談高中化學(xué)元素觀的教學(xué)功能及教學(xué)方法

摘要：指出高中階段中的“化學(xué)元素觀”是在初中化學(xué)和高中各年級(jí)化學(xué)教學(xué)基礎(chǔ)上通過不斷概括、提煉、建構(gòu)起來的觀念體系，論述了高中化學(xué)元素觀的內(nèi)涵及其教學(xué)功能，提出了以化學(xué)元素觀促進(jìn)元素化合物知識(shí)結(jié)構(gòu)化的教學(xué)方法。

關(guān)鍵詞：化學(xué)元素觀；教學(xué)功能；結(jié)構(gòu)化

文章編號(hào)：1005–6629（2014）6–0022–04 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1 問題的提出

元素化合物知識(shí)是中學(xué)化學(xué)的基本知識(shí)，它本身具有內(nèi)容多、分布廣、瑣碎的特點(diǎn)，需要記住內(nèi)容多，而且易忘。所以一直以來都是教學(xué)的難點(diǎn)，學(xué)生很難自主地將已經(jīng)學(xué)習(xí)過的有限的元素化合物知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化，也常感覺自己把內(nèi)容都記住了，但到了解決問題時(shí)卻束手無策，難以提取所需要的知識(shí)。如何能讓學(xué)生學(xué)會(huì)構(gòu)建系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，真正使零散、孤立的知識(shí)變得有序、清晰呢？以化學(xué)元素觀為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)化元素化合物知識(shí)是解決上述問題的有效途徑之一。

2 高中化學(xué)教學(xué)中的化學(xué)元素觀內(nèi)涵和教學(xué)功能分析

化學(xué)元素觀是化學(xué)觀念中的核心觀念，關(guān)于化學(xué)元素觀國內(nèi)有許多學(xué)者作過論述。朱玉軍認(rèn)為：“元素觀和微粒觀是對(duì)世界本原的回答，同時(shí)體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科有別于其他學(xué)科的獨(dú)特的元素視角和在原子、分子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及變化的具有定義作用的特征，可以涵蓋化學(xué)元素，元素周期表（律），原子、分子、離子，化學(xué)鍵和分子間作用力（微粒的結(jié)合方式和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)），物質(zhì)的多樣性取決于構(gòu)成的微粒及其結(jié)合方式（結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)），生命的化學(xué)元素基礎(chǔ)等主題[1]”；梁永平提出化學(xué)元素觀的基本內(nèi)涵包括五個(gè)方面：（1）物質(zhì)都是由元素組成的；（2）物質(zhì)可以按照元素組成進(jìn)行分類；（3）化學(xué)式表示物質(zhì)的元素組成；（4）物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化本質(zhì)是元素原子間的重新組合；（5）元素是同一類原子的總稱[2]；何彩霞也提出“元素觀大致包括三方面含義：一是對(duì)元素的認(rèn)識(shí)，包括什么是元素、元素的種類、元素的性質(zhì)等。二是從元素視角看物質(zhì)，即元素與物質(zhì)有什么關(guān)系，具體包括元素組成與物質(zhì)的分類、性質(zhì)有什么關(guān)系等。三是從元素角度看化學(xué)反應(yīng)，即元素與化學(xué)反應(yīng)有什么關(guān)系，在化學(xué)反應(yīng)中元素種類是否發(fā)生變化、含有同種元素的不同物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化存在什么規(guī)律等[3]”；王磊等指出元素化合物知識(shí)的教學(xué)功能有三方面：（1）元素化合物知識(shí)承載著落實(shí)STSE教育的重要功能；（2）元素化合物知識(shí)學(xué)習(xí)有助于學(xué)生深化理解基本概念和理論；（3）元素化合物知識(shí)學(xué)習(xí)是培養(yǎng)和提高學(xué)生化學(xué)學(xué)科能力的重要途徑[4]。

筆者綜合以上論述認(rèn)為：化學(xué)元素觀是化學(xué)有別于其他學(xué)科的特有觀念，在化學(xué)基本觀念中處于核心地位，也是其他化學(xué)觀念的基礎(chǔ)，它作為邏輯主干使零散的元素化合物知識(shí)得以貫通、概括、提升、結(jié)構(gòu)化和系統(tǒng)化，能為學(xué)生深刻理解化學(xué)知識(shí)提供基本框架。高中階段中的“化學(xué)元素觀”在初中化學(xué)和高中各年級(jí)化學(xué)教學(xué)基礎(chǔ)上通過不斷概括、提煉、建構(gòu)起來的觀念體系，教學(xué)中強(qiáng)調(diào)用化學(xué)元素觀分析和結(jié)構(gòu)化元素化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化和應(yīng)用。高中化學(xué)教學(xué)中的化學(xué)元素觀內(nèi)涵、教學(xué)功能研究如下：

