高中化學(xué)金屬元素教學(xué)的思考

【摘 要】高中化學(xué)教學(xué)中，學(xué)習(xí)化學(xué)以主要學(xué)習(xí)化學(xué)元素為基礎(chǔ)，金屬元素是重中之重。但在實(shí)際教學(xué)中教與學(xué)不能達(dá)到相對(duì)的“授收”平衡。本文主要從高中化學(xué)的教學(xué)總體狀況、化學(xué)教學(xué)思考和教學(xué)建議三個(gè)方面分析了教學(xué)方面的思考并提出了相應(yīng)的建議。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)教學(xué)思考 金屬元素 高中

【中圖分類號(hào)】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2014）16-0130-02

一 高中化學(xué)教學(xué)大背景下的金屬元素教學(xué)

1.從教師教學(xué)的角度分析

雖然新課程改革在不斷的推進(jìn)當(dāng)中，這股熱潮使教師們投入其中，但來自高考的壓力，為應(yīng)付高考，選擇應(yīng)試教育的方式，使用單一的教學(xué)方式來講授課本知識(shí)。在高中化學(xué)實(shí)際教學(xué)的現(xiàn)狀中，教師過于重教輕學(xué)，重知輕能，重結(jié)果輕過程，沒有將課堂知識(shí)點(diǎn)“活化”，只是簡(jiǎn)單地從課本上搬到課堂上，沒有進(jìn)一步的深入。舉例化學(xué)元素（金屬元素）的實(shí)事，羅列講述各自的反應(yīng)以及相關(guān)的方程式，讓學(xué)生死記硬背和生搬硬套的應(yīng)用。沒有具體明確課程目標(biāo)，采用簡(jiǎn)單的方式，單一的授課于學(xué)生。

2.從學(xué)生學(xué)習(xí)接受的角度分析

學(xué)生在課堂上的時(shí)間非常有限，據(jù)已有實(shí)驗(yàn)者分析得出，課堂中有效率的時(shí)間不到半個(gè)小時(shí)，或者說真正能起到效果的只有十分鐘，這十分鐘是記憶最深刻、效率最高的。對(duì)于其余的時(shí)間，大部分學(xué)生在接收教學(xué)內(nèi)容時(shí)，也只是停留在“知其一不知其二”的表面上。教師在課堂上講了很多內(nèi)容，可是實(shí)際接收的卻很少，真正理解透徹的更少。從已有問卷調(diào)查以及和學(xué)生談話中，了解到高中化學(xué)是學(xué)生認(rèn)為較頭疼的一門課，主要原因是要記的內(nèi)容太多且記不住，有些記住了也不會(huì)用。沒有一個(gè)系統(tǒng)邏輯性強(qiáng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，只是“雜亂無章”的知識(shí)堆積，長(zhǎng)此以往，學(xué)生便產(chǎn)生了化學(xué)學(xué)習(xí)難的厭學(xué)情緒。

二 高中化學(xué)金屬元素教學(xué)的若干思考

1.教學(xué)策略思考

《高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“通過以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣、強(qiáng)化科學(xué)探究的意識(shí)、促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力?！痹诨瘜W(xué)課堂中，教師要主動(dòng)創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，自主操作實(shí)驗(yàn)步驟、探究、觀察、發(fā)現(xiàn)、討論和感悟化學(xué)實(shí)驗(yàn)的變化和結(jié)果。在操作實(shí)驗(yàn)中樹立“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的哲學(xué)觀，培養(yǎng)探索科學(xué)知識(shí)的興趣，提高學(xué)生對(duì)化學(xué)金屬學(xué)習(xí)的積極性。

在化學(xué)學(xué)習(xí)中，大綱和教材中討論的化學(xué)元素雖然多于鈉、鋁、鐵和銅，但它們?nèi)匀皇侵刂兄兀Ｒ娪谏鐣?huì)生活、生產(chǎn)中且應(yīng)用廣泛。如鐵銹——三氧化二鐵——金屬的腐蝕，酸雨——二氧化硫——環(huán)境污染及防治，焊接鋼軌——鋁熱反應(yīng)——鐵的冶煉，自來水的殺菌消毒——氯氣——氯氣的制備，泡沫滅火器——鋁鹽和碳酸氫鹽的性質(zhì)——水解規(guī)律，清潔能源——?dú)錃狻磻?yīng)熱等。

