基于化學(xué)基本觀念的元素化合物教學(xué)實(shí)踐
——以魯科版“氨”的教學(xué)為例

化學(xué)基本觀念是高中生要達(dá)成的學(xué)科核心素養(yǎng)之一，也是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)形成的必要條件。元素化合物作為高中化學(xué)的主干知識(shí)，與化學(xué)基本觀念有著什么樣的關(guān)系，如何將兩者有機(jī)結(jié)合以提高教學(xué)效果？

一、兩者關(guān)系：知識(shí)承載觀念，觀念引領(lǐng)教學(xué)

化學(xué)基本觀念是學(xué)生在學(xué)習(xí)和應(yīng)用化學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)具體的化學(xué)知識(shí)的概括與提升，具有超越具體知識(shí)的持久價(jià)值和廣泛的遷移作用，影響著學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的價(jià)值取向和行為方式。［1］然而，基本觀念的形成不是一朝一夕能完成的，而是要以不同的具體知識(shí)為載體，反復(fù)地思維探究，才能形成穩(wěn)定的觀念。北京師范大學(xué)胡久華教授將化學(xué)1模塊中的元素化合物知識(shí)與化學(xué)觀念的關(guān)系概括為兩個(gè)方面：［2］一是元素化合物知識(shí)可以很好地承載化學(xué)基本觀念的形成與發(fā)展；二是元素化合物知識(shí)的有效教學(xué)需要化學(xué)基本觀念的引領(lǐng)。新課程教材的元素化合物知識(shí)明顯淡化了族的概念，教學(xué)素材不再?lài)@知識(shí)點(diǎn)講物質(zhì)，而是為了幫助學(xué)生形成研究物質(zhì)性質(zhì)的思想方法，形成基本的化學(xué)觀念。例如，“氯氣的性質(zhì)”主要是為了說(shuō)明研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序。［3］

二、兩者結(jié)合：摸索策略，促成有效

基于化學(xué)基本觀念的元素化合物的教學(xué)目標(biāo)是以觀念為指導(dǎo)，提高元素化合物的教學(xué)效果，促進(jìn)觀念的進(jìn)一步發(fā)展。為了更好地實(shí)現(xiàn)這一教學(xué)目標(biāo)，我們要講究教學(xué)策略，優(yōu)化教學(xué)方法，選擇合適的教學(xué)組織形式。

1.建立具體知識(shí)與化學(xué)基本觀念間的聯(lián)系

分析具體知識(shí)與化學(xué)基本觀念間的聯(lián)系，分析具體知識(shí)對(duì)觀念發(fā)展的支持度，使得教學(xué)設(shè)計(jì)有的放矢，方能更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)?！鞍薄边@一課時(shí)是魯科版《化學(xué)（必修一）》第3章第2節(jié)的一部分內(nèi)容，主要介紹了氨的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用，其中化學(xué)性質(zhì)主要包括氨與水的反應(yīng)、氨與酸的反應(yīng)和氨的還原性三方面。它是“碳的多樣性”之后，又一次典型的元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)，也是氧化還原反應(yīng)知識(shí)的進(jìn)一步應(yīng)用和深化，為后續(xù)“硫的轉(zhuǎn)化”“海水中的元素”以及其他元素化合物的學(xué)習(xí)提供思路和方法?！鞍薄钡闹R(shí)點(diǎn)與化學(xué)基本觀念的具體關(guān)系見(jiàn)圖1，重點(diǎn)是讓學(xué)生掌握以分類(lèi)觀［4］和實(shí)驗(yàn)觀為指導(dǎo)的元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)方法，形成用化學(xué)思想方法認(rèn)識(shí)事物和處理問(wèn)題的意識(shí)和能力，進(jìn)而形成化學(xué)基本觀念。

圖1“氨”基礎(chǔ)知識(shí)和化學(xué)基本觀念的關(guān)系

2.以問(wèn)題導(dǎo)學(xué)教學(xué)模式組織教學(xué)

