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新课程元素化合物知识的教学设计与实施
                  
素化合物知识是学习化学的基础,这类知识常常被学生看作“易懂、难记”,只能死记硬背的内容。在实际的教学中教师应该创设一定的教学情景,激发学生的学习积极性,让学生积极主动的去探索,组织学生运用已有的知识去解释情景中的某些问题,引导他们对已有的知识进行系统化,培养学生的能力加强学生学习方法的科学性。 
关键词:创设情景 理论指导 知识网络 
提高科学素质是科学教育的宗旨。化学教育作为科学教育的分支担负着培养科学家和提高公民科学素质的双重任务,新课程标准要求培养学生科学素养为宗旨,从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度对学生进行综合素质评价、挖掘和发展学生多方面的潜能。 
元素化合物这部分知识是中学化学教学内容的重要组成部分,是学习化学的基础。中学阶段的化学是从具体物质的性质和用途开始,在熟悉具体物质和他们已有日常体验的基础上,循序渐进的学习各类物质的性质及其变化规律。中学化学从元素化合物的基础知识开始逐渐深入到元素化合物之间的内在联系及其物质的变化规律,这也是学生认识事物由具体到抽象,由现象到本质的认识过程,而这个过程是在老师的引导下进行的科学抽象... 
新课程元素化合物知识的教学设计与实施
By  峰言蜂语 发表于 2006-8-28 14:51:00  


元素化合物知识作为中学化学内容的重要组成部分,是化学1模块教学内容的主要组成部分,在学生的化学学习中占有重要地位。高中化学课程标准中内容标准专设“常见无机物及其应用”主题来界定核心内容。
1.课程标准中内容标准的分析:
以《从海水中获得的化学物质》为例:高中化学课程标准化学1中规定的元素化合物知识主要有以下内容:
(1)根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究,了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质,能列举合金材料的重要作用。
(2)通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。
全面理解教材结构,准确把握必修模块的教学要求。从课程设计来看,必修模块的目的是促进全体高中学生形成最基本的科学素养,是人人都要学的化学,因此必须强调其基础性;从必修模块自身的编排体系来看,不再以物质结构、元素周期律等理论知识为出发点,不再采用推理、演绎的方法学习化学,而改为以物质分类的思想来整合教学内容,通过提供实验事实、科学史话等感性材料,采用分析、归纳的方法获得化学知识。因此,同样的知识内容,在新、旧教材中的地位和作用是不同的,其教学要求也不相同。
2.准确把握知识的深广度,避免随意扩展内容
化学1中元素化合物知识的要求层次和水平与传统的课程相比都有了较大的变化,教师要深刻理解课程标准和教材对内容的深广度要求。
   在教学实施中,有的教师在教学中由于受到传统知识教学的影响,随意扩展内容的现象时有发生,给学生的学习带来额外的负担。如在钠与氧气的教学中,教材的意图是让学生通过实验探究钠与氧气反应的情况,体验实验的方法,知道实验条件控制对实验结果影响的重要性,钠在不同条件下与氧气反应的产物不同。但是在教学中,教师主要关注了钠的两种氧化物的对比,尤其是对过氧化钠(与水、酸、二氧化碳的反应)的化学性质进行拓展,这些内容在传统的课程中是关键的知识点,但这与新课程教学的要求是不符合的。又如氯气与水的反应,教学中引导对新制氯水与久置氯水中的成分和其中含有的离子进行比较,进而要求学生学习次氯酸的化学性质。显然要知道新制氯水中成分问题,必须知道弱电解质和电离平衡的有关知识,而这些知识都在必修2中才学习的。在教学中忽视了这一活动的目标是要解决氯气是否能与水反应,像这样的处理方式在这章节中对于学生来说要求太高了。
