高三元素化合物复习教学的实践与思考.doc

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1、 案例研究 聚焦课堂 知识问题化 问题情境化 高三元素化合物复习教学的实践与思考 曹旭琴 (西安交通大学苏州附属中学，江苏苏州 215021) 摘要： “ 知识问题化 问题情境化 ” 是将所需复习元素化合物的主干知识设计成相关情境下的问题来进行教学。情境的创设应从 物质的应用角度出发，问题设计时应将多模块知识进行整合，同时能帮助学生形成学科观念。 关键词： 元素化合物；复习教学；情境创设；问题设计 文章编号： 1005 6629(2014)7 0045 03 中图分类号： G633.8 文献标识码： B 1 元素化合物复习教学面临的现状 时，笔者尝试将所需掌握的主干知识设计成真实情境 下的问题

2、来进行，即知识问题化，问题情境化。由于创 设的情境是全新的且与生产生活相联系，学生保持了适 度的新鲜感；问题设计打破了模块的界限，学生认识和 理解问题的视角发生转变，同时体会到所学知识的价 值，故教学效果良好。 目前江苏省高考总分只计语数外，化学只需达到相 应等级即可。受此影响，化学学科地位严重弱化，课时 数也相应削减。以前高三复习所采取的第一轮次知识 点全面复习夯实基 础、第二轮次专题复习强化重点的 模式已被摒弃，大部分学校将两个轮次复习有机整合 为一个轮次。而元素化合物知识无疑是复习的重要内 容之一。分析 2008年以来的江苏高考化学试题可看出， 原先元素化合物的典型考查方式 无机框图题已

3、淡 出，取而代之的第一是 卷选择题中给定条件下的物质 转化。例如 2012年江苏高考第 7题，这类题借助于课 本中已学的物质制备或转化为载体（例如从铝土矿中提 取铝、硫酸工业、侯氏制碱、从海水中提取镁等）进行 考查，难度系数不太高。第二则是 卷中的工业流程题， 这类题以真实新颖的工业流程为 背景，往往整合了元素 化合物、概念原理、实验等知识，考查学生综合运用知 识解决问题的能力，要求较高。高考对元素化合物的考 查从事实性知识向综合性应用转变，元素化合物更多 地成为考查概念原理、方法与能力的载体。这就要求我 们复习教学时相对淡化知识、强化应用。 2 元素化合物复习教学设计流程 根据课程标准和考试

4、说明先将相关的知识 点进行梳理，结合学情，从中筛选出重点、难点和易错 点作为教学内容。其次从物质的应用角度出发创设与生 产生活相关的情境。最后设计问题，问题的设计要能 覆盖所需复习的知识点，最好能 与其他模块（如化学反 应原理、物质结构、实验等）进行有机的整合。 梳理知识点 筛选知识点 创设情境 设计问题 3 教学案例：二氧化硫复习 3.1 知识点的梳理和筛选 梳理知识点 知识点筛选 分子结构 物理性质 漂白性 略。在物质结构与性质模块中复习 略。学生可自学解决 略。在卤素中已复习 氧化性 略。氧化性不是 SO2的主干知识 学生是在高一上学期化学 1中完成元素化合物 的学习的，当时尚无多少理论

5、支撑，也没有纳入到周期 表中学习。化学反应原理和物质结构与性质是 在高二时学习的。理论知识与元素化 合物处于严重割 裂状态，不能很好地融合。故元素化合物的复习教学除 了帮助学生完成知识网络的构建之外，还承载了一个重 要任务，即将课本中概念原理、实验、计算、物质结构 等知识进行有机地整合。 教学重点。高一进行二氧化硫教学时，学生虽已有氧化还 原反应和离子反应的相关概念，但是尚未形成系统的认 识。对中学常见物质的氧化还原性强弱、氧化还原的基本 规律、离子反应的方向没有太多的认识。所以 SO2的还原 性在高一教学时要求虽然不太高，但学生在学习时感觉非 常吃力，明显表现出方程式的书写困难，知识还是零星

