摘要：通過省級優(yōu)秀課“組成物質(zhì)的化學(xué)元素”的教學(xué)分析，闡述了運(yùn)用建模和分類思想進(jìn)行化學(xué)元素概念教學(xué)的具體方式，評析了實際教學(xué)過程中的亮點和生長點以及進(jìn)一步優(yōu)化的可能方式。

關(guān)鍵詞：建模；分類；化學(xué)元素；概念教學(xué)

文章編號：1005-6629（2012）11-0042-03 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

化學(xué)啟蒙階段的概念教學(xué)常常被視為教學(xué)難題。由于它不像元素化合物知識那樣有實驗可做，不能夠熱熱鬧鬧地顯示其“亮點”。所以，以往的評優(yōu)課中很少有人觸及。2011年10月，在江蘇省初中化學(xué)優(yōu)秀課觀摩評比活動中，江蘇省泰州中學(xué)附屬初中的朱月芳老師所展示的滬教版九年級化學(xué)新授課“組成物質(zhì)的化學(xué)元素”獲得了一等獎。筆者認(rèn)為本課是運(yùn)用建模分類思想，進(jìn)行“元素”概念的教學(xué)，化難為易，化抽象為具體的一個典型案例。其中教學(xué)設(shè)計，匠心獨(dú)運(yùn)，耐人尋味。在此，將其課堂教學(xué)過程與分析呈現(xiàn)給大家，以期進(jìn)一步交流與研討。

1、教學(xué)活動模塊

1.1 創(chuàng)設(shè)情境，引入元素主題

[展示]播放一段視頻廣告：黃金搭檔換物篇

[師]請問畫面中這位小朋友想要補(bǔ)哪五樣呢？

[生]學(xué)生1：維生素、鈣、鐵、鋅、硒。

[師]你知道鈣、鐵、鋅、硒是指什么嗎？

[生]學(xué)生2：元素。

[師]我們?nèi)梭w為什么要補(bǔ)充這些元素呢？請大家課后預(yù)習(xí)課本，查閱相關(guān)資料，嘗試寫一篇元素與人體健康關(guān)系的調(diào)查報告，下節(jié)課進(jìn)行交流。今天我們先來認(rèn)識元素。

評析：從生活著手，合理使用學(xué)生熟悉的廣告視頻，截取有用信息創(chuàng)設(shè)問題情境并引入課題，這種手段已經(jīng)被越來越多的老師青睞。因為，它既體現(xiàn)科學(xué)與生活、與人文的融合，又增加趣味性和直觀性，更能有效地為教學(xué)主題服務(wù)。

1.2 建構(gòu)模型，形成元素概念

[師]黑板上紅色磁貼代表氧原子，綠色磁貼代表碳原子，黃色磁貼代表氫原子，分別表示出水分子、氫分子、氧分子、二氧化碳分子、一氧化碳分子的微觀分子模型。請仔細(xì)觀察這些分子，將其中的氫原子、氧原子、碳原子找出來，并將同一類原子放在一起。

[生]學(xué)生3：將分子拆開，從分子中分別找出碳原子、氫原子和氧原子，并歸類。

[師]在化學(xué)上，我們把這樣的同一類氫原子總稱為氫元素，這樣的同一類氧原子總稱為氧元素，這樣的同一類碳原子總稱為碳元素。你能告訴我什么是元素嗎？

[生]學(xué)生4：同一類原子的總稱。

[師]以水分子、氫分子和氧分子為例，水分子中的氫原子，氫分子中的氫原子，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同，都為1，水分子中的氧原子，氧分子中的氧原子，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同，都為8。大家知道這些同一類原子有什么共同點嗎？

[生]學(xué)生5：質(zhì)子數(shù)相同。

[投影]元素是具有相同質(zhì)子數(shù)的同一類原子的總稱。

[師]同一類元素的原子質(zhì)子數(shù)相同，那你知道碳元素與氧元素的區(qū)別是什么嗎？

[生]學(xué)生6：質(zhì)子數(shù)不同。

評析：教師首先借助模型完成概念的宏觀表征向微觀表征過渡，然后幫助學(xué)生對元素概念微觀表征進(jìn)行精確表述，從而形成科學(xué)的元素概念。說明了貼近學(xué)生的情境和直觀的模型能促進(jìn)學(xué)生概念的有效建構(gòu)。

值得改進(jìn)的是，模型建構(gòu)的過程如果不只讓一位學(xué)生在黑板上演示，而是將這個過程設(shè)計成分組模型演示，每組發(fā)一個小白板和若干磁貼，學(xué)生的參與度會更高，效果可能會更好。

1.3 借助元素名片，認(rèn)識元素的符號表征

[師]到目前為止，人們發(fā)現(xiàn)的元素只有110多種，其中在自然界中發(fā)現(xiàn)的有90余種，人工合成的有20余種。為了便于交流和有利于化學(xué)學(xué)科的發(fā)展，國際上采用統(tǒng)一的符號，也就是元素符號來表示元素。今天老師給大家準(zhǔn)備了8副“元素?fù)淇伺啤?，每小組1副，請大家對比撲克牌所提供的信息，你有什么發(fā)現(xiàn)？將你的發(fā)現(xiàn)寫在學(xué)案上。