  再如P38:氯气生产原理----氯碱工业中,教材用“观察与思考”栏目给出的一组实验,只要求学生观察实验现象后得出生成的物质,会写化学反应式即可,不必细究为什么会生成氢气、氯气和氢氧化钠,更不能用电解反应式来要求学生掌握。
   由于知识的深广度发生了变化,知识组织顺序了生了变化,必然要求教师改变教学过程中的具体问题,要重新设计相关的问题。教师不能简单的将原有的教学处理进行“搬家”,而要根据现在知识的位置和组织方式,进行新的处理,设计合理的教学问题和教学活动。
3.分析栏目功能,发挥教学价值
必修教材设置了丰富的学习活动性栏目,资料性栏目和工具性栏目,为教师的教学设计提供了支持。教师在教学中首先要体会各种栏目的功能和教育价值。看来类似的内容和问题,由于所处的位置不同,会导致功能与定位不同。如:
(1)[你知道吗?]引导同学们回顾已有知识,在新旧知识之间架起“桥梁”,联系自己原有的经验,激发探究的欲望
(2)[活动与探究]引领同学们积极投身实践活动,在“做中学”的自主探究中享受发现的快乐。
(3)[交流与讨论]设置了一系列的问题情景,引导同学们展开讨论,为充分表现大家的聪明才智和丰富的想象力提供机会。
(4)[观察与思考]展示的实验、模型、图表中蕴涵深刻的化学道理,帮助同学们开启化学思维。
(5)[问题解决]在教材阐述的化学原理、规律之后插入相关的问题,考察同学们知识迁移和问题解决的能力。
(6)[信息提示]以简捷的语言介绍化学的核心概念、基本原理、物质性质和技能方法等。
(7)[拓展视野]提供更多、更生动的素材,使同学们在完成必要的学习任务之余开拓视野,进一步领略化学的奇妙和魅力。
(8)[回顾与总结]提示同学们参照所给的问题或线索整理知识,以问题的形式联系本专题重点的知识、技能和方法,增加自我反思和评价的力度。
(9)[练习与实践]帮助同学们巩固知识,应用知识解决某些实际问题。
教师在设计教学过程中,教师不可以置之不理,也不能将其作为所有学生的基本要求,在课堂上进行详细的讲解和分析。而又要创造性地应用教材中的栏目,对不同类型的栏目采用不同的处理方式。学习活动性栏目为教师提供了一些学习活动的内容和组织方式,给出了教学处理的一种方式。教师要在教学中根据学生的具体情况和学校的硬件条件等进行适合的调整和改变,
例如对相同的栏目可进行如下不同的处理:
表:对栏目进行不同处理的案例
栏目 处理方式与策略
活动探究:氯气能与水反应吗? 方案1:教师设问后,演示实验,学生观察、记录
方案2:学生动手按照教材设计进行实验
观察思考:观察金属钠的物理性质及钠与水的反应 方案1:教师演示,学生观察、记录、思考
方案2:学生动手实验,观察并记录现象,分析思考问题
拓展视野:新型灭菌消毒剂---二氧化氯 方案1:学习完氯气的性质后,教师在课上进行介绍,让学生认识到含氯物质在生产和生活中的应用。
方案2:课下阅读,查找相关资料,撰写小论文。
方案3:教师将其改造成习题,展示相关图片,让学生分析二氧化氯的消毒原理。
在教学过程中,有的教师对这些栏目理解与分析不够深入,对其栏目的功能不太了解,认为栏目中出现的内容都要求学生进行学习;有的教师无视教材中资料性栏目的存在,仍然用传统的方式进行相关内容的教学。“活动与探究”栏目旨在让学生通过实验、观察、综合、分析等方法,使生生之间、师生之间的相互交流和讨论的方式进行学习,但有的教师并没有让学生在学习中进行充分的讨论,学生没有机会表达自己的观点,而是由教师采用传统的一问一答的方式进行教学。。还有对拓展视野栏目,有些教师当作重点知识进行分析,要求学生记忆,学生的学习兴趣下降,效率低下。这样就消弱了栏目的教育价值,甚至产生教学中的错误导向。
