“组成物质的化学元素”课堂教学与评析

　　化学启蒙阶段的概念教学常常被视为教学难题。由于它不像元素化合物知识那样有实验可做，不能够热热闹闹地显示其“亮点”。所以，以往的评优课中很少有人触及。2011年10月，在江苏省初中化学优秀课观摩评比活动中，江苏省泰州中学附属初中的朱月芳老师所展示的沪教版九年级化学新授课“组成物质的化学元素”获得了一等奖。笔者认为本课是运用建模分类思想，进行“元素”概念的教学，化难为易，化抽象为具体的一个典型案例。其中教学设计，匠心独运，耐人寻味。在此，将其课堂教学过程与分析呈现给大家，以期进一步交流与研讨。
　　1、教学活动模块
　　1.1 创设情境，引入元素主题
　　[展示]播放一段视频广告：黄金搭档换物篇
　　[师]请问画面中这位小朋友想要补哪五样呢？
　　[生]学生1：维生素、钙、铁、锌、硒。
　　[师]你知道钙、铁、锌、硒是指什么吗？
　　[生]学生2：元素。
　　[师]我们人体为什么要补充这些元素呢？请大家课后预习课本，查阅相关资料，尝试写一篇元素与人体健康关系的调查报告，下节课进行交流。今天我们先来认识元素。
　　评析：从生活着手，合理使用学生熟悉的广告视频，截取有用信息创设问题情境并引入课题，这种手段已经被越来越多的老师青睐。因为，它既体现科学与生活、与人文的融合，又增加趣味性和直观性，更能有效地为教学主题服务。WWw.11665.Com
　　1.2 建构模型，形成元素概念本文由论文联盟http://收集整理
　　[师]黑板上红色磁贴代表氧原子，绿色磁贴代表碳原子，黄色磁贴代表氢原子，分别表示出水分子、氢分子、氧分子、二氧化碳分子、一氧化碳分子的微观分子模型。请仔细观察这些分子，将其中的氢原子、氧原子、碳原子找出来，并将同一类原子放在一起。
　　[生]学生3：将分子拆开，从分子中分别找出碳原子、氢原子和氧原子，并归类。
　　[师]在化学上，我们把这样的同一类氢原子总称为氢元素，这样的同一类氧原子总称为氧元素，这样的同一类碳原子总称为碳元素。你能告诉我什么是元素吗？
　　[生]学生4：同一类原子的总称。
　　[师]以水分子、氢分子和氧分子为例，水分子中的氢原子，氢分子中的氢原子，核内质子数相同，都为1，水分子中的氧原子，氧分子中的氧原子，核内质子数相同，都为8。大家知道这些同一类原子有什么共同点吗？
　　[生]学生5：质子数相同。
　　[投影]元素是具有相同质子数的同一类原子的总称。
　　[师]同一类元素的原子质子数相同，那你知道碳元素与氧元素的区别是什么吗？
　　[生]学生6：质子数不同。
　　评析：教师首先借助模型完成概念的宏观表征向微观表征过渡，然后帮助学生对元素概念微观表征进行精确表述，从而形成科学的元素概念。说明了贴近学生的情境和直观的模型能促进学生概念的有效建构。
　　值得改进的是，模型建构的过程如果不只让一位学生在黑板上演示，而是将这个过程设计成分组模型演示，每组发一个小白板和若干磁贴，学生的参与度会更高，效果可能会更好。
　　1.3 借助元素名片，认识元素的符号表征
　　[师]到目前为止，人们发现的元素只有110多种，其中在自然界中发现的有90余种，人工合成的有20余种。为了便于交流和有利于化学学科的发展，国际上采用统一的符号，也就是元素符号来表示元素。今天老师给大家准备了8副“元素扑克牌”，每小组1副，请大家对比扑克牌所提供的信息，你有什么发现？将你的发现写在学案上。
　　[生]根据“元素扑克牌”提供的三个信息，左上角的质子数，右上角的元素名称，中间的元素符号，小组讨论并完成学案。