[生]根據(jù)“元素?fù)淇伺啤碧峁┑娜齻€信息，左上角的質(zhì)子數(shù)，右上角的元素名稱，中間的元素符號，小組討論并完成學(xué)案。

小組1交流：第一個發(fā)現(xiàn)：質(zhì)子數(shù)不同，元素種類不同

第二個發(fā)現(xiàn)：有的元素符號是一個字母，有的元素符號是兩個字母

第三個發(fā)現(xiàn)：元素符號第一個字母大寫，第二個字母小寫

[師]國際上以這種元素拉丁文名稱的第一個大寫字母來表示元素，如果首字母相同，在后面加一個后綴字母，首字母大寫，后綴字母小寫。

[師]板書：符號書寫：一大二小

[師]請從符號書寫的角度找出CO與Co有什么不同？

[生]學(xué)生7：前一個符號的O是大寫，后一個符號的O是小寫。

[師]你知道這兩個符號分別表示幾種元素嗎？

[生]學(xué)生8：前一個符號表示碳元素和氧元素兩種元素，后一個符號表示一種元素。

[師]元素符號不僅可以表示一種元素，還有一些意義我們在后續(xù)的學(xué)習(xí)中會涉及到。

小組2交流：可以把這些元素按照質(zhì)子數(shù)由小到大排序，氫、碳、氮、氧、鎂、鋁、硫、氯、鈣、溴。

小組3交流：從名稱上看，只有四種偏旁，分別為氣字頭、三點水、石字旁、金字旁。

[師]請看課本149頁附錄部分的元素周期表。

[生]對照元素周期表，找含四種偏旁的元素分別分布在元素周期表中的位置，并進(jìn)行分類。

評析：教師自制“元素?fù)淇伺啤薄孛?，讓學(xué)生觀察、比較“元素?fù)淇伺啤彼峁┑娜齻€信息——質(zhì)子數(shù)、元素名稱、元素符號，并討論歸納出三個方面的結(jié)論：不同元素，質(zhì)子數(shù)不同；元素符號的書寫方法；能根據(jù)元素名稱的偏旁將元素進(jìn)行簡單的分類。至此，學(xué)生對元素概念的三重表征形式已經(jīng)全部認(rèn)識了，也應(yīng)形成了比較完整的元素概念。元素?fù)淇伺频男问绞怪R呈現(xiàn)的方式趣味化，順應(yīng)了初中生的學(xué)習(xí)心理，有利于提高其元素概念的學(xué)習(xí)效率。

1.4 運(yùn)用元素概念，形成新的物質(zhì)分類觀點

[師]其實分類的方法我們之前已經(jīng)學(xué)習(xí)過了，根據(jù)組成物質(zhì)的種類多少，我們可以將物質(zhì)如何分類呢？

[生]學(xué)生9：分為純凈物和混合物。

[師]大家知道純凈物和混合物的區(qū)別嗎？

[生]學(xué)生10：純凈物是由一種物質(zhì)組成的，混合物是由兩種或兩種以上的物質(zhì)組成的。

[投影]請觀察這些物質(zhì)的化學(xué)式，找出這些物質(zhì)的組成元素，并在學(xué)案上寫出元素符號。

氨氣（NH₃）；二氧化碳（CO₂）；水（H₂O）；氯化氫（HCl）；氯化鈣（CaCl₂）；氧氣（O₂）；鋁（Al）；碳酸氫銨（NH₄HCO₃）；氮?dú)猓∟₂）；氧化鎂（MgO）

[生]書寫元素符號，完成后學(xué)生互查互糾。（同時請兩位同學(xué)在黑板上各寫五種純凈物的元素符號）

[師]請根據(jù)組成這些純凈物的元素種類的多少，小組討論該將這些純凈物如何進(jìn)行分類，并將討論的結(jié)果寫在學(xué)案上。

[生]小組4交流：

氧氣（O₂）；鋁（Al）；氮?dú)猓∟₂）歸為一類，只含一種元素；氨氣（NH₃）；二氧化碳（CO₂）；水（H₂O）；氯化氫（HCl）；氯化鈣（CaCl₂）；碳酸氫銨（NH₄HCO₃）；氧化鎂（MgO）歸為一類，含兩種或兩種以上元素。

[師]化學(xué)上，什么是單質(zhì)，什么是化合物呢？

[生]學(xué)生11：由一種元素組成的物質(zhì)是單質(zhì)。

[師]根據(jù)組成元素種類的多少將純凈物分為單質(zhì)和化合物，所以能不能把范圍縮小—點，使定義更準(zhǔn)確呢？

[生]學(xué)生12：由一種元素組成的純凈物是單質(zhì)。

[師]請課后思考，由一種元素組成的物質(zhì)是否一定屬于單質(zhì)？

[生]學(xué)生13：由兩種或兩種以上元素組成的純凈物是化合物。

[師]從化合物中將二氧化碳（CO₂）；水（H₂O）；氧化鎂（MgO）分出來，將這樣的化合物稱為氧化物。請比較元素組成的特點，說說什么是氧化物。

[生]學(xué)生14：由兩種元素組成，其中一種是氧元素的化合物是氧化物。

[師]請問氯化鈣和碳酸氫銨為什么不屬于氧化物？

[生]學(xué)生15：氯化鈣雖然由兩種元素組成，但是沒有氧元素；碳酸氫銨雖然有氧元素，但是由四種元素組成，所以它們都不屬于氧化物。

評析：本環(huán)節(jié)中，通過學(xué)生的探索和教師的恰當(dāng)引導(dǎo)，讓學(xué)生自己得出單質(zhì)、化合物、氧化物的概念，充分體現(xiàn)了學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中的主體地位，教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、促進(jìn)者。