2.1 高中化學(xué)教學(xué)中化學(xué)元素觀的內(nèi)涵

2.1.1 元素是組成物質(zhì)的基本單元，元素的有限性決定了無限、多樣性物質(zhì)的有序性

元素的本來意義是物質(zhì)的基本單元，是世間萬物的組成者，即物質(zhì)統(tǒng)一性的表現(xiàn)。種類浩繁的物質(zhì)世界只是一百多種元素組合而成的，每種物質(zhì)只是由少數(shù)幾種基本元素按照不同的方法組合而成。出于人們學(xué)習(xí)和研究的需要，物質(zhì)按組成元素進(jìn)行分類，體現(xiàn)出人類認(rèn)識(shí)物質(zhì)的有序性。如無機(jī)物分為單質(zhì)和化合物，化合物分為有機(jī)化合物和無機(jī)化合物，無機(jī)化合物包括氧化物、酸、堿、鹽等。含有相同價(jià)態(tài)元素（或官能團(tuán)）的化合物一般具有相似的化學(xué)性質(zhì)。如含F(xiàn)e2+的化合物一般具備還原性；含有-COOH的有機(jī)物一般具有水溶性、酸性、易發(fā)生酯化反應(yīng)等；多價(jià)態(tài)的元素在物質(zhì)中處于低價(jià)時(shí)一般具有還原性，處于高價(jià)態(tài)時(shí)一般具有氧化性，中間價(jià)態(tài)一般既有氧化性又有還原性（即：高價(jià)氧化低價(jià)還，中間價(jià)態(tài)兩邊轉(zhuǎn)）。

門捷列夫在似乎雜亂無章的元素中找出了自然的秩序，他的周期表使化學(xué)變得有條有理，明明白白。學(xué)生利用周期表中的遞變規(guī)律推斷其他元素及其化合物的性質(zhì)，而不必做每一個(gè)實(shí)驗(yàn)來分析和比較。現(xiàn)代化學(xué)家們對(duì)元素周期表進(jìn)行了更深入的研究，收集了大量準(zhǔn)確、可靠、新穎的有關(guān)元素存在情況、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)等方面的數(shù)據(jù)，極大地豐富了元素周期表的內(nèi)容，反映出元素性質(zhì)有關(guān)數(shù)據(jù)變化的周期性和重復(fù)性，進(jìn)一步顯示了各元素是有內(nèi)在聯(lián)系的統(tǒng)一體，即元素的有限性決定了無限、多樣性物質(zhì)的有序性。

2.1.2 元素以分子、原子、離子等微粒構(gòu)成物質(zhì)，微粒種類和構(gòu)成方式的差異決定了物質(zhì)性質(zhì)的差異

化學(xué)元素觀是人們認(rèn)識(shí)客觀世界的物質(zhì)組成及其規(guī)律性在人腦里形成的概括映象，屬于主觀性知識(shí)。自然界的各種物質(zhì)都是由分子、原子、離子等基本粒子構(gòu)成的，屬于客觀存在，主觀符合客觀，并正確地反映客觀實(shí)際。從化學(xué)元素視角認(rèn)識(shí)物質(zhì)的“個(gè)性”，物質(zhì)性質(zhì)與構(gòu)成物質(zhì)的微粒種類、微粒的結(jié)合方式、相互作用方式等密切相關(guān)。物質(zhì)的構(gòu)成微粒存在細(xì)微差別，會(huì)引起物質(zhì)性質(zhì)上的巨大差異，如Na2O和Na2O2、SO2和SO3組成物質(zhì)的元素種類相同但其形態(tài)不同，物質(zhì)性質(zhì)不同，Na2O2具有氧化性而Na2O沒有，SO2具有還原性而SO3沒有；同素異形體組成元素相同，但構(gòu)成的原子結(jié)合方式不同，造成單質(zhì)間物理性質(zhì)相差非常大，如金剛石、石墨和C60；有機(jī)物中同分異構(gòu)體也是組成元素相同，構(gòu)成的原子結(jié)合方式和空間排布不同，它們的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都存在較大差異。