　　小组1交流：第一个发现：质子数不同，元素种类不同
　　第二个发现：有的元素符号是一个字母，有的元素符号是两个字母
　　第三个发现：元素符号第一个字母大写，第二个字母小写
　　[师]国际上以这种元素拉丁文名称的第一个大写字母来表示元素，如果首字母相同，在后面加一个后缀字母，首字母大写，后缀字母小写。
　　[师]板书：符号书写：一大二小
　　[师]请从符号书写的角度找出co与co有什么不同？
　　[生]学生7：前一个符号的o是大写，后一个符号的o是小写。
　　[师]你知道这两个符号分别表示几种元素吗？
　　[生]学生8：前一个符号表示碳元素和氧元素两种元素，后一个符号表示一种元素。
　　[师]元素符号不仅可以表示一种元素，还有一些意义我们在后续的学习中会涉及到。
　　小组2交流：可以把这些元素按照质子数由小到大排序，氢、碳、氮、氧、镁、铝、硫、氯、钙、溴。
　　小组3交流：从名称上看，只有四种偏旁，分别为气字头、三点水、石字旁、金字旁。
　　[师]请看课本149页附录部分的元素周期表。
　　[生]对照元素周期表，找含四种偏旁的元素分别分布在元素周期表中的位置，并进行分类。
　　评析：教师自制“元素扑克牌”——元素名片，让学生观察、比较“元素扑克牌”所提供的三个信息——质子数、元素名称、元素符号，并讨论归纳出三个方面的结论：不同元素，质子数不同；元素符号的书写方法；能根据元素名称的偏旁将元素进行简单的分类。至此，学生对元素概念的三重表征形式已经全部认识了，也应形成了比较完整的元素概念。元素扑克牌的形式使知识呈现的方式趣味化，顺应了初中生的学习心理，有利于提高其元素概念的学习效率。
　　1.4 运用元素概念，形成新的物质分类观点
　　[师]其实分类的方法我们之前已经学习过了，根据组成物质的种类多少，我们可以将物质如何分类呢？

　　[生]学生9：分为纯净物和混合物。
　　[师]大家知道纯净物和混合物的区别吗？
　　[生]学生10：纯净物是由一种物质组成的，混合物是由两种或两种以上的物质组成的。
　　[投影]请观察这些物质的化学式，找出这些物质的组成元素，并在学案上写出元素符号。
　　氨气（nh₃）；二氧化碳（co₂）；水（h₂o）；氯化氢（hcl）；氯化钙（cacl₂）；氧气（o₂）；铝（al）；本文由论文联盟http://收集整理碳酸氢铵（nh₄hco₃）；氮气（n₂）；氧化镁（mgo）
　　[生]书写元素符号，完成后学生互查互纠。（同时请两位同学在黑板上各写五种纯净物的元素符号）
　　[师]请根据组成这些纯净物的元素种类的多少，小组讨论该将这些纯净物如何进行分类，并将讨论的结果写在学案上。
　　[生]小组4交流：
　　氧气（o₂）；铝（al）；氮气（n₂）归为一类，只含一种元素；氨气（nh₃）；二氧化碳（co₂）；水（h₂o）；氯化氢（hcl）；氯化钙（cacl₂）；碳酸氢铵（nh₄hco₃）；氧化镁（mgo）归为一类，含两种或两种以上元素。
　　[师]化学上，什么是单质，什么是化合物呢？
　　[生]学生11：由一种元素组成的物质是单质。
　　[师]根据组成元素种类的多少将纯净物分为单质和化合物，所以能不能把范围缩小—点，使定义更准确呢？
　　[生]学生12：由一种元素组成的纯净物是单质。
　　[师]请课后思考，由一种元素组成的物质是否一定属于单质？
　　[生]学生13：由两种或两种以上元素组成的纯净物是化合物。
　　[师]从化合物中将二氧化碳（co₂）；水（h₂o）；氧化镁（mgo）分出来，将这样的化合物称为氧化物。请比较元素组成的特点，说说什么是氧化物。