問(wèn)題導(dǎo)學(xué)教學(xué)模式是以問(wèn)題的解決為主線，以知識(shí)的學(xué)習(xí)為明線，以觀念的建構(gòu)為暗線開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)的教學(xué)模式。知識(shí)與觀念蘊(yùn)含在問(wèn)題中，這就要求問(wèn)題要有情境性、目標(biāo)性和觀念性，才能達(dá)成教學(xué)目標(biāo)；要有層次性和引領(lǐng)性，以便學(xué)生找到思維的起點(diǎn)和方向；要有一定的思維深度和容量，促進(jìn)學(xué)生思考。在進(jìn)行“氨”的教學(xué)時(shí)，讓學(xué)生先回顧研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序，預(yù)測(cè)氨可能具有什么樣的化學(xué)性質(zhì)。然后根據(jù)這一問(wèn)題線索，通過(guò)噴泉實(shí)驗(yàn)、“空瓶生煙”等實(shí)驗(yàn)加以探究，每個(gè)實(shí)驗(yàn)帶有若干個(gè)具有層次性的引領(lǐng)性問(wèn)題，使學(xué)生通過(guò)觀察思考，以及相應(yīng)問(wèn)題的解決，自主學(xué)習(xí)氨的性質(zhì)及其用途。這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)促使學(xué)生運(yùn)用觀念解決問(wèn)題，幫助學(xué)生理解研究物質(zhì)性質(zhì)的兩個(gè)角度：一是從物質(zhì)分類(lèi)角度研究物質(zhì)的通性，主要包括酸性和堿性；二是從化合價(jià)的角度，對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)，研究物質(zhì)的氧化性和還原性。這樣的教學(xué)方式，使課程內(nèi)容問(wèn)題化，讓學(xué)生應(yīng)用化學(xué)方法解決問(wèn)題，在問(wèn)題的解決過(guò)程中完成新知的學(xué)習(xí)和觀念的形成。

三、具體實(shí)踐：“氨”的教學(xué)設(shè)計(jì)

環(huán)節(jié)一：基于預(yù)測(cè)與實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)氨的物理性質(zhì)以及氨與水的反應(yīng)，發(fā)展分類(lèi)觀、實(shí)驗(yàn)觀、元素觀和微粒觀

問(wèn)題1.回顧研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序，預(yù)測(cè)氨可能具有什么樣的化學(xué)性質(zhì)。

問(wèn)題2.觀察氨氣，觀察趣味實(shí)驗(yàn)“滴水之恩，涌泉相報(bào)”，分析氨具有什么樣的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。

問(wèn)題3.氨水中含有哪些微粒？液氨、一水合氨、氨水三者有什么區(qū)別和聯(lián)系？

問(wèn)題4.液體為什么能進(jìn)入圓底燒瓶形成噴泉呢？如果實(shí)驗(yàn)員在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)時(shí)，沒(méi)有提前給膠頭滴管裝水，你有辦法實(shí)現(xiàn)噴泉實(shí)驗(yàn)嗎？

【設(shè)計(jì)意圖】開(kāi)門(mén)見(jiàn)山，明確學(xué)習(xí)任務(wù)，指導(dǎo)學(xué)生研究物質(zhì)性質(zhì)的程序和方法，避免學(xué)生死記硬背元素化合物知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的分類(lèi)觀和方法論。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)觀。通過(guò)類(lèi)比氯水，分析氨水的成分及其與液氨、一水合氨的區(qū)別，培養(yǎng)學(xué)生類(lèi)比遷移、三重表征的思維，培養(yǎng)學(xué)生的微粒觀和元素觀。問(wèn)題4難度加大，促使學(xué)生思考交流。通過(guò)觀看高度清晰的噴泉實(shí)驗(yàn)視頻，和分別用熱敷、冷敷做噴泉實(shí)驗(yàn)的視頻，讓每個(gè)學(xué)生都能直觀觀察，便于理解噴泉形成原理這個(gè)難點(diǎn)。

環(huán)節(jié)二：基于實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，學(xué)習(xí)氨與酸的反應(yīng)以及相關(guān)應(yīng)用，發(fā)展性質(zhì)決定用途的觀念

問(wèn)題5.觀看魔術(shù)表演——空瓶生煙，分析氨與酸的反應(yīng)，寫(xiě)出反應(yīng)方程式。如果將濃鹽酸改為濃硝酸或濃硫酸，能否看到白煙？

問(wèn)題6.氨和銨鹽都可以做氮肥，為什么不直接用氨做化肥，而是將氨轉(zhuǎn)化為銨鹽做氮肥呢？

問(wèn)題7.干燥氨氣能否用濃硫酸做干燥劑？

問(wèn)題8.向下排空氣法收集氨氣時(shí)，有什么方法可以簡(jiǎn)便驗(yàn)滿？

問(wèn)題9.如何處理氨氣尾氣（試劑、裝置）？

【設(shè)計(jì)意圖】將演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成小魔術(shù)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)小魔術(shù)以及圖片，直觀教學(xué)，使學(xué)生獲得直接經(jīng)驗(yàn)，印象深刻。讓學(xué)生比較不同酸與氨氣反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生歸納和演繹的能力，培養(yǎng)學(xué)生分類(lèi)觀和變化觀。通過(guò)問(wèn)題6至9的解決，讓學(xué)生學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生性質(zhì)決定用途的思維。