6、的 碎片，没有 形成网络，不会灵活应用。 还原性 教学重点。 SO2的防治在化学 1中只作语言描述，其中 涉及的反应原理和方法并未作太多的解释，所以工业尾气 酸性氧化物中 SO2的处理是本节课的重点，其中涉及的原理正是酸 通性 性氧化物通性的应用。并可整合元素化合物与工艺设计和 评价。 SO2对大气略。 SO2对大气的污染问题、酸雨的危害及成因初中就已 基于高三化学复习时间少、任务重的现状，教师首 先要精选复习内容，第二要采取有效的复习手段提高学 生综合解决问题的能力。 2013年元素化合物复习教学 的污染 涉及，高一教学时感觉 学生对此掌握比较扎实。 2 SO与 BaCl2 溶液是否能易错点

7、。学生未能从沉淀平衡的角度去理解反应的本质。 产生沉淀 化学教学 2014 年第 7 期 45 案例研究 聚焦课堂 3.2 创设情境 络形成的同时，可以将电化学、氧化还原反应、反应原 理等进行有效整合。基础好的学生还可以融入钾的制 备，从化学反应的方向和平衡移动的角度去理解工业用 钠制备钾的本质。再如铁的化合物复习可以借助净水剂 来展开。亚铁盐和氯气、铁盐、高铁酸盐均可作为净水 剂，以三者的制备、相互转化及对 净水原理的探讨作为 主线展开教学。 本节课创设了两个情境，一是从学生熟悉的葡萄 酒引入，通过探讨葡萄酒中二氧化硫的作用、样品中二 氧化硫的定量检测复习其还原性；二是工业尾气中二氧 化硫定

8、性吸收来复习回顾其酸性氧化物的通性。 3.3 设计问题 问题 设计意图 阅读资料分析葡萄酒中 SO2的作用。 巩固 SO2可作杀菌剂和强还 4.2 问题的设计应打破模块的界限 原剂的知识。帮助学生理解常见 氧化剂及强弱顺序： KMnO4（ H+） Cl2 Br2 Fe I2 ，培养 3+ 有序思维的能力。 酿酒时为何不 用强氧化性杀菌剂？ 体会真实环境下工艺的复杂 请选择合适的试剂用实验证明 SO2性。 由于学生在高一学习元素化合物时缺少理论内容 支撑，也没有纳入到周期表中学习，他们会觉得元素化 合物知识分散性强，不易记忆。高三复习正好将元素化 合物作为载体将理论与之有机整合。所以问题设计时

9、要有意识涉及氧化还原反应、离子反应、电化学、化学 平衡、化学反应的方向、物质结构等板块知识。 例如复习铝的化合物时可借助铝的冶炼为情境，以 铝土矿中 Al2O3的富集、 Al的冶炼为主线，基础好的学 生甚至可以加上铝的精炼。问题设计如下： 还原性强弱，并书写有关离子反应的 巩固离子方程式的书写。整合 方程式。 元素化合物与概念。 如何测定给定液体样品中 SO2的浓 知道中学常见定量检测方 度？ （ 提示：试样中 SO2浓度小，实验法 滴定法和沉淀质量法。 精度要求高。 ） 从下列试剂中选择合适的标准液用 初步掌握氧化还原滴定的原 滴定法测定未知试样中 SO2的浓度并理及终点的判断，会选择合适试

10、 进行实验。 剂作标准液。整合元素化合物与 A.酸性 KMnO4溶液 B.碘水 C. H2O2 实验、计算。 问题 设计意图 用沉淀质量法测定 气体样品中 SO2 知道沉淀质量法的关键是生 的浓度需要解决的关键问题是什么？成性质稳定的沉淀。 下列试剂中选择合适的作 SO2的沉 会从沉淀平衡角度理解 SO2 铝土矿主要成分为 Al2O3、 完成含铝化合物转化知识网络的构建。 SiO2、 Fe2O3。从理论角度完 成铝土矿中 Al2O3的富集。 淀剂。 A. BaCl2溶液 B. Ba（ OH） 2溶液 C.酸性 KMnO4溶液和 BaCl2溶液 D.双氧水和 BaCl2溶液 与 BaCl2溶液不

