侯麗麗 劉晶 于少華 王磊

摘要： 元素化合物教學(xué)一直困擾著很多一線教師，物質(zhì)多樣的性質(zhì)、物質(zhì)間繁雜的化學(xué)反應(yīng)使大多數(shù)元素化合物教學(xué)顯得低效甚至無(wú)效。二維圖從物質(zhì)類別和核心元素價(jià)態(tài)兩個(gè)維度將元素化合物的性質(zhì)進(jìn)行整合，給予學(xué)生學(xué)習(xí)元素化合物的思維方法，幫助學(xué)生發(fā)展證據(jù)推理、科學(xué)探究等方面的核心素養(yǎng)。以“鐵及其化合物”單元整體教學(xué)為例，對(duì)如何在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)揮二維圖的功能以及培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的方法等進(jìn)行初步的探討。

關(guān)鍵詞： 核心素養(yǎng); 元素化合物教學(xué); 二維圖

文章編號(hào)： 10056629（2019）7004403中圖分類號(hào)： G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

元素化合物內(nèi)容作為高中化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分，在培養(yǎng)學(xué)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(xué)有哪些弊端？鐵及其化合物內(nèi)容作為元素化合物內(nèi)容的基礎(chǔ)，如何在教學(xué)中使二維圖的認(rèn)識(shí)思路落地？如何在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)？針對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐研究，探索元素化合物的教學(xué)策略，為一線教師的元素化合物教學(xué)提供一些指導(dǎo)性建議。

1 新課標(biāo)對(duì)元素化合物的核心素養(yǎng)要求

高中必修化學(xué)課程設(shè)置了主題內(nèi)容，旨在促進(jìn)全體學(xué)生在宏觀辨識(shí)與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、變化觀念與平衡思想、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)以及科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任五大化學(xué)學(xué)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(xué)側(cè)重于培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的核心素養(yǎng)，與此同時(shí)還起著物質(zhì)分類、氧化還原、離子反應(yīng)等概念性教學(xué)內(nèi)容在元素化合物學(xué)習(xí)中的指導(dǎo)作用。

2 傳統(tǒng)元素化合物教學(xué)的弊端

2.1 重知識(shí)輕能力的被動(dòng)學(xué)習(xí)容易走入單純記憶誤區(qū)

傳統(tǒng)的元素化合物教學(xué)注重化學(xué)知識(shí)體系的科學(xué)性和系統(tǒng)性，圍繞某種具體的物質(zhì)進(jìn)行細(xì)節(jié)化教學(xué)，關(guān)注點(diǎn)放在具體物質(zhì)的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、用途與制法。教師在授課中往往更注重知識(shí)本身和知識(shí)的縱向發(fā)展，這樣教授的知識(shí)不具備遷移價(jià)值，學(xué)生不具備預(yù)測(cè)其他陌生物質(zhì)性質(zhì)的思路方法，就知識(shí)學(xué)知識(shí)的痕跡很重，同時(shí)又忽視了學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)，淡化了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)和認(rèn)識(shí)發(fā)展過(guò)程[2]。

2.2 重動(dòng)手輕思維的實(shí)驗(yàn)容易形式化，缺乏動(dòng)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(xué)中的實(shí)驗(yàn)功能更多地體現(xiàn)在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以及簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證功能上，沒(méi)有充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在知識(shí)教學(xué)中的支撐作用[3]。例如在鐵及其化合物教學(xué)中，F(xiàn)e（OH）2的制備幾乎成了唯一的重點(diǎn)，往往忽略了實(shí)驗(yàn)在幫助學(xué)生建構(gòu)Fe、 Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)化思想方面的功能，忽略了性質(zhì)實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生形成元素化合物性質(zhì)研究思路方面的功能。

