高中化学新教材元素及其化合物教学实践和思考.doc

高中化学新教材元素及其化合物教学实践和思考青浦高级中学 王凤英元素及其化合物是高中化学的主体，贯穿于化学学科的始终。长期以来，元素及其化合物知识的教学一直受到中学化学教学的重视，因为元素及其化合物知识是构成中学化学知识的基础和骨架。对元素及其化合物知识的学习和研究，成为其他化学知识之源。本人在化学学科教学中参加了一期课改教材的试点和全面实施、同时又是二期课改新教材的首批试点和全面推进实施者，在化学教学过程中，试教了第一版本的二期课改化学教材，同时又试教了第二版本修订后的高一化学新教材，在二期课改化学新教材全面推广和实施之际，谈谈自己在元素及其化合物教学实践过程中的思考和浅见。一、熟悉教材编排体系，智慧运用新教材在新的高中化学基础课程体系中，元素及其化合物知识的编排和呈现与一期课改教材相比较有很大的差异，主要表现在选材重在典型，教材非常注重教学的过程，以社会生产和人们生活实际为背景，知识要求适当降低。“试用本”化学高中一年级第一学期第二章开发海水中的卤素资源、高中一年级第二学期第五章评说硫、氮的“功”与“过”、高二年级第一学期第八章走进精彩纷呈的金属世界。元素及其化合物知识就集中在三个章节中，。例“开发海水中的卤素资源”：首先介绍我国海水晒盐的历史和现代盐田生产的一些情景，从而介绍海水中存在的主要元素，海水中微量元素的提取，中国现代化工之母氯碱工业，重要的化工基础原料盐酸和烧碱等。旨在使学生对科学与生活的深刻认识，深刻领会化学是一门与人类生活息息相关、促进社会进步和发展有着紧密联系的科学，是富有探索、创造和与时俱进的科学。在联系生活和生产的过程中，另一条主线从中也显现出来，即氯及其化合物的组成结构和性质，主要是卤族元素的单质及其化合物的知识等。通过两条主线的展开，构建学生新的学习方法，注重促进知识传承、过程能力和方法、知识与技能的和谐发展。在了解氯碱工业的同时介绍我国近代著名的实业家吴蕴初先生。教材关注自然科学与人文科学的融合，培养学生科学的人文精神和爱国主义精神。新教材与老教材最大的不同是教学思想方法的不同，新教材在化学新课程标准的具体要求下，力求体现上海二期课改新的教学理念，在元素及其化合物的教学实践过程中，深刻认识到依据课程标准，创造性地使用新教材和可利用的教学资源，“吃透”化学新教材，智慧地使用新教材。在实施新教材教学之前，教师必须先理解教材编写意图、熟知新教材的结构意识、把握新教材的知识内容呈现的先后及其关联性。在此基础上，通过对元素及其化合物知识内容的重组和整合，对教材进行合理加工与提炼，联系实际和了解学生基础上对教材作合适的选择与调整，以帮助学生在学习过程中比较容易理解和掌握相关知识内容。二、适度运用结构理论，体现化学学科思想方法就教材内容的编排体系来看，不再以物质结构、元素周期律等理论知识为出发点，不再采用推理、演绎的方法学习化学，根据生产、生活中的应用实例或通过物质分类的思想来整合教学内容，通过提供实验事实、科学史话等感性材料，采用分析、归纳的方法获得化学知识。因此，同样的知识内容，在新、旧教材中的地位和作用是不同的，其教学要求也不相同。元素化合物知识的要求层次和水平与一期课改课程相比都有了较大的变化。介于元素及其化合物的许多内容和化学基本理论紧密联系在一起，如何把握适当的拓展？成为教学实践过程中的难点，通过两轮的试点教学，根据化学学科本质和学科特点，在元素及其化合物的教学中适当地渗透和铺垫化学结构理论，有利于加强基础、有利于科学态度和科学方法的训练，适当利用化学理论去体会、分析和总结元素化合物知识，强化结构决定性质、性质决定存在和用途，建立知识点联想程序，将元素化合物知识系统化。