4.创设以探究为核心的多样化活动
新课程要求改变学生传统的听着学科学、坐着学科学,被动消极、冷漠无奈地学科学的情况,改变教师过分依赖系统讲授和题海训练,学生过分依赖死记硬背和信息的简单接受的教学方式和学习方式,让学生进行合作、交流、自主探究等多种学习活动,在活动中落实知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标。使学生形成对科学探索的兴趣和积极的情感,培养学生看待自然与世界的科学态度,对科学过程、科学活动的实质与价值的理解和认识,对科学与技术、社会、环境的密切关系的理解和认识,以及运用科学知识、科学方法解决社会和个人生活中的问题的能力。
化学实验是学生进行科学探究的重要形式,课程标准将具体的实验内容包括在内容标准中,虽然没有直接指出实验内容,但是有确切的实验要求。在高中化学新课程中,没有明确规定哪些是学生实验、哪些是演示实验,一般来说,教材中活动探究的实验内容属于学生实验,观察思考的实验内容属于演示实验,但并不是不能改变。教师可根据学校的硬件和教学的情况,改变实验的类型。但是总的原则是,应该让学生有尽可能多的机会进行实验活动。尤其是,在高中化学新课程中,学生的实验活动应该要比以前多。
5.“知识情景化”-----从生活到化学,从化学到社会
以往的元素化合物知识常常是去情景化学的,直接介绍物质的性质,顺带些物质的用途。学生反映化学很枯燥,要记忆大量的化学反应式。通过高中化学1的教学,应使学生获得相关的化学知识和过程、方法,形成情感态度与价值观,要达到这样的目标,需要改变以往仅仅教给学生“赤裸裸”的化学知识或者说是“纯粹”的化学知识的授课方式。应将“裸露”的知识进行“包装”。传统的元素化合物知识教学往往导致学生在应用物质性质和知识解决和分析实际问题的能力较差,迁移能力有待提高。现在之所以倡导将知识放在一定的情景中进行教学,一方面有利于提高学生运用知识的能力,体会知识的价值,另一方面,通过教学情景落实态度情感与价值维度的教学目标。
6. 整合核心知识  提高教学时效
化学1的元素化合物从覆盖面上看,几乎涵盖了原来高中化学中的物质。但是相关物质的知识内容的深度与难度下降了,而且细节性的知识不要求,即面广要求低了,突出了核心,对核心知识和观念方面的知识要求提高了。由于教师对这种变化不能适应,导致教学时间紧张。因为在传统的教学中,一些教师擅长讲解细节知识,关注枝节内容,导致学生认为化学很零散、记忆的内容很多。有的教师忽视了核心知识的内在联系,忽略了核心知识的迁移价值。化学1教学时间有限,教师如果仍然像原来一样将某个知识内容挖掘得很细致,必然造成教学时间不足。因此,教师要改变原来关注细节的教学,转变成抓核心的教学,让学生建构核心认识,形成知识网络。例如,抓住某物质的主要化学性质,不要将它与每个具体物质的反应一一介绍到。
此外要解决教学时间问题,还要进行整合教学。从原来单一的教学目标变成三维教学目标,从教学内容的线性排列到多条内容线索的融合,即实现知识线索、活动线索、情感发展线索的融合;从单一使用教学素材到发挥多重教育教学功能,每个学习活动落实多重教学目标;从单课时教学计划到单元教学设计,实现教学时间的优化设计;从单一教学方式到多样化教学方式,发挥每种教学方式的优点,将每种教学方式应用于最适合的教学内容上(有时候传统的教学更好)。这样才能做到从原来一章的教学内容转化为一节的教学内容,在有限的教学时间内完成教学任务。
