池美釵

摘要：以“硫及其化合物”復(fù)習(xí)為例，探討了在元素化合物復(fù)習(xí)教學(xué)中，采用融合化學(xué)基本觀念建構(gòu)主題式進(jìn)階教學(xué)策略，從“知識(shí)教學(xué)”轉(zhuǎn)向?yàn)橛^念建構(gòu)下“素養(yǎng)為本”的教學(xué)，賦予元素化合物思想內(nèi)涵，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科思想與思維方法的形成，讓化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)落地生根。

關(guān)鍵詞：化學(xué)觀念；主題式；進(jìn)階；復(fù)習(xí)教學(xué)

文章編號(hào)：1008-0546（2022）11-0054-04

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Bdoi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.11.012

一、問題的提出

化學(xué)基本觀念是指學(xué)生在化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)過程中，建立對(duì)化學(xué)學(xué)科思想的理解，將蘊(yùn)含于具體知識(shí)中的化學(xué)思想、觀點(diǎn)、方法等抽象概括出來的一些觀念性的總觀認(rèn)識(shí)。[1]山東師大畢華林教授對(duì)化學(xué)基本觀念分類如圖1所示，這三類基本觀念構(gòu)成了化學(xué)基本觀念體系，[2]體現(xiàn)了元素化合物知識(shí)所承載的核心素養(yǎng)目標(biāo)。

江蘇揚(yáng)州大學(xué)吳星教授等在對(duì)高中學(xué)生化學(xué)學(xué)科觀念建構(gòu)水平的調(diào)查研究報(bào)告中指出元素觀、結(jié)構(gòu)觀、變化觀、平衡觀屬于化學(xué)學(xué)科觀念，分別對(duì)應(yīng)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”學(xué)科核心素養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)觀、價(jià)值觀在“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”學(xué)科核心素養(yǎng)維度得以體現(xiàn)。[3]化學(xué)學(xué)科觀念與核心素養(yǎng)彼此交融，密不可分。

“硫及其化合物”復(fù)習(xí)屬于元素化合物教學(xué)，處于高中化學(xué)教學(xué)體系的金字塔底部，是化學(xué)觀念、原理和物質(zhì)結(jié)構(gòu)等教學(xué)內(nèi)容的重要載體，也是化學(xué)研究方法作用的重要物質(zhì)對(duì)象。在加涅對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果的分類中，元素化合物知識(shí)屬于“言語(yǔ)信息”類中的事實(shí)性知識(shí)，其內(nèi)容繁多，規(guī)律性多樣，知識(shí)點(diǎn)分散，涉及到的物質(zhì)性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象和化學(xué)方程式較多，大多數(shù)學(xué)生感覺易懂難記、紛亂無(wú)序。化學(xué)基本觀念既是溶解于事實(shí)性知識(shí)之中，又是從其中結(jié)晶出來的具有超越事實(shí)本身的概括性思想和方法，具有超越事實(shí)的持久價(jià)值和遷移價(jià)值。元素化合物知識(shí)是構(gòu)建化學(xué)基本觀念的素材，通過對(duì)元素化合物知識(shí)的理解和凝練，可以促進(jìn)化學(xué)基本觀念的形成；化學(xué)基本觀念是元素化合物知識(shí)的靈魂，可以指導(dǎo)元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)，從而提升學(xué)生觀念水平，二者具有雙向建構(gòu)的關(guān)系。高三化學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)中以“含硫化合物”為中心主題，基于學(xué)生的認(rèn)知進(jìn)階水平和化學(xué)基本觀念具有層次性與漸進(jìn)性的特點(diǎn)，搭建階梯式的復(fù)習(xí)框架結(jié)構(gòu)，將涵蓋多種知識(shí)與能力的素材用化學(xué)基本觀念主動(dòng)建構(gòu)，形成認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)的一般視角、思路和方法。

一、從“物質(zhì)中心”走向“元素核心”

