新课程理念下元素化合物的教学实践探索
2022-06-09
传统的元素化合物教学，主要是以教师为活动中心，采用"教师讲授-学生接受"的教学模式，以"结构-性质-制备-用途"为主线对单质及其化合物进行学习。在这种教学模式下，学生始终处于被动学习，对元素化合物知识的接受效率较低、应用能力较弱。在新课程背景下，作为中学化学教师，如何在新课程理念的指导下，充分发挥学生的主观能动性，激发学生学习的积极性，用科学的方法论去指导教学过程，让学生在轻松的氛围中达成教学的三维目标，是我们一直要不断探索的课题。本文通过"碳的多样性"一节的教学实例和大家一同探讨元素化合物的教学。
一、教材分析和教学要求
碳及其化合物广泛存在于自然界中，普遍应用于我们的生产、生活实际，自然界和生活中很多现象都与其性质息息相关。碳及其部分化合物的性质在初中化学已经有所涉及，本节教材在初中化学知识的基础上，进一步探讨碳及其化合物的多样性。通过介绍碳的三种同素异形体金刚石、石墨、C60的物理性质和微观结构，体现碳单质的多样性；通过介绍种类繁多的含碳化合物，重点探究碳酸钠、碳酸氢钠的性质，认识碳酸盐与碳酸氢盐性质的异同点，体现碳的化合物的多样性。福建省普通高中新课程教学要求·化学[1]提出本课题的教学目标是：了解同素异形体的概念，知道碳有三种同素异形体；了解碳酸钠、碳酸氢钠的物理性质和用途，能够对碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质比较（与酸反应、热稳定性）。
二、教学环节及评析
本节课的教学设计试图基于新课程理念的指导，以学生为主体，充分发挥教师在教学过程中的主导地位，采用多种教学策略，激发学生学习的积极性，引导学生运用元素观和科学探究的基本方法对碳及其化合物展开知识构建，期间采用自主阅读、小组讨论、实验探究等多种方式展开教与学的活动，最终达成教学的三维目标。
1.情景引入--从"美"字说起
教学设计思路：
【幻灯片】展示一组美丽的图片：美丽的珊瑚，精美的钻石，秀美的溶洞奇观，妍婉秀美的传世名帖《兰亭序》
【设置问题】上述展示的物质中都含有同一元素，该元素是？
评析：著名教育学家苏霍姆林斯基说："如果教师不想办法使学生产生情绪高昂和智力振奋的内心状态，就急于传授知识，那么这种知识只能使人产生冷漠的态度，给不动感情的脑力劳动带来疲劳。"中国也有一句俗话："好的开始是成功的一半"，有效的课堂导入能在某种程度上决定整堂课是否能顺利进行。一节优秀的课例在刚开始就应该能够起到画龙点睛的作用，指明本节课的主题，迅速调动起学生学习的积极性，并且能够很自然过渡到教学的主体内容上去。课堂导入的方法有很多，例如：故事、新闻背景，视频、图片引入，复习回顾，开门见山等多种方式。本节课采用图片引入式，通过一组精美的图片，让学生享受视角的盛宴，激发学生学习的积极性；随后，设置的问题把学生引向本节课的学习主题，同时也激发了学生进一步学习的欲望，进而自然过渡到本节课的主题教学。
2."碳元素的存在形式"教学--走进生活
教学设计思路：
【小组合作活动】主题：走进生活
请同学们以2人小组为单位，试着写出生活中常见的或自己熟悉的一些含碳物质。
【师生互动】各小组汇报合作成果，教师带领学生对相关物质从物质组成的角度进行归类、总结（按单质、氧化物、酸、盐、有机物等归类）。
评析：化学来源于生活，生活中处处有化学。高中化学新课程标准[2]在课程的基本理念中也提到"从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发，帮助学生认识化学与人类生活的密切关系，关注人类面临的与化学相关的社会问题，培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力"。在本节教学中，教师采用让学生从生活中去寻找含碳的相关物质，在此过程中让学生去体验碳及其化合物的多样性以及身边处处都是化学物质，从而意识到学好化学的重要性。具体的实施方法采用的是小组合作的方式。小组合作学习是新课程理念中所倡导的重要学习方式。在小组合作学习中，能够充分突出学生的主体地位，培养学生主动参与的意识，提高了学生的自学能力、合作能力、语言表达能力和竞争能力等，并且可以使学生在学习中体会成功的喜悦，增强学生的自信心。最后在教师的引导下，师生完成对生活中含碳物质的分类，按着"单质-氧化物--酸--盐"和"无机物--有机物"的思路进行归类，充分体现了化学教学中的元素观。通过元素观的渗透，让学生体会：物质是由元素组成的，一种元素可以组成多类物质，体现元素组成物质的多样性和统一性。让学生学会：研究一种元素时，可以从它的单质再到氧化物、酸、碱、盐这条主线开展下去，进而研究相应物质的物理和化学性质，再到它们之间的转化关系，促进学生对元素化合物知识的自主建构。