7.了解义务教育阶段《科学》课程标准,做好初高中衔接教学
初中自03年进入新课程实验,《科学》课程标准与原《自然科学》教学要求相比,作了重大调整。教学活动是“教”与“学”的双边活动,我们教师只有了解学生,了解学生知识技能的掌握情况,才能有的放矢。所以我们高中教师也要学习初中新课标,学习新教材。在了解初、高中教材和课标要求的前提下,做好初高中的衔接教学,为学生顺利适应高中教学扫清障碍。
8.实施多种评价方式 把握好评价的尺度
新课程的评价既要促进全体学生在科学素养各个方面的共同发展,又要有利于中学生的个性发展。积极倡导评价目标的多元化和评价方式的多样化,坚持终结性评价与过程性评价相结合、定性评价与定量评价相结合、学生自评互评与他人评价相结合,努力将评价贯穿于化学学习的全过程。
通常教师习惯于进行考试和测验,考完后看看学生的及格率和平均成绩,以此判定自己是否教得好,这样的方式看上去既简单又省事,同时还比较公平,没有教师的主观判断成分。但是这种评价更适合于知识的评价,不适合于过程与方法、情感态度与价值观三个维度。然而新课程明确提出课程目标为知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度,教学内容也涵盖了这三个维度,必然要对这三个维度进行评价。
    教师在对学生进行知识的评价时,注意把握好知识的深广度,不要随意地扩大评价深度。
如钠及其化合物:能说出钠的主要物理性质(颜色、状态、硬度等),认识钠和水、氧气等的化学反应并会书写其化学反应方程式。认识碳酸钠和碳酸氢钠的重要性质(与强酸、强碱反应,加热分解反应),知道它们性质的差异及其转化。根据它们性质的差异鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的粉末。能利用钠及其化合物的性质分析一些简单的实验现象和实际问题。
    氯及其化合物:能说出氯气的主要物理性质(颜色、状态、溶解性等),认识氯气和金属、碱的化学反应并会书写其化学反应方程式,能利用氯气的化学性质分析一些简单的实验现象和实际问题。
评价是课程改革是否成功的一个瓶颈,需要教师在教学过程中进行实践与尝试

一、元素化合物知识的教学设计
    
    元素化合物知识(包括无机物的元素化合物知识和有机物知识)是中学化学学习的主要内容之一,它以65%左右的比重,构成了现代中学化学教材的主体内容。元素化合物知识之所以重要,一方面在于它已成为构成现代社会中普通公民基本科学素养的要素之一,另一方面它又是学习化学概念、化学原理和化学实验等其它化学知识以及学习其他自然学科的基础。通过元素化合物知识的学习,可以综合培养学生各种能力与素质,可以培养学生关心社会、热爱科学的情感。因此,元素化合物课成了化学课新授课课型中最重要的一类课,是很自然的。
 由于元素化合物知识以大量叙述性材料为特征,它的学习是一种掌握事实的学习,学习时易于产生兴趣,却难于注意的保持;易于理解,却难于记忆与运用。
    因此,元素化合物知识的教学设计与实践应符合下面三个要求:
   1.元素化合物课要充分利用基础理论的指导作用,揭示知识内在联系
    以叙述性材料为主的学习内容,常显得知识分散,记忆量大。及时将知识横向比较、纵向联系,将元素化合物知识联线结网,对于知识的系统化、结构化,对于防“散”治“乱”,都是很有效的。但是,结构化的知识是要有理论作基础的,因此,在进行元素化合物知识的教学设计时,要有意识地用学生能接受的化学理论作为灵魂,将具体的化学事实统帅起来。