在課堂觀察中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在歸納單質(zhì)的定義時，開始得出的定義是由一種元素組成的物質(zhì)稱為單質(zhì)，教師通過提示學(xué)生分類的對象為純凈物，引導(dǎo)學(xué)生對單質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的定義，并要求學(xué)生課后思考由一種元素組成的物質(zhì)是否一定屬于單質(zhì)。如果能當(dāng)堂舉例說明，如氧氣和臭氧的混合物只含氧元素，但是屬于混合物，能使課堂上出現(xiàn)的問題適時解決，教學(xué)效果會更好。

1.5 借助概念圖系，初步建構(gòu)與元素有關(guān)的概念系統(tǒng)

[師]通過對純凈物的分類，我們可以發(fā)現(xiàn)元素在自然界中可以以單質(zhì)的形式存在，也可以以化合物的形式存在。所以黃金搭檔中補(bǔ)充鈣、鐵、鋅、硒四種元素，實際是指補(bǔ)充含這四種元素的單質(zhì)或化合物。

[師]（投影物質(zhì)分類體系概念圖）請對照物質(zhì)分類體系概念圖，將元素?fù)淇伺票趁娴氖N物質(zhì)進(jìn)行分類。小組討論，將本組的討論結(jié)果寫在學(xué)案上。①高錳酸鉀（KMnO₄）；②二氧化錳（MnO₂）；③空氣；④紅磷（P）；⑤五氧化二磷（P₂O₅）；⑥自來水；⑦氧氣（O₂）；⑧氯化鎂（MgCl₂）；⑨一氧化碳（CO）；⑩過氧化氫（H₂O₂）。

[生]利用撲克牌，將背面的10種物質(zhì)進(jìn)行分類。

小組5：將10張撲克牌貼在黑板上的物質(zhì)分類體系圖中。

評析：這個環(huán)節(jié)中，教師的過渡小結(jié)與前面引入的情景呼應(yīng)，糾正學(xué)生原有的迷思概念。學(xué)生活動時，通過合作的方式再度使用“元素?fù)淇伺啤敝刑峁┑男畔?，通過觀察與思考，既整合和歸納有用信息完成學(xué)習(xí)任務(wù)，又提高了所開發(fā)教學(xué)資源的利用效率。

在課堂觀察中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在小組活動5中填寫各類物質(zhì)時，不知將高錳酸鉀放在何處。如果在此處提醒學(xué)生注意各物質(zhì)類型之間的邏輯關(guān)系，是從屬、并列還是交叉關(guān)系？那么高錳酸鉀放在何處的問題就自然得到解決。

2、教學(xué)活動反思

化學(xué)概念的結(jié)構(gòu)形成與建構(gòu)（或重建）是一個復(fù)雜的認(rèn)知心理過程，它需要經(jīng)過感知一表象一概括一概念，從而達(dá)到感性認(rèn)識向理性認(rèn)識的飛躍。本課試圖采用建構(gòu)主義思想，運(yùn)用相似聯(lián)想、類比模型、概念圖作為理論基礎(chǔ)，以元素概念的三重表征建構(gòu)為抓手進(jìn)行教學(xué)。本課的主要教學(xué)內(nèi)容是建立在學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒、了解物質(zhì)的微觀構(gòu)成和體會物質(zhì)的多樣性的基礎(chǔ)上，再讓學(xué)生回歸物質(zhì)的簡單本質(zhì)即所有的物質(zhì)都是由元素組成，領(lǐng)悟到復(fù)雜的自然界也存在基本組成的簡單性，幫助學(xué)生初步建立元素觀和物質(zhì)組成觀。

本課的創(chuàng)新之處在于充分利用自制教具，如常見物質(zhì)微觀模型搭建和“元素?fù)淇伺啤?，讓學(xué)生從中獲取關(guān)于元素的相關(guān)知識，讓學(xué)生通過信息的整理與歸納得出元素、單質(zhì)、化合物、氧化物的概念，利用概念圖幫助學(xué)生逐步完善物質(zhì)分類的知識體系，使學(xué)生初步形成了以元素為核心的相關(guān)概念系統(tǒng)。

本課中如果能夠制定關(guān)于玩“元素?fù)淇伺啤钡挠螒蛞?guī)則，將撲克牌“獎勵”給學(xué)生，鼓勵學(xué)生利用課余時間進(jìn)行相關(guān)的游戲，則更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生更好、更快地記憶并掌握常見元素名稱和元素符號。