2.1.3 物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化是元素原子間的重新組合，物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程遵循化學(xué)變化基本規(guī)律

建立化學(xué)元素觀能促進(jìn)學(xué)生超越具體的事實(shí)性知識(shí)，經(jīng)過深層思維，增進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的深層理解。元素周期表和周期律通過對(duì)元素化合物知識(shí)進(jìn)行整合，建立了以周期、族為系列形成對(duì)物質(zhì)性質(zhì)遞變規(guī)律的認(rèn)識(shí)，元素周期表是元素化合物知識(shí)結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化、規(guī)律化一條最佳途徑。同時(shí)，在學(xué)習(xí)周期表時(shí)要啟發(fā)學(xué)生深刻理解元素化合物知識(shí)的個(gè)別性、特殊性和普遍性。如，NH3是ⅤA族氫化物，需要深入理解它的三方面性質(zhì)：個(gè)別性-可以作為配體形成配合物，特殊性-由于氫健導(dǎo)致熔沸點(diǎn)高、易液化，普遍性-都具有堿性和還原性。

2.2.2 拓展了認(rèn)識(shí)物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程個(gè)性差異的視角

物質(zhì)性質(zhì)決定了物質(zhì)的用途、制法、保存等，不認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)，就不可能理解物質(zhì)的應(yīng)用，而物質(zhì)的性質(zhì)是由其元素組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)所決定的，不從組成和結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)，就難以形成對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的深入理解。建立化學(xué)元素觀，能幫助學(xué)生從元素組成的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)的差異，以及轉(zhuǎn)化過程的差異或表現(xiàn)出來現(xiàn)象差異的本質(zhì)原因，就是組成元素或元素存在狀態(tài)的差異和元素的原子相互結(jié)合、相互作用方式的差異共同產(chǎn)生的結(jié)果；也能幫助學(xué)生從構(gòu)成生命基本單元中的分子、原子相互結(jié)合和作用方式千變?nèi)f化的角度，認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象的千姿百態(tài)，理解生命的奧秘；還能引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)角度，增進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的深層思維和深刻理解。學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)和轉(zhuǎn)化的視角拓展了，就使具體元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)為學(xué)生化學(xué)元素觀的認(rèn)識(shí)發(fā)展提供支撐，使學(xué)生化學(xué)元素觀的認(rèn)識(shí)伴隨具體知識(shí)的學(xué)習(xí)而逐漸發(fā)展。

2.2.3 構(gòu)建了“宏觀-微觀-符號(hào)”三位一體結(jié)構(gòu)化元素化合物知識(shí)的思維模型

物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化本質(zhì)是元素原子之間的重新組合，物質(zhì)的性質(zhì)體現(xiàn)在宏觀變化過程中，物質(zhì)的微觀組成是理解性質(zhì)和變化實(shí)質(zhì)的依據(jù)，而化學(xué)符號(hào)則是表達(dá)宏觀與微觀之間的橋梁和中介，“宏觀-微觀-符號(hào)”三位一體既是化學(xué)學(xué)科特有的思維方式，也是化學(xué)教學(xué)過程中的內(nèi)在要求[5]。

建立化學(xué)元素觀，有利于幫助學(xué)生構(gòu)建“宏觀-微觀-符號(hào)”三位一體結(jié)構(gòu)化元素化合物知識(shí)的思維模型。實(shí)際上，宏觀現(xiàn)象、微觀本質(zhì)向符號(hào)表達(dá)抽象的過程，就是用化學(xué)符號(hào)對(duì)物質(zhì)組成元素和元素原子的轉(zhuǎn)化過程進(jìn)行簡明、形象、逼真的描述和反映的過程，也是深入領(lǐng)會(huì)化學(xué)元素觀基本內(nèi)容的過程；由符號(hào)表征到宏觀表征和微觀表征的過程，實(shí)際就是挖掘符號(hào)的宏觀與微觀涵義的過程，也是深刻理解化學(xué)元素觀本質(zhì)意義的過程。

構(gòu)建“宏觀-微觀-符號(hào)”三位一體認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)和轉(zhuǎn)化的思維模型，能幫助學(xué)生深入理解物質(zhì)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)之間的關(guān)系，也能促進(jìn)學(xué)生全面掌握分子的結(jié)構(gòu)-性質(zhì)-反應(yīng)之間相互作用規(guī)律，還可以引導(dǎo)學(xué)生從精確考察物質(zhì)的微觀構(gòu)成出發(fā)，判斷化學(xué)反應(yīng)的“可能”與“不可能”，預(yù)示產(chǎn)物的構(gòu)型和性能，以提高化學(xué)理論指導(dǎo)實(shí)踐的能力，預(yù)示著向化學(xué)科學(xué)的“自由王國”不斷逼近。