    高中化学按教材顺序,以元素周期表为界,“表前元素”的学习采用归纳法,从个别到一般,将元素性质的理解向原子结构、往元素递变规律的方向归纳;而“表后元素”的学习,则采用演绎法,从一般到个别,用元素周期表的理论知识指导各分族具体的元素性质学习,这是高中化学无机部分教学的基本思路。在有机化学部分,“结构决定性质,性质反映结构”的观点应贯串始终。一些比较成功的元素化合物课的教学设计,无不体现理论的指导作用。例如“硝酸”,整节课可以以氧化还原为主线,从硝酸中氮的化合价入手,以稀浓硝酸氧化性强弱比较连接各教学环节,最后归结出几个氧化还原的规律,在这条主线贯串和组织下,一个个精彩的实验很自然地将硝酸的化学性质铺展开。高二化学中的“乙醛”,可以自始至终紧扣住“结构决定性质”,从醛基的结构入手去分析乙醛的加成反应和氧化反应,以后又多处回应。不难看出,这些课的教学设计之所以显得结构清晰紧凑,知识散而不乱,化学理论在这起了关键的作用。虽然着墨不多,但灵魂却无处不在,元素化合物知识的教学要设计得“形散意不散”,理论的灵魂作用至关重要。
    在元素化合物知识的教学设计中要抓住性质重点,而存在、制法和用途都与性质是直接相关的,或者说由性质所决定的。以性质为核心再跟用途、存在、制法密切联系,则知识就不会太零碎,也不会感到枯燥。一种物质(例如钠)很活泼,从结构上看是什么原因?这样活泼的金属,自然界能游离存在吗?这种金属的活泼性具体体现在可以跟什么物质发生什么反应?这些性质有实用价值吗?钠为什么要电解才能制得?它为什么要保存在煤油中?这样的学习就将知识串在一起了。事物之间会存在一些内在的联系,元素化合物的教学设计必须揭示出这种联系。一些设计不成功的课往往是仅注重了事实的罗列和堆砌,而忽略了对事实的内部联系深刻揭示,最终将“学化学”引向了“背化学”的死胡同。
    除了基本理论指导和以性质为中心,元素化合物学习中第三条线索是物质之间相互衍变关系,初中化学的学习若不抓住“非金属(金属)— 氧化物 — 酸(碱)— 盐”之间的联系,各主族元素的学习若不构建好各主族元素单质与其主要化合物之间的关系网,有机化学的学习若不抓住“醇—醛—酸—酯”之间的衍变关系,元素化合物的知识仍是一盘散沙。值得注意的是,这些线索在到了复习时才加以总结归纳,是不够的,要将这些线索从第一节起,就或明或暗地贯穿渗透于学习的全过程,这也是一些元素化合物课的设计成功与否的一个区别。
   2.元素化合物课要以实验为基础
    元素化合物的知识如果离开实验、标本、模型和其他直观手段,仅凭教师的口述和板书,就无法获得生动准确的感性知识。这样,学生只有生硬地记忆,随着所学内容的增多,就越来越杂乱,更加混淆不清,顾此失彼,错误频频发生。如果在教学中注意加强化学实验和其它直观教学手段,让学生们注意观察、认真思考、正确描述,就能使学生清楚、准确地认识物质及其变化的规律。这样做还能增强学生的学习兴趣,强化学生的形象思维,帮助他们理解和记忆这些重要的知识。
    但是,怎样才能充分利用化学实验,设计好元素化合物课的教学呢?这就要充分开发化学实验的各种功能,其中,下面两点是重要的:
    首先,实验的设计与组合要能深刻地揭示反应规律,有利于掌握化学事实。例如高一化学“氮气”一节中氮的氧化物的性质,其中NO2 与水的反应是教学难点,采用下面设计:先从氮的化合价引出氮的五种价态的氧化物,介绍其颜色后演示实验:一瓶无色的NO上倒放一空瓶,抽走其中瓶口玻片,NO与空气混和,立即出现红棕色,向其中一瓶加入少量水,盖上玻片,稍振荡,瓶内红棕色消失。再抽开玻片,瓶口上方又出现红棕色。启发学生分析实验现象(红棕色气体的出现、消失、再出现、再消失),自己完成化学反应方程式。这样,由于实验设计和组合得合理,学生大多能自行总结出NO和NO2的重要化学性质,而其中的难点内容(NO2与水反应的产物中还有NO),也由于实验设计的巧妙而被顺利地突破了。接着再进一步,通过实验去深化对反应规律的认识:两瓶无色气体(分别是NO和空气)、两瓶红棕色气体(分别是NO2和溴蒸气),要求用最简便的方法鉴别。这样的一段教学设计显然是成功的,实验在其中充分显示了获取知识的功能。实验帮助学生理解和掌握了物质的性质,使学生顺利突破了重点难点,训练了学生的观察、分析能力。
