摘 要:元素化合物知識的學(xué)習(xí),一直是高中化學(xué)學(xué)習(xí)中非常重要的一部分。元素化合物相關(guān)內(nèi)容的考查,一直是化學(xué)試卷中主要部分。筆者結(jié)合學(xué)科核心素養(yǎng)的要求,對試卷中的此類題型進行分析,試圖幫助學(xué)生找到合適的方法,解決實際問題。
關(guān)鍵詞:元素化合物;核心素養(yǎng);建構(gòu)模型
元素化合物知識的考點,歷來是很多學(xué)生頭疼的部分。各個知識點比較零碎,關(guān)聯(lián)度不大,學(xué)生感覺聽課容易,但要深入理解掌握比較困難。筆者根據(jù)目前學(xué)科核心素養(yǎng)的要求,結(jié)合考綱,借助有效的教學(xué)活動,幫助學(xué)生實現(xiàn)解決問題、提升核心素養(yǎng)的目的。
一、 教學(xué)背景分析
(一)教學(xué)指導(dǎo)思想分析
浙江高考一直有無機框圖推斷題。此類題主要考查學(xué)生對元素化合物知識的儲備。由于此類題型信息量大、綜合性強,筆者在教學(xué)中必須引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)獲取信息、分析問題、合理推斷的能力。分析學(xué)生的知識缺陷,幫助學(xué)生深入把握知識內(nèi)涵,實現(xiàn)化學(xué)知識從“理論”到“運用”的飛躍。高三復(fù)習(xí)的教學(xué)中抓住無機推斷題,不僅能進一步加深元素及其化合物的有關(guān)知識,還能培養(yǎng)學(xué)生分析推理、觀察思維、獲取信息及綜合應(yīng)用的能力。同時,通過對元素化合物知識、氧化還原反應(yīng)方程式書寫等知識的復(fù)習(xí),促使學(xué)生學(xué)會信息加工,從“是什么”轉(zhuǎn)化為“為什么”“怎么用”,實現(xiàn)知識的提升,也更好地培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。
(二)學(xué)生知識水平分析
作為高三的學(xué)生,對元素化合物知識有一定的掌握,但是在解決實際練習(xí)過程中能力欠缺較多。學(xué)生經(jīng)過了一段時間的學(xué)習(xí),也能夠書寫一定難度的氧化還原方程式,但是對新情景下的方程式書寫還存在很多不足:無法正確找出氧化劑還原劑,無法找出隱藏的反應(yīng)環(huán)境(酸性或堿性)……
(三)教學(xué)重難點
基于以上內(nèi)容的分析,筆者將此節(jié)復(fù)習(xí)課的教學(xué)重點設(shè)計為元素化合物性質(zhì)的復(fù)習(xí),以及無機框圖的推導(dǎo)。一定情境下氧化還原方程式的書寫則是教學(xué)難點。并結(jié)合習(xí)題,從這兩塊知識點入手復(fù)習(xí)。
二、 “證據(jù)推理和模型認知”素養(yǎng)的培養(yǎng)
【例題展示】(2020浙江高考)化合物Ⅹ由四種短周期元素組成,加熱X,可產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體Y,Y為純凈物;取3.01gX,用含HCl0.0600mol的鹽酸完全溶解得溶液A,將溶液A分成A1和A2兩等份,完成如下實驗(白色沉淀C可溶于NaOH溶液):
請回答:
(1)組成X的四種元素是N、H和________(填元素符號),X的化學(xué)式是________。
(2)溶液B通入過量CO2得到白色沉淀C的離子方程式是________________。
(3)寫出一個化合反應(yīng)(用化學(xué)方程式或離子方程式表示)________________。
(一)元素化合物推斷
化學(xué)“模型認知”包括化學(xué)思路的認知和化學(xué)分析框架。就是指學(xué)生通過獲取題目信息、分析問題、合理推斷等方式方法,認識題目所給物質(zhì),將不熟悉的物質(zhì)與熟悉的物質(zhì)聯(lián)系起來。學(xué)生借助元素符號、數(shù)學(xué)公式等,推導(dǎo)并建立一定的模型,解決實際問題,掌握規(guī)律。
【學(xué)生活動】
【例1】(2019年4月)固體化合物X由3種元素組成。某學(xué)習(xí)小組進行了如下實驗:
請回答:(1)由現(xiàn)象1得出化合物X含有________元素(填元素符號)。
(2)固體混合物Y的成分________(填化學(xué)式)。
(3)X的化學(xué)式________。
【答案】(1)O;(2)Cu和NaOH;(3)NaCuO2
【設(shè)計意圖】從高考的真題入手,幫助學(xué)生解決實際問題。引導(dǎo)學(xué)生認真讀題,能夠從題目中提取相關(guān)信息。構(gòu)建分析解題的模型。
