基于認(rèn)知圖式的化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)

白青

摘 要：認(rèn)知圖式是抽象的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，用來(lái)解決復(fù)雜抽象的問題。教學(xué)設(shè)計(jì)是教師專業(yè)能力的核心?；蟽r(jià)是基本的化學(xué)用語(yǔ)。本文基于化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)的認(rèn)知圖式，呈現(xiàn)化合價(jià)教學(xué)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：認(rèn)知圖式；教學(xué)設(shè)計(jì)；化合價(jià)

中圖分類號(hào)：TQ050文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：2095-9214（2016）06-0072-01

1.基于認(rèn)知圖式的化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

“認(rèn)知圖式”由皮亞杰提出，是用來(lái)應(yīng)付特定情境的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。梁永平教授將教師的教學(xué)認(rèn)知圖式分為要素性、內(nèi)容類型、具體內(nèi)容3個(gè)層次[1]?；瘜W(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)是指化學(xué)教師根據(jù)教學(xué)目的、化學(xué)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生實(shí)際情況，分析教學(xué)問題、設(shè)計(jì)解決方案、評(píng)價(jià)方案、修正方案的一個(gè)系統(tǒng)的過程。梁永平教授將要素性教學(xué)認(rèn)知圖式分為以下8個(gè)環(huán)節(jié)：[2]

2.基于認(rèn)知圖式的化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)案例——“化合價(jià)”教學(xué)設(shè)計(jì)

（1）教學(xué)內(nèi)容分析（WWHW模型[3]）

1） 課題內(nèi)容知識(shí)是什么？

①化合價(jià)定義、表示及規(guī)律②常見元素和原子團(tuán)的化合價(jià)③化合價(jià)的應(yīng)用。

2）課題知識(shí)的價(jià)值是什么？

①化合價(jià)是基本化學(xué)用語(yǔ)，也是氧化還原反應(yīng)的基礎(chǔ)；②利用化合價(jià)能夠正確書寫化學(xué)式；③加深對(duì)原子結(jié)構(gòu)的掌握。

3）課題知識(shí)是如何產(chǎn)生的？

科學(xué)家長(zhǎng)期探索得出。

4）課題知識(shí)為什么是合理的？

由化合價(jià)推導(dǎo)出的化學(xué)式與實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果一致。

（2）學(xué)生知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)分析。已有知識(shí)：學(xué)習(xí)了離子符號(hào)、原子結(jié)構(gòu)示意圖及其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，熟悉常見物質(zhì)的化學(xué)式。認(rèn)識(shí)誤區(qū)：認(rèn)為化學(xué)式中原子個(gè)數(shù)比沒有規(guī)律。待學(xué)習(xí)和深化：①化合價(jià)概念、表示及規(guī)律②常見元素的化合價(jià)③化合價(jià)應(yīng)用。

（3）教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)。通過講述化合價(jià)發(fā)展史，讓學(xué)生體會(huì)化合價(jià)的本質(zhì)，并形成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。通過多媒體展示NaCl的微觀構(gòu)成過程，學(xué)生討論交流，掌握化合價(jià)規(guī)律以及常見元素的化合價(jià)。

教學(xué)重點(diǎn)：①化合價(jià)概念、表示及規(guī)律；②常見元素的化合價(jià)③化合價(jià)應(yīng)用。 教學(xué)難點(diǎn)：化合價(jià)概念的建立。

（4）作業(yè)設(shè)計(jì)（理解性、掌握性、評(píng)價(jià)性作業(yè)）

化合價(jià)的應(yīng)用→人教版九年級(jí)上冊(cè)化學(xué)課本88-89頁(yè)習(xí)題：2（4）、3、4、5、6。

評(píng)價(jià)性作業(yè)：從C-O-Mg+N+K+1五種元素中選擇適當(dāng)?shù)脑?，組成一種符合要求的物質(zhì)，并用化學(xué)式填空：?jiǎn)钨|(zhì) ，非金屬氧化物 ，由三種元素組成的化合物 。

（5）教學(xué)基本思路的形業(yè)

片段一：學(xué)生熟悉的化學(xué)式→不同物質(zhì)組成元素個(gè)數(shù)比不同→化合價(jià)概念→化合價(jià)概念史，了解化合價(jià)是元素的一種性質(zhì)。

