元素化合物教學設計與實施

　　摘要：提出從挖掘教材欄目的素材和線索、關注知識的呈現方式和問題設計、發揮化學實驗的作用、體現教材“螺旋式”上升的編排思路等方面進行教學設計和實施，并結合案例進行了闡述。
　　關鍵詞：元素化合物；教學設計；教學實施
　　文章編號：1005－6629(2012)2－0017－03　中圖分類號：G633.8　文獻標識碼：B
　　新課改以來，關於元素化合物知識的教學，從課標到教材，從教材體系到教材內容以及內容的呈現方式等，都跟以往有很大不同，因此備受一線教師的關注。新教材中集中體現元素化合物的專題和章節均很少，許多內容都分散到其他主題的學習中，內容的相對減少并沒有降低元素化合物知識在化學教學中的核心地位，凸顯化學學科特點的核心元素及其化合物的內容并沒顯著減少，只不過其內容呈現采取“集中與分散”相結合的教材組織形式。因此，在新的課程體系中，如何把握教學內容的深廣度?如何選擇和組織素材?沒有了元素周期律做支撐，以什么樣的線索來組織和實施元素化合物的教學?換句話說，如何進行元素化合物知識的教學設計和實施?
　　筆者認為，首先，教師在設計教學時要有一個整體構思，知道什么樣的內容應該在必修1的新課中完成，什么樣的內容應該放在復習課中完成，什么樣的內容要在高三復習課中重點強化，理解教材“螺旋式”上升的編排思路。其次，教師在設計教學時要抓住核心內容，創造性地整合和實施教學，關注核心知識的遷移價值(這兩點通俗地概括就是“教什么知識”的問題)。第三，教師的教學設計要體現核心概念的建構，體現科學方法的滲透，這就涉及到要以什么樣的方式、手段、線索呈現教材內容，這是需要教師進行精心設計的(也就是“怎么教”的問題)。
　　1、挖掘教材欄目中呈現的素材和線索
　　新教材包含了眾多欄目，教材中的資料性欄目有：科學史話、資料卡片、科學視野、科學探究等，均提供了非常豐富的教學素材。關於同一個教學內容，不同教材提供的素材也可能不一樣，教師可以相互進行借鑒，通過整合和優化，為我所用，提升教學品質。比如，以人教版“富集在海中的元素——氯”為例，認真研讀教材內容不難發現：教材在呈現氯氣性質時，敘述中暗含了這樣一條線索，那就是“漂白劑(消毒劑)的發展變化”，而“科學史話”欄目則介紹了由瑞典化學家舍勒發現并由英國化學家戴維確認的“綠氣”(后改為氯氣)。許多教師沒有讀出其中的內涵，只關注氯氣的事實性知識，忽視氯氣知識的教育功能和價值，課堂教學設計很難符合新課改理念。如果注意到教材蘊含的這條暗線，再結合一定的化學史情景，完全可以設計成一節以“科學家發現和使用氯氣的過程”為明線，氯氣的制備和性質為暗線的一節以真實的化學史為情景和線索的優質課。具體的教學設計思路可以如圖1所示：
　　這個教學設計通過呈現氯氣發現并確認的化學史料，讓學生感受和體驗科學家的發明、發現之路。而發現的過程中，則暗含著需要學生理解和掌握的化學反應，讓學生在獲得基礎知識和基本技能的同時，領悟知識背后蘊含的科學思想和科學方法。值得注意的是，上述設計中教學素材線索和知識線索非常清晰，方法線索似乎沒有體現，其實是隱含在其中的，就看教師在實際教學中如何理解氯氣教學的價值和功能了。氯氣作為一種典型的非金屬單質，其性質的學習不同於學生已有的經驗一一氧氣、碳和硅性質的認識，所以，對氯氣的學習，要側重從元素觀和分類觀去預測非金屬單質的性質，應用氧化還原反應規律理解反應的本質，并能從離子反應的角度認識參加反應的粒子，并逐步完善“研究物質性質的方法和思路”。
　　2、關注知識的呈現方式和問題設計
　　美國課程專家埃里克森(H.Lvnn Erickson)教授在其著作中闡述：把對基本知識的理解以“基本問題”的形式表達，以問題驅動教學和學習，促進學生的基本理解。這是埃里克森教授對核心觀念建構時所作的陳述，其實它適用於任何知識的學習。如何將具體的事實性知識變成教學問題驅動學生學習?需要關注知識的呈現方式和問題設計。以氯氣和氫氧化鈉這個反應為例，情景呈現的教學問題不同，收到的教學效果也會不同。
　　方式1：教師按照教材的描述告訴學生：“在常溫下，將氯氣通入氫氧化鈉溶液中，可以得到以次氯酸鈉為有效成分的漂白液，其化學反應方程式為：Cl＋2Na0H＝NaCl＋NaCIO＋HO。
