元素符號教學改革的嘗試

摘要:化學入門的關鍵在于建立“宏觀—微觀—符號”相互聯系的思維方式，元素符號教學是形成這種思維方式的第一步。化學教學中注重建立宏觀物體和微觀原子的聯系;通過元素符號的歷史來認識元素符號對原子、元素的指代作用及簡潔統一的特點;特別重視元素符號意義的教學，讓學生充分認識元素符號中包含的化學觀念。

關鍵詞:元素符號;化學思維方式;化學觀念教學

文章編號:1005-6629(2010)08-0048-05 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B

1 教學分析

1.1 教學內容分析

在學生基本建立了“物質是由微粒構成”的觀念后，本課題《認識原子并用符號表示》安排了三個方面的教學內容: (1)認識金屬等物質是由原子構成的，建立不同原子的表象; (2)學會用元素符號表示原子; (3)領會元素符號的含義。這節課對整個初中化學的學習具有至關重要的作用。因為:(1)元素符號是化學符號語言的最基本單元，它是化學的一個發明，具有簡潔、規范、國際統一的特點。由元素符號開端，發展形成了初中化學的符號語言體系。因此這節課具有今后化學用語教學的模版作用。(2)元素符號對宏觀組成和微觀原子具有雙重指代作用，成為連接宏觀和微觀的橋梁。元素符號是對人類原子論認識成果的表達，富含化學觀念，理解元素符號的含義也就初步建立了“宏觀—微觀—符號”相互聯系的思維方式，這正是化學入門的關鍵。

1.2 學生情況分析

學生學習原子及元素符號時，會遇到較大困難。一是由于原子的抽象性，雖然通過前面幾節課的學習，學生已初步建立了“物質是由微粒構成”的微粒觀，但對“哪些物質由原子構成”并不了解，更沒有“看到宏觀物體就能想象到構成它的原子”的認識習慣;二是元素符號的抽象性，元素符號既有宏觀意義又有微觀意義，比如“Fe”這個元素符號，既可指代鐵釘又可指代一個鐵原子還可指代補血營養液中的鐵元素，至于所指的是這些含義中的哪一個，學生要根據當時的語境做出判斷，思維需要在宏觀和微觀之間跳進跳出，這也是較困難的。通過符號搭建宏觀和微觀相互聯系的橋梁，正是學生化學入門所要解決的難題。

1.3 教學現狀分析

有些教師認為，化學符號就是一種人為規定，只要告訴學生怎么寫，記住、背過，多加練習就行了。我們認為符號具有指代作用，如果對它指代的對象不熟悉甚至一無所知，符號就是空洞的，對空洞符號的學習是沒有意義的。學生記住有關符號含義的條文并不難，難的是形成這樣一種思維方式:比如，當他看到“Au”這個元素符號時自然就會想到金光燦燦的金飾品、想到具有特定質量和半徑的金原子。一些學生雖然通過了化學考試甚至成績不錯，卻依舊把物質、原子、元素符號看成是互不聯系的三類知識，認定了化學就是一個死記硬背的學科，以至于把化學稱為第二外語，這正是以往化學教學的一種尷尬。如何讓學生順利建立“宏觀—微觀—符號”相聯系的化學思想方法是元素符號等化學用語教學必須解決的核心任務。

1.4 教學目標設計

(1)知道哪些物質是由原子構成的?？吹綄嵨?，能寫出組成原子的元素符號;看到元素符號能說出原子的名稱。

(2)說出元素符號的含義。

(3)建立“宏觀—微觀—符號”相聯系的化學思維方法，形成表象和聯想的能力。

(4)了解人類認識原子的歷史，感受符號在化學發展中的作用。

2 教學實錄

[師]在上節課布置的“先學作業”中，同學們提出了很多很好的問題。

[投影學生的問題]

(1)物質微粒分不分種類?微粒到底是怎樣構成物質的?

(2)物質微粒有各自的性質嗎?

(3)分子、原子是什么?它們有什么不一樣?有大小之分嗎?

(4)為什么溫度升高，物質微粒之間的間隔增大?

