陸亮
摘 要:中考化學(xué)復(fù)習(xí)課的設(shè)計(jì)要以具體知識(shí)為載體,尋找適合的工具整合這些知識(shí),并且在整合過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生不斷地去發(fā)散思維,幫助他們將零散的知識(shí)建構(gòu)為完整的網(wǎng)絡(luò),將有形的知識(shí)轉(zhuǎn)化為無(wú)形的觀念,真正從“知識(shí)為本”走向“觀念建構(gòu)”,從而提高中考化學(xué)復(fù)習(xí)課的效率。
關(guān)鍵詞:元素;分類;價(jià)類圖;知識(shí)網(wǎng);化學(xué)基本觀念
一、 設(shè)計(jì)思想
《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》指出:義務(wù)教育階段的化學(xué)教育,要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的好奇心,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的變化規(guī)律,形成化學(xué)的基本觀念[1]?;瘜W(xué)基本觀念,是指學(xué)生通過(guò)化學(xué)課程的學(xué)習(xí),在深入理解化學(xué)學(xué)科特征的基礎(chǔ)上所獲得的對(duì)化學(xué)的總觀性的認(rèn)識(shí)。它具體表現(xiàn)為個(gè)體主動(dòng)運(yùn)用化學(xué)思想方法認(rèn)識(shí)身邊事物和處理問(wèn)題的自覺(jué)意識(shí)或思維習(xí)慣。朱玉軍結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)化學(xué)基本觀念的界定,認(rèn)為中學(xué)化學(xué)的基本觀念應(yīng)該包括元素觀、微粒觀、化學(xué)變化觀、能量觀、實(shí)驗(yàn)觀、分類觀、科學(xué)本質(zhì)觀、化學(xué)價(jià)值觀[2]。
推斷題是集元素化合物知識(shí)、基本概念和基本理論于一體的綜合性試題,既考查學(xué)生對(duì)元素化合物知識(shí)的儲(chǔ)備量和熟練度,也要求學(xué)生具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评砟芰?。因而推斷題是中考化學(xué)試卷中的重頭戲,成為學(xué)生取得高分的攔路虎。綜觀全國(guó)各地中考化學(xué)試卷中的推斷題,題干的內(nèi)容有共通之處。以2016年南京市中考化學(xué)試卷20題為例:
(1)圖中A~I(xiàn)是初中化學(xué)常見(jiàn)的物質(zhì),且分別是由H、C、O、Na、Al、S、Ca、Cu、Ag中的一種或幾種元素組成的:常見(jiàn)物質(zhì)總是中考推斷題題干的首句,常見(jiàn)物質(zhì)的組成元素就是初中化學(xué)學(xué)習(xí)中的核心元素。
(2)D、G、H、I均為單質(zhì),A、F均為由三種元素組成的鹽:在全國(guó)各地中考推斷題中,限定物質(zhì)類別成為高頻考點(diǎn),對(duì)學(xué)生的分類觀進(jìn)行直接考查。
(3)圖中“—”表示兩端的物質(zhì)間能發(fā)生化學(xué)反應(yīng);“→”表示物質(zhì)間存在轉(zhuǎn)化關(guān)系,部分反應(yīng)物、生成物或反應(yīng)條件已略去:這三句話是所有推斷題的默認(rèn)信息?!啊北硎疚镔|(zhì)具備某種化學(xué)性質(zhì)能與其他物質(zhì)反應(yīng),是化學(xué)變化觀的直接體現(xiàn)?!啊北硎疚镔|(zhì)間的轉(zhuǎn)化,在化學(xué)反應(yīng)中元素種類不變,是元素觀的直接體現(xiàn)。