1、以原子结构为起点，介入离子键和共价键的概念学生对物质的组成和结构已经有一定的知识基础，利用好物质组成和原子结构理论，分析元素及其化合物中典型物质的组成和结构，可以让学生从本质上认识单质及化合物的性质，从感性认识上升到理性认识，让学生在分析理解中习得知识。例：第二章 开发海水中的化学资源 2.1以食盐为原料的化工产品教学课题：你对食盐氯化钠认识多少？（第一课时）以生活经验认识食盐氯化钠自然界存在的氯化钠（盐湖、海水）从化学角度认识氯化钠1、氯化钠的组成（宏观分析）2、氯化钠的构成（微观分析）从钠和氯的原子结构示意图和电子式两方面分析3、离子键 （概念和电子式表示离子键的形成过程及离子化合物）。同样在工业制盐酸和氯化氢的教学中，适当介入共价键。对教材的重新整合，把基本理论部分的离子键和共价键提前介入（注意知识要求是了解，而不深化拓展），一方面通过学生对身边最熟悉的食盐和盐酸的了解等，创设符合学生心理特点的教学情境或操作任务，激发学生的学习兴趣；另一方面教师通过对教学内容的结构化组织，给与学生一种意识即认识物质关注结构导出性质学科思想方法，帮助学生形成良好的认知结构，从物质的组成结构决定物质的性质性质决定物质的用途。这样的处理和教学设计，能强化化学学科知识，弱化拓展知识，把握元素及其化合物教学的基本要求，遵循化学学科本意及化学学科素养，在知识、经验、习得的基础上，活化已知，探究未知，在过程中让学生品味化学，明确学习目标，把新知识的学习纳入自己的认知结构，从而变为自己的知识，形成学习化学的良好思维方式。2、 以性质变化的规律，“预备性” 渗透元素周期律与周期表知识 元素周期律与元素周期表的有关内容，高一教材中并没有以“族”的形式系统地构建元素以及化合物的教学内容，没有出现族与周期的概念，对元素化合物内容的构建是以主题和课题形式出现的，相对关注学生的学习兴趣，但在高一第一学期教材的附录中有元素周期表，主要通过学生的探究活动、实验活动、数据资料的归纳整理等形式为“元素周期表”的构建准备感性材料，并以学生的主体活动展开对元素周期律初步的探究。二期课改教材虽对元素周期律部分内容的编排作了调整，但问题的焦点并不在教材内容的变化，而是如何理解与贯彻新的教学理念。学生对知识的理解与掌握程度如何，关键在于教师对教材的认识与理解以及正确有效的实施。现高二新教材修订版本已经把第九章认识元素周期律设为一个独立的章节，说明元素性质的周期性变化与元素及其化合物知识的学习是相辅相成的，教师如果忽视高一教学中对元素周期律知识的恰当渗透，不重视前期的知识铺垫，不利于高二阶段元素周期律的学习。同时，也会对高一阶段元素及其化合物的学习带来不少困难。新教材编写已经注意了学生进行探究学习的需要，设计了有关元素周期律与周期表知识的“预备性”探究活动：在高一第二章“开发海水中的化学资源”中，请学生根据氯、溴、碘的原子结构并收集有关资料，研究氯、溴、碘物理性质的差异和化学性质的相似性。教师在教学过程中用好教材资源，对氯、溴、碘的化学性质差异性和相似性的探究中，注意引导学生从不同角度探究物质的活泼性：利用教材中的“资料库氯、溴、碘的单质跟氢气的化合”，根据反应的条件、快慢、吸收或放出热量的大小讨论生成物的稳定性，判断卤素性质活泼性的递变规律。利用“思考与练习：寻找资料，对氯、溴、碘单质跟水反应的情况进行比较分析”，。利用教材中的实践活动，要求学生用氯水、溴水、碘水、NaCl、NaBr、KI溶液和四氯化碳设计实验证明卤素性质活泼性的递变规律。在这个探究活动中，除了注意通过研究氯、溴、碘的原子结构和收集资料，培养学生对信息的比较能力和发现问题的能力之外，还应注意引导学生对氯、溴、碘单质物理性质、化学性质进行比较、分析，引发学生思考“有没有规律？”