摘要:化學(xué)入門的關(guān)鍵在于建立“宏觀—微觀—符號”相互聯(lián)系的思維方式，元素符號教學(xué)是形成這種思維方式的第一步?；瘜W(xué)教學(xué)中注重建立宏觀物體和微觀原子的聯(lián)系;通過元素符號的歷史來認(rèn)識元素符號對原子、元素的指代作用及簡潔統(tǒng)一的特點;特別重視元素符號意義的教學(xué)，讓學(xué)生充分認(rèn)識元素符號中包含的化學(xué)觀念。

關(guān)鍵詞:元素符號;化學(xué)思維方式;化學(xué)觀念教學(xué)

文章編號:1005-6629(2010)08-0048-05 中圖分類號:G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

1 教學(xué)分析

1.1 教學(xué)內(nèi)容分析

在學(xué)生基本建立了“物質(zhì)是由微粒構(gòu)成”的觀念后，本課題《認(rèn)識原子并用符號表示》安排了三個方面的教學(xué)內(nèi)容: (1)認(rèn)識金屬等物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，建立不同原子的表象; (2)學(xué)會用元素符號表示原子; (3)領(lǐng)會元素符號的含義。這節(jié)課對整個初中化學(xué)的學(xué)習(xí)具有至關(guān)重要的作用。因為:(1)元素符號是化學(xué)符號語言的最基本單元，它是化學(xué)的一個發(fā)明，具有簡潔、規(guī)范、國際統(tǒng)一的特點。由元素符號開端，發(fā)展形成了初中化學(xué)的符號語言體系。因此這節(jié)課具有今后化學(xué)用語教學(xué)的模版作用。(2)元素符號對宏觀組成和微觀原子具有雙重指代作用，成為連接宏觀和微觀的橋梁。元素符號是對人類原子論認(rèn)識成果的表達(dá)，富含化學(xué)觀念，理解元素符號的含義也就初步建立了“宏觀—微觀—符號”相互聯(lián)系的思維方式，這正是化學(xué)入門的關(guān)鍵。

1.2 學(xué)生情況分析

學(xué)生學(xué)習(xí)原子及元素符號時，會遇到較大困難。一是由于原子的抽象性，雖然通過前面幾節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生已初步建立了“物質(zhì)是由微粒構(gòu)成”的微粒觀，但對“哪些物質(zhì)由原子構(gòu)成”并不了解，更沒有“看到宏觀物體就能想象到構(gòu)成它的原子”的認(rèn)識習(xí)慣;二是元素符號的抽象性，元素符號既有宏觀意義又有微觀意義，比如“Fe”這個元素符號，既可指代鐵釘又可指代一個鐵原子還可指代補(bǔ)血營養(yǎng)液中的鐵元素，至于所指的是這些含義中的哪一個，學(xué)生要根據(jù)當(dāng)時的語境做出判斷，思維需要在宏觀和微觀之間跳進(jìn)跳出，這也是較困難的。通過符號搭建宏觀和微觀相互聯(lián)系的橋梁，正是學(xué)生化學(xué)入門所要解決的難題。

1.3 教學(xué)現(xiàn)狀分析

有些教師認(rèn)為，化學(xué)符號就是一種人為規(guī)定，只要告訴學(xué)生怎么寫，記住、背過，多加練習(xí)就行了。我們認(rèn)為符號具有指代作用，如果對它指代的對象不熟悉甚至一無所知，符號就是空洞的，對空洞符號的學(xué)習(xí)是沒有意義的。學(xué)生記住有關(guān)符號含義的條文并不難，難的是形成這樣一種思維方式:比如，當(dāng)他看到“Au”這個元素符號時自然就會想到金光燦燦的金飾品、想到具有特定質(zhì)量和半徑的金原子。一些學(xué)生雖然通過了化學(xué)考試甚至成績不錯，卻依舊把物質(zhì)、原子、元素符號看成是互不聯(lián)系的三類知識，認(rèn)定了化學(xué)就是一個死記硬背的學(xué)科，以至于把化學(xué)稱為第二外語，這正是以往化學(xué)教學(xué)的一種尷尬。如何讓學(xué)生順利建立“宏觀—微觀—符號”相聯(lián)系的化學(xué)思想方法是元素符號等化學(xué)用語教學(xué)必須解決的核心任務(wù)。

1.4 教學(xué)目標(biāo)設(shè)計

(1)知道哪些物質(zhì)是由原子構(gòu)成的?？吹綄嵨?，能寫出組成原子的元素符號;看到元素符號能說出原子的名稱。

(2)說出元素符號的含義。

(3)建立“宏觀—微觀—符號”相聯(lián)系的化學(xué)思維方法，形成表象和聯(lián)想的能力。

(4)了解人類認(rèn)識原子的歷史，感受符號在化學(xué)發(fā)展中的作用。

2 教學(xué)實錄

[師]在上節(jié)課布置的“先學(xué)作業(yè)”中，同學(xué)們提出了很多很好的問題。

[投影學(xué)生的問題]

(1)物質(zhì)微粒分不分種類?微粒到底是怎樣構(gòu)成物質(zhì)的?