[師]有些物質是由原子構成的，有些物質是由分子構成的，有些物質是由離子構成的。這些粒子通過相互作用構成物質。這些，在今天看來已經成為科學的常識，但原子、分子、離子由猜想到發現的歷史，卻有著非常激動人心的故事，希望同學們課下能夠多多了解這些故事。

[板書]一、構成物質的微粒有三種:分子、原子和離子

今天我們先來學習哪些物質是由原子構成的以及如何表示原子。

學生活動一:認識原子

[投影]學生“先學作業”中填寫的金屬的用途(表1)。

[生]觀察一組等體積的銅、鐵、鋁圓柱體。

[師]你們發現這些等體積的銅、鐵、鋁有什么不同?

[生]顏色、手感、輕重不同，密度不同。

形成對不同金屬的豐富感性認識

[師]猜猜看，它們的密度為什么不同?

[生]構成微粒的大小不同;微粒的間隔不同。

[師] 還有其他猜想嗎?

[生] 構成它們的微粒質量不同

[投影]銅、鋁等“實物照片”對應的“原子堆積示意圖”(見圖1、圖2)。

[想象]如果把這些金屬體放大10億倍，這些直徑2 cm的金屬體會變成20000 km直徑的金屬體，這時我們才會看到它們都是由一個個的原子排列組成的，這些原子的直徑約為1～2 cm，如同壹分或貳分硬幣那么大。

通過“猜測”“想象”，學生將宏觀金屬物體和原子微粒建立聯系，在頭腦中形成關于原子的表象。

[投影]掃描隧道顯微鏡下放大1億倍的原子圖像(見圖3、圖4)。

[師]請閱讀表2中“原子半徑”、 “原子質量”。

[生] 按座位挨次讀出表中的數據。

通過數據形成對原子更為清晰的表象。

[師]原子這樣小，人們是怎樣測得原子的直徑和質量的呢?這里面的故事也非常精彩，希望同學們課下讀讀科學家認識原子的歷史。

[師]請同學們參照上表中的“模型直徑”數據，在硬紙板上用圓規畫出6個圓，用剪刀剪下，寫上原子名稱。

檢查學生制作的原子模型，提醒同學們想象這可是放大了約50億倍的原子啊。

通過動手操作，感受原子。

[投影]金屬晶體原子排列圖(見圖5、圖6所示)

[展示]金剛石、石墨的球棍模型(注意說明“棍”表示原子之間的相互作用)。

以上均說明原子的排列方式不同，原子之間的間隔大小不同。

[小結] 金屬、金剛石、石墨、硅等，都是由原子直接構成的物質。不同的原子，構成了不同的物質。因構成金屬的原子的體積、質量、間隔大小不同，因此，不同的金屬密度不同。如石墨、金剛石、硅等。

[生] 填寫表3中“構成微?！币粰?依次讀出各物質組成原子的名稱。

[板書] 二、由原子構成的物質:鐵、銅、鋅、

通過觀察實物、聯想、猜測、數據、動手操作等活動、以及模型、示意圖等信息，建立“宏觀—微觀”的密切聯系。

以上用時約18分鐘。

學生活動二 如何表示原子

[師]從金剛石模型和石墨模型上分別拆下一些原子，這些原子都是相同的碳原子，屬于同一類原子，我們把這一類原子稱為碳元素。同理，我們把不管來自何種物質的鐵原子、銅原子分別稱為鐵元素、銅元素……。同一類原子總稱為元素。因為元素是同種原子的總稱，表示原子的符號當然也可以表示元素。

[師]如何表示1個原子呢?

[生] 閱讀以下ppt投影的信息:

“在古希臘時人們就已經用符號來表示當時發現和使用的物質，隨著煉金術的發展，煉金家也有了自己表示物質的符號;到了19世紀初，道爾頓用圓圈配以不同的圖案和字母來表示各種原子”

[投影]元素符號的演變史[1，2](見圖7、圖8、圖9)[師]你們看到這些符號，有什么感受?

[生]太麻煩、繁瑣、不好記，不統一……

[師]怎樣解決符號的繁瑣、難記、不統一造成的混亂?

