孔曉宇，翟宏菊，孫德武，郭顥怡

(吉林師范大學(xué) 化學(xué)學(xué)院，吉林 四平 136000)

化學(xué)學(xué)科的知識(shí)體系可以分為六大類：化學(xué)用語、基本概念、基本理論、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)計(jì)算以及元素化合物知識(shí)[1]，這六大類前三種為學(xué)習(xí)化學(xué)學(xué)科的基本工具，而后三類則更側(cè)重于科學(xué)研究、生產(chǎn)生活、以及與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。元素化合物知識(shí)作為初高中化學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的主線，也是高等教育體系中化學(xué)學(xué)科的分支-無機(jī)化學(xué)的重要組成部分，既是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)也是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，元素化合物知識(shí)由于原子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，因此需要初高中教師共同努力，做好初高中原子結(jié)構(gòu)、元素化合物知識(shí)的銜接，使學(xué)生形成完整的知識(shí)體系。

1 初高中化學(xué)原子結(jié)構(gòu)、元素化合物模塊銜接現(xiàn)狀

原子的結(jié)構(gòu)是元素化合物部分的基礎(chǔ)，人教版九年級(jí)上冊(cè)第三單元：物質(zhì)構(gòu)成的奧秘中講述了原子的結(jié)構(gòu)，原子核外電子的排布狀態(tài)以及如何書寫元素周期表中前20號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖[2]。通過原子結(jié)構(gòu)示意圖也解釋了初中化學(xué)中常見元素的化合價(jià)問題。隨后教材對(duì)元素周期表進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，教師引導(dǎo)學(xué)生利用前20號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖對(duì)原子核外電子的排布規(guī)律進(jìn)行自主探究[3]。此部分內(nèi)容是高中化學(xué)必修二中學(xué)習(xí)元素周期表、元素周期律的鋪墊。

必修二學(xué)習(xí)元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)時(shí)，選取金屬鉀和鈉與水的反應(yīng)進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論：堿金屬元素的最外層電子數(shù)相同， 元素的化學(xué)性質(zhì)相似。對(duì)于堿金屬這一族，從上到下原子的電子層數(shù)增加，其原子半徑隨之增大，從鋰到銫金屬性增強(qiáng)。對(duì)于高一學(xué)生的認(rèn)知體系來說，原子半徑這一概念很陌生，金屬性是以往的學(xué)習(xí)沒有接觸過的。元素周期表與與原子半徑密切相關(guān)，因此導(dǎo)致一部分同學(xué)對(duì)知識(shí)的理解模糊不清。在后續(xù)元素周期律的學(xué)習(xí)的過程中，又涉及到元素的金屬性與非金屬性的規(guī)律，元素的金屬性強(qiáng)弱可以通過它們最高價(jià)氧化物的水化物-氫氧化物的堿性強(qiáng)弱來判斷，元素的非金屬性強(qiáng)弱可以通過其最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱來判斷[4]。以對(duì)比硫元素和氯元素的非金屬性為例，硫元素的最高價(jià)為+6價(jià)，其最高價(jià)氧化物的水化物為硫酸。氯元素的最高價(jià)為+7價(jià)，其最高價(jià)氧化物的水化物為高氯酸。高氯酸的酸性強(qiáng)于硫酸，因此得出結(jié)論：氯的非金屬性強(qiáng)于硫。對(duì)于高一的學(xué)生來說，初中元素化合價(jià)的口訣中曾提過：二四六硫都齊全，長(zhǎng)期的記憶使得學(xué)生對(duì)于硫的最高價(jià)態(tài)為+6價(jià)這個(gè)事實(shí)并不陌生。對(duì)于氯的最高價(jià)態(tài)為+7價(jià)，很多學(xué)生表示不能理解。在初中化學(xué)中的原子結(jié)構(gòu)部分，對(duì)于最外層電子數(shù)大于4的元素來說，容易得到電子達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，使得元素呈現(xiàn)出負(fù)價(jià)態(tài)。非金屬元素具有正價(jià)對(duì)于學(xué)生來說是不能理解的，硫具有+6價(jià)也只是死記硬背而已，其本質(zhì)并沒有學(xué)生真正理解。初中化學(xué)僅僅要求學(xué)生掌握前20號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)，并熟記常見元素的化合價(jià)，對(duì)于部分學(xué)校部分教師來說，應(yīng)對(duì)中考才是化學(xué)學(xué)習(xí)最大的任務(wù)，導(dǎo)致此部分知識(shí)出現(xiàn)斷層，初高中化學(xué)教學(xué)銜接出現(xiàn)了問題。

在初中學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)時(shí)，教師只要求學(xué)生掌握到前20號(hào)元素。根據(jù)初中范圍講述的核外電子排布規(guī)律，第一層最多排布2個(gè)電子，第二層最多不超過8個(gè)電子，最外層電子數(shù)不超過8個(gè)，教師通常描述為"2 8 8"原則。高中化學(xué)選修三部分，第一章第一節(jié)更進(jìn)一步講述了原子結(jié)構(gòu)。按照電子能量大小的差異，可以將核外電子分成不同的能層，第一能層用符號(hào)K表示，第二能層用符號(hào)M表示……第七能層用符號(hào)N表示。原子核外每一層所容納的最多電子數(shù)如表1。

表1 每一能層所能容納的最多電子數(shù)