通過清晰的課題結(jié)構(gòu)和課前提示來展開此次化學(xué)金屬元素的教學(xué)：第一，教學(xué)知識(shí)目標(biāo)。（1）表述出氧化鐵和氫氧化鐵、氧化鋁主要物理性；（2）使用化學(xué)方程式表示出其性質(zhì)及其性質(zhì)之間的差異；（3）使用化學(xué)方程式表示出氧化鐵和氫氧化鐵的性質(zhì)及其性質(zhì)之間的差異；（4）歸納其不同反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法；（5）舉例說出氧化鐵和氫氧化鐵、氧化鋁和鋁熱反應(yīng)的主要用途。第二，能力提升目標(biāo)。（1）通過實(shí)驗(yàn)提高動(dòng)手能力和觀察能力；（2）能用對(duì)比的方法認(rèn)識(shí)物質(zhì)異同，能用圖表歸納總結(jié)；（3）能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生活用教學(xué)知識(shí)的能力，提高綜合能力。第三，其他目標(biāo)。（1）通過實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和興趣，構(gòu)建探索科學(xué)的價(jià)值觀；（2）了解金屬元素在實(shí)際生活中的應(yīng)用，能做到舉一反三。

2.化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)中的思考

在化學(xué)學(xué)習(xí)中，要把化學(xué)元素作為一個(gè)整體來對(duì)待，在分類中，根據(jù)元素的原子結(jié)構(gòu)和元素原子價(jià)電子所處的能級(jí)，把元素分為了S、P、D、F四個(gè)區(qū)。以下選擇幾個(gè)實(shí)際應(yīng)用中典型的元素作為教學(xué)設(shè)計(jì)案例：

第一，鐵的實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用。

氧化鐵。問題引入：鐵在冷水或熱水中的反應(yīng)會(huì)一樣嗎？

自然界中的鐵元素主要以化合態(tài)存在，所以鐵的冶煉、鐵的合金、鐵質(zhì)材料的腐蝕和防腐等與鐵的化學(xué)相關(guān)知識(shí)已成為現(xiàn)代人的常識(shí)。鐵是人們最熟悉的金屬元素之一。它的常見化合價(jià)為+2和+3，最具特點(diǎn)的是，不僅不同價(jià)態(tài)的鐵離子在水溶液有著不同的顏色，在固態(tài)化合物中也能呈現(xiàn)出不同的顏色。當(dāng)和鐵離子相結(jié)合的離子或分子改變時(shí)，還能引起顏色的變化。

實(shí)驗(yàn)操作：準(zhǔn)備試管一支，將鐵放入試管中，倒入冷水，發(fā)現(xiàn)沒有反應(yīng)；用加熱方式，發(fā)現(xiàn)有反應(yīng)。方程式：3Fe+4H2O=Fe3O+4H2↑（加熱）；得出：在鐵與冷熱水的反應(yīng)中，發(fā)現(xiàn)活潑金屬常溫下與水劇烈反應(yīng)，中等活潑金屬在高溫條件下才能與水反應(yīng)。顯然，金屬與水的反應(yīng)條件及程度與金屬活動(dòng)性順序有關(guān)。日常生活中常常碰到鐵生銹的情況，可以通過鐵與酸性物反應(yīng)解除鐵銹問題。但鐵生銹不僅僅只靠水分，還有其他的外界因素和化學(xué)物質(zhì)，因而在教學(xué)時(shí)可以舉例生活中一些典型例子，亦不可忽略了其他因素的存在性。

第二，氫氧化鐵的制備實(shí)驗(yàn)。Fe（HO）2在空氣中易被氧氣氧化，與NaHO的反應(yīng)得不到白色沉淀，而只是灰綠色的Fe（HO）2水化合物。因而可以采取把溶液事先煮沸排除溶解的氧氣，溶液上方加有機(jī)溶劑，隔絕空氣中的氧氣，在氫氣的環(huán)境中反應(yīng)。使用加熱的方法，加大2價(jià)Fe或HO的濃度來反應(yīng)制備Fe（HO）2，觀察白色沉淀。