11、反应； Ba（ OH） 2 虽然可使 H2SO3的电离平衡正 向移动，但生成的 BaSO3不稳定， 易被氧化。酸性 KMnO4溶液中 的硫酸干扰实验。整合元素化合 物与化学反应原理。 铝土矿 除硅 AlO Al 23 FeO 23 对酸溶法和碱溶法两种工 学会从工艺的简约性、成本角度评价工 艺进行评价。 艺。 写出电解熔融 Al2O3 的工 理解电解池工作原理及电极、电池反应 作原理。电解时为何要加冰式的书写。巩固 Al2O3熔点高可作耐火材 晶石？该方法可能的缺点有料、高温下阳极材料被氧化而消耗。 哪些？ 如何处理硫酸工业尾气？氨酸法和 巩固酸 性氧化物与碱反应的 石灰石膏法的工作原理是什么

12、？ 通性。 请从吸收效率、成本、安全性、产品 学会工艺评价的一般思路。 回收利用等角度评价上述两种工艺。 钠碱法需解决的关键问题是什 体会循环再生是重要工艺设 么？如何实现钠碱法中的 NaHSO3 与计思路。 Na2SO3的循环问题？ 为何不用电解熔融 AlCl3 巩固 AlCl3是分子晶体，不导电。 AlCl3 或 AlCl3溶液制铝？ 分析 AlCl3的结构，如何 体会 A 族元素原子缺电子，有空轨道， 溶液阴极 H放电而得不到 Al。 + 让 AlCl3熔融态下转化 为离可以形成配合物， AlCl3+Cl - = AlCl4，只需 - 加入熔融氯化物或氟化物即可。 能否通过电解法再生 N

13、a2SO3 ，写出 整合元素化合物与电化学。 原理。 子？ 介绍 Alcoa电解法制铝，体会化学的学 写出电解熔融 AlCl3 制铝科价值。同时学会辩证地分析问题： Alcoa 牺牲 SO2保护葡萄酒，你能举出类似从生活走进化学，从化学回到生 的电极反应和总反应。 法虽然电解温度低阳极不消耗，但需要增 例子吗？ 活，体会化学学科价值。 并对电解熔融 AlCl3制铝的加氯化工艺： Al2O3转化为 AlCl3，消耗能 方法进行评价？ 量且成本上升。 4 元素化合物复习教学的思考 能否用如下方法将 Al2O3 复习盐类水解。 转化为 AlCl3？ 4.1 情境的创设应主要体现物质的应用 AlO 盐

14、酸AlCl（ aq）蒸发 情境的创设可以是多样的，最好从物质的应用角 度出发，体现 “ 让学生学习真实、有用的化学 ” 的理念。 2014年江苏考试说明所列的典型题示例中与元素 化合物相关的试题考查的均为物质的应用，甚至离子 方程式的正误判断中所给出大都是有工业应用背景下 的化学反应方程式。所以 元素化合物的复习教学除了重 视相互转化关系框图的建构，更要关注元素化合物知 识在工业生产和日常生活中的应用。教师应着力架设化 学与生产生活之间的桥梁，让学生根据自己现有的知识 水平和生活经验重新体验 “ 化学发现 ” 的过程。 23 3 AlCl3 能否用固体转化法？如 从焓变和熵变的角度去分析该反应

15、的自 6Cl2（ g） +2Al2O3（ s） 4AlCl3（ g） 发性，体会热力学的指导意义。 +3O2（ g） ，请从化学反应方向 的角度理解该反应是否能发 生？ 如何解决上述的反应焓变 将热力学与元素化合物整合，耦 合改造 不利、熵变不力的问题，让某些的反应，体会化学的学科价值。而此 = 上述的反应能正向进行？ 方法解决了多种金属 （ 如 Ti） 的冶炼。 6Cl2（ g） +2Al2O3（ s） 4AlCl3（ g）+3O2（ g） + 2C（ 石墨，s） +O2（ g） =2CO（ g） =Al2O3（ s） +3Cl2（ g） +3C（ 石墨， s） 2AlCl3（ g） + 3

16、CO（ g） = 另外，对不同层次的学生，问题 设置的层次不同。 基础较好、能力较强的学生问题可以设置得较为宽 泛，留给学生思考和发挥的空间可以大一些，与其他模 例如，钠的化合物的复习可借助氯碱工业、侯氏制 碱、钠的制备等工业展开。在钠及其化合物转化关系网 46 化学教学 2014 年第 7 期 案例研究 聚焦课堂 “ 化学反应的方向 ” 教学设计与探索 吴俊明 (上海师范大学，上海 200234) 摘要： 根据教学内容和学生的特点， “ 化学反应的方向 ” 的教学定位为拓展性质、科普性质，设计了 8条教学策略。只要有恰当的 措施，例 如通过学案提供适当的学习引导与指导、阅读材料和讨论练习题等