環(huán)節(jié)三：基于實(shí)驗(yàn)和推理，學(xué)習(xí)氨的還原性及其應(yīng)用，發(fā)展元素觀、變化觀和價(jià)值觀

問(wèn)題10.觀看氨催化氧化演示實(shí)驗(yàn)視頻，分析工業(yè)生產(chǎn)硝酸的原理，寫(xiě)出相關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式。

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)觀看實(shí)驗(yàn)視頻，直觀教學(xué)。通過(guò)方程式的書(shū)寫(xiě)，便于學(xué)生理解氨的還原性和硝酸的制備原理，培養(yǎng)學(xué)生的元素觀、變化觀和化學(xué)價(jià)值觀。

四、教學(xué)反思

縱觀新課程改革以來(lái)的高中化學(xué)教學(xué)，明顯更加關(guān)注真實(shí)情境的使用。［5］教育部考試中心單旭峰明確指出，高考化學(xué)試題應(yīng)以公開(kāi)發(fā)表的科研文獻(xiàn)等為素材，采用數(shù)據(jù)表格、結(jié)構(gòu)模型圖和裝置示意圖等豐富的形式展現(xiàn)真實(shí)化學(xué)問(wèn)題。［6］這幾年高考考查的真實(shí)情境里的元素化合物往往是學(xué)生所不熟悉的，意在考查基本科學(xué)方法和能力。因此，元素化合物的教學(xué)除了要傳遞知識(shí)，還應(yīng)滲透學(xué)習(xí)方法和化學(xué)基本觀念。

基于化學(xué)基本觀念的“氨“教學(xué)設(shè)計(jì)在實(shí)施后，通過(guò)與學(xué)生交流和訪談，有以下幾點(diǎn)感觸：（1）關(guān)注學(xué)生化學(xué)觀念的建構(gòu)。課前深入分析“氨”具體知識(shí)對(duì)化學(xué)觀念發(fā)展的支持度，為基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程設(shè)計(jì)合理的引導(dǎo)性問(wèn)題和學(xué)生活動(dòng)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)新知的同時(shí)，化學(xué)基本觀念得以發(fā)展。（2）關(guān)注元素化合物的學(xué)習(xí)方法。根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)研究的基本程序引導(dǎo)學(xué)生觀察氨的物理性質(zhì)，并利用分類(lèi)法預(yù)測(cè)氨的化學(xué)性質(zhì)，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)法引導(dǎo)探究氨與水反應(yīng)、氨與酸反應(yīng)以及氨的還原性等三個(gè)性質(zhì)，最后引導(dǎo)學(xué)

生根據(jù)性質(zhì)決定用途了解氨的應(yīng)用。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生們表示元素化合物的研究程序清晰了，學(xué)習(xí)方法明了了。（3）關(guān)注學(xué)生分析和解決問(wèn)題的思維過(guò)程。將每個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)分解成幾個(gè)具有梯度性和引導(dǎo)性的小問(wèn)題，降低思維難度。針對(duì)噴泉形成原理這個(gè)學(xué)困點(diǎn)，通過(guò)設(shè)計(jì)冷敷、熱敷的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，起到舉一反三的作用。學(xué)生們不僅饒有興趣，也紛紛表示噴泉形成原理很簡(jiǎn)單，就是想辦法產(chǎn)生內(nèi)外壓強(qiáng)差。

參考文獻(xiàn)：

［1］畢華林,盧巍.化學(xué)觀念的內(nèi)涵及其教學(xué)價(jià)值［J］.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2011(6).

［2］胡久華,張銀屏.基于化學(xué)觀念的化學(xué)1模塊元素化合物的教學(xué)研究［J］.教育科學(xué)研究,2013(10).

［3］江合佩,張仁波.高中化學(xué)元素化合物教學(xué)策略的實(shí)踐研究［J］.福建教育學(xué)院學(xué)報(bào),2013(2).

［4］李南萍.以分類(lèi)觀為核心建構(gòu)元素化合物知識(shí)體系［J］.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2011(3).

［5］李吉林.情境課程的操作與案例［M］.北京：教育科學(xué)出版社,2008.

［6］單旭峰.以文獻(xiàn)為基礎(chǔ)的高考化學(xué)真實(shí)情境命題策略探索——以元素化合物試題為例［J］.教育理論與實(shí)踐,2015(32).