引导学生从元素视角认识物质的教学策略.doc
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1、引导学生从元素视角认识物质的教学策略作为高中化学新课程内容的重要组成部分,化学1模块中的无机元素化合物知识选择以典型的元素及其重要化合物为代表,将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中,通过实验探究来学习物质的性质。然而在教学实践中,教师普遍感觉教学效果不理想1,学生也常常感觉元素化合物知识“好学”,但难以记忆。究其原因,主要有:第一,学生要在化学1模块集中学习大量的元素化合物知识,其知识本身具有庞杂、零散的特点;第二,化学1阶段元素化合物知识被编排在原子结构与元素周期律之前,关于物质性质的学习主要是基于实验现象的分析与总结,不能从结构出发来推断或解释,而基于实验获得的知识
2、是感性的,且有些内容又容易混淆;第三,元素化合物知识应用方面的内容较为广泛,许多知识只能作为常识性介绍。现实中,学生对物质性质及应用的学习大多停留在对实验事实的感知与记忆水平,由于缺乏对元素化合物知识内在联系及其所蕴含的学科观念与方法的理解,导致学生在处理实际问题时往往缺乏思考或求解问题的基本思路2。为此,帮助学生建立起研究和认识物质性质的思路与方法、加强从元素视角认识物质及其转化以建立元素化合物知识的内在联系,就显得尤为重要。1 构建从元素视角认识物质及其转化的思考框架在化学1阶段,应如何帮助学生建构无机元素化合物知识体系?从学科知识的角度看,无机元素化合物知识注重“物质性质及应用”的学习,
3、其中“物质性质”是核心,物质性质决定了物质的用途、制法、保存等,不认识物质性质,就不可能理解物质的应用。而物质的性质是由其元素组成和内部结构所决定的,不从组成和结构角度认识物质性质,就难以形成对物质性质的深入理解。从中学阶段无机元素化合物知识的编排看,学生对无机元素化合物知识的学习是逐步发展的。初中阶段元素化合物知识以物质为中心,学习典型物质(如氧气、二氧化碳)的性质、制法及用途等,以典型代表物学习一类物质(金属、酸、碱、盐)的性质等。高中化学1阶段元素化合物知识注重以元素为核心,通过核心元素将其单质及其化合物知识组织起来,学习含有同种元素不同物质的重要性质及相互转化关系;高中化学2阶段,借助
4、元素周期表和周期律对元素化合物知识进行整合,建立以周期、族为系列形成对物质性质递变规律的认识3,建立不同元素及其物质性质等知识的联系。限于化学1阶段元素化合物知识的编排特点和学生的认识发展水平,有必要加强从元素视角认识物质及其转化(见表1),即要加强对元素与物质性质、物质分类、物质之间的转化等学科实质性问题的认识,发挥“元素观”对元素化合物知识学习的指导作用,帮助学生逐步领会和运用“元素观”来分析解释问题,增进学生对化学知识的理解。作为中学化学的核心观念之一,“元素观”是从元素视角对物质及其化学变化本质的深层次理解4,5,大致包括三方面含义:一是对元素的认识,包括什么是元素、元素的种类、元素的
5、性质等。就元素的性质而言,还涉及元素之间的差异、元素性质的周期性、一类元素性质的相似性等。二是从元素视角看物质,即元素与物质有什么关系,具体包括元素组成与物质的分类、性质有什么关系等。三是从元素角度看化学反应,即元素与化学反应有什么关系,在化学反应中元素种类是否发生变化、含有同种元素的不同物质之间的转化存在什么规律等。在化学1阶段,强调从元素的视角认识物质,就是要对元素与物质性质的关系有深入的了解,这包括两个层面:一是从元素视角认识物质的“个性”,即认识物质的性质与组成物质的元素种类、元素形态(化合价、相邻元素的结合方式、分子中元素间的相互作用等)密切相关6。对于简单的化合物或单质,元素组成对
6、于物质的性质甚至起着决定性的作用。具体为:(1)物质元素组成上的细微差别,会引起物质性质上的巨大差异。如氧化铝、氢氧化铝、铝盐虽然都含有铝元素,但因元素组成不同而其性质不同;氧化钠、氧化铝、氧化铁,虽然都是氧化物,但由于组成氧化物的金属元素不同,其性质不同。(2)组成物质的元素种类相同但其形态不同,物质性质不同。如氢氧化铁、氢氧化亚铁虽然含有相同的组成元素,但由于其中铁元素的价态不同,两者的性质不同。二是从元素视角认识物质的“共性”,即认识基于物质元素组成可以将纯净物进行分类,基于物质类别认识同类物质具有相似的性质,如氧化铜、氧化铁都是金属氧化物,它们都能与盐酸发生反应。从元素的视角认识物质间
7、的转化,就是要以元素为核心,认识含有同种元素不同物质之间的转化规律,建立某一元素的不同物质之间的联系,形成相应的知识结构,这包括两方面:一是同一元素相同价态不同物质间的转化,如Al2O3Al(OH)3之间的转化、Fe2O3FeCl3Fe(OH)3之间的转化等;二是同一元素不同价态物质之间的转化,如FeFe2+Fe3+之间的转化。借助表1中的思考框架,可以帮助学生建立研究物质性质、研究物质间转化的基本思路与方法,即通过实验的方法,从物质分类、氧化还原角度来认识物质性质7。具体地说,从金属(或非金属)、氧化物、碱(或酸)、盐等物质类别所具有的通性预测某个具体物质可能具有的性质,从物质所含元素的化合
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