高中化學金屬元素教學的思考

【摘 要】高中化學教學中，學習化學以主要學習化學元素為基礎，金屬元素是重中之重。但在實際教學中教與學不能達到相對的“授收”平衡。本文主要從高中化學的教學總體狀況、化學教學思考和教學建議三個方面分析了教學方面的思考并提出了相應的建議。

【關鍵詞】化學教學思考 金屬元素 高中

【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）16-0130-02

一 高中化學教學大背景下的金屬元素教學

1.從教師教學的角度分析

雖然新課程改革在不斷的推進當中，這股熱潮使教師們投入其中，但來自高考的壓力，為應付高考，選擇應試教育的方式，使用單一的教學方式來講授課本知識。在高中化學實際教學的現狀中，教師過于重教輕學，重知輕能，重結果輕過程，沒有將課堂知識點“活化”，只是簡單地從課本上搬到課堂上，沒有進一步的深入。舉例化學元素（金屬元素）的實事，羅列講述各自的反應以及相關的方程式，讓學生死記硬背和生搬硬套的應用。沒有具體明確課程目標，采用簡單的方式，單一的授課于學生。

2.從學生學習接受的角度分析

學生在課堂上的時間非常有限，據已有實驗者分析得出，課堂中有效率的時間不到半個小時，或者說真正能起到效果的只有十分鐘，這十分鐘是記憶最深刻、效率最高的。對于其余的時間，大部分學生在接收教學內容時，也只是停留在“知其一不知其二”的表面上。教師在課堂上講了很多內容，可是實際接收的卻很少，真正理解透徹的更少。從已有問卷調查以及和學生談話中，了解到高中化學是學生認為較頭疼的一門課，主要原因是要記的內容太多且記不住，有些記住了也不會用。沒有一個系統邏輯性強的知識結構體系，只是“雜亂無章”的知識堆積，長此以往，學生便產生了化學學習難的厭學情緒。

二 高中化學金屬元素教學的若干思考

1.教學策略思考

《高中化學課程標準》指出：“通過以化學實驗為主的多種探究活動，使學生體驗科學研究的過程，激發學習化學的興趣、強化科學探究的意識、促進學習方式的轉變、培養學生的創新精神和實踐能力。”在化學課堂中，教師要主動創造實驗環境，引導學生動手實踐，自主操作實驗步驟、探究、觀察、發現、討論和感悟化學實驗的變化和結果。在操作實驗中樹立“實踐是檢驗真理的唯一標準”的哲學觀，培養探索科學知識的興趣，提高學生對化學金屬學習的積極性。

在化學學習中，大綱和教材中討論的化學元素雖然多于鈉、鋁、鐵和銅，但它們仍然是重中之重，常見于社會生活、生產中且應用廣泛。如鐵銹——三氧化二鐵——金屬的腐蝕，酸雨——二氧化硫——環境污染及防治，焊接鋼軌——鋁熱反應——鐵的冶煉，自來水的殺菌消毒——氯氣——氯氣的制備，泡沫滅火器——鋁鹽和碳酸氫鹽的性質——水解規律，清潔能源——氫氣——反應熱等。

通過清晰的課題結構和課前提示來展開此次化學金屬元素的教學：第一，教學知識目標。（1）表述出氧化鐵和氫氧化鐵、氧化鋁主要物理性；（2）使用化學方程式表示出其性質及其性質之間的差異；（3）使用化學方程式表示出氧化鐵和氫氧化鐵的性質及其性質之間的差異；（4）歸納其不同反應的實驗方法；（5）舉例說出氧化鐵和氫氧化鐵、氧化鋁和鋁熱反應的主要用途。第二，能力提升目標。（1）通過實驗提高動手能力和觀察能力；（2）能用對比的方法認識物質異同，能用圖表歸納總結；（3）能進行實驗設計，培養學生活用教學知識的能力，提高綜合能力。第三，其他目標。（1）通過實驗，培養學生學習的熱情和興趣，構建探索科學的價值觀；（2）了解金屬元素在實際生活中的應用，能做到舉一反三。

2.化學教學設計中的思考

在化學學習中，要把化學元素作為一個整體來對待，在分類中，根據元素的原子結構和元素原子價電子所處的能級，把元素分為了S、P、D、F四個區。以下選擇幾個實際應用中典型的元素作為教學設計案例：

第一，鐵的實驗及應用。

氧化鐵。問題引入：鐵在冷水或熱水中的反應會一樣嗎？

自然界中的鐵元素主要以化合態存在，所以鐵的冶煉、鐵的合金、鐵質材料的腐蝕和防腐等與鐵的化學相關知識已成為現代人的常識。鐵是人們最熟悉的金屬元素之一。它的常見化合價為+2和+3，最具特點的是，不僅不同價態的鐵離子在水溶液有著不同的顏色，在固態化合物中也能呈現出不同的顏色。當和鐵離子相結合的離子或分子改變時，還能引起顏色的變化。