2.3 重細(xì)節(jié)輕整合的教學(xué)容易導(dǎo)致學(xué)時(shí)壓力大進(jìn)度緊張

在化學(xué)1元素化合物知識(shí)的教學(xué)中，有教師反映教學(xué)時(shí)間不夠，認(rèn)為新課程將原來(lái)兩年的內(nèi)容壓縮在36學(xué)時(shí)內(nèi)很難完成。究其原因在于有的教師過(guò)于關(guān)注細(xì)枝末節(jié)內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生感覺(jué)化學(xué)很零散，記憶的內(nèi)容很多;有的教師忽視了核心知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，忽略了核心知識(shí)的價(jià)值功能。例如，進(jìn)行鐵及其化合物教學(xué)時(shí)，將鐵單質(zhì)、鐵的氧化物、鐵的氫氧化物、鐵鹽、亞鐵鹽進(jìn)行逐一教學(xué)，缺少核心思想和方法，沒(méi)有進(jìn)行整合統(tǒng)籌，造成學(xué)時(shí)不夠，效果也不理想。

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

鐵及其化合物教學(xué)的核心目標(biāo)是幫助學(xué)生初步形成研究元素化合物性質(zhì)的思路和方法。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，感受實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)化學(xué)、體驗(yàn)化學(xué)和探究化學(xué)的主要途徑，體會(huì)理論知識(shí)在實(shí)驗(yàn)探究中的具體應(yīng)用。在此過(guò)程中，發(fā)展學(xué)生“模型認(rèn)知”“科學(xué)探究”等學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.1 核心任務(wù)

本節(jié)課的核心任務(wù)是利用類別和價(jià)態(tài)兩個(gè)維度進(jìn)行鐵及其化合物性質(zhì)和制備的學(xué)習(xí)，圍繞這一核心任務(wù)建立如圖1所示關(guān)系。

3.2 教學(xué)活動(dòng)

具體授課過(guò)程分為三個(gè)階段，見(jiàn)表1。

學(xué)習(xí)階段學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖

第一階段： 課前任務(wù)1： 課前自主閱讀并梳理鐵及其化合物的物理性質(zhì)

任務(wù)2： 自主建構(gòu)鐵及其化合物二維圖小組合作學(xué)習(xí)，梳理鐵及其化合物的物理性質(zhì)

自主建構(gòu)鐵及其化合物二維圖（核心元素價(jià)態(tài)—物質(zhì)類別）

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

（2） 探查學(xué)生模型的自主建構(gòu)情況

第二階段： 課上任務(wù)1： 預(yù)測(cè)FeSO4可能具有的化學(xué)性質(zhì)并闡述預(yù)測(cè)依據(jù)

任務(wù)2： 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證預(yù)測(cè)并闡述依據(jù)

任務(wù)3： 動(dòng)手實(shí)驗(yàn)并交流匯報(bào)實(shí)驗(yàn)成果

任務(wù)4： 盡可能多地設(shè)計(jì)制備FeSO4的途徑并用方程式表述

任務(wù)5： 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室制備FeSO4的方案并動(dòng)手實(shí)驗(yàn)

任務(wù)6： 檢驗(yàn)制備FeSO4成功與否

任務(wù)7： 對(duì)于FeSO4溶液的保存提出合理化建議

任務(wù)8： 回顧探究學(xué)習(xí)過(guò)程，談收獲小組匯報(bào)

進(jìn)行評(píng)價(jià)修正

小組匯報(bào)

進(jìn)行評(píng)價(jià)修正

動(dòng)手實(shí)驗(yàn)并匯報(bào)

小組匯報(bào)

進(jìn)行評(píng)價(jià)修正

動(dòng)手實(shí)驗(yàn)并匯報(bào)

小組匯報(bào)、交流修正、動(dòng)手驗(yàn)證

小組匯報(bào)、交流

小組匯報(bào)、交流（1） 通過(guò)組間匯報(bào)交流、評(píng)價(jià)及教師的追問(wèn)，深化對(duì)二維圖的認(rèn)識(shí)，體會(huì)這種工具的價(jià)值功能，培養(yǎng)模型認(rèn)知核心素養(yǎng)

（2） 通過(guò)設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)并動(dòng)手實(shí)施方案、反饋交流實(shí)驗(yàn)成果，初步形成設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的一般思路，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力

