新課程理念下元素化合物的教學實踐探索

楊伏勇

摘要：元素化合物知識是中學化學學習的主干內(nèi)容，整個化學必修1教材的主要組成部分。在新課程理念下探索如何有效開展元素化合物知識的教學，具有重要的意義和價值。文章以魯科版《化學1》第3章第1節(jié)“碳的多樣性”第1課時的教學為例，闡述新課程理念下，多種教學方法并用激發(fā)學生學習積極性，引導學生運用元素觀和科學探究的基本方法開展元素化合物教學的基本思路。

關鍵詞：元素化合物；學習積極性；元素觀；科學探究的基本方法

文章編號：1008-0546（2014）02-0031-03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.02.011

傳統(tǒng)的元素化合物教學，主要是以教師為活動中心，采用“教師講授—學生接受”的教學模式，以“結(jié)構-性質(zhì)-制備-用途”為主線對單質(zhì)及其化合物進行學習。在這種教學模式下，學生始終處于被動學習，對元素化合物知識的接受效率較低、應用能力較弱。在新課程背景下，作為中學化學教師，如何在新課程理念的指導下，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，激發(fā)學生學習的積極性，用科學的方法論去指導教學過程，讓學生在輕松的氛圍中達成教學的三維目標，是我們一直要不斷探索的課題。本文通過“碳的多樣性”一節(jié)的教學實例和大家一同探討元素化合物的教學。

一、教材分析和教學要求

碳及其化合物廣泛存在于自然界中，普遍應用于我們的生產(chǎn)、生活實際，自然界和生活中很多現(xiàn)象都與其性質(zhì)息息相關。碳及其部分化合物的性質(zhì)在初中化學已經(jīng)有所涉及，本節(jié)教材在初中化學知識的基礎上，進一步探討碳及其化合物的多樣性。通過介紹碳的三種同素異形體金剛石、石墨、C60的物理性質(zhì)和微觀結(jié)構，體現(xiàn)碳單質(zhì)的多樣性；通過介紹種類繁多的含碳化合物，重點探究碳酸鈉、碳酸氫鈉的性質(zhì)，認識碳酸鹽與碳酸氫鹽性質(zhì)的異同點，體現(xiàn)碳的化合物的多樣性。福建省普通高中新課程教學要求·化學[1]提出本課題的教學目標是：了解同素異形體的概念，知道碳有三種同素異形體；了解碳酸鈉、碳酸氫鈉的物理性質(zhì)和用途，能夠?qū)μ妓徕c、碳酸氫鈉的化學性質(zhì)比較（與酸反應、熱穩(wěn)定性）。

二、教學環(huán)節(jié)及評析

本節(jié)課的教學設計試圖基于新課程理念的指導，以學生為主體，充分發(fā)揮教師在教學過程中的主導地位，采用多種教學策略，激發(fā)學生學習的積極性，引導學生運用元素觀和科學探究的基本方法對碳及其化合物展開知識構建，期間采用自主閱讀、小組討論、實驗探究等多種方式展開教與學的活動，最終達成教學的三維目標。

1. 情景引入——從“美”字說起

教學設計思路：

【幻燈片】展示一組美麗的圖片：美麗的珊瑚，精美的鉆石，秀美的溶洞奇觀，妍婉秀美的傳世名帖《蘭亭序》

【設置問題】上述展示的物質(zhì)中都含有同一元素，該元素是？

評析：著名教育學家蘇霍姆林斯基說：“如果教師不想辦法使學生產(chǎn)生情緒高昂和智力振奮的內(nèi)心狀態(tài)，就急于傳授知識，那么這種知識只能使人產(chǎn)生冷漠的態(tài)度，給不動感情的腦力勞動帶來疲勞?！敝袊灿幸痪渌自挘骸昂玫拈_始是成功的一半”，有效的課堂導入能在某種程度上決定整堂課是否能順利進行。一節(jié)優(yōu)秀的課例在剛開始就應該能夠起到畫龍點睛的作用，指明本節(jié)課的主題，迅速調(diào)動起學生學習的積極性，并且能夠很自然過渡到教學的主體內(nèi)容上去。課堂導入的方法有很多，例如：故事、新聞背景，視頻、圖片引入，復習回顧，開門見山等多種方式。本節(jié)課采用圖片引入式，通過一組精美的圖片，讓學生享受視角的盛宴，激發(fā)學生學習的積極性；隨后，設置的問題把學生引向本節(jié)課的學習主題，同時也激發(fā)了學生進一步學習的欲望，進而自然過渡到本節(jié)課的主題教學。

