以觀念建構(gòu)為主線的元素概念教學(xué)嘗試

金新華

摘要：元素概念教學(xué)較為抽象，傳統(tǒng)的元素概念教學(xué)，突出教師的主導(dǎo)作用，學(xué)生的學(xué)習(xí)較為被動(dòng)。而以觀念建構(gòu)為主線，通過元素概念的引入、元素概念的建立、元素概念的拓展三個(gè)板塊，按照“感性認(rèn)識(shí)”、“元素概念的化學(xué)史”、“原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖析”、“元素在物質(zhì)中轉(zhuǎn)化”、“元素觀的初步形成”的設(shè)計(jì)思路，重視元素概念的形成過程，化抽象為具體活動(dòng)，初步形成科學(xué)的元素觀。

關(guān)鍵詞：觀念建構(gòu)；元素；概念教學(xué)

文章編號(hào)：1008-0546（2016）06-0022-02 中圖分類號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.06.007

一、問題的提出

化學(xué)概念是課程內(nèi)容的重要組成部分，是化學(xué)知識(shí)的骨架[1]。化學(xué)基本概念教學(xué)是引領(lǐng)學(xué)生開始認(rèn)識(shí)化學(xué)、感受化學(xué)科學(xué)真諦、持續(xù)化學(xué)學(xué)習(xí)的“基石”。新課程理念提出要以開展促進(jìn)學(xué)生基本概念建構(gòu)為主的化學(xué)基本概念教學(xué)，當(dāng)學(xué)生將許多事實(shí)性知識(shí)都忘掉的時(shí)候，在他頭腦中還能留下什么？可能是觀念、方法和思路。所謂化學(xué)基本觀念，不是具體的化學(xué)知識(shí)，也不是化學(xué)知識(shí)的簡單組合，它是學(xué)生通過化學(xué)學(xué)習(xí)在頭腦中留存的、在思考化學(xué)問題所具備的基本思想方法。人教版《化學(xué)》九年級(jí)上冊(cè)第三單元《物質(zhì)構(gòu)成的奧秘》課題3“元素”，本單元是學(xué)生較為系統(tǒng)地學(xué)習(xí)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，并從元素角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)組成的重要單元，是全教材中抽象性、微觀性最強(qiáng)的內(nèi)容，也是承載學(xué)生化學(xué)基本觀念建構(gòu)功能的主要內(nèi)容。元素概念是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)基本概念，傳統(tǒng)的化學(xué)概念教學(xué)中，教師的主導(dǎo)作用顯露無遺，教師講清概念中關(guān)鍵的字和詞、剖析概念，從正反兩方面講清概念要點(diǎn)，顯然這樣的課堂顯得死板，學(xué)生覺得索然無味，并且很難真正主動(dòng)地去理解和體會(huì)概念的內(nèi)涵和外延。筆者嘗試以觀念建構(gòu)的主線進(jìn)行元素概念教學(xué)，重視概念的形成過程，引導(dǎo)學(xué)生初步認(rèn)識(shí)描述物質(zhì)組成的方法，逐步形成物質(zhì)是由元素組成的認(rèn)識(shí)觀，為形成科學(xué)的元素觀打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、教學(xué)過程設(shè)計(jì)及分析

1. 元素概念的引入：創(chuàng)設(shè)情境——認(rèn)同元素是組成物質(zhì)的基本單元。

[教師]請(qǐng)看這是音樂簡譜、英語單詞。你知道組成它們的基本的要素是什么嗎？

[學(xué)生]音樂簡譜是由7個(gè)基本音符組成的；英語單詞是由26個(gè)英文字母組成的。

[教師]那么我們五顏六色、紛繁復(fù)雜的物質(zhì)世界是由什么組成的呢？

[學(xué)生]元素。

[教師] 自然界中成千上萬種的物質(zhì)實(shí)際上就是由一百多種元素組成的。其實(shí)，我們的人體、我們聚居的地球都是由元素組成的。投影圖片：人體中的元素、地球中的元素分布圖。PPT展示生活中鈣、鐵、碘等元素的作用、缺乏癥狀、事物來源等圖片。