3."碳酸钠和碳酸氢钠性质"教学--走进探究式实验
教学设计思路：
【知识回顾】研究物质性质的基本方法和基本程序。
【探究活动的开展】1.观察Na2CO3和NaHCO3的外观，学习碳酸钠和碳酸氢钠的物理性质。
2.预测Na2CO3和NaHCO3的化学性质。引导学生从物质组成的角度把两种物质归类，通过盐类的通性以及碳酸钙的性质去预测二者所具有的性质。
3.在教师指导下，制定探究实验方案（二者与盐酸、澄清石灰水、NaOH溶液、BaCl2溶液反应以及热稳定性），分小组开展实验探究。
4.在实验的基础上进行总结，分小组汇报实验成果，在教师的引导下，学生归纳总结Na2CO3和NaHCO3的化学性质。
【探究插曲】部分学生发现在NaHCO3溶液中加入BaCl2溶液也可以产生白色浑浊，和学生已有的认知产生冲突，教师首先对学生观察到的现象给予肯定，由于其原因的解释涉及到较多的反应原理知识，暂时还无法直接给予详细的解答。教师首先引导学生尊重实验事实，感兴趣的同学课后通过查阅书籍或网络先做简单的了解。
评析：法国著名生理学家贝尔纳曾深有体会地说："良好的方法能使我们更好地发挥天赋的才能，而拙劣的方法则可能阻碍才能的发挥。"高中化学新课程标准在课程的内容标准中提到"初步掌握化学实验基本技能，体验和了解化学科学研究的一般过程和方法，认识实验在化学学习和研究中的重要作用。"传统的元素化合物知识教学仅能使学生短暂的获取相关知识，而不能激发学生学习的积极性。新课程中倡导学生利用科学的探究程序和方法去研究相关物质的性质，不仅学到了知识，也体验了科学探究的一般过程，更加激发了学生学习的积极性。本块内容首先在教师引导下通过学生回顾研究物质性质的基本程序和方法，进而在科学方法论的指导下展开对碳酸钠和碳酸氢钠性质的探究，采用实验、观察、分类、比较、小组合作等多种方法于一体，最后在教师引导下，各小组协作完成对碳酸钠和碳酸氢钠性质的归纳。在探究过程中，出现了和预测结果所不一样的实验现象，教师及时肯定学生的实验现象，培养学生尊重实验事实的科学态度，引导学生去自主探究、自主解决问题，让学生对科学探究的过程有了更为深刻的了解。
一、教材分析和教学要求
碳及其化合物广泛存在于自然界中，普遍应用于我们的生产、生活实际，自然界和生活中很多现象都与其性质息息相关。碳及其部分化合物的性质在初中化学已经有所涉及，本节教材在初中化学知识的基础上，进一步探讨碳及其化合物的多样性。通过介绍碳的三种同素异形体金刚石、石墨、C60的物理性质和微观结构，体现碳单质的多样性；通过介绍种类繁多的含碳化合物，重点探究碳酸钠、碳酸氢钠的性质，认识碳酸盐与碳酸氢盐性质的异同点，体现碳的化合物的多样性。福建省普通高中新课程教学要求·化学[1]提出本课题的教学目标是：了解同素异形体的概念，知道碳有三种同素异形体；了解碳酸钠、碳酸氢钠的物理性质和用途，能够对碳酸钠、碳酸氢钠的化学性质比较（与酸反应、热稳定性）。
二、教学环节及评析
本节课的教学设计试图基于新课程理念的指导，以学生为主体，充分发挥教师在教学过程中的主导地位，采用多种教学策略，激发学生学习的积极性，引导学生运用元素观和科学探究的基本方法对碳及其化合物展开知识构建，期间采用自主阅读、小组讨论、实验探究等多种方式展开教与学的活动，最终达成教学的三维目标。
1.情景引入--从"美"字说起
教学设计思路：
【幻灯片】展示一组美丽的图片：美丽的珊瑚，精美的钻石，秀美的溶洞奇观，妍婉秀美的传世名帖《兰亭序》
【设置问题】上述展示的物质中都含有同一元素，该元素是？
评析：著名教育学家苏霍姆林斯基说："如果教师不想办法使学生产生情绪高昂和智力振奋的内心状态，就急于传授知识，那么这种知识只能使人产生冷漠的态度，给不动感情的脑力劳动带来疲劳。"中国也有一句俗话："好的开始是成功的一半"，有效的课堂导入能在某种程度上决定整堂课是否能顺利进行。一节优秀的课例在刚开始就应该能够起到画龙点睛的作用，指明本节课的主题，迅速调动起学生学习的积极性，并且能够很自然过渡到教学的主体内容上去。课堂导入的方法有很多，例如：故事、新闻背景，视频、图片引入，复习回顾，开门见山等多种方式。本节课采用图片引入式，通过一组精美的图片，让学生享受视角的盛宴，激发学生学习的积极性；随后，设置的问题把学生引向本节课的学习主题，同时也激发了学生进一步学习的欲望，进而自然过渡到本节课的主题教学。