片段二：NaCl的微觀構(gòu)成過程→由原子結(jié)構(gòu)推導(dǎo)元素的化合價(jià)，理解元素化合價(jià)的來(lái)源，得出具體概念。

片段三：邊讀邊寫→區(qū)分化合價(jià)與離子符號(hào)的表示方法，準(zhǔn)確掌握化合價(jià)的表示。

片段四：解讀課本案例→做游戲（扮演元素找朋友），掌握由化合價(jià)推化學(xué)式的應(yīng)用；并用化合價(jià)規(guī)律檢驗(yàn)所形成的化學(xué)式是否正確。

（6）學(xué)生學(xué)習(xí)主題設(shè)計(jì)

主題一：化合價(jià)概念的本質(zhì)是什么？主題二：為什么該種元素是這個(gè)化合價(jià)？主題三：如何表示化合價(jià)？主題四：哪些元素間可以組成純凈物？

（7）教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)

主題一：化合價(jià)的本質(zhì)是什么？

[師]列出化學(xué)式HCl、H2O、 Fe2O3，讓學(xué)生觀察其組成元素個(gè)數(shù)比。

[生]不同。

[師]每種純凈物只有一個(gè)化學(xué)式，科學(xué)上通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定，初中階段用化合價(jià)推求。

[師]17世紀(jì)，定比定律（化合物的組成有其特定定律）被廣為接受。1857年，弗蘭克蘭用“原子數(shù)”“親和力單位”表示元素的化合力—化合價(jià)的基礎(chǔ)思想已形成。1867年凱庫(kù)勒首次使用“化合價(jià)”一詞，開始被普遍應(yīng)用。直到1991年，“化合價(jià)”開始在書本中被引用。

[生]概念的由來(lái)漫長(zhǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)。

[師]科學(xué)是需要實(shí)事求是的?；蟽r(jià)是元素的一種性質(zhì)，是原子間在相互化合時(shí)原子的數(shù)目關(guān)系。

主題二：為什么該種元素是這個(gè)化合價(jià)？

[師]多媒體展示NaCl的微觀構(gòu)成過程（Na原子結(jié)構(gòu)示意圖 、Cl原子結(jié)構(gòu)示意圖 ）。化學(xué)反應(yīng)中，原子為達(dá)到8電子穩(wěn)定狀態(tài)，必得失電子。Na原子與Cl原子化合時(shí)，Na原子失去一個(gè)e—，顯+1價(jià)；Cl原子得到一個(gè)e—，顯-1價(jià)。

[生]原子結(jié)構(gòu)決定化合價(jià)。

[師]把原子在化學(xué)反應(yīng)中能夠提供（獲得）電子的數(shù)目，定為該元素的化合價(jià)數(shù)值；若提供電子，化合價(jià)顯正價(jià)；若獲得電子，化合價(jià)顯負(fù)價(jià)。

主題三：如何表示化合價(jià)？

[師]化合價(jià)的表示是在元素符號(hào)正上方標(biāo)明電量和電性，用“+n（-n）”表示（n為具體數(shù)值）。如，Mg顯+2價(jià)，即

[師]邊讀邊寫出氧元素的化合價(jià)、離子符號(hào)并對(duì)比。

[生]化合價(jià)：“+（-）”在前，n在后，位于元素正上方。離子符號(hào)：n在前，“+（-）”在后，位于元素右上角。

[師]化合價(jià)的電量“1”不可省，而離子符號(hào)的電量“1”可省。

主題四：哪些元素間可以形成物質(zhì)？

[師]思考H、Na、Cl、O元素能組成哪些化合物，找同學(xué)扮演H、Na、Cl、O原子，進(jìn)行“找朋友”游戲構(gòu)成化合物，其余同學(xué)分析“朋友組合”是否正確。

[生]找朋友。

[生]“朋友組合”是HCl、H2O、H2O2、NaCl。

[個(gè)別學(xué)生]還有Na2O。

（作者單位：山西師范大學(xué)）

參考文獻(xiàn)：

[1][2][3]梁永平.論化學(xué)教師教學(xué)認(rèn)知的基本圖式[J].化學(xué)教育，2013（10）：3-7.