基于“类”的教学设计
2010-04-11 20:42:47 阅读6 评论0 字号：大中小
理性思考能够使人睿智
基于物质类别的教学设计是围绕“元素”这个重要的概念进行的教学设计，基于物质类别的教学理念已被人民教育出版社作为教材编写理念编入教材。
目前，有些化学教师的教学设计缺少化学基本理论的指导，在他们的课堂上存在无序强化要求学生反复记忆的现象，这种现象被称之为“题海战术”。“题海战术”过多地占用课堂教学时间，降低了教学效果，必须加以改变。
第二章 化学物质及其变化{dy}节 物质的分类
上篇·元素
一、哲人关于“类”的思考
德国化学家温克勒曾经说过：“宇宙间所有的化学变化，好似戏台上扮演的戏剧，一幕一幕的演过去一样。在化学变化的戏剧里，最主要的脚色，当然要是元素了。”元素，对化学工作者来说，是最为熟悉的。初中化学课本中对元素下有简洁而明确的定义，在此要讨论它是什么，也许会认为这是有点滑稽。可是，许多先辈们过去一直感到它很复杂，致使这个问题的提出到定论经历了两千多年的漫长过程。可见，它并不简单。
亚里士多德“四元素说”：亚里士多德是众所周知的科学家的鼻祖。他是柏拉图的高徒，又是亚历山大大帝的教师。他的元素观是古代最有xx性的学说。他虽然也主张把水、气、土和火四种东西做为元素，四种元素并非不变，而是可以相互转化的。
古代“阴阳五行说”：阴阳五行说由阴阳说和五行说两部分构成。阴阳作为—种概念，最早出现在《诗经》当中。老子在《道德经》中就指出：“万物负阴而抱阳”。阴阳说认为宇宙间的一切事物和现象都存在着阴阳相互对立的两个方面。它们相对存在：阴中有阳，阳中有阴。另一个哲学概念五行说与阴阳学说相互影响、相互融合，形成了中国哲学史上的基本概念，并成为中国文化的骨架。
我国古代“五行说”：“五行”一词，最早见于《尚书》。《尚书》言及“五行”者，是《洪范》。有学者认为《洪范》所谓“五行”，即是我国古代文献中出现的“五行” 。五行论认为，世间一切事物皆由金、木、水、火、土五种元素构成。
二、现代元素观的建立
玻意耳为近代化学的奠基人，他是{dy}位阐述元素本性的科学家。他{dy}个提出化学元素概念。古希腊的提出四元素说。帕拉采尔苏斯提出三要素说。玻意耳认为他们都没有涉及问题的本质，他认为元素是具有确定的、实在的、可察觉到的实物，它们应该是用一般化学方法不能再分为某些简单实体的实物。玻意耳{dy}次为化学元素下了明确的定义，使化学发展有了新的起点。
三、元素观的基本内容
1.物质都是由元素组成的
物质世界是巨大的、丰富的。种类浩繁的物质世界只是一百多种元素组合而成。100多种元素中，有些元素很稀少，有些元素很丰富，大部分元素要与其它元素结合，只有少量元素在发现时是纯元素。
2.元素是同一类原子的总称
组成我们熟悉的物质的各种元素，都是以两种或多种原子质量不同而化学性质几xx相同的原子组成的同位素。许多元素相对原子质量远非整数就是缘于同位素的存在。
3.元素性质呈周期性变化
每种元素有其特性。元素的性质主要取决于它们的原子结构。有一些元素具有类似的性质，元素的性质随着元素原子充数的递增呈周期性变化。元素性质的周期性变化莫测本质上是元素原子的电子抱有成见的周期性变化。根据元素周期律，把电子层数目相同的各种元素，按原子充数递增的顺序从左到右排成行，再把不同横行中最外数相同的元素，按电子层数递增的顺序排成纵行，就得到元素周期表。
4.物质可以按照元素组成进行分类
根据所含物质种类物质可以分为纯净物和混合物。纯净物通常指具有固定组成和独特性质的物质。纯净物通常指具有固定组成和独特性质的物质。纯净物又可以分为单质和化合物。由同种元素组成的物质称单质。某些元素可以形成几种单质，称为同素异形体。化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物，一个化合物分子中至少包含两种或两种以上不同的原子。
