□陸亮
(南京師范大學附屬中學新城初級中學,江蘇南京 210019)
基于化學基本觀念的中考化學復習課實踐*
——以“巧借價-類圖,建構知識網,突破推斷題”為例
□陸亮
(南京師范大學附屬中學新城初級中學,江蘇南京 210019)
中考化學復習課的設計要以具體知識為載體,尋找適合的工具整合這些知識,并且在整合過程中引導學生不斷地去發散思維,幫助他們將零散的知識建構為完整的網絡,將有形的知識轉化為無形的觀念,真正從“知識為本”走向“觀念建構”,從而提高中考化學復習課的效率。
元素;分類;價類圖;知識網;化學基本觀念
《義務教育化學課程標準(2011年版)》指出:義務教育階段的化學教育,要激發學生學習化學的好奇心,引導學生認識物質世界的變化規律,形成化學的基本觀念[1]。化學基本觀念,是指學生通過化學課程的學習,在深入理解化學學科特征的基礎上所獲得的對化學的總觀性的認識。它具體表現為個體主動運用化學思想方法認識身邊事物和處理問題的自覺意識或思維習慣。朱玉軍結合國內外對化學基本觀念的界定,認為中學化學的基本觀念應該包括元素觀、微粒觀、化學變化觀、能量觀、實驗觀、分類觀、科學本質觀、化學價值觀[2]。
推斷題是集元素化合物知識、基本概念和基本理論于一體的綜合性試題,既考查學生對元素化合物知識的儲備量和熟練度,也要求學生具備嚴謹的邏輯推理能力。因而推斷題是中考化學試卷中的重頭戲,成為學生取得高分的攔路虎。綜觀全國各地中考化學試卷中的推斷題,題干的內容有共通之處。以2016年南京市中考化學試卷20題為例:
(1)圖中A~I是初中化學常見的物質,且分別是由H、C、O、Na、Al、S、Ca、Cu、Ag中的一種或幾種元素組成的:常見物質總是中考推斷題題干的首句,常見物質的組成元素就是初中化學學習中的核心元素。
(2)D、G、H、I均為單質,A、F均為由三種元素組成的鹽:在全國各地中考推斷題中,限定物質類別成為高頻考點,對學生的分類觀進行直接考查。
(3)圖中“—”表示兩端的物質間能發生化學反應;“→”表示物質間存在轉化關系,部分反應物、生成物或反應條件已略去:這三句話是所有推斷題的默認信息。“—”表示物質具備某種化學性質能與其他物質反應,是化學變化觀的直接體現。“→”表示物質間的轉化,在化學反應中元素種類不變,是元素觀的直接體現。
綜上所述,學生若能形成元素觀、分類觀和轉化觀這三種化學基本觀點,推斷題的難點就不攻自破了。而元素價-類二維圖(簡稱價類圖)就是一種體現元素觀、分類觀和轉化觀指導下實現元素化合物知識結構化的工具。它是以物質的類別(單質、氧化物、酸、堿、鹽等)為橫坐標,元素的常見化合價為縱坐標,在二維平面內所繪制的含有某元素物質的圖像。價-類圖的核心是元素,方法是分類,內涵是轉化[3],因其直觀、清晰、全面等特點,在元素化合物復習中應用廣泛并且效果顯著。為此,筆者以初中化學的核心元素為切入點,開設了一節“巧借價類圖、建構知識網、突破推斷題”的區級公開課。
師:(2015年南京中考第17題第3問)寫出含有氮元素的常見氧化物、酸、堿、鹽的化學式各一個,并標出所寫化學式中氮元素的化合價。
生:認真書寫、投影核對。
師:若以物質的類別為橫坐標,元素化合價為縱坐標,我們可以構建一幅元素的價-類二維圖。元素的常見化合價同學們已經很熟悉,首先一起來復習一下物質的分類。
生:在學案上填寫物質的分類圖及相應類別中的常見物質化學式,并且與投影核對訂正。
師:今天我們分金屬和非金屬兩個篇章進行價-類圖的構建,首先以2015年南昌市中考18題硫的價-類圖為例開啟非金屬篇,讓同學們再熟悉一下價-類圖。
生:完成學案題目,在老師組織下校對答案。
師:氫元素是初中化學常見的非金屬元素,請同學們在學案上的坐標系中梳理含有氫元素的常見單質、氧化物、酸、堿。
生:認真書寫,交流匯報,如圖1。