3 以化學(xué)元素觀為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)化元素化合物知識(shí)，深度理解化學(xué)知識(shí)

由符號(hào)教學(xué)走向邏輯教學(xué)和意義教學(xué)的統(tǒng)一，這種教學(xué)稱為深度教學(xué)。深度教學(xué)，并不是追求教學(xué)內(nèi)容的深度和難度，不是指教學(xué)內(nèi)容越難越好，而是相對(duì)于知識(shí)的內(nèi)在構(gòu)成要素而言，知識(shí)教學(xué)不停留在符號(hào)表面，豐富知識(shí)教學(xué)的層次，實(shí)現(xiàn)知識(shí)教學(xué)的豐富價(jià)值[6]。元素化合物知識(shí)結(jié)構(gòu)化是認(rèn)識(shí)到各物質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)性和共同特征，把所學(xué)具體物質(zhì)的相關(guān)知識(shí)形成組塊，形成良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)，經(jīng)過學(xué)生的認(rèn)知，在頭腦中組織起來，最終形成學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。以化學(xué)元素觀為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)元素化合物知識(shí)和思維的系統(tǒng)化、有序化和結(jié)構(gòu)化，學(xué)生對(duì)相關(guān)事實(shí)、概念進(jìn)行深入理解，形成對(duì)元素化合物知識(shí)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。所以，以化學(xué)元素觀結(jié)構(gòu)化元素化合物知識(shí)的教學(xué)應(yīng)該是深度教學(xué)的途徑之一。

3.1 以核心元素為主線結(jié)構(gòu)化元素化合物知識(shí)

進(jìn)行金屬及其化合物性質(zhì)的復(fù)習(xí)時(shí)，就可首先引導(dǎo)學(xué)生按“金屬單質(zhì)——氧化物——最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物——鹽”這一物質(zhì)分類的線索，書寫出金屬相應(yīng)的一些典型化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，并完成相關(guān)化學(xué)方程式的書寫；同樣，非金屬也是按照“非金屬氫化物——非金屬單質(zhì)——氧化物——最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物——鹽”這一物質(zhì)分類的線索，進(jìn)行以上步驟的教學(xué)。應(yīng)用周期表相關(guān)知識(shí)，也可對(duì)典型元素及其化合物知識(shí)進(jìn)行適當(dāng)遷移和拓展，這樣的復(fù)習(xí)就不是停留在物質(zhì)的化學(xué)式和化學(xué)方程式等化學(xué)符號(hào)表層的簡單回憶上。

通過深度感知元素化合物知識(shí)結(jié)構(gòu)的形成過程、相互聯(lián)系，深刻理解元素化合物知識(shí)的點(diǎn)、線、面、網(wǎng)交織的結(jié)構(gòu)，使學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生調(diào)整或變化，對(duì)信息進(jìn)行編碼，從而建構(gòu)新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。它不僅對(duì)培養(yǎng)學(xué)生有序的分析物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化關(guān)系、解決元素化合物有關(guān)物質(zhì)應(yīng)用和制備等問題的能力非常重要，而且能把學(xué)生的思維聚焦并引導(dǎo)到化學(xué)元素觀內(nèi)涵的基本理解上。

3.2 以化學(xué)基本原理為主線結(jié)構(gòu)化元素化合物知識(shí)

化學(xué)基本概念和基礎(chǔ)理論的知識(shí)生長點(diǎn)都是元素化合物知識(shí)。事實(shí)上，化學(xué)基本概念和基礎(chǔ)理論往往是物質(zhì)及其變化規(guī)律的高度概括[7]。在元素化合物知識(shí)的結(jié)構(gòu)化教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生利用氧化還原反應(yīng)規(guī)律認(rèn)識(shí)和解決元素化合物的相關(guān)問題，以氧化性或還原性為核心，將物質(zhì)知識(shí)有序化和結(jié)構(gòu)化。如在復(fù)習(xí)硫及其化合物中的正四價(jià)硫元素的氧化性和還原性時(shí)，以SO2的氧化性和還原性作為鋪墊，引導(dǎo)學(xué)生從試劑選擇、選擇依據(jù)、可能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論、有關(guān)反應(yīng)的離子方程式等方面，對(duì)Na2SO3的還原性和氧化性進(jìn)行預(yù)測探究，就基本達(dá)成了結(jié)構(gòu)化+4價(jià)硫元素知識(shí)的目的。

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[4][7]姜言霞，王磊，支瑤.元素化合物知識(shí)的教學(xué)價(jià)值分析及教學(xué)策略研究[J].課程·教材·教法，2011，2（9）：106～112.

