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        “價——類二維圖”在元素及化合物知識建構(gòu)的應(yīng)用探討

        2020-08-23 00:53:43黎旭陽
        讀寫算 2020年22期

        黎旭陽

        摘?要?在元素及其化合物知識體系中,涵蓋了物質(zhì)類別識別及轉(zhuǎn)化,反應(yīng)類型辨識與運(yùn)用等核心知識?,F(xiàn)今教學(xué)中采用最多的策略是模塊構(gòu)建,將元素及化合物的知識拆解成若干片斷。在這種教學(xué)策略下,學(xué)生掌握的知識是模塊化,知識模塊之間融合度低,形成了知識碎片。這些碎片化的知識在學(xué)生解決實際問題中造成了障礙。把“價——類二維圖”作為學(xué)習(xí)與解決問題的工具,能夠有效地將碎片化的知識模塊整合起來,幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)的分析解決問題的模型。本文以人教版“海水資源綜合利用”教學(xué)為例,探索在元素及其化合物性質(zhì)模塊中,運(yùn)用“價——類二維圖”分析和解決問題的策略。

        關(guān)鍵詞?價——類二維圖;知識碎片;物質(zhì)分類;化合價

        中圖分類號:G632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1002-7661(2020)22-0203-02

        普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)中明確提出:在課程教學(xué)中要落實“立德樹人”根本任務(wù),培養(yǎng)與提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。為了在教學(xué)中落實課標(biāo)的理念,讓學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)在課堂上落地,許多老師在新課標(biāo)理念的指導(dǎo)下重新解讀教材,優(yōu)化與改進(jìn)教學(xué)設(shè)計。在課堂教學(xué)中由僅關(guān)注教學(xué)內(nèi)容和知識體系的完整性,向著關(guān)注學(xué)生經(jīng)過課程學(xué)習(xí)后所具備的學(xué)科素養(yǎng)轉(zhuǎn)變。

        一、基于真實情景的元素化合物課的教學(xué)現(xiàn)狀

        在新課標(biāo)的指引下,近年來的教學(xué)和各種測試都關(guān)注學(xué)生運(yùn)用知識解決真實情景的問題的能力。教材中素材的價值也不斷被深挖?!镀胀ǜ咧姓n程標(biāo)準(zhǔn)試驗教科書化學(xué)2(必修)》人民教育出版社(2004版)中的第四章第一節(jié)《開發(fā)利用金屬礦物和海水資源》提供的“海水資源綜合利用”素材被老師們廣泛采用。在一次教研活動中,來自不同學(xué)校的兩位老師基于自己對核心素養(yǎng)的理解,進(jìn)行一課兩講。課例一以碘離子轉(zhuǎn)換成碘單質(zhì)為主線,構(gòu)建化合物轉(zhuǎn)化為單質(zhì)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化模型。課例二以獲取海水中的成分為主線,涵蓋了金屬單質(zhì)、非金屬單質(zhì)和可溶性鹽的轉(zhuǎn)化分離與提純實驗?zāi)P汀?/p>

        國內(nèi)不同地區(qū)的老師對該素材的使用進(jìn)行了探索,宗漢老師在文中闡述了基于海帶中提取碘的流程,建構(gòu)提取元素的工業(yè)模型;龐紅梅老師是基于碘元素及其化合物性質(zhì)的課堂實驗,構(gòu)建海帶中提取碘的工藝流程;晏拓、李珊珊、陳廷俊、叢高等老師在文中側(cè)重討論了課堂教學(xué)設(shè)計的環(huán)節(jié)如何達(dá)成學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

        老師們在使用該素材的時候,在問題的拆解與分析、儲備知識的選用與提取、程序的選擇與運(yùn)用技巧等方面有不同的側(cè)重,但是都不約而同地將其視為一個獨立的單元,并以此幫助建構(gòu)知識模塊。對于學(xué)生而言,新舊知識模塊之間未能建立聯(lián)系,導(dǎo)致了知識碎片生成。

        二、以“價——類二維圖”為工具的串聯(lián)知識碎片

        (一)“價——類二維圖”應(yīng)用的意義與價值

        王磊教授提出,“要把‘價——類二維圖當(dāng)做工具交給學(xué)生,讓學(xué)生學(xué)會利用‘價——類二維圖解決問題”。

        “價——類二維圖”從物質(zhì)類別與化合價兩個維度構(gòu)建了含有同一元素物質(zhì)之間的關(guān)系架構(gòu),以化合價作為辨識依據(jù),從氧化還原反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)的角度,不但可以分析物質(zhì)的變化過程,更加可以預(yù)測可能形成的物質(zhì)。自涉及元素及其化合物知識起,把“價——類二維圖”作為知識體系建構(gòu)的工具推送給學(xué)生,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中了解與使用。在繪制與使用的過程中,逐漸構(gòu)建知識架構(gòu),形成分析解決問題的模型。

        (二)基于“價——類二維圖”的“海水資源的開發(fā)利用”教學(xué)案例

        教學(xué)目標(biāo):

        1、以獲取海水中的碘單質(zhì)獲取為素材,掌握以“價——類二維圖”為工具,從氧化還原,復(fù)分解反應(yīng)等角度找出物質(zhì)轉(zhuǎn)化的主要歷程,進(jìn)一步設(shè)計出相應(yīng)的反應(yīng)原理。

        2、能夠使用“價——類二維圖”,找出從海水中獲取溴單質(zhì)、金屬鎂、氯化鈉的方法,構(gòu)建物質(zhì)轉(zhuǎn)化與獲取模型,

        教學(xué)實錄:

