侯麗麗 劉晶 于少華 王磊

摘要： 元素化合物教學一直困擾著很多一線教師，物質多樣的性質、物質間繁雜的化學反應使大多數元素化合物教學顯得低效甚至無效。二維圖從物質類別和核心元素價態(tài)兩個維度將元素化合物的性質進行整合，給予學生學習元素化合物的思維方法，幫助學生發(fā)展證據推理、科學探究等方面的核心素養(yǎng)。以“鐵及其化合物”單元整體教學為例，對如何在教學實踐中發(fā)揮二維圖的功能以及培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的方法等進行初步的探討。

關鍵詞： 核心素養(yǎng); 元素化合物教學; 二維圖

文章編號： 10056629（2019）7004403中圖分類號： G633.8文獻標識碼： B

元素化合物內容作為高中化學教學內容的重要組成部分，在培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)方面有哪些突出作用？傳統(tǒng)的元素化合物教學有哪些弊端？鐵及其化合物內容作為元素化合物內容的基礎，如何在教學中使二維圖的認識思路落地？如何在教學中培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)？針對以上問題進行教學實踐研究，探索元素化合物的教學策略，為一線教師的元素化合物教學提供一些指導性建議。

1 新課標對元素化合物的核心素養(yǎng)要求

高中必修化學課程設置了主題內容，旨在促進全體學生在宏觀辨識與微觀探析、證據推理與模型認知、變化觀念與平衡思想、科學探究與創(chuàng)新意識以及科學態(tài)度與社會責任五大化學學科核心素養(yǎng)方面都有一定的發(fā)展[1]。其中，元素化合物的教學側重于培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析、證據推理與模型認知、科學探究與創(chuàng)新意識的核心素養(yǎng)，與此同時還起著物質分類、氧化還原、離子反應等概念性教學內容在元素化合物學習中的指導作用。

2 傳統(tǒng)元素化合物教學的弊端

2.1 重知識輕能力的被動學習容易走入單純記憶誤區(qū)

傳統(tǒng)的元素化合物教學注重化學知識體系的科學性和系統(tǒng)性，圍繞某種具體的物質進行細節(jié)化教學，關注點放在具體物質的物理性質、化學性質、用途與制法。教師在授課中往往更注重知識本身和知識的縱向發(fā)展，這樣教授的知識不具備遷移價值，學生不具備預測其他陌生物質性質的思路方法，就知識學知識的痕跡很重，同時又忽視了學生實驗探究能力的培養(yǎng)，淡化了學生的自主學習意識和認識發(fā)展過程[2]。

2.2 重動手輕思維的實驗容易形式化，缺乏動態(tài)邏輯思維和創(chuàng)新思維培養(yǎng)

傳統(tǒng)的元素化合物教學中的實驗功能更多地體現在激發(fā)學生學習興趣以及簡單的實驗驗證功能上，沒有充分發(fā)揮實驗在知識教學中的支撐作用[3]。例如在鐵及其化合物教學中，Fe（OH）2的制備幾乎成了唯一的重點，往往忽略了實驗在幫助學生建構Fe、 Fe2+和Fe3+的相互轉化思想方面的功能，忽略了性質實驗在培養(yǎng)學生形成元素化合物性質研究思路方面的功能。

2.3 重細節(jié)輕整合的教學容易導致學時壓力大進度緊張

在化學1元素化合物知識的教學中，有教師反映教學時間不夠，認為新課程將原來兩年的內容壓縮在36學時內很難完成。究其原因在于有的教師過于關注細枝末節(jié)內容，導致學生感覺化學很零散，記憶的內容很多;有的教師忽視了核心知識的內在聯系，忽略了核心知識的價值功能。例如，進行鐵及其化合物教學時，將鐵單質、鐵的氧化物、鐵的氫氧化物、鐵鹽、亞鐵鹽進行逐一教學，缺少核心思想和方法，沒有進行整合統(tǒng)籌，造成學時不夠，效果也不理想。