2. “碳元素的存在形式”教學——走進生活

教學設計思路：

【小組合作活動】主題：走進生活

請同學們以2人小組為單位，試著寫出生活中常見的或自己熟悉的一些含碳物質(zhì)。

【師生互動】各小組匯報合作成果，教師帶領學生對相關物質(zhì)從物質(zhì)組成的角度進行歸類、總結(jié)（按單質(zhì)、氧化物、酸、鹽、有機物等歸類）。

評析：化學來源于生活，生活中處處有化學。高中化學新課程標準[2]在課程的基本理念中也提到“從學生已有的經(jīng)驗和將要經(jīng)歷的社會生活實際出發(fā)，幫助學生認識化學與人類生活的密切關系，關注人類面臨的與化學相關的社會問題，培養(yǎng)學生的社會責任感、參與意識和決策能力”。在本節(jié)教學中，教師采用讓學生從生活中去尋找含碳的相關物質(zhì)，在此過程中讓學生去體驗碳及其化合物的多樣性以及身邊處處都是化學物質(zhì)，從而意識到學好化學的重要性。具體的實施方法采用的是小組合作的方式。小組合作學習是新課程理念中所倡導的重要學習方式。在小組合作學習中，能夠充分突出學生的主體地位，培養(yǎng)學生主動參與的意識，提高了學生的自學能力、合作能力、語言表達能力和競爭能力等，并且可以使學生在學習中體會成功的喜悅，增強學生的自信心。最后在教師的引導下，師生完成對生活中含碳物質(zhì)的分類，按著“單質(zhì)—氧化物——酸——鹽”和“無機物——有機物”的思路進行歸類，充分體現(xiàn)了化學教學中的元素觀。通過元素觀的滲透，讓學生體會：物質(zhì)是由元素組成的，一種元素可以組成多類物質(zhì)，體現(xiàn)元素組成物質(zhì)的多樣性和統(tǒng)一性。讓學生學會：研究一種元素時，可以從它的單質(zhì)再到氧化物、酸、堿、鹽這條主線開展下去，進而研究相應物質(zhì)的物理和化學性質(zhì)，再到它們之間的轉(zhuǎn)化關系，促進學生對元素化合物知識的自主建構。

3. “碳酸鈉和碳酸氫鈉性質(zhì)”教學——走進探究式實驗

教學設計思路：

【知識回顧】研究物質(zhì)性質(zhì)的基本方法和基本程序。

【探究活動的開展】1.觀察Na2CO3和NaHCO3的外觀，學習碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質(zhì)。

2.預測Na2CO3和NaHCO3的化學性質(zhì)。引導學生從物質(zhì)組成的角度把兩種物質(zhì)歸類，通過鹽類的通性以及碳酸鈣的性質(zhì)去預測二者所具有的性質(zhì)。endprint

3.在教師指導下，制定探究實驗方案（二者與鹽酸、澄清石灰水、NaOH溶液、BaCl2溶液反應以及熱穩(wěn)定性），分小組開展實驗探究。

4.在實驗的基礎上進行總結(jié)，分小組匯報實驗成果，在教師的引導下，學生歸納總結(jié)Na2CO3和NaHCO3的化學性質(zhì)。

【探究插曲】部分學生發(fā)現(xiàn)在NaHCO3溶液中加入BaCl2溶液也可以產(chǎn)生白色渾濁，和學生已有的認知產(chǎn)生沖突，教師首先對學生觀察到的現(xiàn)象給予肯定，由于其原因的解釋涉及到較多的反應原理知識，暫時還無法直接給予詳細的解答。教師首先引導學生尊重實驗事實，感興趣的同學課后通過查閱書籍或網(wǎng)絡先做簡單的了解。