        環(huán)節(jié)一:了解海水資源,建立可持續(xù)性發(fā)展的環(huán)保意識

        學(xué)習(xí)目標(biāo):

        (1)海水資源歸類;

        (2)建立持續(xù)性發(fā)展環(huán)保的意識。

        學(xué)生活動:閱讀教材,繪制思維導(dǎo)圖。

        環(huán)節(jié)二:從海帶中提取單質(zhì)碘的原理與方法

        學(xué)習(xí)目標(biāo):

        (1)掌握利用網(wǎng)絡(luò)檢索信息能力;

        (2)知道基于“價——類二維圖”設(shè)計實驗方案的技巧。

        學(xué)生活動:

        (1)在“百度知道”中檢索獲得:海帶中的有機(jī)碘是3,5-二碘酪氨酸,其化學(xué)式為:C9H13I2NO5;

        (2)閱讀教材得到信息:海帶灼燒后的灰燼中碘元素以I-形式存在。

        3、繪制碘元素的“價——類二維圖”(圖1),找出實現(xiàn)碘元素的轉(zhuǎn)化需要運(yùn)用的反應(yīng)是什么?實現(xiàn)轉(zhuǎn)化需要的試劑,并寫出相應(yīng)的反應(yīng)方程式。

        學(xué)生活動參考答案:2I-+Cl2=I2+2Cl-;2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O

        4、探究實驗:(小組活動)海帶中碘單質(zhì)的獲取與驗證。

        環(huán)節(jié)三:運(yùn)用“價——類二維圖”模型設(shè)計海水提溴的方案

        學(xué)習(xí)目標(biāo):掌握利用“價——類二維圖”從化合價角度設(shè)計實驗方案的方法。

        學(xué)生活動:

        (1)閱讀教材“思考與交流”獲取信息;

        (2)繪制溴元素的“價——類二維圖”(圖2),并提出實驗方案,寫出相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式。

        學(xué)生活動參考答案:2Br-+H2O2+2H+=Br2+2H2O;2Br-+Cl2=Br2+2Cl-

        環(huán)節(jié)四:利用“價——類二維圖”模型設(shè)計海水提鎂的方案

        學(xué)習(xí)目標(biāo):應(yīng)用“價——類二維圖”模型從化合價角度設(shè)計實驗

        學(xué)生活動:

        1、繪制鎂元素的“價——類二維圖”(圖3),用方程式描述相關(guān)原理。

        學(xué)生活動參考答案:Mg2++2e-=Mg

        環(huán)節(jié)五:利用“價——類二維圖”模型設(shè)計海水提取氯化鈉的方案

        學(xué)習(xí)目標(biāo):掌握“價——類二維圖”呈現(xiàn)出價態(tài)未發(fā)生變化時的處理技巧。

        學(xué)生活動:

        1、繪制氯離子轉(zhuǎn)化為氯化鈉的“價——類二維圖”(圖4),找出獲得NaCl的方法。

        學(xué)生活動參考答案:蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾。

        三、“價——類二維圖”在高一年級化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用幾點思考

        人教版教材的必修模塊中蘊(yùn)含了大量的基礎(chǔ)的化學(xué)知識,其中以元素及其化合物的性質(zhì)占了絕大部分。由于元素及其化合物性質(zhì)內(nèi)容多、分布廣,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不知不覺地形成了知識片斷,零碎的知識片斷逐漸變成了知識碎片,給學(xué)生造成了化學(xué)無規(guī)律的錯覺?!皟r——類二維圖”作為一種學(xué)習(xí)化學(xué)的工具之一,在理順知識碎片、串聯(lián)知識碎片方面有其獨到之處。它有助于學(xué)生自我整理知識碎片,構(gòu)建知識模塊,解決實際問題,逐漸形成學(xué)科素養(yǎng)。因此,針對高一化學(xué)教學(xué)有以下幾點思考;

        1、開發(fā)高一年級的初高中銜接課程,以“價——類二維圖”為工具,對物質(zhì)類別轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)行重構(gòu),讓學(xué)生體會到在高中階段的學(xué)習(xí)中既要不斷增加知識儲備,還需要掌握有效的分析工具與模型。

        2、在氧化還原反應(yīng)知識構(gòu)建過程中,使用“價——類二維圖”作為分析模型來建構(gòu)氧化還原知識,利用縱坐標(biāo)呈現(xiàn)的化合價升降,掌握分析氧化還原反應(yīng)的技巧與策略。

        3、在金屬(或非金屬)元素及其化合物性質(zhì)環(huán)節(jié),展開預(yù)測新物質(zhì),推斷新物質(zhì)性質(zhì)的教學(xué)活動,促使學(xué)生掌握使用技巧,構(gòu)建有序思維。

        基金項目:廣州市花都區(qū)教育科學(xué)規(guī)劃2018年度一般課題“基于元素化合物教學(xué)(學(xué)習(xí))任務(wù)分析的教學(xué)實踐研究”(編號:HDJYKY2018C001)的研究成果。

        參考文獻(xiàn):

        [1]宗漢.學(xué)科核心素養(yǎng)視角下的化學(xué)教學(xué)案例評析——以“海水資源的開發(fā)利用”為例[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2019(09):17-19.

        [2]龐紅梅.“海水資源的開發(fā)利用”課堂實錄與再思考[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2018(21):68-70.

        [3]晏拓.化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的常態(tài)課教學(xué)探索——以“開發(fā)利用金屬礦物和海水資源”為例[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2018(17):16-20.

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