□楊曉月

大時(shí)代背景下，社會(huì)對(duì)學(xué)生基于證據(jù)的推理能力有一定的要求。高考便時(shí)有基于所給信息進(jìn)行推理的題目，這些信息常以文字、表格、圖形等形式出現(xiàn)，如預(yù)測(cè)未知元素的位置、尋找新材料等。對(duì)學(xué)生來說，分析各種信息數(shù)據(jù)的能力有待提高，本節(jié)課的學(xué)習(xí)可以在很大程度上提高學(xué)生的證據(jù)推理能力。

一、課標(biāo)和教材分析

學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。目前，各個(gè)學(xué)科都在研究學(xué)科核心素養(yǎng)，其實(shí)化學(xué)學(xué)科自身的特點(diǎn)對(duì)核心素養(yǎng)的養(yǎng)成也十分重要。化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成，離不開真實(shí)的化學(xué)課堂。

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn) （2017年版）》指出：結(jié)合有關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)事實(shí)認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)呈周期性變化的規(guī)律，建構(gòu)元素周期律。元素周期律位于“蘇教版”必修二專題1第一單元 《原子核外電子排布與元素周期律》這一節(jié)，此前學(xué)生已經(jīng)知道典型的金屬元素和非金屬元素的性質(zhì)，這些內(nèi)容比較分散，沒有形成系統(tǒng)化的元素化合物知識(shí)。元素周期律的學(xué)習(xí)，不僅能提高學(xué)生對(duì)未知元素結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的預(yù)測(cè)能力，還能讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)化學(xué)的方法。

二、教學(xué)目標(biāo)分析

1.通過分析具體數(shù)據(jù)尋找原子核外電子排布、原子半徑、主要化合價(jià)的規(guī)律。

2.從門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律的史實(shí)中，產(chǎn)生學(xué)習(xí)化學(xué)的激情。

3.結(jié)合“位置——結(jié)構(gòu)——性質(zhì)”的學(xué)科觀念，體會(huì)元素周期律在未知元素中探尋的奧秘。

4.初步形成基于證據(jù)的邏輯推理能力，嘗試發(fā)現(xiàn)隱藏在事物背后的內(nèi)在聯(lián)系。

三、教學(xué)重難點(diǎn)分析

教學(xué)重點(diǎn)：建構(gòu)關(guān)于元素周期律的認(rèn)知模型。

教學(xué)難點(diǎn)：預(yù)測(cè)未知元素的性質(zhì)、用途。

四、教學(xué)過程

環(huán)節(jié)一：巧用化學(xué)史，引發(fā)宏觀辨識(shí)

以微博熱搜導(dǎo)入，學(xué)生在猜春節(jié)對(duì)聯(lián)的過程中不自覺地翻開課本，尋找對(duì)應(yīng)元素在元素周期表中的位置。

證據(jù)1：門捷列夫的第一張?jiān)刂芷诒怼?869年，門捷列夫在分析和總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了自己的第一張?jiān)刂芷诒?。在觀察的過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)周期表中還有很多問號(hào)，此時(shí)再引導(dǎo)學(xué)生思考問號(hào)的含義。

證據(jù)2：門捷列夫的預(yù)言。門捷列夫在鋁的下方給“類鋁”留了一個(gè)位置，并預(yù)測(cè)了它的性質(zhì)。這種神奇的預(yù)言能夠?yàn)閷W(xué)生營造一種神秘的氛圍，在其沉浸于門捷列夫的偉大時(shí)，即刻給出第二張?jiān)刂芷诒?。這種強(qiáng)烈的反差設(shè)計(jì)，學(xué)生很容易體會(huì)到縱然是被人銘記的門捷列夫也會(huì)有考慮不全的時(shí)候，進(jìn)而意識(shí)到任何理論都需要不斷完善。

證據(jù)3：不斷改進(jìn)的元素周期表。課本附錄中展示的元素周期表是在門捷列夫周期表的基礎(chǔ)上得到的，其實(shí)歷史上曾出現(xiàn)過各種類型的元素周期表，雖然最后沒有采用，但是依舊有其存在的意義。

問題驅(qū)動(dòng)：元素周期表中的部分元素是為了紀(jì)念科學(xué)家命名的，組織學(xué)生討論這種做法的意義。

設(shè)計(jì)意圖：按照門捷列夫的生平故事→門捷列夫的第一張?jiān)刂芷诒怼衿娴念A(yù)言→門捷列夫的第二張?jiān)刂芷诒怼问礁鳟惖脑刂芷诒淼捻樞颉o(jì)念元素的由來展開。元素周期表是元素周期律的體現(xiàn)，各種類型證據(jù)的展示，能夠幫助學(xué)生從宏觀角度辨識(shí)元素周期律。

環(huán)節(jié)二：分析具體數(shù)據(jù)，建立認(rèn)知模型

證據(jù)1：1-18號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。學(xué)生需從提供的1-18號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖中，觀察數(shù)據(jù)，尋找元素原子核外電子排布的規(guī)律。

證據(jù)2：原子序數(shù)為3-9和11-17元素的原子半徑。學(xué)生需從原子半徑的具體數(shù)據(jù)出發(fā)，以原子序數(shù)為橫坐標(biāo)、以原子半徑為縱坐標(biāo)畫出柱狀圖。觀察自己所畫圖形，推理出原子半徑隨原子序數(shù)的變化規(guī)律。