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[6]郭元祥.知識(shí)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與深度教學(xué)[J].課程·教材·教法，2009，（11）：17～23.

2.2.2 拓展了認(rèn)識(shí)物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程個(gè)性差異的視角

物質(zhì)性質(zhì)決定了物質(zhì)的用途、制法、保存等，不認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)，就不可能理解物質(zhì)的應(yīng)用，而物質(zhì)的性質(zhì)是由其元素組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)所決定的，不從組成和結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)，就難以形成對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的深入理解。建立化學(xué)元素觀，能幫助學(xué)生從元素組成的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)的差異，以及轉(zhuǎn)化過程的差異或表現(xiàn)出來現(xiàn)象差異的本質(zhì)原因，就是組成元素或元素存在狀態(tài)的差異和元素的原子相互結(jié)合、相互作用方式的差異共同產(chǎn)生的結(jié)果；也能幫助學(xué)生從構(gòu)成生命基本單元中的分子、原子相互結(jié)合和作用方式千變?nèi)f化的角度，認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象的千姿百態(tài)，理解生命的奧秘；還能引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)角度，增進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的深層思維和深刻理解。學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)和轉(zhuǎn)化的視角拓展了，就使具體元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)為學(xué)生化學(xué)元素觀的認(rèn)識(shí)發(fā)展提供支撐，使學(xué)生化學(xué)元素觀的認(rèn)識(shí)伴隨具體知識(shí)的學(xué)習(xí)而逐漸發(fā)展。

2.2.3 構(gòu)建了“宏觀-微觀-符號(hào)”三位一體結(jié)構(gòu)化元素化合物知識(shí)的思維模型

物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化本質(zhì)是元素原子之間的重新組合，物質(zhì)的性質(zhì)體現(xiàn)在宏觀變化過程中，物質(zhì)的微觀組成是理解性質(zhì)和變化實(shí)質(zhì)的依據(jù)，而化學(xué)符號(hào)則是表達(dá)宏觀與微觀之間的橋梁和中介，“宏觀-微觀-符號(hào)”三位一體既是化學(xué)學(xué)科特有的思維方式，也是化學(xué)教學(xué)過程中的內(nèi)在要求[5]。

建立化學(xué)元素觀，有利于幫助學(xué)生構(gòu)建“宏觀-微觀-符號(hào)”三位一體結(jié)構(gòu)化元素化合物知識(shí)的思維模型。實(shí)際上，宏觀現(xiàn)象、微觀本質(zhì)向符號(hào)表達(dá)抽象的過程，就是用化學(xué)符號(hào)對(duì)物質(zhì)組成元素和元素原子的轉(zhuǎn)化過程進(jìn)行簡明、形象、逼真的描述和反映的過程，也是深入領(lǐng)會(huì)化學(xué)元素觀基本內(nèi)容的過程；由符號(hào)表征到宏觀表征和微觀表征的過程，實(shí)際就是挖掘符號(hào)的宏觀與微觀涵義的過程，也是深刻理解化學(xué)元素觀本質(zhì)意義的過程。

構(gòu)建“宏觀-微觀-符號(hào)”三位一體認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)和轉(zhuǎn)化的思維模型，能幫助學(xué)生深入理解物質(zhì)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)之間的關(guān)系，也能促進(jìn)學(xué)生全面掌握分子的結(jié)構(gòu)-性質(zhì)-反應(yīng)之間相互作用規(guī)律，還可以引導(dǎo)學(xué)生從精確考察物質(zhì)的微觀構(gòu)成出發(fā)，判斷化學(xué)反應(yīng)的“可能”與“不可能”，預(yù)示產(chǎn)物的構(gòu)型和性能，以提高化學(xué)理論指導(dǎo)實(shí)踐的能力，預(yù)示著向化學(xué)科學(xué)的“自由王國”不斷逼近。

3 以化學(xué)元素觀為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)化元素化合物知識(shí)，深度理解化學(xué)知識(shí)