新課標(biāo)指出元素化合物知識(shí)教學(xué)要從分類的角度，借助于價(jià)態(tài)觀認(rèn)識(shí)同類物質(zhì)和不同價(jià)態(tài)物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化。[4]新課程標(biāo)準(zhǔn)弱化了傳統(tǒng)的“物質(zhì)中心”模式，而更加注重“元素核心”，突出核心元素的典型物質(zhì)，強(qiáng)調(diào)用元素觀、分類觀和變化觀等維度多角度理解元素化合物知識(shí)。例如S是變價(jià)非金屬元素的代表，有眾多的含硫化合物，如果采取傳統(tǒng)的以物質(zhì)中心為主體的復(fù)習(xí)方法，以氫化物->單質(zhì)->氧化物->酸->鹽為主線進(jìn)行復(fù)習(xí)，對(duì)各種物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行陳述性歸納總結(jié)，勢(shì)必會(huì)割離物質(zhì)之間的網(wǎng)絡(luò)化聯(lián)系，孤立其在三維空間中的縱深?；谝陨纤伎?，融合化學(xué)基本觀念的復(fù)習(xí)策略要求以硫元素為中心，體現(xiàn)從“物質(zhì)中心”走向“元素核心”，建立從元素的視角認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界，可以設(shè)計(jì)出以下進(jìn)階問題：

【問題思考1】用S、H、O、Na這四種元素組成的酸、堿、鹽有哪些？

（1）正鹽有____，其中具有還原性的有____，其中溶液顯堿性的有____。

（2）酸式鹽有____。

（3）組成的非金屬氧化物有____。

（4）組成的氫化物有____。

（5）以含硫物質(zhì)為研究對(duì)象，請(qǐng)描述上述酸、鹽、氧化物、氫化物之間的相互轉(zhuǎn)化。

以硫單質(zhì)及化合物為載體，“價(jià)態(tài)思路”“分類思路”“轉(zhuǎn)化思路”相結(jié)合，構(gòu)建價(jià)態(tài)、分類、轉(zhuǎn)化為三維的立體空間，在“硫及其化合物”復(fù)習(xí)中可以設(shè)計(jì)成以硫元素為核心的價(jià)態(tài)、分類、轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，如圖2，發(fā)展微觀探析與變化觀念的學(xué)科素養(yǎng)。

在解決上述問題中，學(xué)生還會(huì)提出更多零星的含硫化合物，特別是鹽類物質(zhì)，基于此，可以生成新的學(xué)習(xí)任務(wù)，精準(zhǔn)化教學(xué)，更深入地進(jìn)階深度學(xué)習(xí)。設(shè)計(jì)以Na、O、S三種元素為中心，進(jìn)行主題式微專題復(fù)習(xí)設(shè)計(jì)，達(dá)到深度拓展學(xué)習(xí)的目的，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)科素養(yǎng)。