評析：法國著名生理學家貝爾納曾深有體會地說：“良好的方法能使我們更好地發(fā)揮天賦的才能，而拙劣的方法則可能阻礙才能的發(fā)揮?！备咧谢瘜W新課程標準在課程的內(nèi)容標準中提到“初步掌握化學實驗基本技能，體驗和了解化學科學研究的一般過程和方法，認識實驗在化學學習和研究中的重要作用。”傳統(tǒng)的元素化合物知識教學僅能使學生短暫的獲取相關知識，而不能激發(fā)學生學習的積極性。新課程中倡導學生利用科學的探究程序和方法去研究相關物質(zhì)的性質(zhì)，不僅學到了知識，也體驗了科學探究的一般過程，更加激發(fā)了學生學習的積極性。本塊內(nèi)容首先在教師引導下通過學生回顧研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序和方法，進而在科學方法論的指導下展開對碳酸鈉和碳酸氫鈉性質(zhì)的探究，采用實驗、觀察、分類、比較、小組合作等多種方法于一體，最后在教師引導下，各小組協(xié)作完成對碳酸鈉和碳酸氫鈉性質(zhì)的歸納。在探究過程中，出現(xiàn)了和預測結(jié)果所不一樣的實驗現(xiàn)象，教師及時肯定學生的實驗現(xiàn)象，培養(yǎng)學生尊重實驗事實的科學態(tài)度，引導學生去自主探究、自主解決問題，讓學生對科學探究的過程有了更為深刻的了解。

4. “多種多樣的碳單質(zhì)”教學——小組課外合作活動

教學設計思路：

【活動內(nèi)容】同學們利用課下時間閱讀課本相關內(nèi)容，以4人小組為單位解決下列問題，下節(jié)課分小組進行匯報。

（1）碳的各種單質(zhì)的物理性質(zhì)？（2）碳的各種單質(zhì)物理性質(zhì)差異的原因？（3）碳的各種單質(zhì)化學性質(zhì)是否相同？（4）什么是同素異形體？

評析：小組課外合作活動是課堂教學的延伸和擴展。作為一種學習方式，和課內(nèi)學習相比，它不受課堂時間和空間的限制，學生有更多的自主性和選擇性。它是激發(fā)學生學科興趣、提高學習積極性、培養(yǎng)學生自主學習能力和合作探究能力的一條重要途徑。化學小組課外合作活動的形式可以采用課外閱讀、化學制作（模型、標本等）、化學實驗活動等。在這節(jié)課的教學中，由于碳單質(zhì)的內(nèi)容初中已經(jīng)有所涉及且難度相對較小，在課堂教學時間相對緊張的情況下，筆者采取小組課外合作活動的形式讓學生先自主合作學習，利用下節(jié)課時間以小組匯報的形式完成本塊教學。這樣的安排，既解決了本節(jié)課教學時間較為緊張，難以把全部知識當堂完成的問題，又充分鍛煉了學生自學、合作、解決問題的能力。

三、教學總結(jié)

本節(jié)課的教學，筆者首先通過精美圖片去創(chuàng)設問題情境引入本節(jié)課的主題同時激發(fā)學生繼續(xù)學習的興趣，再通過設置學生小組合作活動走進生活中去尋找含碳物質(zhì)，讓學生自主建構碳的元素線。由于本節(jié)課的重點是碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)，故筆者在教學時對教材內(nèi)容體系進行了適當?shù)恼{(diào)整，把課堂的主體時間用來探究二者的性質(zhì)。在碳酸鈉和碳酸氫鈉性質(zhì)的學習上，筆者引導學生充分利用方法線，以研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序為線索，以分組探究實驗為載體，采用多種科學研究方法于一體，對兩種物質(zhì)進行共性和特性的學習。對于碳單質(zhì)的學習，靈活采用了小組課外合作活動的學習形式，作為課堂教學的有效補充。作為一節(jié)市級公開課，通過實際的教學效果來看，在整節(jié)課中學生有較高的學習積極性，整個教學過程能夠充分體現(xiàn)“以學生為主體，教師為主導”的新課程理念，滲透學習元素化合物知識的科學學習方法，實現(xiàn)三維教學目標。結(jié)合本節(jié)課的教學以及對元素化合物教學的課堂實踐，筆者在此談三個方面的內(nèi)容。

