淺談元素化合物知識的整體建構和有效建構

【摘 要】高中新教材中的元素化合物知識雖然比舊教材精簡，但由于這方面知識的感性成分較多，免不了給人以散亂感，學生不易記憶，更不易靈活運用。為了更好地使學生學好和靈活運用元素化合物知識，抓住轉化關系圖及“位－構－性”和“結構－性質－用途－制備－保存”兩條主線，開展模式化教學，促進化學知識的整體建構，以反思教學模式（如編題作業和問題興趣小組活動）促進知識的有效建構。

【關鍵詞】元素 化合物 整體建構 有效建構

【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674－4810（2012）16－0011－02

中學元素化合物知識是中學化學知識體系中的一個重要組成部分，它與其他諸如物質結構知識、化學反應原理、化學實驗知識等是相互融合相互滲透的不可分割的有機體。如果將物質結構知識比作是這個有機體中的骨架，那么元素化合物知識就是肌肉，化學實驗知識則是體液，而化學反應原理屬于神經系統部分……由于元素化合物知識是化學知識中的最原始部分，感性成分多，雖然新課程做了大幅度的裁減，但學生學起來還是覺得散亂，不好記憶，也不易靈活運用。所以，指導學生加強元素化合物知識的整合，促進知識的整體建構和有效建構，顯得非常重要。

一 抓住轉化關系圖和兩條主線，促進化學知識整體建構

在教學過程中，建立元素化合物多維梳理的學習模式，讓學生依照模式按圖索驥、反復演練，不斷加深對知識的理解和記憶，有利于知識的整體建構。

1．繪制和討論物質轉化關系圖

分類法是一種科學方法。在梳理元素及其化合物時，讓具體物質與所屬類別聯系起來，讓物質的具體變化與所屬反應類型聯系起來，可收到點、線、面相結合的縱橫聯貫的立體建構效果。例如，在復習硫及其化合物時，可引導學生繪制并討論如下物質轉化關系圖：

硫及其重要化合物的相互轉化關系圖

從整個圖形的布局來看，橫向物質有單質、氧化物、酸和鹽等，其相互轉化不存在化合價變化；而縱向物質則有硫的負價、零價（單質）、正四價和正六價等，其變化則存在化合價的變化。圖中的“點”，表面上看是具體的每種物質，而實質上是每種物質的化學性質如二氧化硫的還原性和硫酸的強酸性及強氧化性等，它體現在與相鄰物質的相互轉化關系上；圖中的“線”，則體現在縱向和橫向的變化上，前者主要為酸、堿、鹽、氧化物之間的轉化，屬于復分解反應方面知識；而后者則為不同價態物質之間的轉化，屬于氧化反應方面知識。根據新課標和考試說明的要求落實好每一個知識點，根據復分解、氧化還原等反應規律展開討論以加深對每個知識點的理解，這樣將具體物質整合到各類物質之中，將具體反應整合到各類反應之中，點面結合、縱橫聯貫。可見，物質轉化關系圖是點、線、面相結合的一種高級整合模式。根據新課標的要求，中學化學中必須加以整合的還有Na、Al、Fe、Cu、O、C、Si、N、Cl等元素，這些都可以引導學生按照以上模式加以自覺整合。

2．抓住兩條主線，促進知識建構

第一，根據元素“位—構—性”關系主線進行梳理，將元素化合物知識整合到周期表中，發揮周期表的統率作用，瞄準重要元素（如鈉、鋁、氧、硫、氯、碘、氮、碳等）的重要性質（如金屬性和非金屬性，包括單質的氧化性和還原性、氫化物的穩定性和酸堿性，以及元素最高價氧化物對應的水化物的酸堿性等），運用周期表知識進行點與線結合的縱橫梳理整合。例如，在復習同周期元素性質遞變時，思路如下：由于氮原子核外共有二層電子且最外層有5個電子，所以氮元素位于第二周期第VA族；又由于氮原子的核電荷數比碳原子多但比氧原子少，而它們的電子層數卻一樣多，所以原子核對最外層電子的作用力C＜N＜O；又由于這個原因，原子的電子能力C＜N＜O，以至非金屬性C＜N＜O，結果是氧化性C＜N2＜O2、酸性H2CO3＜HNO3、穩定性CH4 ＜NH3＜H2O ……使用這個思路，對C、N、O等元素進行橫向比較，可以加深對重點知識的理解，使學生對元素化合物的認識由感性提升到理性水平。可見，根據元素“位—構—性”關系進行的整合，有利于元素化合物知識的整體建構。

第二，以“結構—性質—用途—制備—保存”為線索，對常見物質進行發散式梳理整合。這雖然是元素及其化合物學習的傳統方式，而新教材又不再具有那樣的系統，但是可以引導學生進行順藤摸瓜式的獨立探索，對知識進行整合并擴容。

例如，對氯氣知識的梳理。首先，從結構理解性質：氯原子核外電子最外層有7個，氯分子由兩個氯原子組成，所以氯氣具有很強的氧化性。其次，從性質理解用途：由于氯氣具有很強的氧化性，它能夠與絕大多數的金屬和某些非金屬反應，所以氯氣可以制取氫化氫等氯化物。再次，從性質理解制法：氯氣有強氧化性，極不穩定，所以在制法上要使用強氧化手段，如使用二氧化錳、高錳酸鉀、氯酸鉀等來氧化鹽酸而得，或使用最強的氧化手段——電解氯化物來制取。最后，由性質理解保存方法：由于氯氣具有強氧化性，因此，