這超出了學(xué)生的認(rèn)知范圍，在學(xué)生的原有知識(shí)中，每層最多排布8個(gè)電子，當(dāng)學(xué)生初次接觸M層最多能排布18個(gè)電子時(shí)，由于學(xué)生原有知識(shí)的局限性，學(xué)生認(rèn)為原有知識(shí)和當(dāng)前理論相互矛盾。高中化學(xué)又引進(jìn)了一個(gè)新的概念：能級(jí)，即同一層的電子能量也可能不同，又可以把他們分為不同的能級(jí)。能級(jí)從s級(jí)開始，能級(jí)的數(shù)量等于能層的序數(shù)[5]。以s、p、d、f……排序，各能級(jí)可容納的最多電子數(shù)為1、3、5、7的二倍。此部分內(nèi)容學(xué)生初次接觸，又比較微觀抽象，較難接受，是學(xué)習(xí)當(dāng)中的難點(diǎn)。選修三又講述了電子排布式，鉀原子的電子排布式為2、8、1，為什么不是2、8、8、1呢？這其中涉及到了構(gòu)造原理，由于構(gòu)造原理的理論性較強(qiáng)且抽象難懂。此部分內(nèi)容在大學(xué)無機(jī)化學(xué)中才有清晰的講述，大多數(shù)高中教師能傳授給學(xué)生正確的規(guī)律，但其中的理論教師并不能完全掌握，并且學(xué)生的知識(shí)水平理解不到如此高深的程度，這也造成了學(xué)生學(xué)習(xí)的障礙。由此可以看出，初高中、高等教育的教學(xué)銜接也存在一定的問題。

化學(xué)性質(zhì)是化學(xué)學(xué)習(xí)生活中很重要的一部分，只有研究清楚各種物質(zhì)的反應(yīng)，才能應(yīng)用于生產(chǎn)生活實(shí)踐。研究物質(zhì)的性質(zhì)，就要研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。化學(xué)性質(zhì)大多數(shù)通過化學(xué)方程式來表達(dá)，初中學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)方程式主要通過死記硬背。在必修一學(xué)習(xí)非金屬及其化合物-氯的時(shí)候，氯氣的化學(xué)方程式繁多，單純靠記憶掌握方程式，任務(wù)量太大，且容易出錯(cuò)。如果結(jié)合原子的結(jié)構(gòu)來學(xué)習(xí)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，那么化學(xué)方程式就變得很容易。由于氯的最外層有7個(gè)電子，容易得到一個(gè)電子形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此具有很強(qiáng)的氧化性。氯氣可以和金屬反應(yīng)，例如：鐵、銅、鈉，由于鐵和銅都是變價(jià)金屬，氯氣可以把變價(jià)金屬氧化成最高價(jià)。氯氣也可以和非金屬反應(yīng)，例如：氫氣，也體現(xiàn)了氯氣的氧化性。相反，例如在初中學(xué)習(xí)置換反應(yīng)時(shí)，鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵，由于鐵為變價(jià)金屬，既有正二價(jià)，又有正三價(jià)，很多學(xué)生不明白其中的原因，容易記混淆。在選修三講物質(zhì)的結(jié)構(gòu)時(shí)，講述了鐵原子的核外電子排布式，學(xué)生才能真正理解其中的原因。

2 初高中化學(xué)原子結(jié)構(gòu)、元素化合物模塊銜接的解決措施

首先，初高中化學(xué)教師都應(yīng)該轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念。九年級(jí)化學(xué)尚處于義務(wù)教育階段，其目的在于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，熟悉化學(xué)基本概念、生活中常見的化學(xué)物質(zhì)及其應(yīng)用和基本的實(shí)驗(yàn)操作。而大多數(shù)教師迫于中考的壓力，大部分的學(xué)習(xí)時(shí)間都在進(jìn)行題海戰(zhàn)術(shù)，不僅限制了學(xué)生的思維能力和創(chuàng)造能力，也使部分學(xué)生產(chǎn)生了厭學(xué)情緒。高中化學(xué)是初中化學(xué)的深入，高等化學(xué)的基礎(chǔ)，其重要性不言而喻。由于高中化學(xué)的理論性更深，難度更大，且學(xué)生的課業(yè)壓力繁重，大部分教師都把重點(diǎn)放在了高考的準(zhǔn)備上，這也是一部分學(xué)生理論基礎(chǔ)扎實(shí)，但是實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手能力很差?；瘜W(xué)教師的教學(xué)應(yīng)該注重理論的扎實(shí)性、實(shí)驗(yàn)的操作性、理論與現(xiàn)實(shí)的聯(lián)系性，使學(xué)生真正的了解化學(xué)，應(yīng)用化學(xué)。

其次，初高中化學(xué)教師都應(yīng)該熟悉中學(xué)化學(xué)教材，具備完整的知識(shí)體系，而不是一昧的依靠總結(jié)出來的規(guī)矩，口訣去解題，把學(xué)生變成了只會(huì)解題的機(jī)器。只有對(duì)教材有深入的了解，初三教師才能根據(jù)高中課程及學(xué)生現(xiàn)階段的認(rèn)知水平展開鋪墊性、延伸性的教學(xué)。高中教師也能根據(jù)學(xué)生已有的知識(shí)理論進(jìn)行教學(xué)上的銜接，形成教學(xué)上良好的過渡。