綜上所述,學(xué)生若能形成元素觀、分類觀和轉(zhuǎn)化觀這三種化學(xué)基本觀點(diǎn),推斷題的難點(diǎn)就不攻自破了。而元素價(jià)-類二維圖(簡(jiǎn)稱價(jià)類圖)就是一種體現(xiàn)元素觀、分類觀和轉(zhuǎn)化觀指導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)元素化合物知識(shí)結(jié)構(gòu)化的工具。它是以物質(zhì)的類別(單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽等)為橫坐標(biāo),元素的常見(jiàn)化合價(jià)為縱坐標(biāo),在二維平面內(nèi)所繪制的含有某元素物質(zhì)的圖像。價(jià)-類圖的核心是元素,方法是分類,內(nèi)涵是轉(zhuǎn)化[3],因其直觀、清晰、全面等特點(diǎn),在元素化合物復(fù)習(xí)中應(yīng)用廣泛并且效果顯著。為此,筆者以初中化學(xué)的核心元素為切入點(diǎn),開(kāi)設(shè)了一節(jié)“巧借價(jià)類圖、建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)、突破推斷題”的區(qū)級(jí)公開(kāi)課。
二、教學(xué)實(shí)錄
師:(2015年南京中考第17題第3問(wèn))寫(xiě)出含有氮元素的常見(jiàn)氧化物、酸、堿、鹽的化學(xué)式各一個(gè),并標(biāo)出所寫(xiě)化學(xué)式中氮元素的化合價(jià)。
生:認(rèn)真書(shū)寫(xiě)、投影核對(duì)。
師:若以物質(zhì)的類別為橫坐標(biāo),元素化合價(jià)為縱坐標(biāo),我們可以構(gòu)建一幅元素的價(jià)-類二維圖。元素的常見(jiàn)化合價(jià)同學(xué)們已經(jīng)很熟悉,首先一起來(lái)復(fù)習(xí)一下物質(zhì)的分類。
生:在學(xué)案上填寫(xiě)物質(zhì)的分類圖及相應(yīng)類別中的常見(jiàn)物質(zhì)化學(xué)式,并且與投影核對(duì)訂正。
師:今天我們分金屬和非金屬兩個(gè)篇章進(jìn)行價(jià)-類圖的構(gòu)建,首先以2015年南昌市中考18題硫的價(jià)-類圖為例開(kāi)啟非金屬篇,讓同學(xué)們?cè)偈煜ひ幌聝r(jià)-類圖。
生:完成學(xué)案題目,在老師組織下校對(duì)答案。
師:氫元素是初中化學(xué)常見(jiàn)的非金屬元素,請(qǐng)同學(xué)們?cè)趯W(xué)案上的坐標(biāo)系中梳理含有氫元素的常見(jiàn)單質(zhì)、氧化物、酸、堿。
生:認(rèn)真書(shū)寫(xiě),交流匯報(bào),如圖1。
師:在推斷題中根據(jù)題眼推出一種物質(zhì)時(shí),同學(xué)們要能根據(jù)它的化學(xué)性質(zhì)快速捕捉到三條信息:它能變?yōu)檎l(shuí)?誰(shuí)能變?yōu)樗克芎驼l(shuí)反應(yīng)?設(shè)置問(wèn)題串:
(1)H2能變?yōu)檎l(shuí)?誰(shuí)能變?yōu)镠2?
(2)H2O、HCl、Ca(OH)2、Cu(OH)2能和誰(shuí)反應(yīng)?
(3)最常見(jiàn)的兩種酸(HCl、H2SO4)、堿[NaOH、Ca(OH)2]能相互轉(zhuǎn)化嗎?
生:交流匯報(bào)。完成2016年南京市玄武區(qū)化學(xué)一模有關(guān)含氫元素物質(zhì)間的推斷題。
師:同學(xué)們知道形成化合物最多的元素是什么嗎?
生:碳元素。
師:請(qǐng)同學(xué)們按序口報(bào)含有碳元素的常見(jiàn)單質(zhì)、氧化物、酸、鹽。
生:流利地報(bào)出答案。提出疑問(wèn):老師,怎么還少了有機(jī)物的梳理?