所以Fe（OH）2的制備和在空氣中逐步轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3的過程及Fe3+的檢驗(yàn)和鑒定實(shí)驗(yàn)探究，所包含的化學(xué)教育內(nèi)容，遠(yuǎn)不止于僅僅把握住鐵元素的變價(jià)性這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。

第三，鋁的實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用。

氧化鋁。地殼中的含量在金屬元素中居于首位，以鋁單質(zhì)為基體的純鋁和鋁合金應(yīng)用非常廣泛，是石油煉制和石油化工中主要的催化劑和載體，還用作空氣及其他氣體的脫濕劑，變壓器油和透平油的脫酸劑。其密度小、絕熱性好、熱容量小、耐腐蝕性好，是一種能進(jìn)行催化脫水、消除、加成、縮合、環(huán)氧化物開環(huán)、氧化和還原反應(yīng)的試劑。

Al在純氧中的燃燒和Al在NaHO中的反應(yīng)表明元素的金屬性強(qiáng)弱和它的氫氧化物的酸堿性并不直接相關(guān)。此外，在化合物中，鋁的化合價(jià)可以有+l和+3兩種，但是常見的只有+3價(jià)。探索鋁金屬活動(dòng)性規(guī)律以及觀察不同條件的變化，增加生活中鋁化合物的應(yīng)用認(rèn)識(shí)。

鋁熱反應(yīng)。鋁熱反應(yīng)常用于冶煉高熔點(diǎn)的金屬，它是一個(gè)放熱反應(yīng)，常被用于制作燃燒彈，可以熔穿裝甲；鋁熱法廣泛運(yùn)用于焊接搶險(xiǎn)工程之中。

氧化鐵：2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe（高溫）

四氧化三鐵：8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe（高溫）

二氧化錳：4Al+3MnO2=2Al2O3+3Mn（高溫）

相反，當(dāng)鋁粉跟這些金屬氧化物反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生足夠的熱量，使被還原的金屬在較高溫度下呈熔融狀態(tài)，跟形成的熔渣分離開來，從而獲得較純的金屬。在工業(yè)上常用這種方法冶煉難熔的金屬，如釩、鉻、錳等。

三 教學(xué)建議

在化學(xué)教學(xué)中，通過對(duì)化學(xué)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、變化所伴隨的性質(zhì)變化的探究，發(fā)現(xiàn)和揭露了化學(xué)物質(zhì)的“個(gè)性”，在此基礎(chǔ)上開展的實(shí)驗(yàn)和理論工作，成了化學(xué)學(xué)科的基本特征和獨(dú)特的科學(xué)視角。要想提高元素化合物學(xué)習(xí)的效率，針對(duì)元素化合物知識(shí)的特點(diǎn)，使學(xué)生掌握相應(yīng)的學(xué)習(xí)策略是關(guān)鍵。（1）采用教學(xué)類比、聯(lián)想、圖解等精加工策略，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)金屬元素知識(shí)點(diǎn)的長(zhǎng)久記憶和理論聯(lián)想實(shí)際應(yīng)用；（2）根據(jù)元素化合物知識(shí)內(nèi)在的規(guī)律和有序性，遵循一定的順序，按照特定的線索和步驟去探索有序思維策略，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)的有序思維，有助于學(xué)生從宏觀上整體把握知識(shí)內(nèi)容和結(jié)構(gòu)；（3）采用能力架構(gòu)策略，促使學(xué)生形成多種能力的有機(jī)系統(tǒng)，培養(yǎng)個(gè)體對(duì)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑺季S能力、自學(xué)能力等。

化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中涉及的金屬元素和非金屬元素遠(yuǎn)不止于此。教師在金屬元素教學(xué)中，要著重例舉實(shí)際生活中典型應(yīng)用的例子，避免部分金屬性質(zhì)的不規(guī)律性與規(guī)律性金屬混淆講解，合理的分類和著重的講解都有助于學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)金屬元素知識(shí)。

參考文獻(xiàn)

[1]祖新燕.高中化學(xué)金屬元素教學(xué)思考[J].中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2009（12）

[2]王峰婷.金屬化學(xué)性質(zhì)的教學(xué)設(shè)計(jì)——人教版高中化學(xué)必修一第二課時(shí)[J].新課程研究（上旬刊），2012（12）

〔責(zé)任編輯：高照〕