(2)物質(zhì)微粒有各自的性質(zhì)嗎?

(3)分子、原子是什么?它們有什么不一樣?有大小之分嗎?

(4)為什么溫度升高，物質(zhì)微粒之間的間隔增大?

[師]有些物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，有些物質(zhì)是由分子構(gòu)成的，有些物質(zhì)是由離子構(gòu)成的。這些粒子通過相互作用構(gòu)成物質(zhì)。這些，在今天看來已經(jīng)成為科學(xué)的常識，但原子、分子、離子由猜想到發(fā)現(xiàn)的歷史，卻有著非常激動人心的故事，希望同學(xué)們課下能夠多多了解這些故事。

[板書]一、構(gòu)成物質(zhì)的微粒有三種:分子、原子和離子

今天我們先來學(xué)習(xí)哪些物質(zhì)是由原子構(gòu)成的以及如何表示原子。

學(xué)生活動一:認(rèn)識原子

[投影]學(xué)生“先學(xué)作業(yè)”中填寫的金屬的用途(表1)。

[生]觀察一組等體積的銅、鐵、鋁圓柱體。

[師]你們發(fā)現(xiàn)這些等體積的銅、鐵、鋁有什么不同?

[生]顏色、手感、輕重不同，密度不同。

形成對不同金屬的豐富感性認(rèn)識

[師]猜猜看，它們的密度為什么不同?

[生]構(gòu)成微粒的大小不同;微粒的間隔不同。

[師] 還有其他猜想嗎?

[生] 構(gòu)成它們的微粒質(zhì)量不同

[投影]銅、鋁等“實物照片”對應(yīng)的“原子堆積示意圖”(見圖1、圖2)。

[想象]如果把這些金屬體放大10億倍，這些直徑2 cm的金屬體會變成20000 km直徑的金屬體，這時我們才會看到它們都是由一個個的原子排列組成的，這些原子的直徑約為1～2 cm，如同壹分或貳分硬幣那么大。

通過“猜測”“想象”，學(xué)生將宏觀金屬物體和原子微粒建立聯(lián)系，在頭腦中形成關(guān)于原子的表象。

[投影]掃描隧道顯微鏡下放大1億倍的原子圖像(見圖3、圖4)。

[師]請閱讀表2中“原子半徑”、 “原子質(zhì)量”。

[生] 按座位挨次讀出表中的數(shù)據(jù)。

通過數(shù)據(jù)形成對原子更為清晰的表象。

[師]原子這樣小，人們是怎樣測得原子的直徑和質(zhì)量的呢?這里面的故事也非常精彩，希望同學(xué)們課下讀讀科學(xué)家認(rèn)識原子的歷史。

[師]請同學(xué)們參照上表中的“模型直徑”數(shù)據(jù)，在硬紙板上用圓規(guī)畫出6個圓，用剪刀剪下，寫上原子名稱。

檢查學(xué)生制作的原子模型，提醒同學(xué)們想象這可是放大了約50億倍的原子啊。

通過動手操作，感受原子。

[投影]金屬晶體原子排列圖(見圖5、圖6所示)

[展示]金剛石、石墨的球棍模型(注意說明“棍”表示原子之間的相互作用)。

以上均說明原子的排列方式不同，原子之間的間隔大小不同。

[小結(jié)] 金屬、金剛石、石墨、硅等，都是由原子直接構(gòu)成的物質(zhì)。不同的原子，構(gòu)成了不同的物質(zhì)。因構(gòu)成金屬的原子的體積、質(zhì)量、間隔大小不同，因此，不同的金屬密度不同。如石墨、金剛石、硅等。

[生] 填寫表3中“構(gòu)成微?！币粰?依次讀出各物質(zhì)組成原子的名稱。

[板書] 二、由原子構(gòu)成的物質(zhì):鐵、銅、鋅、

通過觀察實物、聯(lián)想、猜測、數(shù)據(jù)、動手操作等活動、以及模型、示意圖等信息，建立“宏觀—微觀”的密切聯(lián)系。

以上用時約18分鐘。

學(xué)生活動二 如何表示原子

[師]從金剛石模型和石墨模型上分別拆下一些原子，這些原子都是相同的碳原子，屬于同一類原子，我們把這一類原子稱為碳元素。同理，我們把不管來自何種物質(zhì)的鐵原子、銅原子分別稱為鐵元素、銅元素……。同一類原子總稱為元素。因為元素是同種原子的總稱，表示原子的符號當(dāng)然也可以表示元素。

[師]如何表示1個原子呢?

[生] 閱讀以下ppt投影的信息:

“在古希臘時人們就已經(jīng)用符號來表示當(dāng)時發(fā)現(xiàn)和使用的物質(zhì)，隨著煉金術(shù)的發(fā)展，煉金家也有了自己表示物質(zhì)的符號;到了19世紀(jì)初，道爾頓用圓圈配以不同的圖案和字母來表示各種原子”

[投影]元素符號的演變史[1，2](見圖7、圖8、圖9)[師]你們看到這些符號，有什么感受?