　　方式2：你知道84消毒液的有效成分嗎(NaCIO)?你知道NaCIO是如何制備出來的嗎?(告訴學生：將氯氣通入氫氧化鈉溶液中就可以得到)，請你應用氧化還原反應的規律，寫出該反應的方程式。
　　方式3：你知道84消毒液的有效成分嗎(NaClO)?它真能漂白有色物質嗎?讓我們來驗證一下。教師演示84消毒液漂白有色花瓣或布條的實驗。請你應用氧化還原反應的規律，寫出該反應的方程式。
　　方式4：你知道84消毒液能漂白有色物質嗎?請大家親自試一試它的功效如何?學生驗證84消毒液漂白有色布條的實驗。你知道84消毒液的有效成分嗎(NaClO)?請你應用氧化還原反應的規律，寫出該反應的方程式。
　　上述4種方式中，第1種方式學生只是聽著，獲取信息(知識)的途徑比較單一，對該反應的記憶和應用難以留下深刻的印象，描述性語言的使用，更不利於調動學生思維的積極性。第2、3、4種方式采用的是反問(提問)，增強了思考的驅動型，以生活化的問題呈現知識，使所學知識置於特定真實的情景中，學生能在分析和解決問題的過程中獲取知識。當然，第3種方式相對於前面兩種，又增加了實驗驗證，使學生能直觀地感知所學物質的功效，獲得的知識既鮮活又深刻，必然能提高記憶的效率。第4種方式，學生親身參與實驗，主體性得到發揮，各種感官(眼、手、腦等)被充分調動起來，使結論的獲得與具體的情景、過程有機結合，增進學生對元素化合物知識的記憶和理解。所以，新課改倡導“通過實驗探究活動促進元素化合物的學習”是合理的。對比上述的問題設計，不難發現，同樣的知識，教學呈現的形式不同，知識承載的價值不同，達到的教學效果不同。第1種方式單純關注事實性知識，而其他幾種方式則兼顧了方法性和價值性知識。在新課改背景下，教師的教育教學理念應該有所改變，要從原來單純關注事實性知識轉變為同時關注方法性知識和價值性知識，這樣我們的教學才能向多維的層次發展。
　　3、發揮化學實驗在元素化合物教學中的作用
　　新課程教學倡導以“化學實驗為主”的多種探究方式展開學習。科學探究是重要的學習活動和實踐過程，是一種使學生體驗探究過程和探究樂趣的學習經歷，是一種有效的學習方式。元素化合物的內容，教材中呈現了許多實驗，由探究性實驗、驗證性實驗……，尤其對比實驗在這部分內容中用得非常普遍。比如：鈉在常溫下的緩慢氧化與鈉在加熱條件下的燃燒，對比的是溫度對反應產物的影響；金屬鈉、鐵與水的反應比較，對比不同金屬的活潑性不同；相同質量的碳酸鈉和碳酸氫鈉中加少量水，對比熱效應的不同；相同濃度的碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液中加入酚酞顯色深淺不同，對比堿性的不同；還有碳酸鈉和碳酸氫鈉熱穩定性、與酸反應速率的比較；鋁鹽與強堿、弱堿反應制取氫氧化鋁的比較等等。所以，教學中可以充分發揮對比實驗在課堂教學中的作用，運用對照、比較的方法來揭示物質的性質及其變化規律，并在比較時，滲透控制變量的思想。
　　4、分層建構知識和方法，體現教材“螺旋式”上升的編排思路
　　新教材的知識內容呈現采取“集中與分散”相結合的教材組織形式，比如，氯氣的相關內容就在必修化學1第三章第二節集中呈現，在必修化學2第四章第一節(二)——從海水中提溴中也有涉及，在必修化學2第一章第一節元素周期表中，歸納同主族元素的性質時再次遇到……，相同的內容呈現在教材的不同位置，其用意是不同的，當然其教學價值和功能也是不同的。以氯氣和氫氧化鈉反應為例，來看同一反應在不同的學段，如何從不同層面進行認知建構，并體現教材循序漸進的編排思路的。具體見表1。
　　上面是以一個反應為例，來說明同一知識在不同階段，從不同層面進行認知建構。同樣，對於一種物質性質的認識，也要關注在不同階段實施同一知識教學內容時，要整體把握同一知識的層級關系，挖掘核心知識的價值和功能，從不同角度切入，設計并實施教學，以體現教材“集中呈現，分散落實”的“螺旋式”上升的編排思路。
　　總之，新課改背景下教學實施的方式和思路是多種多樣的，教師可以在實踐中逐步完善和豐富教學設計的思路，探索符合新課程理念的教學思路和模