　　[生]学生14：由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物是氧化物。
　　[师]请问氯化钙和碳酸氢铵为什么不属于氧化物？
　　[生]学生15：氯化钙虽然由两种元素组成，但是没有氧元素；碳酸氢铵虽然有氧元素，但是由四种元素组成，所以它们都不属于氧化物。
　　评析：本环节中，通过学生的探索和教师的恰当引导，让学生自己得出单质、化合物、氧化物的概念，充分体现了学生在课堂学习中的主体地位，教师是学生学习的引导者、促进者。
　　在课堂观察中发现，学生在归纳单质的定义时，开始得出的定义是由一种元素组成的物质称为单质，教师通过提示学生分类的对象为纯净物，引导学生对单质进行准确的定义，并要求学生课后思考由一种元素组成的物质是否一定属于单质。如果能当堂举例说明，如氧气和臭氧的混合物只含氧元素，但是属于混合物，能使课堂上出现的问题适时解决，教学效果会更好。
　　1.5 借助概念图系，初步建构与元素有关的概念系统
　　[师]通过对纯净物的分类，我们可以发现元素在自然界中可以以单质的形式存在，也可以以化合物的形式存在。所以黄金搭档中补充钙、铁、锌、硒四种元素，实际是指补充含这四种元素的单质或化合物。
　　[师]（投影物质分类体系概念图）请对照物质分类体系概念图，将元素扑克牌背面的十种物质进行分类。小组讨论，将本组的讨论结果写在学案上。①高锰酸钾（kmno₄）；②二氧化锰（mno₂）；③空气；④红磷（p）；⑤五氧化二磷（p₂o₅）；⑥自来水；⑦氧气（o₂）；⑧氯化镁（mgcl₂）；⑨一氧化碳（co）；⑩过氧化氢（h₂o₂）。
　　[生]利用扑克牌，将背面的10种物质进行分类。
　　小组5：将10张扑克牌贴在黑板上的物质分类体系图中。
　　评析：这个环节中，教师的过渡小结与前面引入的情景呼应，纠正学生原有的迷思概念。学生活动时，通过合作的方式再度使用“元素扑克牌”中提供的信息，通过观察与思考，既整合和归纳有用信息完成学习任务，又提高了所开发教学资源的利用效率。
　　在课堂观察中发现，学生在小组活动5中填写各类物

质时，不知将高锰酸钾放在何处。如果在此处提醒学生注意各物质类型之间的逻辑关系，是从属、并列还是交叉关系？那么高锰酸钾放在何处的问题就自然得到解决。
　　2、教学活动反思
　　化学概念的结构形成与建构（或重建）是一个复杂的认知心理过程，它需要经过感知一表象一概括一概念，从而达到感性认识向理性认识的飞跃。本课试图采用建构主义思想，运用相似联想、类比模型、概念图作为理论基础，以元素概念的三重表征建构为抓手进行教学。本课的主要教学内容是建立在学生已经认识构成物质的基本微粒、了解物质的微观构成和体会物质的多样性的基础上，再让学生回归物质的简单本质即所有的物质都是由元素组成，领悟到复杂的自然界也存在基本组成的简单性，帮助学生初步建立元素观和物质组成观。
　　本课的创新之处在于充分利用自制教具，如常见物质微观模型搭建和“元素扑克牌”，让学生从中获取关于元素的相关知识，让学生通过信息的整理与归纳得出元素、单质、化合物、氧化物的概念，利用概念图帮助学生逐步完善物质分类的知识体系，使学生初步形成了以元素为核心的相关概念系统。
　　本课中如果能够制定关于玩“元素扑克牌”的游戏规则，将扑克牌“奖励”给学生，鼓励学生利用课余时间进行相关的游戏，则更能激发学生的学习兴趣，帮助学生更好、更快地记忆并掌握常见元素名称和元素符号。