圖1
師:在推斷題中根據題眼推出一種物質時,同學們要能根據它的化學性質快速捕捉到三條信息:它能變為誰?誰能變為它?它能和誰反應?設置問題串:
(1)H2能變為誰?誰能變為H2?
(2)H2O、HCl、Ca(OH)2、Cu(OH)2能和誰反應?
(3)最常見的兩種酸(HCl、H2SO4)、堿[NaOH、Ca(OH)2]能相互轉化嗎?
生:交流匯報。完成2016年南京市玄武區化學一模有關含氫元素物質間的推斷題。
師:同學們知道形成化合物最多的元素是什么嗎?
生:碳元素。
師:請同學們按序口報含有碳元素的常見單質、氧化物、酸、鹽。
生:流利地報出答案。提出疑問:老師,怎么還少了有機物的梳理?
師:同學們很細心,由于有機物中碳元素的化合價比較復雜,所以沒有將其放置在價-類圖中。初中常見的含碳元素的有機物就三種。
生:甲烷、乙醇、葡萄糖。

圖2
師:碳元素的價類圖如圖2。下面我們以推斷題中的明星物質二氧化碳為中心,構建含碳元素物質間的相互轉化關系圖。例如CO2與Na2CO3能相互轉化就表示為:CO2? N a2CO3。生:自主構建,小組交流,匯報補充如圖3。

圖3
師:含碳元素物質的相互轉化是推斷題中的重要突破口,設置問題串:
(1)反應物相同,反應物的量不同,產物不同;
(2)反應物相同,反應條件不同,產物不同;
(3)A+B → C+D;C+D→ A+B;
(4)A+C → D+E;B+C→ D+E;
(5)A+C → D+E+F;B+C→ D+E+F。
生:討論交流匯報。
師:剛剛我們一起總結了非金屬篇,下面繼續金屬篇。人類最早使用的金屬是什么呢?
生:銅。
師:請同學們按序口報含有銅元素的常見單質、氧化物、堿、鹽。
生:按序報答案。
師:下面同學們就嘗試構建含銅元素物質間的相互轉化關系圖。
生:自主構建,匯報補充如圖4。

圖4
師:追問:(1)硫酸銅作為書本中重要的鹽,除和活潑金屬、可溶性堿反應外,還能和什么物質反應?(2)Cu無法變成CuSO4,那么Cu(NO3)2和Cu可以相互轉化嗎?
生:CuSO4還可以與可溶性的鋇鹽反應,Cu可以與AgNO3反應生成Cu(NO3)2。
師:若把Cu換作Mg、Ca、Al,上述轉化圖有什么不同嗎?請同學們比較思考。
生:Mg、Ca、Al、Cu四種金屬比較,主要有兩點不同導致轉化關系圖有變化:(1)Mg、Ca、Al三種金屬活動性在H前,而Cu在H后;(2)Mg、Al、Cu三種金屬對應的堿都是難溶性堿,加熱可以分解,而Ca(OH)2是微溶的,可由CaO與H2O直接化合得到。由此得出含鎂、鋁、鈣三種元素物質間的轉化關系,如圖5。并完成2016年南京市秦淮區化學一模有關含鋁元素物質間的推斷題。

圖5
師:相比于另三種金屬,鈣的碳酸鹽Ca?CO3是初中化學的常見物質,請同學們把這種物質補充到含鈣元素物質間的相互轉化關系圖中。
生:自主構建,如圖6所示。

圖6
師:剛剛我們討論了+2、+3價的金屬,有沒有同時具備這兩種價態的金屬呢?
生:鐵。
師:請同學們在學案上梳理含有鐵元素的常見單質、氧化物、堿、鹽。
生:梳理如圖7。

圖7
師:下面同學們就嘗試構建含鐵元素物質間的相互轉化關系圖。
生:自主構建,匯報補充如圖8。

圖8
師:今天這節課我們以初中化學核心元素形成的物質為研究對象,以元素價類圖為載體幫助同學們構建物質轉化知識網絡圖,以期提高同學們解決推斷題的能力。最后,請同學們和老師一起總結出初中化學物質類別間的相互轉化,在投影上逐步構建如圖9所示。

圖9
在初中化學中,元素化合物的知識龐雜卻又零散,等到中考復習階段,學生對常見物質間的轉化尤其陌生。價-類圖是一種能把這些

*本文系江蘇省教育科學“十三五”規劃初中專項重點課題“基于化學學科核心素養的初三化學課程建設研究——以南京市建鄴區為案例”〔課題編號:E-b/2016/19〕成果之一;南京市第九期個人課題“個別化學習模式下中考化學復習微課的實踐研究”〔編號:Ej2353〕研究成果之一。