[生]太麻煩、繁瑣、不好記，不統(tǒng)一……

[師]怎樣解決符號的繁瑣、難記、不統(tǒng)一造成的混亂?

1818年瑞典化學(xué)家貝采利烏斯提出用元素拉丁文開頭字母作為元素符號的建議。

[投影]

(1)國際上統(tǒng)一采用元素拉丁文名稱的第一個字母來表示，如果幾種元素拉丁文名稱的第一個字母相同時，就附加一個小寫字母來區(qū)別。

(2)元素符號的書寫規(guī)則:由一個字母表示的元素符號要大寫;由兩個字母表示的元素符號，第一個字母要大寫，第二個字母小寫。

[生]觀看flash:貝采利烏斯的“表示元素的符號”。嘗試說出書寫元素符號的規(guī)則。

[投影] 表4 元素的名稱和符號

[板書]三、元素符號的書寫規(guī)則: “一大二小”

[投影]四線格的規(guī)范書寫，讓學(xué)生模仿寫在表3中“元素符號”一欄。

學(xué)習(xí)競賽:看誰能在4分鐘內(nèi)記下11個元素符號。讓一學(xué)生去黑板板演。矯正書寫不規(guī)范的地方。

在制作的各種原子模型在背面寫上元素符號(見表5所示)。

甲同學(xué)拿原子模型正面，讓乙同學(xué)猜背面的符號，然后兩人換過來猜?？凑l猜對的多。記下猜對的數(shù)目。

通過以上活動讓學(xué)生感受元素符號的人為規(guī)定性、簡潔、規(guī)范、國際統(tǒng)一等特點，并練習(xí)書寫元素符號。

以上用時約12分鐘。

學(xué)生活動三 領(lǐng)會元素符號的意義

[師]符號是為了表達(dá)和交流的需要，你認(rèn)為元素符號表達(dá)了哪些含義?比如，元素符號 C可以表示什么?3C表示什么?為什么可以表示這些含義?

[生]嘗試說出“C”表示1個碳原子、碳元素或金剛石，“3C”表示3個碳原子。以及表示上述這些涵義的合理性。

學(xué)生按座位挨次說出“Cu”“Zn”等元素符號的含義，隨后填寫表3中“元素符號的含義”一欄。矯正“1個元素”的說法。

從個別到一般， 讓學(xué)生嘗試歸納元素符號的意義。

[板書]四、元素符號的意義:表示1個原子;表示1種元素;表示由該原子直接構(gòu)成的物質(zhì)。

[活動]挑戰(zhàn)記憶力比賽。

通過該活動，反思本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法，建立“宏觀——微觀——符號”三者相互聯(lián)系的思維方式。

[小結(jié)]讓學(xué)生說說這節(jié)課學(xué)習(xí)了什么，是怎樣學(xué)習(xí)的。

[布置作業(yè)]

鞏固性作業(yè):

1. 把家中的金屬制品貼上它們的符號?？蓞㈤喺n本后的元素周期表。

2. 用硬紙片或廢撲克牌制作鎂、鋁、鋅、銅、鐵、碳元素符號卡片(見圖10所示)。

3. 請寫出下列元素符號所表示的意義

①Cu表示____________

②2Mg表示___________

③3Al表示____________

下節(jié)課的先學(xué)作業(yè)(略)

宣布下課。

3 教學(xué)反思與分析評價

(1)這節(jié)課首先強(qiáng)化了原子與原子構(gòu)成的實物之間的聯(lián)系。物質(zhì)由原子構(gòu)成，原子可以被觀察，是具有一定質(zhì)量、大小的微觀粒子。這些在學(xué)生心中就成為一種思維中的真實。對于學(xué)生動手制作原子模型的活動，有人認(rèn)為花費(fèi)了5分鐘，似乎不必要，我們認(rèn)為動手產(chǎn)生的體驗是其他活動所不能替代的，花些時間是值得的。

(2)怎樣表示原子、元素或由原子直接構(gòu)成的物質(zhì)?通過前人解決這個問題的歷史，學(xué)生體會到元素符號的人為規(guī)定性、簡潔、規(guī)范、國際統(tǒng)一的特點。

(3)除了掌握元素符號的書寫技能之外，更重要的是重視元素符號意義的教學(xué)，充分挖掘元素符號中的化學(xué)觀念，幫助學(xué)生體悟沒有道爾頓的原子學(xué)說，沒有人類對物質(zhì)構(gòu)成的認(rèn)識，就沒有元素符號。元素符號所指代的意義是由人類對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識成果所決定的。學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)符號就要切實建立符號與宏觀和微觀的聯(lián)系，體會到元素符號內(nèi)在的涵義，為以后化學(xué)式、化學(xué)方程式的學(xué)習(xí)扎下一個“根”。

參考文獻(xiàn):

[1] [英]J.R柏廷頓.化學(xué)簡史[M]. 北京:商務(wù)印書館，1979: 186～187.

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