由符號(hào)教學(xué)走向邏輯教學(xué)和意義教學(xué)的統(tǒng)一，這種教學(xué)稱為深度教學(xué)。深度教學(xué)，并不是追求教學(xué)內(nèi)容的深度和難度，不是指教學(xué)內(nèi)容越難越好，而是相對(duì)于知識(shí)的內(nèi)在構(gòu)成要素而言，知識(shí)教學(xué)不停留在符號(hào)表面，豐富知識(shí)教學(xué)的層次，實(shí)現(xiàn)知識(shí)教學(xué)的豐富價(jià)值[6]。元素化合物知識(shí)結(jié)構(gòu)化是認(rèn)識(shí)到各物質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)性和共同特征，把所學(xué)具體物質(zhì)的相關(guān)知識(shí)形成組塊，形成良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)，經(jīng)過學(xué)生的認(rèn)知，在頭腦中組織起來，最終形成學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。以化學(xué)元素觀為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)元素化合物知識(shí)和思維的系統(tǒng)化、有序化和結(jié)構(gòu)化，學(xué)生對(duì)相關(guān)事實(shí)、概念進(jìn)行深入理解，形成對(duì)元素化合物知識(shí)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。所以，以化學(xué)元素觀結(jié)構(gòu)化元素化合物知識(shí)的教學(xué)應(yīng)該是深度教學(xué)的途徑之一。

3.1 以核心元素為主線結(jié)構(gòu)化元素化合物知識(shí)

進(jìn)行金屬及其化合物性質(zhì)的復(fù)習(xí)時(shí)，就可首先引導(dǎo)學(xué)生按“金屬單質(zhì)——氧化物——最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物——鹽”這一物質(zhì)分類的線索，書寫出金屬相應(yīng)的一些典型化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，并完成相關(guān)化學(xué)方程式的書寫；同樣，非金屬也是按照“非金屬氫化物——非金屬單質(zhì)——氧化物——最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物——鹽”這一物質(zhì)分類的線索，進(jìn)行以上步驟的教學(xué)。應(yīng)用周期表相關(guān)知識(shí)，也可對(duì)典型元素及其化合物知識(shí)進(jìn)行適當(dāng)遷移和拓展，這樣的復(fù)習(xí)就不是停留在物質(zhì)的化學(xué)式和化學(xué)方程式等化學(xué)符號(hào)表層的簡單回憶上。

通過深度感知元素化合物知識(shí)結(jié)構(gòu)的形成過程、相互聯(lián)系，深刻理解元素化合物知識(shí)的點(diǎn)、線、面、網(wǎng)交織的結(jié)構(gòu)，使學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生調(diào)整或變化，對(duì)信息進(jìn)行編碼，從而建構(gòu)新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。它不僅對(duì)培養(yǎng)學(xué)生有序的分析物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化關(guān)系、解決元素化合物有關(guān)物質(zhì)應(yīng)用和制備等問題的能力非常重要，而且能把學(xué)生的思維聚焦并引導(dǎo)到化學(xué)元素觀內(nèi)涵的基本理解上。

3.2 以化學(xué)基本原理為主線結(jié)構(gòu)化元素化合物知識(shí)

化學(xué)基本概念和基礎(chǔ)理論的知識(shí)生長點(diǎn)都是元素化合物知識(shí)。事實(shí)上，化學(xué)基本概念和基礎(chǔ)理論往往是物質(zhì)及其變化規(guī)律的高度概括[7]。在元素化合物知識(shí)的結(jié)構(gòu)化教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生利用氧化還原反應(yīng)規(guī)律認(rèn)識(shí)和解決元素化合物的相關(guān)問題，以氧化性或還原性為核心，將物質(zhì)知識(shí)有序化和結(jié)構(gòu)化。如在復(fù)習(xí)硫及其化合物中的正四價(jià)硫元素的氧化性和還原性時(shí)，以SO2的氧化性和還原性作為鋪墊，引導(dǎo)學(xué)生從試劑選擇、選擇依據(jù)、可能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論、有關(guān)反應(yīng)的離子方程式等方面，對(duì)Na2SO3的還原性和氧化性進(jìn)行預(yù)測探究，就基本達(dá)成了結(jié)構(gòu)化+4價(jià)硫元素知識(shí)的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱玉軍.中學(xué)化學(xué)的基本觀念探討[J].中國教育學(xué)刊，2013，（11）：70～74.

[2]梁永平.論中學(xué)生化學(xué)元素觀的建構(gòu)[J].化學(xué)教育，2007，（11）：10～15.