。学生有了首次学习元素及其化合物的学习经验和方法，那么在评说硫、氮的“功”与“过”单元学习时，引导学生比较氮气、氧气、氟气与氢气的反应情况；再回忆氯、溴、碘与氢的反应，比较分析寻找递变规律。而且可以进行横向的比较，引导氯气、硫、氧气分别与金属铁或铜的反应情况，研究比较性质的变化规律。例：在走进精彩纷呈的金属世界单元教学活动，同样设计实验证明钠、镁、铝的活泼性（与水、与酸反应情况的比较），结合金属活动顺序表，理解金属性质的递变规律。三、创设以探究为核心实验活动，体验科学研究过程和方法利用教材中的探究活动、实践活动、资料库展开前期的研究活动。科学探究是新化学课程标准提倡的重要理念之一。以化学知识为载体，要求学生在已有知识、已有经验的基础上，合作或自主的设计实验，并通过对实验现象、数据的分析，最后经实验得出结论，以培养学生利用有关信息解决问题的能力和自主学习的能力，培养学生实事求是的科学态度。例：海带中验证和提取碘海洋中丰富的卤素资源人们吃海带（创设情境）生活经验知道海带中有碘存在提出问题如何用已学过的知识来验证碘的存在？（产生主题）学生分析讨论提出假设（海带中碘的存在二种可能性化合态存在，可能有碘离子游离态存在有碘单质）学生用已学的知识设计实验验证（知识建构）实验失败产生问题，激发思考聪明的学生想到初中草木灰中提取碳酸钾的方法，把此方法迁移过来，提出将海带灼烧成海带灰实验操作将海带灰浸取过滤、取滤液再做实验实验中又产生新问题现象不明显再讨论对滤液进行蒸发浓缩（预设与动态生成）实验成功了。通过上述教学活动，学生体验了验证碘存在的全过程，在教师的引导下，总结实验探究的一般方法：提出问题或假设实验设计验证总结分析得出结论，同样这也是科学研究的一般方法。在高二化学拓展课教学中：让学生从铝及化合物知识的学习迁移进一步通过实验来探究未知金属镁及其化合物的一些性质。活动1：探究镁铝活动性强弱A.根据实验桌上提供的试剂，设计合理的实验来探究镁铝活动性强弱；B.小组实验方案交流；C.讨论归纳常见的比较两种金属活动性强弱的方法及金属活动性强弱的本质。活动2：探究镁是否跟铝一样既能跟强酸又能强碱溶液反应学生交流实验结论活动3：探究氢氧化镁是否是两性氢氧化物学生交流实验结论：活动4：探究氢氧化镁溶于铵盐溶液的原因学生实验：Mg(OH)2与饱和NH4Cl溶液的实验活动5：对比Mg(OH)2与饱和 NH4Ac 溶液的实验。分析实验现象，对现象进行大胆的假设与推测，并通过实验进行验证假设与推测，得出Mg(OH)2溶于铵盐溶液的可能原因，并最终通过实验得出真正的原因，完成实验探究。通过比较、推理、演绎上升到规律的总结，深入到内涵的理解，使学生的认知水平有较大的提升。四、从生活走进化学，从化学走向社会从生活中最为常见的事物引入课堂教学中来，原于学生的生活实践，学生已经具有一些初浅的认识，可以说是知其然，但不知其所以然的状态，引发兴趣的爆发点。学生体验到一种亲身参与的情感，是呼唤学生特有的对知识兴趣的条件。课例：在学习氯水的成分和性质时，把家庭生活中养金鱼的题材作为情境素材：课题：“自来水中什么物质让小金鱼窒息？”从养金鱼与自来水的故事（经验回顾）自来水中什么物质让小金鱼死了？自来水是怎样杀菌消毒的？（生活回顾）自来水中可能存在什么物质？怎样检测存在的物质？然后展示实验室新制备的氯水进一步观察分析和实验探究氯水的成分，获得各成分的相关性质。在高一起始年级不断营造氛围，创设问题环境，使学生面临某一化学情境时会自发产生“为什么？”、“怎么会？”、“其中存在什么化学原理？”、“是否有新的问题存在？”