[教師]元素在我們的身邊無處不在，那么什么是元素？如何給元素下一個(gè)準(zhǔn)確的定義呢？引出課題：課題3元素。

[教學(xué)評(píng)析] 本節(jié)課的開始從具有同樣組成特點(diǎn)的樂譜和英語單詞入手，使學(xué)生觀察到生活中許多看似復(fù)雜、變化無窮的事物是由有限的單元排列組合而成的。從教學(xué)方法上看，學(xué)生已經(jīng)具備一定的生活經(jīng)驗(yàn)，音樂簡譜中的1234567幾個(gè)音符可以組成不同的音樂，這7個(gè)音符就是音樂簡譜的基本要素。通過26個(gè)英文字母組成無數(shù)的單詞，這26個(gè)英文字母就是構(gòu)成單詞的要素。這些要素就類似化學(xué)上的元素[2]。由此聯(lián)系到我們身邊的物質(zhì)，雖然形形色色，但都是由這100多種元素組成，這樣類比，學(xué)生容易接受。而后，通過PPT展示生活中常見元素（鈣、鐵、碘等元素）的食物來源、對(duì)人體的作用、缺乏的癥狀等內(nèi)容，充分關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知水平，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)元素是組成物質(zhì)基本單元的認(rèn)同感，讓學(xué)生理解學(xué)習(xí)元素的必要性和重要性，為引出元素定義的深入學(xué)習(xí)奠定了情感、認(rèn)知和方法的基礎(chǔ)。

2. 元素概念的建立：了解化學(xué)史，分析數(shù)據(jù)資料——得出元素的科學(xué)定義。

[教師]很久之前，古代的哲學(xué)家們就已經(jīng)在探索“物質(zhì)是由什么組成的”，比較典型的兩種學(xué)說：“中國的五行學(xué)說——金木水火土”和“古希臘的四元素說——土氣水火”（投影圖片）。隨著科技的發(fā)展，人們開始從化學(xué)分析的結(jié)果中去理解元素的概念。波義耳提出“物質(zhì)的最終組成為元素”，拉瓦錫認(rèn)為“至今還不能用任何方法分解一切物質(zhì)”等觀點(diǎn)，由于受到當(dāng)時(shí)科技水平的限制，他們并沒有得出元素的科學(xué)定義。

[教師]如何給元素下一個(gè)科學(xué)的定義呢？

[提出問題]（1）從分子、原子的角度看，水是由什么構(gòu)成的？（投影圖片——水分子的模型）（2）觀察水分子、氧分子、過氧化氫分子、氫分子的模型，思考其分子構(gòu)成上的特點(diǎn)。

[學(xué)生]思考并回答：水分子是由氫原子和氧原子構(gòu)成的。所列舉的分子中含氫原子、氧原子。

[教師]所有氧原子統(tǒng)稱為氧元素，所有氫原子統(tǒng)稱為氫元素。嘗試給元素下個(gè)定義。

[學(xué)生]同種原子統(tǒng)稱為元素。

[教師]介紹氫-1、氫-2、氫-3以及碳-12、碳-13、碳-14的原子結(jié)構(gòu)，它們分別統(tǒng)稱為氫元素和碳元素。由此完善元素的定義。

[學(xué)生]分析數(shù)據(jù)，建立元素的科學(xué)定義。

[教學(xué)評(píng)析] 元素概念的得出與原子構(gòu)成的發(fā)現(xiàn)過程一樣，不是一步到位的，是伴隨著人類對(duì)微觀粒子的認(rèn)識(shí)逐步深入而清晰的。從化學(xué)史的角度，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷了從古代對(duì)元素的提出和模糊認(rèn)識(shí)，到近代科學(xué)家的說法，再到現(xiàn)代結(jié)合對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)基于的科學(xué)定義的過程，全景式再現(xiàn)了人類對(duì)物質(zhì)組成基本單元的探尋和發(fā)展，與學(xué)生對(duì)元素認(rèn)識(shí)的發(fā)展過程一致，同時(shí)簡要化學(xué)史的介紹起到了幫助學(xué)生建立思維方法的作用，促進(jìn)學(xué)生原有認(rèn)識(shí)的科學(xué)化。

3. 元素概念的拓展：總結(jié)物質(zhì)的組成——體會(huì)元素在物質(zhì)中的轉(zhuǎn)化。

[教師]展示化學(xué)反應(yīng)：硫在氧氣中燃燒、過氧化氫分解，比較反應(yīng)物、生成物的組成和構(gòu)成，提出問題：分子是否發(fā)生改變？原子是否發(fā)生改變？元素是否發(fā)生改變？

[學(xué)生] 畫出從微觀和宏觀兩方面描述物質(zhì)組成的關(guān)系圖。

[教師]展示介紹元素周期表。物質(zhì)世界是由100多種元素組成的，那么元素在自然界到底是如何漫游的呢？換句話說，元素是如何在物質(zhì)間進(jìn)行轉(zhuǎn)化的？