【問題思考2】列舉Na、O、S組成的三元化合物，結(jié)合歷年高考試題，小組合作自主歸納Na、O、S三元化合物的考查方式，完成表1。

構(gòu)建Na、O、S三元化合物的價(jià)類二維圖，如圖3所示。

二、元素性質(zhì)復(fù)習(xí)的教學(xué)思路

1．“性質(zhì)思路”與“轉(zhuǎn)化思路”相結(jié)合

元素化合物的物理性質(zhì)一般通過直觀表象呈現(xiàn)，例如：顏色、氣味、狀態(tài)、溶解性等；而化學(xué)性質(zhì)則一般是通過物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化來體現(xiàn)，例如：通性、氧化性與還原性、特性等，這就需要我們?cè)趶?fù)習(xí)時(shí)貫穿轉(zhuǎn)化思路，將性質(zhì)的復(fù)習(xí)和轉(zhuǎn)化思路相結(jié)合，體現(xiàn)變化觀。無(wú)機(jī)化合物之間的轉(zhuǎn)化，主要分為兩類：一類是同一價(jià)態(tài)不同類物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，這類轉(zhuǎn)化一般屬于復(fù)分解反應(yīng)類型，可以融人分類觀念進(jìn)行分析；另一類是同一元素不同價(jià)態(tài)之間的轉(zhuǎn)化，可以通過氧化還原反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)，可以融人價(jià)態(tài)觀念進(jìn)行分析。例如在硫及濃硫酸的性質(zhì)復(fù)習(xí)中，從類別和價(jià)態(tài)角度構(gòu)建二氧化硫性質(zhì)（酸性氧化物的通性、弱氧化性、強(qiáng)還原性和漂白性）和濃硫酸性質(zhì)（酸的通性、強(qiáng)氧化性、吸水性和脫水性）的分析模型，見圖4，將描述性知識(shí)變?yōu)槌绦蛐灾R(shí)，促進(jìn)方法類基本觀念形成，發(fā)展學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

以二氧化硫和濃硫酸為中心建立知識(shí)主線，將“性質(zhì)思路”與“轉(zhuǎn)化思路”相結(jié)合，進(jìn)行橫向和縱向發(fā)散，讓學(xué)生劃線連接，見圖5，分析轉(zhuǎn)化過程，用化學(xué)用語(yǔ)等符號(hào)表征正確描述轉(zhuǎn)化反應(yīng)，促進(jìn)變化觀念的形成。

2．“性質(zhì)思路”與“實(shí)驗(yàn)思路”相結(jié)合

教材中元素化合物的重要性質(zhì)一般通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)獲得，實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究和創(chuàng)新意識(shí)的重要途徑之一。在復(fù)習(xí)中可以采用“性質(zhì)思路”與“實(shí)驗(yàn)思路”相結(jié)合的方式，將事實(shí)性知識(shí)融人真實(shí)實(shí)驗(yàn)情境，開展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的探究活動(dòng)，讓學(xué)生認(rèn)知層次由“單純記憶”和“理論分析”上升為理解、遷移和應(yīng)用，為元素化合物知識(shí)賦能。例如：在上述二氧化硫的性質(zhì)復(fù)習(xí)中可以設(shè)計(jì)為如圖6所示的簡(jiǎn)單裝置進(jìn)行整合實(shí)驗(yàn)，通過現(xiàn)象分析總結(jié)二氧化硫的性質(zhì)。

結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以下拓展問題，如表2所示。

通過實(shí)驗(yàn)為主的真實(shí)問題情境創(chuàng)設(shè)，超越事實(shí)性知識(shí)傳授，轉(zhuǎn)變?yōu)榛谑聦?shí)的學(xué)科理解，聚焦學(xué)科實(shí)踐，構(gòu)建具有學(xué)科特質(zhì)的思維模型，培養(yǎng)解決問題的關(guān)鍵能力，發(fā)展證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)；在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與原理分析的背后，發(fā)展實(shí)驗(yàn)觀念，也凸顯了科學(xué)探究意識(shí)。

三、主題式進(jìn)階復(fù)習(xí)思路

針對(duì)元素化合物易懂難記的特點(diǎn)，可以以典型元素化合物為研究對(duì)象，將化學(xué)原理知識(shí)融合其中，實(shí)現(xiàn)不同模塊間的“穿越”與知識(shí)的整合，轉(zhuǎn)換視角，用化學(xué)觀念統(tǒng)攝和指引知識(shí)教學(xué)。以含Na、O、S三種元素組成的三元化合物為主線，以學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)“亞硫酸鈉和硫酸鈉”為知識(shí)起點(diǎn)，硫代硫酸鈉為過渡銜接，連二亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉和過二硫酸鈉為進(jìn)階認(rèn)識(shí)對(duì)象。通過提供情境素材，設(shè)計(jì)問題驅(qū)動(dòng)，達(dá)到系統(tǒng)化的分析方法與認(rèn)識(shí)思路，設(shè)計(jì)流程如圖7所示。