[3]何彩霞.引導(dǎo)學(xué)生從元素視角認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化——以“金屬及其化合物”教學(xué)為例[J].化學(xué)教學(xué)，2013，（9）：27～29.

[4][7]姜言霞，王磊，支瑤.元素化合物知識(shí)的教學(xué)價(jià)值分析及教學(xué)策略研究[J].課程·教材·教法，2011，2（9）：106～112.

[5]張發(fā)新.基于“宏觀·微觀·符號(hào)”有機(jī)融合的教學(xué)實(shí)踐與思考[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2013，（8）：24～26.

[6]郭元祥.知識(shí)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與深度教學(xué)[J].課程·教材·教法，2009，（11）：17～23.

2.2.2 拓展了認(rèn)識(shí)物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程個(gè)性差異的視角

物質(zhì)性質(zhì)決定了物質(zhì)的用途、制法、保存等，不認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)，就不可能理解物質(zhì)的應(yīng)用，而物質(zhì)的性質(zhì)是由其元素組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)所決定的，不從組成和結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)，就難以形成對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的深入理解。建立化學(xué)元素觀，能幫助學(xué)生從元素組成的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)的差異，以及轉(zhuǎn)化過程的差異或表現(xiàn)出來現(xiàn)象差異的本質(zhì)原因，就是組成元素或元素存在狀態(tài)的差異和元素的原子相互結(jié)合、相互作用方式的差異共同產(chǎn)生的結(jié)果；也能幫助學(xué)生從構(gòu)成生命基本單元中的分子、原子相互結(jié)合和作用方式千變?nèi)f化的角度，認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象的千姿百態(tài)，理解生命的奧秘；還能引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)角度，增進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的深層思維和深刻理解。學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)和轉(zhuǎn)化的視角拓展了，就使具體元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)為學(xué)生化學(xué)元素觀的認(rèn)識(shí)發(fā)展提供支撐，使學(xué)生化學(xué)元素觀的認(rèn)識(shí)伴隨具體知識(shí)的學(xué)習(xí)而逐漸發(fā)展。

2.2.3 構(gòu)建了“宏觀-微觀-符號(hào)”三位一體結(jié)構(gòu)化元素化合物知識(shí)的思維模型

物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化本質(zhì)是元素原子之間的重新組合，物質(zhì)的性質(zhì)體現(xiàn)在宏觀變化過程中，物質(zhì)的微觀組成是理解性質(zhì)和變化實(shí)質(zhì)的依據(jù)，而化學(xué)符號(hào)則是表達(dá)宏觀與微觀之間的橋梁和中介，“宏觀-微觀-符號(hào)”三位一體既是化學(xué)學(xué)科特有的思維方式，也是化學(xué)教學(xué)過程中的內(nèi)在要求[5]。

建立化學(xué)元素觀，有利于幫助學(xué)生構(gòu)建“宏觀-微觀-符號(hào)”三位一體結(jié)構(gòu)化元素化合物知識(shí)的思維模型。實(shí)際上，宏觀現(xiàn)象、微觀本質(zhì)向符號(hào)表達(dá)抽象的過程，就是用化學(xué)符號(hào)對(duì)物質(zhì)組成元素和元素原子的轉(zhuǎn)化過程進(jìn)行簡明、形象、逼真的描述和反映的過程，也是深入領(lǐng)會(huì)化學(xué)元素觀基本內(nèi)容的過程；由符號(hào)表征到宏觀表征和微觀表征的過程，實(shí)際就是挖掘符號(hào)的宏觀與微觀涵義的過程，也是深刻理解化學(xué)元素觀本質(zhì)意義的過程。

構(gòu)建“宏觀-微觀-符號(hào)”三位一體認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)和轉(zhuǎn)化的思維模型，能幫助學(xué)生深入理解物質(zhì)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)之間的關(guān)系，也能促進(jìn)學(xué)生全面掌握分子的結(jié)構(gòu)-性質(zhì)-反應(yīng)之間相互作用規(guī)律，還可以引導(dǎo)學(xué)生從精確考察物質(zhì)的微觀構(gòu)成出發(fā)，判斷化學(xué)反應(yīng)的“可能”與“不可能”，預(yù)示產(chǎn)物的構(gòu)型和性能，以提高化學(xué)理論指導(dǎo)實(shí)踐的能力，預(yù)示著向化學(xué)科學(xué)的“自由王國”不斷逼近。

3 以化學(xué)元素觀為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)化元素化合物知識(shí)，深度理解化學(xué)知識(shí)