3 基于學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的“鐵及其化合物”的單元整體教學研究

鐵及其化合物教學的核心目標是幫助學生初步形成研究元素化合物性質的思路和方法。在實驗過程中，感受實驗是學習化學、體驗化學和探究化學的主要途徑，體會理論知識在實驗探究中的具體應用。在此過程中，發(fā)展學生“模型認知”“科學探究”等學科核心素養(yǎng)。

3.1 核心任務

本節(jié)課的核心任務是利用類別和價態(tài)兩個維度進行鐵及其化合物性質和制備的學習，圍繞這一核心任務建立如圖1所示關系。

3.2 教學活動

具體授課過程分為三個階段，見表1。

學習階段學習內容學生活動設計意圖

第一階段： 課前任務1： 課前自主閱讀并梳理鐵及其化合物的物理性質

任務2： 自主建構鐵及其化合物二維圖小組合作學習，梳理鐵及其化合物的物理性質

自主建構鐵及其化合物二維圖（核心元素價態(tài)—物質類別）

（1） 將不具備素養(yǎng)發(fā)展功能的細枝末節(jié)的知識進行課前處理，凸顯課上核心素養(yǎng)培養(yǎng)，提高實效性

（2） 探查學生模型的自主建構情況

第二階段： 課上任務1： 預測FeSO4可能具有的化學性質并闡述預測依據

任務2： 設計實驗方案驗證預測并闡述依據

任務3： 動手實驗并交流匯報實驗成果

任務4： 盡可能多地設計制備FeSO4的途徑并用方程式表述

任務5： 優(yōu)化實驗室制備FeSO4的方案并動手實驗

任務6： 檢驗制備FeSO4成功與否

任務7： 對于FeSO4溶液的保存提出合理化建議

任務8： 回顧探究學習過程，談收獲小組匯報

進行評價修正

小組匯報

進行評價修正

動手實驗并匯報

小組匯報

進行評價修正

動手實驗并匯報

小組匯報、交流修正、動手驗證

小組匯報、交流

小組匯報、交流（1） 通過組間匯報交流、評價及教師的追問，深化對二維圖的認識，體會這種工具的價值功能，培養(yǎng)模型認知核心素養(yǎng)

（2） 通過設計、評價并動手實施方案、反饋交流實驗成果，初步形成設計實驗方案的一般思路，培養(yǎng)學生實驗探究能力

（3） 通過組間匯報交流、評價及教師的追問，內化對二維圖的認識，提高模型認知核心素養(yǎng)

（4） 運用化學符號表征物質轉化過程，靈活運用二維圖將問題化整為零

（5） 深化二維圖的運用，建立從類別及價態(tài)兩個角度預測物質性質、完成制備、檢驗及產品保存任務的核心思想

（6） 對學習過程進行反思提升，深化二維圖的價值功能，掌握元素化合物學習的思維方法

第三階段：

課后延續(xù)學習效果，設計自我評價任務： 預測FeCl3的性質并設計驗證、制備、檢驗方案自主獨立完成

自我評價從亞鐵鹽代表物的研究到鐵鹽代表物的研究，不斷內化二維圖的價值功能，逐步感悟元素化合物學習的思維方法

3.3 教學效果

實踐證明： 這樣基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的元素化合物整體單元設計較以往的教學設計更加清晰、更有效率，教學效果有了明顯的改觀。主要體現在以下幾個方面：

（1） 有利于教師在教學中進行整體規(guī)劃、統(tǒng)籌安排，提高課堂實效。

教師在對知識本體內容及背后所承載的核心素養(yǎng)發(fā)展功能價值的深入理解的基礎上，對教學內容和素材資源進行整合，既可以突顯核心知識學習的學科思想、方法及功能價值，又能解決教師課時不夠的難題。

（2） 有利于學生在元素化合物學習中對知識體系系統(tǒng)全面的認識，提高學習力。

學生經歷了性質預測、驗證到物質制備、檢驗等一系列的學習任務，形成了一套比較完善的研究、學習元素化合物的方法。運用二維圖可以將他們認為比較零散的知識統(tǒng)籌起來進行系統(tǒng)學習，自主完成物質間的轉化關系，打破以往學習元素化合物時死記硬背的僵局，從而突破難點，提升學習效果。