（3） 通過(guò)組間匯報(bào)交流、評(píng)價(jià)及教師的追問(wèn)，內(nèi)化對(duì)二維圖的認(rèn)識(shí)，提高模型認(rèn)知核心素養(yǎng)

（4） 運(yùn)用化學(xué)符號(hào)表征物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程，靈活運(yùn)用二維圖將問(wèn)題化整為零

（5） 深化二維圖的運(yùn)用，建立從類別及價(jià)態(tài)兩個(gè)角度預(yù)測(cè)物質(zhì)性質(zhì)、完成制備、檢驗(yàn)及產(chǎn)品保存任務(wù)的核心思想

（6） 對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行反思提升，深化二維圖的價(jià)值功能，掌握元素化合物學(xué)習(xí)的思維方法

第三階段：

課后延續(xù)學(xué)習(xí)效果，設(shè)計(jì)自我評(píng)價(jià)任務(wù)： 預(yù)測(cè)FeCl3的性質(zhì)并設(shè)計(jì)驗(yàn)證、制備、檢驗(yàn)方案自主獨(dú)立完成

自我評(píng)價(jià)從亞鐵鹽代表物的研究到鐵鹽代表物的研究，不斷內(nèi)化二維圖的價(jià)值功能，逐步感悟元素化合物學(xué)習(xí)的思維方法

3.3 教學(xué)效果

實(shí)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(shè)計(jì)較以往的教學(xué)設(shè)計(jì)更加清晰、更有效率，教學(xué)效果有了明顯的改觀。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1） 有利于教師在教學(xué)中進(jìn)行整體規(guī)劃、統(tǒng)籌安排，提高課堂實(shí)效。

教師在對(duì)知識(shí)本體內(nèi)容及背后所承載的核心素養(yǎng)發(fā)展功能價(jià)值的深入理解的基礎(chǔ)上，對(duì)教學(xué)內(nèi)容和素材資源進(jìn)行整合，既可以突顯核心知識(shí)學(xué)習(xí)的學(xué)科思想、方法及功能價(jià)值，又能解決教師課時(shí)不夠的難題。

（2） 有利于學(xué)生在元素化合物學(xué)習(xí)中對(duì)知識(shí)體系系統(tǒng)全面的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)習(xí)力。

學(xué)生經(jīng)歷了性質(zhì)預(yù)測(cè)、驗(yàn)證到物質(zhì)制備、檢驗(yàn)等一系列的學(xué)習(xí)任務(wù)，形成了一套比較完善的研究、學(xué)習(xí)元素化合物的方法。運(yùn)用二維圖可以將他們認(rèn)為比較零散的知識(shí)統(tǒng)籌起來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)，自主完成物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，打破以往學(xué)習(xí)元素化合物時(shí)死記硬背的僵局，從而突破難點(diǎn)，提升學(xué)習(xí)效果。

（3） 有利于提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。

單元整體教學(xué)往往要圍繞一個(gè)主題進(jìn)行研究學(xué)習(xí)，突出內(nèi)容和過(guò)程的聯(lián)系性和整體性。教師的教學(xué)視野從單課時(shí)的微觀范疇轉(zhuǎn)向更為寬闊的單元宏觀范疇，設(shè)置有思維梯度的學(xué)習(xí)任務(wù)，通過(guò)注重學(xué)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(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

4 基于學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的元素化合物教學(xué)的幾點(diǎn)建議

4.1 圍繞元素化合物中的核心內(nèi)容進(jìn)行整合教學(xué)