[教師]展示自然界中氧循環(huán)示意圖。

[學(xué)生]觀察、討論分析得出：化學(xué)變化中元素的種類沒有改變。

[教師]展示一杯水。介紹我們不僅可以看到其無色、無味的物理性質(zhì)，還可以從化學(xué)觀察物質(zhì)的角度分析水是由氫、氧元素組成的，是由大量水分子聚集而成的，而每個(gè)水分子是由2個(gè)氫原子和1個(gè)氧原子構(gòu)成的。

[學(xué)生]總結(jié)物質(zhì)的組成和物質(zhì)的構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)圖，把對(duì)物質(zhì)的宏觀組成與微觀構(gòu)成的認(rèn)識(shí)統(tǒng)一起來。

[教學(xué)評(píng)析]本環(huán)節(jié)通過一杯水，認(rèn)識(shí)水的微觀構(gòu)成和宏觀組成，通過2個(gè)化學(xué)反應(yīng)物、生成物組成、構(gòu)成的比較，引導(dǎo)學(xué)生從元素觀和微粒觀來認(rèn)識(shí)、觀察、分析物質(zhì)之間的變化。進(jìn)一步提升學(xué)生的認(rèn)知水平，引導(dǎo)學(xué)生開始以元素觀和微粒觀來更本質(zhì)地認(rèn)識(shí)靜態(tài)的物質(zhì)——物質(zhì)的組成和動(dòng)態(tài)的物質(zhì)——物質(zhì)的變化。

三、教學(xué)反思

元素概念是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)基本概念。初中化學(xué)學(xué)習(xí)中所接觸的概念，反映了物質(zhì)在化學(xué)運(yùn)動(dòng)中的本質(zhì)，是構(gòu)成其它化學(xué)知識(shí)的細(xì)胞，同時(shí)也是聯(lián)系新舊化學(xué)知識(shí)的紐帶和橋梁。

1. 關(guān)注學(xué)生的“前概念”，設(shè)計(jì)具體而有效的活動(dòng)，初步形成科學(xué)的化學(xué)元素觀。

構(gòu)成物質(zhì)的微觀粒子原子、分子、離子以及宏觀組成物質(zhì)的元素是看不清、摸不著的，學(xué)習(xí)內(nèi)容抽象，學(xué)生難以理解。因此從學(xué)生熟悉的生活中的“元素”的說法以及介紹生活中常見化學(xué)元素的相關(guān)知識(shí)讓學(xué)生形成一個(gè)比較模糊而感性的認(rèn)識(shí)，隨之激發(fā)學(xué)生探索化學(xué)元素科學(xué)概念的欲望。而后通過“古代元素的概念”、“近代元素的概念”的介紹，設(shè)計(jì)活動(dòng)讓學(xué)生親歷“現(xiàn)代元素”概念的過程，最后走進(jìn)種類繁多的物質(zhì)世界，使學(xué)生初步建立化學(xué)變化中元素的種類保持不變的觀念。通過具體而有效的活動(dòng)，讓學(xué)生初步形成科學(xué)的化學(xué)元素觀。

2. 概念教學(xué)要重視概念形成的階段性、發(fā)展性和學(xué)生的可接受性。

對(duì)于較為抽象的元素概念教學(xué)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路是采用演繹法，往往是首先給出元素的概念，然后帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)其中的要點(diǎn)進(jìn)行剖析，顯然這種設(shè)計(jì)無法重視概念的形成過程。而按照“感性認(rèn)識(shí)”、“元素概念的化學(xué)史”、“原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖析”、“元素在物質(zhì)中轉(zhuǎn)化”、“元素觀的初步形成”的設(shè)計(jì)思路，讓學(xué)生觀察、閱讀、分析、歸納得出元素的科學(xué)定義，充分關(guān)注概念形成的過程，促進(jìn)學(xué)生元素觀的構(gòu)建，深化了對(duì)微粒觀的理解，有效實(shí)踐了“以觀念建構(gòu)為本”的教學(xué)理念。

總之，在初中化學(xué)元素概念教學(xué)中，我們要以觀念建構(gòu)為主線，注重概念形成的過程，設(shè)計(jì)具體的活動(dòng)讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)主動(dòng)體驗(yàn)探究的過程，在知識(shí)的形成、聯(lián)系、應(yīng)用過程中養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度，獲得科學(xué)的方法，在實(shí)踐中逐步形成學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012：55

[2] 人民教育出版社課程教材研究所化學(xué)課程教材研究開發(fā)中心.義務(wù)教育教科書教師教學(xué)用書化學(xué)（九上）[M].北京：人民教育出版社，2012：92