實驗操作：準備試管一支，將鐵放入試管中，倒入冷水，發現沒有反應；用加熱方式，發現有反應。方程式：3Fe+4H2O=Fe3O+4H2↑（加熱）；得出：在鐵與冷熱水的反應中，發現活潑金屬常溫下與水劇烈反應，中等活潑金屬在高溫條件下才能與水反應。顯然，金屬與水的反應條件及程度與金屬活動性順序有關。日常生活中常常碰到鐵生銹的情況，可以通過鐵與酸性物反應解除鐵銹問題。但鐵生銹不僅僅只靠水分，還有其他的外界因素和化學物質，因而在教學時可以舉例生活中一些典型例子，亦不可忽略了其他因素的存在性。

第二，氫氧化鐵的制備實驗。Fe（HO）2在空氣中易被氧氣氧化，與NaHO的反應得不到白色沉淀，而只是灰綠色的Fe（HO）2水化合物。因而可以采取把溶液事先煮沸排除溶解的氧氣，溶液上方加有機溶劑，隔絕空氣中的氧氣，在氫氣的環境中反應。使用加熱的方法，加大2價Fe或HO的濃度來反應制備Fe（HO）2，觀察白色沉淀。

所以Fe（OH）2的制備和在空氣中逐步轉化為Fe（OH）3的過程及Fe3+的檢驗和鑒定實驗探究，所包含的化學教育內容，遠不止于僅僅把握住鐵元素的變價性這個知識點。

第三，鋁的實驗及應用。

氧化鋁。地殼中的含量在金屬元素中居于首位，以鋁單質為基體的純鋁和鋁合金應用非常廣泛，是石油煉制和石油化工中主要的催化劑和載體，還用作空氣及其他氣體的脫濕劑，變壓器油和透平油的脫酸劑。其密度小、絕熱性好、熱容量小、耐腐蝕性好，是一種能進行催化脫水、消除、加成、縮合、環氧化物開環、氧化和還原反應的試劑。

Al在純氧中的燃燒和Al在NaHO中的反應表明元素的金屬性強弱和它的氫氧化物的酸堿性并不直接相關。此外，在化合物中，鋁的化合價可以有+l和+3兩種，但是常見的只有+3價。探索鋁金屬活動性規律以及觀察不同條件的變化，增加生活中鋁化合物的應用認識。

鋁熱反應。鋁熱反應常用于冶煉高熔點的金屬，它是一個放熱反應，常被用于制作燃燒彈，可以熔穿裝甲；鋁熱法廣泛運用于焊接搶險工程之中。

氧化鐵：2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe（高溫）

四氧化三鐵：8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe（高溫）

二氧化錳：4Al+3MnO2=2Al2O3+3Mn（高溫）

相反，當鋁粉跟這些金屬氧化物反應時，產生足夠的熱量，使被還原的金屬在較高溫度下呈熔融狀態，跟形成的熔渣分離開來，從而獲得較純的金屬。在工業上常用這種方法冶煉難熔的金屬，如釩、鉻、錳等。

三 教學建議

在化學教學中，通過對化學物質的組成、結構、變化所伴隨的性質變化的探究，發現和揭露了化學物質的“個性”，在此基礎上開展的實驗和理論工作，成了化學學科的基本特征和獨特的科學視角。要想提高元素化合物學習的效率，針對元素化合物知識的特點，使學生掌握相應的學習策略是關鍵。（1）采用教學類比、聯想、圖解等精加工策略，加強學生對金屬元素知識點的長久記憶和理論聯想實際應用；（2）根據元素化合物知識內在的規律和有序性，遵循一定的順序，按照特定的線索和步驟去探索有序思維策略，引導學生構建學習元素化合物知識的有序思維，有助于學生從宏觀上整體把握知識內容和結構；（3）采用能力架構策略，促使學生形成多種能力的有機系統，培養個體對化學知識的學習觀察能力、實驗能力、思維能力、自學能力等。

化學課程標準中涉及的金屬元素和非金屬元素遠不止于此。教師在金屬元素教學中，要著重例舉實際生活中典型應用的例子，避免部分金屬性質的不規律性與規律性金屬混淆講解，合理的分類和著重的講解都有助于學生學習化學金屬元素知識。

參考文獻

[1]祖新燕.高中化學金屬元素教學思考[J].中國科教創新導刊，2009（12）

[2]王峰婷.金屬化學性質的教學設計——人教版高中化學必修一第二課時[J].新課程研究（上旬刊），2012（12）

〔責任編輯：高照〕