1. 學生學習積極性的激發(fā)

偉大的科學家愛因斯坦說過：“興趣是最好的老師。”如果一個人對某事物有了強烈的興趣，他就會積極主動的去關注、去認識、去研究，并在這個過程中產(chǎn)生愉快的情緒和體驗，從而更好地去掌握相關知識。作為化學教師，我們要采用各種方法去激發(fā)學生對化學學科的熱愛，提高他們學習化學的興趣。例如：良好師生關系的建立，引人入勝的課堂教學（如：精彩的課堂引入，豐富多樣小組活動和探究實驗的開展，對學生適時的鼓勵性評價等），形式多樣的課外活動的開展等?？傊瑢W習興趣，它是主動學習的前提，參與探究活動的動力，也是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神的源泉，我們必須重視對學生興趣的培養(yǎng)和科學引導。

2. 學生元素觀的建立

正是因為人類對化學元素的認識，才使人類對物質(zhì)世界形成了條理有序的認識。作為學生，如果沒有建立起元素觀，那么他對物質(zhì)世界的認識則是零零散散和混亂無序的。當他接觸到眾多的單質(zhì)、化合物時，他將力不從心、無所適從。新課程標準中提到讓學生形成有關化學科學的基本觀念。在教學中，教師要引導學生建立元素觀：物質(zhì)是由元素組成的，有限的元素組成了成千上萬的化學物質(zhì)，物質(zhì)可以按照元素組成進行分類，每一類物質(zhì)具有它們的通性，物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化本質(zhì)是元素原子間的重新組合。學生通過元素觀的建立，能用元素的觀點認識物質(zhì)，建立起相應的元素家族，例如：金屬元素—相應單質(zhì)—氧化物—堿—鹽；非金屬元素—相應單質(zhì)—氧化物—氫化物—含氧酸—鹽。結(jié)合科學研究的基本方法對典型物質(zhì)性質(zhì)進行學習，就會很容易建立起家族內(nèi)各類物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關系，從而達到元素化合物知識由點到線再到面的系統(tǒng)建構。

3. 讓學生掌握科學探究的基本方法

通過元素觀的建立，學生理清了元素與物質(zhì)之間的關系，學會了建立相應的元素家族。那么如何去研究物質(zhì)的具體性質(zhì)呢？這就需要方法論的指導。通過對研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序的學習，可以讓學生掌握科學探究的一般順序，指導學生該如何去做。分類的方法和價態(tài)的規(guī)律可以指導學生如何對物質(zhì)的性質(zhì)進行預測。運用分類的方法，分門別類地對物質(zhì)及其變化進行研究，可以總結(jié)出各類物質(zhì)的一般性質(zhì)和特性。運用價態(tài)的規(guī)律我們可以預測物質(zhì)可能具有的氧化和還原性，更好地認識同種元素不同價態(tài)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化以及如何轉(zhuǎn)化。通過實驗和觀察的方法，我們可以去驗證我們的預測結(jié)果，探索物質(zhì)未知的性質(zhì)，進而得到物質(zhì)所具有的物質(zhì)通性、氧化還原性質(zhì)和特性。通過比較的方法，認識物質(zhì)性質(zhì)之間的異同，有利于更好的對物質(zhì)性質(zhì)的理解。

學生一旦樹立了元素觀，掌握了科學探究的基本方法，對學生來講，元素化合物知識的學習將是在教師的引導下，充分發(fā)揮自身的主觀能動性，采用科學的探究方法，從被動學習變?yōu)橹鲃訉W習，對元素化合物知識的一個自主建構過程，進而達成教學的三維目標。以上是本人對元素化合物教學的一些初淺認識，如何更好地落實元素化合物教學中的三維目標，還有待于老師們的不斷探索和總結(jié)。

參考文獻

[1] 福建省普通高中新課程實驗工作領導小組辦公室.福建省普通高中新課程教學要求·化學[M].福州：福建教育出版社，2008：8

[2] 中華人民共和國教育部制定.普通高中化學課程標準（實驗）[M].北京：人民教育出版社，2003endprint