物质可以按照元素组成进行分类
每种化合物都有确定的化学性质和物理性质，化学家可以通过这些性质把各化合物同所有其它化合物相区分。实验室合成出来的化合物与自然界中发现的化合物，不管来源有什么不同，一种纯的化合物，不管它的量的多少，其组成和性质都应该相同。
根据是否含碳元素，化合物可以分为无机化合物和有机化合物（碳的氧化物和碳酸盐除外）。
5.化学式表示物质的元素组成
利用元素符号表示物质组成的式子叫化学式。化学式代表一种物质的组成。一个化学式中的符号代表这一种物质中存在的元素。一种纯化合物的不同样品总是含有相同质量比的相同元素，这就是化合物组成的定比定律或定组成定律。
1808年，道尔顿自行设计出一整套符号来表示他的理论。他认为简单原子都是球形的，所以他的元素符号都是圆圈，或在圆圈内标出一些字母的方法表示元素。如：
再将这些基本元素符号组合起来成各种化合物。如硫酸气（SO3） 用表示，显然道尔顿采用的符号仍然没有跳出象形文字的圈子，使用起来还很不方便。
6.元素化合价与元素原子的最外层电子有关
元素的原子之间形成物质时，是按照一定数目的关系进行的，这种数目关系反映了元素的化合价的性质。元素的原子与别的原子结合的本质是为了使原子的最外层电子达到相对稳定的结构。元素的化合价与原子最外层电子有关。得到或偏向电子原子的元素显负价，失去和偏离电子的原子的元素显正价。
7.物质相互转化的本质是元素原子间的重新组合
质量守恒定律说明，在化学反应中元素是守恒的。物质间的转化本质是元素原子之间的重新组合。化学方程式表示在化学反应中每种元素的原子数是不变的，即恒定的。所以，可以根据化学方程式进物质转化的定量计算和研究。
在自然条件下，地球上的各种物质及元素等有各自的循环途径。如碳元素存在着碳循环，氮元素存在氮循环。磷、钙、臭氧等都有各自的循环途径，在大自然中共同形成了一个良好的生态系统，支持着地球上生物体的生长和繁衍。物质及元素的循环系统是大自然不可分割的一部分。
四、化学元素观建构的价值
1、有利于对物质世界形成有序的认识。化学研究的成果就是努力使人类对物质世界形成了条理有序的认识。如果没有对化学元素的认识，我们对物质世界的认识只能是一片混沌。同样，一个教师如果没有元素观他对化学物质世界的认识就不是清晰地。一个学生没有建立起元素观，他对物质世界的认识也是混乱无序的。
2、有利于形成化学的思维方法
（1）了解物质化学式的确定的方法。
（2）掌握元素性质研究方法。利用元素的性质、元素在周期表中的位置和它的原子结构三者之间密切关系，指导化学的学习和研究。
（3）掌握基于元素观的定量研究方法。
（4）利用元素化合价知识和氧化还原反应知识解决相关的问题。
（5）了解同位素的应用。
（6）了解新元素发现的方法。
五、基于元素观的教学策略
元素概念是化学科学的一个基本概念，是学生学习化学的一个核心概念。通过元素概念的教学，使学生形成物质的元素性认识，认识几千万种物质只是百十余种元素的基本组合。
在元素概念为核心，形成对物质关系的基本了解，理解元素是如何组成物质的以及一种元素为什么能组成不同的物质。要达到这样的理解，必须从原子结构的角度进行认识。
元素周期律归纳了看似杂乱无章的化学元素之间的相互联系和内在变化规律，提示了元素周期街的实质是元素原子的结构呈周期性变化。元素在周期表中的位置反映了元素原子结构的特点以及由此决定的元素的性质，因此，可以根据某元素在元素周期表中的位置，推测它的原子结构和有关性质。
化学元素观的内涵涉及许多化学概念的学习和化学事实的学习，但是由概念和事实转化为概念并不是一个自动的过程，需要通过“观念为本”的专题性学习帮助核心观念的形成和建构。