2."碳元素的存在形式"教学--走进生活
教学设计思路：
【小组合作活动】主题：走进生活
请同学们以2人小组为单位，试着写出生活中常见的或自己熟悉的一些含碳物质。
【师生互动】各小组汇报合作成果，教师带领学生对相关物质从物质组成的角度进行归类、总结（按单质、氧化物、酸、盐、有机物等归类）。
评析：化学来源于生活，生活中处处有化学。高中化学新课程标准[2]在课程的基本理念中也提到"从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发，帮助学生认识化学与人类生活的密切关系，关注人类面临的与化学相关的社会问题，培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力"。在本节教学中，教师采用让学生从生活中去寻找含碳的相关物质，在此过程中让学生去体验碳及其化合物的多样性以及身边处处都是化学物质，从而意识到学好化学的重要性。具体的实施方法采用的是小组合作的方式。小组合作学习是新课程理念中所倡导的重要学习方式。在小组合作学习中，能够充分突出学生的主体地位，培养学生主动参与的意识，提高了学生的自学能力、合作能力、语言表达能力和竞争能力等，并且可以使学生在学习中体会成功的喜悦，增强学生的自信心。最后在教师的引导下，师生完成对生活中含碳物质的分类，按着"单质-氧化物--酸--盐"和"无机物--有机物"的思路进行归类，充分体现了化学教学中的元素观。通过元素观的渗透，让学生体会：物质是由元素组成的，一种元素可以组成多类物质，体现元素组成物质的多样性和统一性。让学生学会：研究一种元素时，可以从它的单质再到氧化物、酸、碱、盐这条主线开展下去，进而研究相应物质的物理和化学性质，再到它们之间的转化关系，促进学生对元素化合物知识的自主建构。
3."碳酸钠和碳酸氢钠性质"教学--走进探究式实验
教学设计思路：
【知识回顾】研究物质性质的基本方法和基本程序。
【探究活动的开展】1.观察Na2CO3和NaHCO3的外观，学习碳酸钠和碳酸氢钠的物理性质。
2.预测Na2CO3和NaHCO3的化学性质。引导学生从物质组成的角度把两种物质归类，通过盐类的通性以及碳酸钙的性质去预测二者所具有的性质。
3.在教师指导下，制定探究实验方案（二者与盐酸、澄清石灰水、NaOH溶液、BaCl2溶液反应以及热稳定性），分小组开展实验探究。
4.在实验的基础上进行总结，分小组汇报实验成果，在教师的引导下，学生归纳总结Na2CO3和NaHCO3的化学性质。
【探究插曲】部分学生发现在NaHCO3溶液中加入BaCl2溶液也可以产生白色浑浊，和学生已有的认知产生冲突，教师首先对学生观察到的现象给予肯定，由于其原因的解释涉及到较多的反应原理知识，暂时还无法直接给予详细的解答。教师首先引导学生尊重实验事实，感兴趣的同学课后通过查阅书籍或网络先做简单的了解。
评析：法国著名生理学家贝尔纳曾深有体会地说："良好的方法能使我们更好地发挥天赋的才能，而拙劣的方法则可能阻碍才能的发挥。"高中化学新课程标准在课程的内容标准中提到"初步掌握化学实验基本技能，体验和了解化学科学研究的一般过程和方法，认识实验在化学学习和研究中的重要作用。"传统的元素化合物知识教学仅能使学生短暂的获取相关知识，而不能激发学生学习的积极性。新课程中倡导学生利用科学的探究程序和方法去研究相关物质的性质，不仅学到了知识，也体验了科学探究的一般过程，更加激发了学生学习的积极性。本块内容首先在教师引导下通过学生回顾研究物质性质的基本程序和方法，进而在科学方法论的指导下展开对碳酸钠和碳酸氢钠性质的探究，采用实验、观察、分类、比较、小组合作等多种方法于一体，最后在教师引导下，各小组协作完成对碳酸钠和碳酸氢钠性质的归纳。在探究过程中，出现了和预测结果所不一样的实验现象，教师及时肯定学生的实验现象，培养学生尊重实验事实的科学态度，引导学生去自主探究、自主解决问题，让学生对科学探究的过程有了更为深刻的了解。