證據(jù)3：1-18號(hào)元素的主要化合價(jià)。學(xué)生需依據(jù)1-18號(hào)元素的主要化合價(jià)數(shù)值，以原子序數(shù)為橫坐標(biāo)、以化合價(jià)為縱坐標(biāo)畫出折線圖。觀察自己所畫圖形，推理出隨原子序數(shù)的遞增，元素的主要化合價(jià)的周期性變化。

問題驅(qū)動(dòng)：結(jié)合元素所處的位置，引導(dǎo)學(xué)生討論原子半徑、主要化合價(jià)隨原子序數(shù)遞增呈現(xiàn)周期性變化的原因。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生能夠根據(jù)圖片、表格、自己所畫的折線圖等推理出元素周期律的具體內(nèi)容，這種設(shè)計(jì)能夠培養(yǎng)學(xué)生使用數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)的能力。初中生主要是基于代表物及其分類認(rèn)識(shí)物質(zhì)，此處開始引導(dǎo)學(xué)生從原子結(jié)構(gòu) （微觀）的角度認(rèn)識(shí)元素的性質(zhì)，初步建立關(guān)于元素周期律的認(rèn)知模型。

環(huán)節(jié)三：自主實(shí)驗(yàn)，體味創(chuàng)新意識(shí)

證據(jù)1：學(xué)生實(shí)驗(yàn)。組織學(xué)生閱讀課本中關(guān)于元素的金屬性和非金屬性的信息提示，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并據(jù)此做實(shí)驗(yàn)。根據(jù)直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到鈉、鎂、鋁與水 （或酸）的反應(yīng)越來越難，從而間接推理出從左到右元素的金屬性在減弱?？偨Y(jié)之后，播放第一主族金屬元素與水的反應(yīng)，根據(jù)劇烈的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推測(cè)出從上到下元素的金屬性在不斷增強(qiáng)。

證據(jù)2：第三周期非金屬元素的性質(zhì)。先播放第三周期非金屬單質(zhì)與氫氣反應(yīng)的視頻，再引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材分析得到硅、磷、硫、氯與氫氣的化合越來越容易，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性在增強(qiáng)，間接推理出元素的非金屬性在增強(qiáng)。

問題驅(qū)動(dòng)：結(jié)合元素所處的位置，啟發(fā)學(xué)生討論元素的金屬性和非金屬性隨原子序數(shù)遞增呈現(xiàn)周期性變化的原因。

設(shè)計(jì)意圖：在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、預(yù)測(cè)現(xiàn)象、得出結(jié)論、尋找規(guī)律的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。從原子結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識(shí)典型元素的性質(zhì)，從中總結(jié)一般規(guī)律，初步形成“位置——結(jié)構(gòu)——性質(zhì)”的學(xué)科觀念，建立關(guān)于元素周期律的認(rèn)知模型。

環(huán)節(jié)四：預(yù)測(cè)未知元素，承擔(dān)社會(huì)責(zé)任

在元素周期律的指導(dǎo)下，我們已經(jīng)解決了實(shí)際生活中的很多問題，但還有許多迷人之處等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。

問題驅(qū)動(dòng)：1925年，美國化學(xué)家曾在元素周期律的指導(dǎo)下，研究出一種性質(zhì)穩(wěn)定、無毒且易液化的制冷劑CF2Cl2，代替了之前電冰箱一直使用的氨氣、二氧化硫和丙烷。后來，我們發(fā)現(xiàn)氟氯代烷在慢慢地破壞高空的臭氧層，對(duì)地球的生命造成不可估量的損害。你能結(jié)合元素周期律想出新的替代物嗎？

設(shè)計(jì)意圖：結(jié)合“位置——結(jié)構(gòu)——性質(zhì)”之間的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生感悟利用元素周期律發(fā)現(xiàn)氟氯代烷的具體實(shí)例，再拋出目前存在的具體問題，繼續(xù)從元素周期律的角度出發(fā)研究新的替代物。這個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)置，可以幫助學(xué)生形成“位置——結(jié)構(gòu)——性質(zhì)”的學(xué)科觀念。

證據(jù)推理要求學(xué)生具有證據(jù)意識(shí)，能基于證據(jù)對(duì)物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及其變化提出可能的假設(shè)，通過分析推理加以證實(shí)或證偽。在元素周期律的教學(xué)設(shè)計(jì)中，有完整的證據(jù)鏈，學(xué)生能夠很快地參與每個(gè)環(huán)節(jié)之中，據(jù)此提升自己基于證據(jù)的邏輯推理能力。

模型認(rèn)知要求學(xué)生知道可以通過分析、推理等方法認(rèn)識(shí)研究對(duì)象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系，建立認(rèn)知模型，并能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。在元素周期律的教學(xué)設(shè)計(jì)中，先初步建立元素周期表，再借助原子結(jié)構(gòu)示意圖、原子半徑、主要化合價(jià)的變化規(guī)律圖逐步建立對(duì)元素周期律的認(rèn)知模型，依據(jù)模型推測(cè)未知元素的性質(zhì)，從而更好地為生活服務(wù)。