化学元素观建构的价值就在于形成化学的思维方法指导化学的学习和研究。因此，在学生的化学元素观达到一定水平的时候，就要充分利用已经形成的元素观指导新的相关内容的学习，通过应用性学习进一步丰富化学元素观。
利用构建知识树的方法帮助学生进行化学元素观的建构。
下篇·设计
一、教学设计基本要求中类观念渗透
1、教学设计的程序包括以下6个方面：
（1）规定教学的预期目标，分析教学任务，尽可能用可观察和可测量的行为变化来作为教学结果的指标。
在设定预期目标时要设计关于“物质类别”的学习要求，渗透元素观的教学。比如设定以下一些教学目标：
能够依据化合价判断氢氧化铁和氢氧化亚铁的性质；
通过对实验现象的分析归纳金属氧化物的性质；
根据物质类别的关系判断氧化铝的性质。
（2）确定学生的起点状态，包括他们的原有知识水平、技能和学习动机、状态等。
在分析学生的起点状态时要考虑学生原有的关于“物质类别”的认识。比如：
讲氧化还原反应要看学生是否有关于氧化还原的知识能够迁移。
讲离子反应要看学生关于酸碱盐的相关知识是否能够运用。
讨论氧化物的性质要从类别的角度进行分析。
（3）分析学生从起点状态过渡到终点状态应掌握的知识技能或应形成的态度与行为习惯。
在分析学生的学习任务时要将学生应该掌握的关于“物质类别”相关知识和使用“物质类别”理念进行分析的方法考虑在内，逐渐养成学生依据“物质类别”的观念思考的习惯。比如在解框图题的时候能够自觉地运用物质类别的知识进行推理。
（4）考虑用什么方式和方法给学生呈现教材，提供学习指导。
在教学设计中要将基于物质类别的观念设计在教学过程中。设计过程中多采用一下一些策略：
a.从个别到一般到特殊性质的认识思路
氧化钙 氧化物 氧化铝
b.从一般到个别的认识思路
酸的通性 硫酸 浓硫酸
c.元素类别不同对应物质性质不同
金属氧化物 碱性氧化物
（5）考虑用什么方法引起学生的反应并提供反馈。
(6)考虑如何对教学的结果进行科学的测量与评价。
再设计测量和评价时要包含有关于“物质类别”思维方法的测评内容。通过测评的xx和导向作用引导学生学会用分类的方法学习化学。
《课标》过程方法中有“3.在化学学习中，学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。”
二、基于 “类”教学的整体设计
金属元素、非金属元素及其化合物构成了许许多多物质，形成丰富多彩的世界。要想了解物质世界，了解化学，就要从构成常见物质的元素知识开始。元素化合物知识是中学化学的基础知识，也是学生今后在工作、生活中经常要接触，需要了解和应用的基本知识。
人民教育出版社编写的化学必修1中元素化合物教材是基于“类”的设计。将金属、金属氧化物、碱按照不同的类别分章节安排。
2009年高考大纲要求
1．常见金属元素（如Na、Al、Fe、Cu等）
（1）了解常见金属的活动顺序。
（2）了解常见金属及其重要化合物的主要性质及其应用。
（3）了解合金的概念及其重要应用。
2．常见非金属元素（如H、C、N、O、Si、S、Cl等）
（1）了解常见非金属单质及其重要化合物的主要性质及应用。
（2）了解常见非金属单质及其重要化合物对环境质量的影响。
新教材突出“分类”这个主线
新课标弱化了按照元素自然族来介绍元素化合物知识的传统做法，元素化合物知识在覆盖面上与旧教材差别不大，但是内容的组织线索、具体内容的选取以及处理的深广度、学习的重点和方式等方面有较大变化。突出“物质”“结构”和“反应”三大核心主题。我们必须深入研究教材的编排主线，挖掘知识的内在联系，结合学生的认知规律合理地重组教学内容，从学生已有的知识出发，突出“分类”这个主线，才能使基础知识清晰。
从“类”的角度研究物质的一般思路
个别物质 : 初中阶段（策略：重点记忆）
物质特性 : 重点讲述（策略：比较特点）
