元素化合物知识的建构

元素化合物知识结构的构建 小高考制胜的关键摘要：元素化合物知识具有重要地位。它不仅与基本理论、实验、计算等知识有密切联系,也可以作为思维的载体。但该部分知识呈现“散、多、繁”的特点,学生在复习时感觉到知识零碎,难记忆,无法将知识系统化。基于此现状,以现代教育教学理论和新课改理念为指导,探索整体性建构的教学策略。本文主要讲讲小高考中元素化合物知识在整体建构思想下的复习教学策略 。关键词：元素化合物 建构 守恒江苏现有的高考模式下，高二学生面临的第一个挑战就是学业水平测试，因为有见A高考加1分，4A高考加5分的政策，所以大家又俗称其为小高考。对于化学学科，基本概念题题型和知识点比较固定，拿分压力较小，关键是出题比较灵活的元素化合物知识，而近几年元素化合物知识的比重较大（见表1），而且较难题目全是元素化合物知识，所以元素化合物知识是化学小高考冲A的关键。年份2013201420152016元素化合物知识的占比32%30%30%32%表1元素化合物知识具有重要地位。它不仅与基本理论、实验、计算等知识有密切联系,也可以作为思维的载体。但该部分知识呈现“散、多、繁”的特点,学生在复习时感觉到知识零碎,难记忆,无法将知识系统化。基于此现状,以现代教育教学理论和新课改理念为指导,探索整体性建构的教学策略。本文主要讲讲小高考中元素化合物知识在整体建构思想下的复习教学策略 。授人以鱼，不如授人以渔。奥苏柏尔说过“智育”的目标就是要塑造学生良好的认知结构。作为一名教师，首先要反思，我们教给学生的，是单一的知识还是系统的、结构化知识？是知识本身，还是运用知识的能力？1 由点到线（同种元素的网络图）对于元素化合物的整体性建构，首先对某一种元素的知识的建构，可以选用我们熟悉的 “铝三角”、 “铁三角”的关系图来分析和理解，实现由点到线的转化，让学生的学习变得清晰。其次是建立同类元素间的联系，比如由氯气的学习可以推广至同主族的溴、碘的知识，理解它们的相似性和递变性。1.1 从元素本身来看以铁元素为例，铁是一种过渡金属，也是一种变价金属，常见的铁的化合物包括 Fe O，Fe(OH)2，FeCl2，Fe2O3，Fe(OH)3，FeCl3，FeSO4，Fe(NO3)2等。单独分别讲各个物质和不同价态铁的化合物的性质，学生觉得多而杂，所以可以从元素出发看，以单质氧化物氧化物对应水化物（酸或碱）盐为一条主线。（如表2）单质氧化物碱盐FeFeO、Fe3O4、 Fe2O3Fe(OH)2、Fe(OH)3Fe2+(亚铁盐)、Fe3+(铁盐)表21.2 从氧化还原反应方面来看我们可以在不同化合价之间的变化进行网络构建。这样便把有着同种元素的一个个物质之间建立起了联系，把孤零零的点连成了线。0 价 +2 价 +3 价 Fe FeO、Fe(OH)2、Fe2+ Fe2O3、 Fe(OH)3 、Fe3+ 建立一个三个不同价态的“铁三角”关系（图1）图11.3 类比、迁移 可以将铁的知识的建构思想应用于价态变化较多的S元素和N元素，让他们知道不同价态之间依据的是氧化还原反应，由低价到高价加氧化剂，由高价到低价要加还原剂；同种元素价态之间的转化，是依据氧化物、酸、碱、盐之间的转化关系实现的，比如二氧化硫与碱的反应，亚硫酸钠与酸的反应，都是依据酸性氧化物与碱反应得到盐和水，盐和较强酸反应得到新盐和较弱酸的原理，等等此类的转化很多，如此去复习就减轻学生很多的思维压力。2 由线到面（不同类元素之间的网络图）考查元素化合物的知识，即使是以选择题形式考查，也不会仅仅考查某一种元素，某一个物质，题目中肯定是把多种元素放在一起来考查。因此在学习的时候，也就不应该仅仅只关注元素的单质和化合物，更多的是关注元素与元素之间的关系，它们所形成的物质之间的对比，或者是之间的反应。 因此，我们的目标不仅是一种元素，而是多种元素。我们要把多种元素及其物质建立起联系，形成一个网。 比如金属与非金属，一个具有金属性，一个具有非金属性，正因为这样的对立，才使得他们之间的结合变得多么的默契。单质之间进行的氧化还原反应，氧化物的水化物所显示的酸碱性，使得石蕊试纸不停的变换色彩 再比如金属活动性顺序表蕴含了很多知识，如图3图3由一张图可以由点到线及面的理解不同金属的性质，确实便于学生的理解和记忆。3 整体性建构的应用-守恒规律元素化合物解题过程中最常见的是三大守恒定律的应用，即质量守恒、电荷守恒、氧化还原反应的电子守恒，如果能灵活运用这三大守恒关系，很多的题目就可以迎刃而解。其实这三大守恒定律也是知识整体性建构下的产物。只有对知识实现全盘考虑，整体性理解，才能感受到三大守恒定律的奥妙。比如溶液是电中性的，所以正负电荷的代数和为零，由此可以建立溶液中离子的电荷守恒；再如氧化还原反应的过程再复杂，但是氧化剂得到的电子总数=还原剂失去的电子总数，就可以化繁为简。最后元素的质量守恒是指元素的质量（物质的量）在反应前后是相等的，只要我们能找到它们存在的形式，就可以依据元素质量守恒建立联系。例如：15g铁和氧化铁的混合物中加入150ml稀硫酸放出氢气1.68L（标准状况）。当反应停止后，铁和氧化铁均无剩余，且溶液中无三价铁离子存在，为了中和过量硫酸，并使铁完全转化为氢氧化亚铁沉淀，共消耗3mol/L氢氧化钠溶液200ml,则原稀硫酸溶液的物质的量浓度为多少？解析：本题的反应式很多，有Fe2O3与H2SO4反应，生成的Fe2（SO4）3又与Fe反应，Fe与H2SO4反应；加入的NaOH与H2SO4、FeSO4反应等。但最终产物是Na2SO4和Fe（OH）2。统筹考虑，依据H2SO4的SO42-最终都在Na2SO4中，而NaOH中的Na+也在Na2SO4中，根据元素质量守恒原理得到关系为：n（H2SO4）=n（Na2SO4）1/2n（Na）=1/2n（NaOH）0.3mol。，所以c（H2SO4）2molLl。此题在整体建构物质间转化关系的基础上，应用元素守恒解很方便，虽然也可以根据方程式关系一步步解下来，但是比较繁琐。总之，以整体性建构策略能