化學(xué)必修1培養(yǎng)的是學(xué)生的基本化學(xué)素養(yǎng)，掌握核心內(nèi)容尤為重要，對(duì)一些細(xì)枝末節(jié)的知識(shí)點(diǎn)到為止。以鐵及其化合物的單元整體教學(xué)為例，對(duì)于鐵及其化合物中的一些物理性質(zhì)與用途屬于辨識(shí)類知識(shí)，了解記住即可，不需要花費(fèi)過(guò)多時(shí)間，設(shè)計(jì)為課前自學(xué)任務(wù)即可有效達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。真正需要花費(fèi)精力設(shè)計(jì)的應(yīng)該是如何以學(xué)習(xí)鐵及其化合物化學(xué)性質(zhì)為載體，發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)元素化合物性質(zhì)的思路和方法，提升學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知核心素養(yǎng)。將具有相同價(jià)值功能的亞鐵鹽和鐵鹽教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，選取具有核心價(jià)值的FeSO4素材作為載體幫助學(xué)生形成從物質(zhì)類別以及核心元素價(jià)態(tài)角度研究無(wú)機(jī)物性質(zhì)的思路和方法，提高教學(xué)效率。

4.2 從以物質(zhì)為核心的元素化合物知識(shí)教學(xué)轉(zhuǎn)化為以元素為核心的核心素養(yǎng)教學(xué)

核心素養(yǎng)培養(yǎng)的過(guò)程中進(jìn)行單元整體教學(xué)是尤為重要的，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)不是一朝一夕就能達(dá)成的，它需要循序漸進(jìn)，需要整體規(guī)劃。在初高中知識(shí)銜接時(shí)復(fù)習(xí)物質(zhì)類別的通性，構(gòu)建物質(zhì)類別的維度;在氧化還原反應(yīng)的學(xué)習(xí)中建立核心元素化合價(jià)的維度，完善二維圖的本體內(nèi)容;在鈉及其化合物的學(xué)習(xí)中初步構(gòu)建和運(yùn)用二維圖;在鐵及其化合物的學(xué)習(xí)中就可以將教學(xué)重點(diǎn)放在引導(dǎo)學(xué)生自主構(gòu)建并運(yùn)用二維圖方面，基于典型代表物進(jìn)行學(xué)習(xí);到硫及其化合物時(shí)基于轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生可以自主、隱性地運(yùn)用二維圖;到氮及其化合物時(shí)則完全可以基于轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)，同時(shí)，對(duì)化學(xué)與社會(huì)、化學(xué)與能源等問(wèn)題進(jìn)行初步探討，拓展二維圖的價(jià)值功能，體現(xiàn)核心素養(yǎng)融合態(tài)培養(yǎng)的特點(diǎn)。核心素養(yǎng)培養(yǎng)的主體是學(xué)生，需要經(jīng)歷這樣一系列的發(fā)展過(guò)程，在教學(xué)中教師應(yīng)該不斷去激發(fā)和滿足學(xué)生的發(fā)展需求，為學(xué)生不斷搭建實(shí)現(xiàn)進(jìn)階發(fā)展的平臺(tái)。

4.3 幫助學(xué)生建立研究物質(zhì)性質(zhì)的思路和方法是元素化合物教學(xué)的重中之重

學(xué)生在必修1中要學(xué)習(xí)大量元素化合物知識(shí)，建立研究物質(zhì)性質(zhì)的思路和方法至關(guān)重要。運(yùn)用二維圖，在進(jìn)行某元素的典型代表物質(zhì)性質(zhì)的學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生經(jīng)歷預(yù)測(cè)、驗(yàn)證、制備、檢驗(yàn)、轉(zhuǎn)化等一系列任務(wù)的學(xué)習(xí)過(guò)程，形成研究物質(zhì)性質(zhì)的思路和方法，該方法輻射到其他含有該元素的物質(zhì)，具有統(tǒng)攝作用，為學(xué)生學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)提供了方法指導(dǎo)。以鐵及其化合物的單元整體教學(xué)為例，這種思維方法不僅貫穿了整個(gè)必修1的教學(xué)，而且可以延伸發(fā)展到必修2的元素周期律的教學(xué)。二維圖與周期律的結(jié)合可以完善學(xué)生對(duì)陌生物質(zhì)的認(rèn)識(shí)，幫助學(xué)生構(gòu)建整個(gè)高中階段元素化合物學(xué)習(xí)的知識(shí)體系。

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