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IB化学看学科思维的重要性

时间:2016-09-01  / 编辑:Randy

  2016年的IB大考就快要举行了,目前考生正处于紧张的备考状态,很多人都在拼命地刷真题,希望能在大考中获得好成绩。做为一名IB化学老师,我将结合IB的理念以及自身的实践来谈谈如何学好IB化学。

  很多学生都觉得IB化学的知识点很多很杂,要背诵的东西太多,抓不住要点。还有的学生觉得,老师上课讲的东西似乎都理解了,但在考试的时候难免会有种种疏忽,导致自己的成绩卡在boundary之间,时上时下,很难有突破。

  其实导致这些问题的根本原因在于学习方法。IB Learner profile中提到了十大培养目标,其中的思考者(thinkers)、知识渊博的人(Knowledgeable)、善于反思的人(Reflective)都与思维方法联系在一起。思维方法对于学科学习非常重要!

  化学从微观层面研究各种物质和化学反应。在学习IB化学时,首先要理解物质的粒子本质(particulate nature of matter),比如:物质是由微观粒子构成;粒子都在物质内部运动;粒子之间有间隙等等。

  虽然教科书上都配套了很多生动的图案来对其进行解释,但学生在理解上仍存在很大困难。这一困难会妨碍从微观到宏观的转变,会妨碍到后续的周期律 (periodicity)、化学键(chemical bonding)的学习。因此有相当一部分学生觉得对前面这几章不理解,似懂非懂,只能靠背诵来学习,学习效果自然是很差。

  在这里,笔者认为具有一些物理的知识背景对于化学学习而言很有帮助。化学所研究的对象最终是由物理微粒所构成的,科学学科之间是存在交叉性,化学的建模运用了很多物理知识。

  比如,学好周期律(periodicity)和化学键(chemical bonding)的一个关键是理解吸引力(attraction),如果能具有点电荷和库仑定律的相关知识,就会理解哪些因素会影响到吸引力,进行导致周期律的变化和各种性质的变化,学起来自然会轻松很多。

  技术的进步使得很多抽象的科学概念和模型能够可视化,帮助学生探索难以直接观察的现象。网上有很多这样的平台,比如科罗拉多大学开发的PhET项目(https://phet.colorado.edu),里面有很多免费有趣的、互动的仿真程序,涉及各个学科。在化学这一栏有很多交互式的Java程序,能够帮助大家理解物质的粒子本质,不妨试试。

  IB化学中有很多知识点要求学生能够描述和解释物质的理化性质。比如,化学键(chemical bonding)章节要求学生运用所学知识去比较和解释离子晶体、分子、金属、原子晶体的性质;再比如,有机化学要求学生掌握具有不同官能团 (functional group)的有机物的理化性质,并要求学生推导反应的机理(mechanism)。

  这些都是IB化学的难点,仅靠死记硬背是没有办法对其理解和运用的,机械记忆还有可能导致知识点出现错乱。物质的不同性质是由不同结构所造成,要理解和预测性质先要理解其结构。

  实物模型和计算机软件模拟都有助于更好地理解物质的结构。在这里給大家推荐一个免费的ChemSketch软件,在学习有机化学的时候,可以用它来画各种有机分子的三维模型,比较它们的性质,非常好用。

  接下来谈谈对于复习的建议。复习时,要先抓每章的核心概念,理清概念之间的脉络关系,这比理解概念本身更为重要,画思维导图的方法很有用。

  举个例子,能量(Energy)这一章的的核心概念是焓变(enthalpy change),由此延伸到焓变的测量方法:直接通过calorimetry实验来测量是一种方法,比如锌和硫酸铜的反应;有些反应则无法直接用实验来测量,比如碳酸氢钠分解成碳酸钠的反应,需要运用盖斯定律(Hess’s Law)。可以分别测量碳酸钠和盐酸反应以及碳酸氢钠和盐酸反应的焓变,再运用盖斯定律即可求出;此外,使用bond enthalpy(键焓)来估算反应的焓变也是一种需要掌握的方法。除了掌握以上几种测量焓变的方法,还要能够比较不同方法的局限之处。

  IB化学要求学生理解和运用所学知识,还要求他们对知识进行反思,对这点的考查在IA的实验报告和笔试中都有,比如经常会要求evaluate某个方法。在复习的时候,要对这一方面格外留意。

  IB课程的学习重在平时,很多学生在高一高二的时候只注重看笔记和做题,从不或是很少读教材,认为读书是浪费时间,岂不知这些功夫是不能省的。

  IB的教科书一般编得都很好,条理清晰,逻辑清楚,还有各种拓展阅读和重要提示,读起来也很有趣,更重要之处在于读书有助于培养和理清学科思维。在高三的时候,的确可以练一练真题,熟悉考题的风格和评分要点。

  我不提倡很早就开始练真题。我看到过相当一部分平时成绩没有那么优秀的学生,通过练真题在学校的模考中取得6分7分的成绩。但是,他们当中没有一个人能在最后的大考中取得那么高的分数,考出来分数的基本就是他们的平时水平。相反,我有一个学生,平时成绩虽然只有4、5分左右,但一直扎扎实实,最后在大考中拿到了7分。

  学习的道路上是没有捷径可言的,尤其是在IB这种难度很高的课程。

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