開展主題式學(xué)習(xí)，融人化學(xué)學(xué)科觀念，發(fā)揮知識(shí)與觀念雙向建構(gòu)的功能，形成元素化合物知識(shí)分析方法與認(rèn)識(shí)思路，發(fā)展化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。在情境素材分析與問題解決過程中，實(shí)現(xiàn)情境浸入式學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)系統(tǒng)化分析方法，診斷并發(fā)展學(xué)生認(rèn)識(shí)進(jìn)階和認(rèn)識(shí)思路的結(jié)構(gòu)化水平。

四、凸顯化學(xué)價(jià)值觀念的復(fù)習(xí)思路

新課程倡導(dǎo)結(jié)合生產(chǎn)、生活、自然和環(huán)境學(xué)習(xí)元素化合物的存在、作用和影響，了解物質(zhì)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在促進(jìn)社會(huì)文明進(jìn)步、自然資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)中的重要價(jià)值，[4]滲透化學(xué)價(jià)值觀念，形成“綠色化學(xué)思想”。為了體現(xiàn)這一功能和思想，“硫及其化合物”復(fù)習(xí)可以設(shè)計(jì)成如圖8所示的復(fù)習(xí)思路，從上述理論轉(zhuǎn)化上升到“自然轉(zhuǎn)化—>實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化—>生活轉(zhuǎn)化—>工業(yè)轉(zhuǎn)化”，從而達(dá)到體現(xiàn)化學(xué)價(jià)值觀的策略。

以“化學(xué)價(jià)值觀”為指引，將“平衡觀”“計(jì)量觀”“微粒觀”“轉(zhuǎn)化觀”（能量轉(zhuǎn)化）等多種化學(xué)基本觀念和元素化合物知識(shí)相結(jié)合，從不同視角理解和分析元素化合物的性質(zhì)，形成宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。圍繞“事物的兩面性”的哲學(xué)觀和“過量與微量”的計(jì)量觀進(jìn)行問題串設(shè)計(jì)，創(chuàng)設(shè)參與社會(huì)性議題的討論，辯證認(rèn)識(shí)二氧化硫的“功與過”，形成批判性思維，樹立可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保意識(shí)，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感。

在元素化合物知識(shí)的高三化學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)中，基于核心素養(yǎng)導(dǎo)向，要轉(zhuǎn)變單一的性質(zhì)歸納總結(jié)模式，合理將化學(xué)基本觀念融合到元素化合物的復(fù)習(xí)之中，用化學(xué)觀念指導(dǎo)高三復(fù)習(xí)教學(xué)，從“知識(shí)為本”的教學(xué)轉(zhuǎn)向?yàn)橛^念建構(gòu)下“素養(yǎng)為本”的教學(xué)，形成再認(rèn)識(shí)和新認(rèn)識(shí)，將知識(shí)內(nèi)化為能力，打開另一扇窗，讓學(xué)習(xí)者看到一幅疊加后的美麗風(fēng)景；賦予元素化合物思想內(nèi)涵，煥發(fā)不一樣的生機(jī)活力，給學(xué)習(xí)者插上思想觀念的翅膀，學(xué)得更好，飛得更高，促進(jìn)學(xué)科素養(yǎng)的落地生根。

參考文獻(xiàn)

[1]畢華林，盧巍．化學(xué)基本觀念的內(nèi)涵及其教學(xué)價(jià)值[J]．中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2011（6）：3-6．

[2]陳彥玲．基于化學(xué)基本觀念建構(gòu)的元素化合物教學(xué)策略[J]．中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2012（12）：15-18．

[3]馬云云，吳星，高中化學(xué)基本學(xué)科觀念建構(gòu)的新視角[J]．化學(xué)教育，2020（3）：67-71．

[4]中華人民共和國(guó)教育部．普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）[M]．北京：人民教育出版社，2020．