這樣環環相扣地順藤摸瓜式梳理，邏輯性很強。總之，對元素化合物知識進行多維的模式化梳理有利于知識的整體建構。

二 開發反思教學模式，促進知識的有效建構

學生的個別差異是永遠存在的，因材施教是彌久不衰的基調。由于條件所限，目前絕大多數地區還不能實施小班化教學，為了在教學上照顧到每一個學生，必須注意開發反思性課堂教學模式以適應學生的個體差異，確保知識的有效建構。

1．布置編題作業

在現有的高考模式下，化學高考試題的題型是相對穩定的。在高考備考背景下布置編題作業，確實有應試教育之嫌，但正是在這種應試需要的內驅力作用下，針對題型的編題練習這一反思教學模式才能得到學生接受。因為，通過編題練習可以促進學生對相關知識和方法掌握情況的深刻反思，有利于對基礎知識、基本技能以及基本方法的掌握。

首先，編題練習可以促進學生對相關陳述性知識掌握情況的反思，有利于鞏固基礎。例如，一道離子共存選擇型試題模式為：

下列各組離子能在無色溶液中大量共存的是（ ）。A．…… B．…… C．…… D．……

要完成這個編題作業，就要反思以下知識：復分解反應的條件；常見的弱酸和弱堿；常見的不溶性酸、堿、鹽；常見的氧化性離子和還原性離子；常見的有顏色離子等。反思過程就是復習梳理的強化記憶過程。通過不斷的反思，基礎知識就得到不斷鞏固。

其次，編題練習可促進學生對程序性知識的反思，促進元認知水平的提高。例如，編寫一道離子方程式正誤判斷類型的選擇題，學生不但要反思離子反應類型及典型的反應，而且要反思書寫離子方程式的程序及自己經常出錯的地方，以確定每個選項的考點設置。可見，編題練習不但可以鞏固“三基”（基礎知識、基本技能和基本方法），而且有利于學生元認知水平的提高。

當然，在布置編題作業時，要考慮學生知識和能力的差異，注意引導學生整理相關知識和方法，根據實際示范編題思路，循序漸進。

2．組織開展問題興趣小組活動

同一個班里有知識缺陷不同的學生，同一節課里有領會程度不一樣的學生。面對這些客觀存在的學習水平上的差異，有一個順應差異、借力打力的方法——組織開展化學問題興趣小組活動。

師：“同學們，試題已評講完畢，回顧剛才的討論情形，同學們一定還存在各種各樣的疑問，有些知識錯誤似乎得到了糾正，但實際上可能還沒完全吃透……”

師：“還有誰對氧化還原反應的概念及分析方法覺得比較混亂的，請舉手……”

師：“好的！共有5個人……對于‘二氧化碳、二氧化硫等氣體與強堿溶液反應時為什么分兩步進行’這個問題呢？”

師：“共有7人……對于‘如何準確描述溶液中離子檢驗的實驗操作’這個問題呢？”

……

在幾分鐘里，教師通過詢問了解到：在做試卷分析時所發現的8個問題中，雖然在堂上已詳細講解并補充了練習，但還有4個問題有人需要加強，其中一個問題有24個同學舉手了，幾乎占了全班同學的一半，決定再抽時間進行統一輔導，那么其他3個問題又怎么辦呢？

“張××同學，你負責組織‘氧化還原反應概念及分析方法’討論組，下課后確定在什么時候、什么地方、邀請哪些嘉賓，要交一位計劃書到科代表處。”

……

以上是一次化學問題興趣小組活動的發起過程。所謂化學問題興趣小組活動，是介于一般化學興趣小組活動與研究性學習活動之間的一種活動形式，它是以化學小問題為中心開展的，有問題才有小組，問題解決了小組就解散了。它的規模類似于一般化學興趣小組活動，但它的成員卻沒有一般化學興趣小組那樣相對固定，它的模式類似于一般的研究性學習活動，但它的規模卻沒有一般研究性學習活動那樣宏大。在一個班中可以有多個小組，一個同學可以同時加入多個小組。自由組合，以2人以上10人以下一組為宜，設立一名課題負責人，負責制訂和執行活動計劃，包括確定活動時間、地點，邀請嘉賓，主持講座等。所邀請的嘉賓可以是科任教師、科代表或其他有助于解決問題的同學等。

化學問題興趣小組活動的研究課題主要由教師來啟發，可以是學生課堂上的問題，也可以是作業和測驗考試中所發現的問題，可以是概念辨識，也可以是方法探究，只要是學生亟待解決又一時半刻不能解決的問題都可以進行研究。化學問題興趣小組活動的執行需要管理和督促落實，可以安排化學科代表進行跟蹤記錄和匯報。這種活動，適應學生個體差異，充分發揮了學生主觀能動性，及時而又靈活地解決學生學習上的實際問題，是一種協作學習，符合新課標精神。

中學元素化合物知識與其他方面知識相互融合相互滲透，是一個不可分割的有機體，決不能孤立地看待。在教學過程中，一定要著眼于化學知識的整體建構，注意建立多維梳理的教學模式，以引導學生加強知識的自覺整合。與此同時，又要注意開發反思教學模式，充分發揮學生的主觀能動性以適應學生的個體差異。

參考文獻

［1］馮克誠、于明、吳霓.課堂學生學習方法指導全書［M］.北京：國際文化出版公司，1996

［2］高文.現代教學的模式化研究［M］.濟南：山東教育出版社，1998

［3］張國良.如何重視中學化學基本概念和元素化合物教學［J］.承德民族師范學報，2002（2）

〔責任編輯：王以富〕