、“如何解决问题？”。在问题的解决过程中理解了物质的性质，同时初步尝试了实验探究，并对实验的现象进行分析，对比、归纳总结，产生可靠的结论。通过课堂学习活动，联系社会焦点事件的分析，用真实情景来创设教学情境，激发同学寻求情景信息中“化学问题”的解决。引导学生对情景事件作细致的化学问题梳理，并解决与化学物质性质有关的问题，形成一个化学问题解决的丰富过程；通过这种方式让学生体会从“科学”的角度来表达自己的学习行为，逐步树立科学态度，促进学生提高对科学发展观的认识。课例：高一学习硫氮的功与过中的有关硫的内容时，我们把重庆开县的井喷事件作为情景，即2003年12月23日24分，当人们还处在熟睡中之时，重庆开县川东北气矿因为重大责任事故，发生天然气井喷恶性事件，空气中弥漫着窒息的臭鸡蛋味。最终导致周围居民疏散不及时而中毒死亡240余人，方圆一公里内的家禽、家畜无法幸免。天然气是动植物“残体”在深层的地下经过长时间无养发酵而产生的气体物质，主要成分是CH4，其中也混有有毒气体，此气体被称为“瞬间杀手”。 消防队队员和援救的化学援救队赶到现场后，采取了两项措施，一是点燃井喷气体；二是在燃烧的火焰周围内用大型机械形成20-30米高的“水雾”防护墙。环境监测人员将这种“水”收集起来后，测定PH值为4.85，第三天再测定PH值时发现变为4.75。请同学认真阅读材料，结合教材内容和阅读学习，思考和分析以下问题： 空气中弥漫着窒息的臭鸡蛋味，该有毒气体是怎样出现在天然气里的？ 动植物残体中有什么物质？ 周围的农民和动物都有大量伤亡，这种有毒物质又是什么？ 为什么叫“瞬间杀手”？ 为什么要点燃井喷气体？ 燃烧产物是什么？有何毒性或危害呢？ 为什么在燃烧的火焰周围内用大型机械形成20-30米高的“水雾”防护墙？ 这两项措施能怎样缓解事故扩大？ 能不能从根本上解决有毒气体对空气的危害？ 为什么水雾掉下的水测定PH值为4.85，过一天再测定PH值时发现变化4.75？ 当“水雾”中的水凝结到周围的地面、水体（如土壤、河流、湖泊）后，将对土壤、水体带来什么样的影响？ 那么没有发生井喷事件的话，有毒气体是怎样“脱硫”的？ 如何检验这些“水”的污染物？ 如何解决周围的土壤、水体功能恢复呢？进一步熟练掌握含硫化合物相关知识。并通过这种方式引导学生按照化合价线索将有关知识结构化、网络化，提升相应能力。于此同时，也构成了含硫化合物性质以及之间关系过程，使得含硫化合物的知识结构形成网络呼之欲出。在元素化合物的教学实践过程中，教师的教学观念和教学策略是在发生转变，但要注重继承和创新的关系，促进全体学生科学素养主动全面发展是我们教育教学的最高价值最求。就以“开发海水中的卤素资源”提出相关的教学建议：建议一：让学生掌握学习元素化合物知识的特点以实验为基础、以理论为指导进行学生的实践活动，让学生的眼（观察实验现象），手（动手实验），口（动口议论），脑（动脑思考）处于多功能协同动作的状态，以期能牢固掌握知识，启迪思维，培养能力。建议二:以海水晒盐和氯碱工业等内容，要求同学根据教材所提供的板块素材，自己查找资料，了解我国的氯碱工业的发展，从解放前到解放后、现在的发展和将来的发展趋势等，培养学生的责任意识。联系实际、应用知识、让学生模拟生产过程，设计家用简易消毒仪等。建议三：以实验为导引，粗盐提纯、电解食盐水、氯化氢的喷泉实验、实验室制备氯化氢、氯气的性质实验等等。在学生已有知识的基础上，设问释疑，激发兴趣。设计实验探究从海带中提取碘的方法，氯、溴、碘的原子结构和它们的性质的差异性和相似性，引导学生透过现象看本质。建议四：信息科学与学科整合，通过拓展知识的介绍或学生从网上查找体现当今世