學(xué)生必須要儲備大量關(guān)于具體物質(zhì)多方面的知識(如:使品紅試液褪色的氣體,白色具有兩性的氧化物,紫紅色固體單質(zhì)等),才能比較好地掌握元素化合物知識,才能結(jié)合已知信息,推導(dǎo)出符合題意的物質(zhì)。作為任課教師,必須要引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合相關(guān)內(nèi)容,從熟悉物質(zhì)的性質(zhì)遷移到不熟悉物質(zhì)的性質(zhì)。特別是像顏色、狀態(tài)、氣味、熔沸點等具體的性質(zhì)。
教學(xué)中,筆者認為可以先引導(dǎo)學(xué)生仔細讀題,從框圖中獲取相關(guān)的直觀信息。然后再引導(dǎo)學(xué)生采用思考、分析、歸納、建構(gòu)模型等方式對直觀信息再加工,從而獲得更多更深層次的信息。在此過程中,學(xué)生結(jié)合物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),預(yù)測可能的變化和結(jié)果。并根據(jù)物質(zhì)及其變化的信息建構(gòu)模型,對陌生題目進行嘗試解答,實現(xiàn)知識的遷移,建立解決復(fù)雜化學(xué)問題的思維框架。并引導(dǎo)學(xué)生對知識進行遷移,舉一反三,達到復(fù)習(xí)的效果。
(二)氧化還原方程式的書寫
氧化還原反應(yīng)方程式的書寫,一直是浙江高考的重點。在實際教學(xué)中,筆者發(fā)現(xiàn)部分同學(xué)不太擅長書寫平時沒有接觸過的方程。無法正確地從題干中獲取氧化劑、還原劑等的準確信息。且配平方程的能力比較薄弱,考試中容易失分。因此,氧化還原反應(yīng)方程式的配平,是復(fù)習(xí)課中非常重要和必要的一塊內(nèi)容。
【學(xué)生活動】
【例2】(2020·浙江模擬)已知化合物X由四種元素組成,某學(xué)習(xí)小組進行了如下實驗:
①取適量X,加水完全溶解,生成一種無色無味氣體,向該溶液中加入兩滴石蕊試液,溶液顏色先變藍后褪色;進行焰色反應(yīng),觀察到火焰呈黃色;
②取6.28gX充分加熱,將所得混合氣體通過濃硫酸后收集到無色氣體0.672L(已折算成標準狀況),濃硫酸增重1.08g;另取相同質(zhì)量的X溶于足量稀硫酸中,將產(chǎn)生的混合氣體通入足量澄清石灰水中后,剩余氣體的體積為0.672L(已折算成標準狀況),同時獲得4.00g白色沉淀。
請回答下列問題:
(3)X也可以與酸性氯化亞鐵溶液反應(yīng),寫出該反應(yīng)的離子方程式________________ 。
【答案】2Na2CO3·3H2O2+6Fe2++10H+6Fe3++4Nal++2CO2↑+8H2O
氧化還原反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的重點和難點之一。作為高三學(xué)生,對于氧化還原方程式的書寫,已具有一定的理論和實踐基礎(chǔ)。通過高考真題的練習(xí),筆者試圖培養(yǎng)學(xué)生將微觀粒子彼此間的反應(yīng)與宏觀方程結(jié)合在一起。培養(yǎng)學(xué)生利用建構(gòu)模型的思想分析問題、解決問題的能力。進一步指導(dǎo)學(xué)生更好地讀懂題意,找到符合要求的氧化劑還原劑。并能夠結(jié)合題目中隱含的反應(yīng)環(huán)境(酸性或堿性),正確書寫方程式。
三、 結(jié)語
文章以筆者的一節(jié)高三復(fù)習(xí)課為例,以2020年浙江高考的元素推斷題為引入,進行教學(xué)分析。課題教學(xué)中,筆者力求使學(xué)生能夠?qū)υ鼗衔镏R有一定的理解掌握,并在此基礎(chǔ)上進行相似題型的練習(xí)。在教學(xué)過程中發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng),建構(gòu)學(xué)生的化學(xué)觀念和學(xué)生模型認知的思維。
高三復(fù)習(xí)課教學(xué)中如果只是以復(fù)習(xí)書本為主,學(xué)生將只知道答案是什么,而無法提升相對應(yīng)的能力、形成一定的學(xué)科素養(yǎng)。筆者試圖通過這一道高考題,由一題引申到一類題型的解法。從要求學(xué)生掌握具體知識轉(zhuǎn)變?yōu)樘嵘龑W(xué)生的認知發(fā)展。幫助學(xué)生建構(gòu)出學(xué)科觀念,使學(xué)生能夠在解答過程中,將問題進行分解,從題干中尋找隱含的信息,借助模型,解決問題。
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作者簡介:
褚鳴飛,浙江省湖州市,浙江省湖州市第一中學(xué)。