由符號(hào)教學(xué)走向邏輯教學(xué)和意義教學(xué)的統(tǒng)一，這種教學(xué)稱為深度教學(xué)。深度教學(xué)，并不是追求教學(xué)內(nèi)容的深度和難度，不是指教學(xué)內(nèi)容越難越好，而是相對(duì)于知識(shí)的內(nèi)在構(gòu)成要素而言，知識(shí)教學(xué)不停留在符號(hào)表面，豐富知識(shí)教學(xué)的層次，實(shí)現(xiàn)知識(shí)教學(xué)的豐富價(jià)值[6]。元素化合物知識(shí)結(jié)構(gòu)化是認(rèn)識(shí)到各物質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)性和共同特征，把所學(xué)具體物質(zhì)的相關(guān)知識(shí)形成組塊，形成良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)，經(jīng)過學(xué)生的認(rèn)知，在頭腦中組織起來，最終形成學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。以化學(xué)元素觀為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)元素化合物知識(shí)和思維的系統(tǒng)化、有序化和結(jié)構(gòu)化，學(xué)生對(duì)相關(guān)事實(shí)、概念進(jìn)行深入理解，形成對(duì)元素化合物知識(shí)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。所以，以化學(xué)元素觀結(jié)構(gòu)化元素化合物知識(shí)的教學(xué)應(yīng)該是深度教學(xué)的途徑之一。

3.1 以核心元素為主線結(jié)構(gòu)化元素化合物知識(shí)

進(jìn)行金屬及其化合物性質(zhì)的復(fù)習(xí)時(shí)，就可首先引導(dǎo)學(xué)生按“金屬單質(zhì)——氧化物——最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物——鹽”這一物質(zhì)分類的線索，書寫出金屬相應(yīng)的一些典型化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，并完成相關(guān)化學(xué)方程式的書寫；同樣，非金屬也是按照“非金屬氫化物——非金屬單質(zhì)——氧化物——最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物——鹽”這一物質(zhì)分類的線索，進(jìn)行以上步驟的教學(xué)。應(yīng)用周期表相關(guān)知識(shí)，也可對(duì)典型元素及其化合物知識(shí)進(jìn)行適當(dāng)遷移和拓展，這樣的復(fù)習(xí)就不是停留在物質(zhì)的化學(xué)式和化學(xué)方程式等化學(xué)符號(hào)表層的簡單回憶上。

通過深度感知元素化合物知識(shí)結(jié)構(gòu)的形成過程、相互聯(lián)系，深刻理解元素化合物知識(shí)的點(diǎn)、線、面、網(wǎng)交織的結(jié)構(gòu)，使學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)生調(diào)整或變化，對(duì)信息進(jìn)行編碼，從而建構(gòu)新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。它不僅對(duì)培養(yǎng)學(xué)生有序的分析物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化關(guān)系、解決元素化合物有關(guān)物質(zhì)應(yīng)用和制備等問題的能力非常重要，而且能把學(xué)生的思維聚焦并引導(dǎo)到化學(xué)元素觀內(nèi)涵的基本理解上。

3.2 以化學(xué)基本原理為主線結(jié)構(gòu)化元素化合物知識(shí)

化學(xué)基本概念和基礎(chǔ)理論的知識(shí)生長點(diǎn)都是元素化合物知識(shí)。事實(shí)上，化學(xué)基本概念和基礎(chǔ)理論往往是物質(zhì)及其變化規(guī)律的高度概括[7]。在元素化合物知識(shí)的結(jié)構(gòu)化教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生利用氧化還原反應(yīng)規(guī)律認(rèn)識(shí)和解決元素化合物的相關(guān)問題，以氧化性或還原性為核心，將物質(zhì)知識(shí)有序化和結(jié)構(gòu)化。如在復(fù)習(xí)硫及其化合物中的正四價(jià)硫元素的氧化性和還原性時(shí)，以SO2的氧化性和還原性作為鋪墊，引導(dǎo)學(xué)生從試劑選擇、選擇依據(jù)、可能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論、有關(guān)反應(yīng)的離子方程式等方面，對(duì)Na2SO3的還原性和氧化性進(jìn)行預(yù)測探究，就基本達(dá)成了結(jié)構(gòu)化+4價(jià)硫元素知識(shí)的目的。

參考文獻(xiàn)：

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[6]郭元祥.知識(shí)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與深度教學(xué)[J].課程·教材·教法，2009，（11）：17～23.