1818年瑞典化學家貝采利烏斯提出用元素拉丁文開頭字母作為元素符號的建議。

[投影]

(1)國際上統一采用元素拉丁文名稱的第一個字母來表示，如果幾種元素拉丁文名稱的第一個字母相同時，就附加一個小寫字母來區別。

(2)元素符號的書寫規則:由一個字母表示的元素符號要大寫;由兩個字母表示的元素符號，第一個字母要大寫，第二個字母小寫。

[生]觀看flash:貝采利烏斯的“表示元素的符號”。嘗試說出書寫元素符號的規則。

[投影] 表4 元素的名稱和符號

[板書]三、元素符號的書寫規則: “一大二小”

[投影]四線格的規范書寫，讓學生模仿寫在表3中“元素符號”一欄。

學習競賽:看誰能在4分鐘內記下11個元素符號。讓一學生去黑板板演。矯正書寫不規范的地方。

在制作的各種原子模型在背面寫上元素符號(見表5所示)。

甲同學拿原子模型正面，讓乙同學猜背面的符號，然后兩人換過來猜。看誰猜對的多。記下猜對的數目。

通過以上活動讓學生感受元素符號的人為規定性、簡潔、規范、國際統一等特點，并練習書寫元素符號。

以上用時約12分鐘。

學生活動三 領會元素符號的意義

[師]符號是為了表達和交流的需要，你認為元素符號表達了哪些含義?比如，元素符號 C可以表示什么?3C表示什么?為什么可以表示這些含義?

[生]嘗試說出“C”表示1個碳原子、碳元素或金剛石，“3C”表示3個碳原子。以及表示上述這些涵義的合理性。

學生按座位挨次說出“Cu”“Zn”等元素符號的含義，隨后填寫表3中“元素符號的含義”一欄。矯正“1個元素”的說法。

從個別到一般， 讓學生嘗試歸納元素符號的意義。

[板書]四、元素符號的意義:表示1個原子;表示1種元素;表示由該原子直接構成的物質。

[活動]挑戰記憶力比賽。

通過該活動，反思本節課的學習內容和學習方法，建立“宏觀——微觀——符號”三者相互聯系的思維方式。

[小結]讓學生說說這節課學習了什么，是怎樣學習的。

[布置作業]

鞏固性作業:

1. 把家中的金屬制品貼上它們的符號。可參閱課本后的元素周期表。

2. 用硬紙片或廢撲克牌制作鎂、鋁、鋅、銅、鐵、碳元素符號卡片(見圖10所示)。

3. 請寫出下列元素符號所表示的意義

①Cu表示____________

②2Mg表示___________

③3Al表示____________

下節課的先學作業(略)

宣布下課。

3 教學反思與分析評價

(1)這節課首先強化了原子與原子構成的實物之間的聯系。物質由原子構成，原子可以被觀察，是具有一定質量、大小的微觀粒子。這些在學生心中就成為一種思維中的真實。對于學生動手制作原子模型的活動，有人認為花費了5分鐘，似乎不必要，我們認為動手產生的體驗是其他活動所不能替代的，花些時間是值得的。

(2)怎樣表示原子、元素或由原子直接構成的物質?通過前人解決這個問題的歷史，學生體會到元素符號的人為規定性、簡潔、規范、國際統一的特點。

(3)除了掌握元素符號的書寫技能之外，更重要的是重視元素符號意義的教學，充分挖掘元素符號中的化學觀念，幫助學生體悟沒有道爾頓的原子學說，沒有人類對物質構成的認識，就沒有元素符號。元素符號所指代的意義是由人類對物質結構的認識成果所決定的。學生學習化學符號就要切實建立符號與宏觀和微觀的聯系，體會到元素符號內在的涵義，為以后化學式、化學方程式的學習扎下一個“根”。

參考文獻:

[1] [英]J.R柏廷頓.化學簡史[M]. 北京:商務印書館，1979: 186～187.

[2] 課程教材研究所.義務教育課程標準實驗教科書化學上冊[M]. 北京:人民教育出版社， 2006:75.