師:同學(xué)們很細(xì)心,由于有機(jī)物中碳元素的化合價(jià)比較復(fù)雜,所以沒(méi)有將其放置在價(jià)-類圖中。初中常見(jiàn)的含碳元素的有機(jī)物就三種。
生:甲烷、乙醇、葡萄糖。
師:碳元素的價(jià)類圖如圖2。下面我們以推斷題中的明星物質(zhì)二氧化碳為中心,構(gòu)建含碳元素物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系圖。例如CO2與Na2CO3能相互轉(zhuǎn)化就表示為:[CO2 Na2CO3]。
生:自主構(gòu)建,小組交流,匯報(bào)補(bǔ)充如圖3。
師:含碳元素物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化是推斷題中的重要突破口,設(shè)置問(wèn)題串:
(1)反應(yīng)物相同,反應(yīng)物的量不同,產(chǎn)物不同;
(2)反應(yīng)物相同,反應(yīng)條件不同,產(chǎn)物不同;
(3)A+B → C+D; C+D → A+B;
(4)A+C → D+E; B+C → D+E;
(5)A+C → D+E+F; B+C → D+E+F。
生:討論交流匯報(bào)。
師:剛剛我們一起總結(jié)了非金屬篇,下面繼續(xù)金屬篇。人類最早使用的金屬是什么呢?endprint
生:銅。
師:請(qǐng)同學(xué)們按序口報(bào)含有銅元素的常見(jiàn)單質(zhì)、氧化物、堿、鹽。
生:按序報(bào)答案。
師:下面同學(xué)們就嘗試構(gòu)建含銅元素物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系圖。
生:自主構(gòu)建,匯報(bào)補(bǔ)充如圖4。
師:追問(wèn):(1)硫酸銅作為書(shū)本中重要的鹽,除和活潑金屬、可溶性堿反應(yīng)外,還能和什么物質(zhì)反應(yīng)?(2)Cu無(wú)法變成CuSO4,那么Cu(NO3)2和Cu可以相互轉(zhuǎn)化嗎?
生:CuSO4還可以與可溶性的鋇鹽反應(yīng),Cu可以與AgNO3反應(yīng)生成Cu(NO3)2。
師:若把Cu換作Mg、Ca、Al,上述轉(zhuǎn)化圖有什么不同嗎?請(qǐng)同學(xué)們比較思考。
生:Mg、Ca、Al、 Cu四種金屬比較,主要有兩點(diǎn)不同導(dǎo)致轉(zhuǎn)化關(guān)系圖有變化:(1)Mg、Ca、Al三種金屬活動(dòng)性在H前,而Cu在H后;(2)Mg、Al、Cu三種金屬對(duì)應(yīng)的堿都是難溶性堿,加熱可以分解,而Ca(OH)2是微溶的,可由CaO與H2O直接化合得到。由此得出含鎂、鋁、鈣三種元素物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,如圖5。并完成2016年南京市秦淮區(qū)化學(xué)一模有關(guān)含鋁元素物質(zhì)間的推斷題。
師:相比于另三種金屬,鈣的碳酸鹽CaCO3是初中化學(xué)的常見(jiàn)物質(zhì),請(qǐng)同學(xué)們把這種物質(zhì)補(bǔ)充到含鈣元素物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系圖中。
生:自主構(gòu)建,如圖6所示。
師:剛剛我們討論了+2、+3價(jià)的金屬,有沒(méi)有同時(shí)具備這兩種價(jià)態(tài)的金屬呢?
生:鐵。
師:請(qǐng)同學(xué)們?cè)趯W(xué)案上梳理含有鐵元素的常見(jiàn)單質(zhì)、氧化物、堿、鹽。
生:梳理如圖7。
師:下面同學(xué)們就嘗試構(gòu)建含鐵元素物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系圖。
生:自主構(gòu)建,匯報(bào)補(bǔ)充如圖8。
師:今天這節(jié)課我們以初中化學(xué)核心元素形成的物質(zhì)為研究對(duì)象,以元素價(jià)類圖為載體幫助同學(xué)們構(gòu)建物質(zhì)轉(zhuǎn)化知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖,以期提高同學(xué)們解決推斷題的能力。最后,請(qǐng)同學(xué)們和老師一起總結(jié)出初中化學(xué)物質(zhì)類別間的相互轉(zhuǎn)化,在投影上逐步構(gòu)建如圖9所示。
三、 教學(xué)反思
(一)將零散的知識(shí)建構(gòu)為完整的網(wǎng)絡(luò)
在初中化學(xué)中,元素化合物的知識(shí)龐雜卻又零散,等到中考復(fù)習(xí)階段,學(xué)生對(duì)常見(jiàn)物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化尤其陌生。價(jià)-類圖是一種能把這些endprint