(dòng)性順序的學(xué)習(xí),會(huì)得出銅不能與鹽酸反應(yīng)的結(jié)論。而在大學(xué)階段,學(xué)生將會(huì)進(jìn)一步了解到銅在有空氣存在時(shí),可緩慢溶解于稀鹽酸中,還可與熱濃鹽酸作用;在中學(xué)階段,化合價(jià)有正負(fù)之分,而到大學(xué)階段,則認(rèn)為化合價(jià)沒(méi)有正負(fù)之分,有正負(fù)之分的是氧化數(shù)。在中學(xué)階段,學(xué)生已形成原子核外電子分層排布和有運(yùn)動(dòng)軌道的認(rèn)識(shí),而在大學(xué)階段,關(guān)于核外電子運(yùn)動(dòng)的描述則發(fā)生革命性的改變:能量是量子化的,電子的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有確定的軌跡,其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可用波函數(shù)來(lái)描述[12]。這類知識(shí)非常容易引起學(xué)生認(rèn)知上的混亂,已形成的思維定勢(shì)還會(huì)影響學(xué)生對(duì)大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)的內(nèi)化,是
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