（3） 有利于提高學生的核心素養(yǎng)。

單元整體教學往往要圍繞一個主題進行研究學習，突出內容和過程的聯系性和整體性。教師的教學視野從單課時的微觀范疇轉向更為寬闊的單元宏觀范疇，設置有思維梯度的學習任務，通過注重學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的階段性和層次性，可持續(xù)地發(fā)展學生的學科核心素養(yǎng)。

4 基于學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的元素化合物教學的幾點建議

4.1 圍繞元素化合物中的核心內容進行整合教學

化學必修1培養(yǎng)的是學生的基本化學素養(yǎng)，掌握核心內容尤為重要，對一些細枝末節(jié)的知識點到為止。以鐵及其化合物的單元整體教學為例，對于鐵及其化合物中的一些物理性質與用途屬于辨識類知識，了解記住即可，不需要花費過多時間，設計為課前自學任務即可有效達成教學目標。真正需要花費精力設計的應該是如何以學習鐵及其化合物化學性質為載體，發(fā)展學生學習元素化合物性質的思路和方法，提升學生證據推理與模型認知核心素養(yǎng)。將具有相同價值功能的亞鐵鹽和鐵鹽教學內容進行整合，選取具有核心價值的FeSO4素材作為載體幫助學生形成從物質類別以及核心元素價態(tài)角度研究無機物性質的思路和方法，提高教學效率。

4.2 從以物質為核心的元素化合物知識教學轉化為以元素為核心的核心素養(yǎng)教學

核心素養(yǎng)培養(yǎng)的過程中進行單元整體教學是尤為重要的，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)不是一朝一夕就能達成的，它需要循序漸進，需要整體規(guī)劃。在初高中知識銜接時復習物質類別的通性，構建物質類別的維度;在氧化還原反應的學習中建立核心元素化合價的維度，完善二維圖的本體內容;在鈉及其化合物的學習中初步構建和運用二維圖;在鐵及其化合物的學習中就可以將教學重點放在引導學生自主構建并運用二維圖方面，基于典型代表物進行學習;到硫及其化合物時基于轉化關系進行學習，學生可以自主、隱性地運用二維圖;到氮及其化合物時則完全可以基于轉化關系進行學習，同時，對化學與社會、化學與能源等問題進行初步探討，拓展二維圖的價值功能，體現核心素養(yǎng)融合態(tài)培養(yǎng)的特點。核心素養(yǎng)培養(yǎng)的主體是學生，需要經歷這樣一系列的發(fā)展過程，在教學中教師應該不斷去激發(fā)和滿足學生的發(fā)展需求，為學生不斷搭建實現進階發(fā)展的平臺。

4.3 幫助學生建立研究物質性質的思路和方法是元素化合物教學的重中之重

學生在必修1中要學習大量元素化合物知識，建立研究物質性質的思路和方法至關重要。運用二維圖，在進行某元素的典型代表物質性質的學習時，學生經歷預測、驗證、制備、檢驗、轉化等一系列任務的學習過程，形成研究物質性質的思路和方法，該方法輻射到其他含有該元素的物質，具有統(tǒng)攝作用，為學生學習元素化合物知識提供了方法指導。以鐵及其化合物的單元整體教學為例，這種思維方法不僅貫穿了整個必修1的教學，而且可以延伸發(fā)展到必修2的元素周期律的教學。二維圖與周期律的結合可以完善學生對陌生物質的認識，幫助學生構建整個高中階段元素化合物學習的知識體系。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部制定. 普通高中化學課程標準[S]. 北京： 人民教育出版社， 2018.

[2][3]姜言霞， 王磊， 支瑤. 元素化合物知識的教學價值分析及教學策略研究[J]. 課程·教材·教法， 2012， （9）： 106～112.