17、，可以有效促使学生开展自主学习。附录了作者设计的学 案概要。 关键词： 化学反应的方向；教学设计；学案 文章编号： 1005 6629(2014)7 0047 03 中图分类号： G633.8 文献标识码： B “ 化学反应的方向 ” 是高中化学选修模块化学反 应原理中比较难教难学的内容，即使在大学，这一内 容的教学往往也不轻松。如何上好这节课？最近笔者对 此作了一些思考和探索，现简述如下以就教于读者。 1 教学内容的特点与定位 步接触、感受科学研究要重视条件和判断依据；体验 人的科学认识是逐步发展、进化并且是有其核心的，不 是简单的证实、证伪过程，为他们将来理解科学的发展 模式提供生动的实例

18、；以及感受建立适当的抽象概念 是科学的重要方法等等。 从化学发展的全部历史来看，化学的基本问题是 物质的组成、结构和反应。未来化学将重视研究物质 组成、结构和性能的关系，研究物质转化的规律和控制 手段，在此基础上实现物质的人工转化和合成，对生活、 本节教学内容的特点是：概念和生疏的名词术语 多， “ 自发反应 ” 、 “ 化学反 应的方向 ” 、 “ 判据 ” 、“ 熵 ” 、 “ 熵变 ” 、 “ 焓判据 ” 和 “ 熵判据 ” 以及 “ 自由能 ” 等，学 生都是第一次接触，并且内容抽象，不易理解；学生有 关化学反应方向及其判断的经验基础比较隐蔽、分散， 难以 “ 唤醒 ” ；虽然学生已经

19、学过焓变，但对其理解不 深，可能对焓变的物理和化学意义，以及焓变值与反应 热的符号相反仍然不太理解；对讨论焓变和熵变的前 提条件也难理解，其方法论意义往往被教师和学生忽 视。 生命和生产中的化学过程实现按需调控。学习 “ 化学 1 反应的方向 ” ，有利于拓展学生的眼界，为他们了解化 学反应的调控原理、 了解现代化学及其特点打下基础， 从而有利于未来公民将来的发展。而且，熵概念已经在 社会科学领域广泛使用，适当地普及有关的知识是有 必要的。学习本节还可以渗透科学方法教育：让学生初 块的整合程度、综合程度可以更高一点。对于基础较为 薄弱的学生，问题设置要稍浅显一点，铺设的台阶更多 一点，综合程度

20、小一点，要循序渐近。 加入合适的吸收剂，消除有污染物质等。另外还加入了 实验的基本观念，以及正面的视角来审视二氧化硫的作 用，体现化学的价值观。 4.3 复习教学应帮助学生形成学科观念 最后要感谢金陵中学的戴建良老 师，铝的化合物 复习的部分情境和问题取自他在天一中学公开课铝 及其化合物的性质。戴老师精妙的情境创设和思考问 题独特的视角给听课老师留下了深刻的印象，在此表 示衷心的感谢！ 宋心琦教授曾表示：学生能否牢固地、准确地、哪 怕只是定性地建立起基本的化学观念，应当是中学化 学教学的第一目标。背诵或记忆某些具体的化学事实 性知识，当然是有价值的，但是更重要的价值在于它们 是化学观念的载体。

21、复习课教学也应帮助学生形成化 学观念，如元素观、微粒观、变化观；分类观和实验观 和化学价值观。 参考文献： 1 相佃国 . 元素化合物复习教学的定位与设计 J. 化学教育， 2013，（ 12）： 5358. 例如，二氧化硫的复习可体现物质的变化观：不同 价态含硫物质的转化通过加合适的氧化还原剂实现， 改变介质的酸碱度可以实现同价态的含硫化合物的转 化，如二氧化硫、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐的转化。通过 2 戴建良 . 高三化学一轮复习 “ 铝及其化合物的性质 ” 教学实录 及点评 J.中学化学教学参考， 2013，（ 11）： 3942. 3 保志明 . 例谈新课程元素复习课中的整合性教学设计 J. 化学 教育， 2009，（ 1）： 1820. 化学教学 2014 年第 7 期 47