汪小春

摘 ?要：人教版2012教育部審定義務(wù)教育九年級化學(xué)教材第三章第三節(jié)中，“元素”概念引入是不科學(xué)不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，論證論題不相符合。筆者從教學(xué)大綱之要求以及實(shí)際教學(xué)的積累，既避免了引入同位素核素的新的難點(diǎn)，也巧妙完成了元素這一概念的形成這一知識難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：元素;同位素;原子;核素;教學(xué)大綱

人教版2012教育部審定義務(wù)教育九年級化學(xué)教材第三章第三節(jié)中，“元素”概念是這樣引入的：

筆者認(rèn)為：教材這樣引入，是不科學(xué)不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。蛋殼、貝殼和石灰石主要成分都是碳酸鈣，而碳酸鈣是由碳、氧、鈣這三種元素組成的。這一說法，直接提出了元素這一陌生的概念，這一概念正是我們要解決的重點(diǎn)。這顯然是不合乎認(rèn)知邏輯的。同時，接下來又提出，這些氧原子的原子核內(nèi)都含有8個質(zhì)子，即核電荷數(shù)為8，化學(xué)上將質(zhì)子數(shù)（即核電荷數(shù)）為8的所有氧原子統(tǒng)稱為氧元素。這又怎么能解釋元素這一概念之真諦？

我們首先來看一下元素的真正含義的得來。

化學(xué)元素（Chemical element）就是具有相同的核電荷數(shù)（核內(nèi)質(zhì)子數(shù)）的一類原子的總稱。從哲學(xué)角度解析，元素是原子的電子數(shù)目發(fā)生量變而導(dǎo)致質(zhì)變的結(jié)果。[1]

化學(xué)元素（英語：Chemical element），指自然界中一百多種基本的金屬和非金屬物質(zhì)，它們只由一種原子組成，其原子核具有同樣數(shù)量的質(zhì)子，用一般的化學(xué)方法不能使之分解，并且能構(gòu)成一切物質(zhì)。一些常見元素的例子有氫、氮和碳。2012年為止，共有118種元素被發(fā)現(xiàn)，其中94種存在于地球上。擁有原子序數(shù)≧83（鉍元素及其后）的元素的原子核都不穩(wěn)定，會放射衰變。第43和第61種元素（锝和钷）沒有穩(wěn)定的同位素，會進(jìn)行衰變。可是，即使是原子序數(shù)高達(dá)95，沒有穩(wěn)定原子核的元素都一樣能在自然中找到，這就是鈾和釷的自然衰變。（《無機(jī)化學(xué)》高等教育出版社十五規(guī)劃教材 吉林大學(xué)、武漢大學(xué)、南開大學(xué)宋天佑，程鵬，王杏喬主編）元素是具有相同核電荷數(shù)的一類原子的統(tǒng)稱。可見這一概念是對的，但是在元素概念引入上是不科學(xué)的。而應(yīng)當(dāng)從同位素、核素的觀點(diǎn)加以證明。具有相同質(zhì)子數(shù)，不同中子數(shù)的同一元素的不同核素互為同位素（Isotope）。同位素是同一元素的不同原子，其原子具有相同數(shù)目的質(zhì)子，但中子數(shù)目卻不同。例如：氕、氘和氚，它們原子核中都有1個質(zhì)子，但是它們的原子核中卻分別有0個中子、1個中子及2個中子，所以它們互為同位素。其中，氕的相對原子質(zhì)量為1.007947，氘的相對原子質(zhì)量為2.274246，氚的相對原子質(zhì)量為3.023548，氘幾乎比氕重一倍，而氚則幾乎比氕重二倍。但是，現(xiàn)在新的問題又來了，初中化學(xué)教學(xué)大綱⑵中沒有要求初中學(xué)生去掌握理解甚至是認(rèn)識同位素核素的這一概念。很顯然，如果引入這兩個概念，又超出了大綱對初中化學(xué)的要求。由此，我們可以看出來，教材是有意在回避這一難點(diǎn)，有目的地去淡化元素這一概念的形成之真正內(nèi)涵。在2012版教材中，同樣存在這樣一個生動的淡化和回避概念構(gòu)建的典型例子，那就是教材第二章氧氣性質(zhì)一節(jié)中，關(guān)于氧化反應(yīng)概念的指出。物質(zhì)與氧的反應(yīng)屬于氧化反應(yīng)。這樣，就巧妙處理了這一難點(diǎn)，也為高中進(jìn)一步深化氧化反應(yīng)這一概念做了鋪墊。

學(xué)生現(xiàn)有知識結(jié)構(gòu)的認(rèn)識：世界是由什么構(gòu)成的呢？不少學(xué)生說到了五行之說。五行是中國古代道教哲學(xué)的一種系統(tǒng)觀，廣泛用于中醫(yī)、堪輿、命理、相術(shù)和占卜等方面。五行的意義包涵借著陰陽演變過程的五種基本動態(tài)：水（代表潤下）、火（代表炎上）、金（代表收斂）、木（代表伸展）、土（代表中和）。中國古代哲學(xué)家用五行理論來說明世界萬物的形成及其相互關(guān)系。它強(qiáng)調(diào)整體，旨在描述事物的運(yùn)動形式以及轉(zhuǎn)化關(guān)系。陰陽是古代的對立統(tǒng)一學(xué)說，五行是原始的系統(tǒng)論。

因此，我們得反思元素這一知識的教學(xué)問題。教者不僅要充分得出元素這一概念，要科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐瑫r，又還要避免提高學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)，增加知識的難度，我們還是可以從容應(yīng)對的。教學(xué)中，應(yīng)該循循善誘，由淺入深。我們完全可以引入但不過于強(qiáng)化同位素概念。比如，如前面講相對原子質(zhì)量時曾提到的12C出發(fā)，講地殼中還有其它種類的碳原子，分別是13C和14C。但是在元素周期表是找不到它們的，為什么呢？因?yàn)樗鼈冑|(zhì)子數(shù)都是6，把它們編入了6號，把它們統(tǒng)稱為碳元素。這樣，就自然而然地引入元素這一概念。以下是我在實(shí)際教學(xué)的課堂實(shí)錄：

教師：同學(xué)們，知道碳原子是不是只有一種呢？

學(xué)生：不知道。

教師：那碳-12是什么意思呢？

學(xué)生：就是碳原子有6個質(zhì)子和6個中子。

教師：其實(shí)啊，老師告訴你，在地殼中碳原子有三種呢，它們分別是12C、13C和14C喲。

學(xué)生反應(yīng)：噢，原來我還以為原子的種類就是元素周期表那里的118種呢。我以為碳原子就一種呢，原來有三種。

教師：那在元素周期表里面能不能找到不同的碳原子呢？

學(xué)生：先看看，找不到。

教師：我們把所有的質(zhì)子數(shù)為6的統(tǒng)稱為碳元素。

……

到此，就比較完善地在學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中構(gòu)建了元素這一概念，也避免了難度的提高，收到了較好的教學(xué)效果。

反思：教學(xué)中，我們應(yīng)當(dāng)尊重教材，但不能完全拘泥于教材，教材只是我們教學(xué)的載體。我們應(yīng)當(dāng)從教材出發(fā)，從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，理論聯(lián)系實(shí)際，做好教學(xué)的應(yīng)對能力的培養(yǎng)，這才是我們最希望努力和提升的地方。

參考文獻(xiàn)：

[1]“科普中國”科學(xué)百科詞條編寫與應(yīng)用工作項目.

[2]九年義務(wù)教育全日制初級中學(xué)化學(xué)教學(xué)大綱（試用修訂版）.