    第二,实验要能激发、调动学生思维。这种激发,根据学生实际,可以是在激发学习欲望和学习兴趣的层面上的,也可以是在创设问题情景这较高层面上的。“氨的性质”一节中氨与酸的反应,普通中学根据学生特点,可设计成学生动手的趣味实验“空瓶生烟”来激发他们的兴趣;而由重点中学教师设计的铜与稀硝酸反应,在让学生在向稀酸中加铜片前,先加放少量的碳酸钠粉末,这种似乎“不合常理”的小小改动,却一下子激发了学生的思维,“逼”着学生去思考为什么。为什么要加Na2CO3(为了排走试管内空气)?为什么要排空气(NO易与氧化合)?为什 由于元素化合物知识以大量叙述性材料为特征,它的学习是一种掌握事实的学习,学习时易于产生兴趣,却难于注意的保持;易于理解,却难于记忆与运用。
    因此,元素化合物知识的教学设计与实践应符合下面三个要求:
    
    1.元素化合物课要充分利用基础理论的指导作用,揭示知识内在联系
    以叙述性材料为主的学习内容,常显得知识分散,记忆量大。及时将知识横向比较、纵向联系,将元素化合物知识联线结网,对于知识的系统化、结构化,对于防“散”治“乱”,都是很有效的。但是,结构化的知识是要有理论作基础的,因此,在进行元素化合物知识的教学设计时,要有意识地用学生能接受的化学理论作为灵魂,将具体的化学事实统帅起来。
    高中化学按教材顺序,以元素周期表为界,“表前元素”的学习采用归纳法,从个别到一般,将元素性质的理解向原子结构、往元素递变规律的方向归纳;而“表后元素”的学习,则采用演绎法,从一般到个别,用元素周期表的理论知识指导各分族具体的元素性质学习,这是高中化学无机部分教学的基本思路。在有机化学部分,“结构决定性质,性质反映结构”的观点应贯串始终。一些比较成功的元素化合物课的教学设计,无不体现理论的指导作用。例如“硝酸”,整节课可以以氧化还原为主线,从硝酸中氮的化合价入手,以稀浓硝酸氧化性强弱比较连接各教学环节,最后归结出几个氧化还原的规律,在这条主线贯串和组织下,一个个精彩的实验很自然地将硝酸的化学性质铺展开。高二化学中的“乙醛”,可以自始至终紧扣住“结构决定性质”,从醛基的结构入手去分析乙醛的加成反应和氧化反应,以后又多处回应。不难看出,这些课的教学设计之所以显得结构清晰紧凑,知识散而不乱,化学理论在这起了关键的作用。虽然着墨不多,但灵魂却无处不在,元素化合物知识的教学要设计得“形散意不散”,理论的灵魂作用至关重要。
    在元素化合物知识的教学设计中要抓住性质重点,而存在、制法和用途都与性质是直接相关的,或者说由性质所决定的。以性质为核心再跟用途、存在、制法密切联系,则知识就不会太零碎,也不会感到枯燥。一种物质(例如钠)很活泼,从结构上看是什么原因?这样活泼的金属,自然界能游离存在吗?这种金属的活泼性具体体现在可以跟什么物质发生什么反应?这些性质有实用价值吗?钠为什么要电解才能制得?它为什么要保存在煤油中?这样的学习就将知识串在一起了。事物之间会存在一些内在的联系,元素化合物的教学设计必须揭示出这种联系。一些设计不成功的课往往是仅注重了事实的罗列和堆砌,而忽略了对事实的内部联系深刻揭示,最终将“学化学”引向了“背化学”的死胡同。
    除了基本理论指导和以性质为中心,元素化合物学习中第三条线索是物质之间相互衍变关系,初


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