以觀念建構為主線的元素概念教學嘗試

金新華

摘要：元素概念教學較為抽象，傳統的元素概念教學，突出教師的主導作用，學生的學習較為被動。而以觀念建構為主線，通過元素概念的引入、元素概念的建立、元素概念的拓展三個板塊，按照“感性認識”、“元素概念的化學史”、“原子內部結構的剖析”、“元素在物質中轉化”、“元素觀的初步形成”的設計思路，重視元素概念的形成過程，化抽象為具體活動，初步形成科學的元素觀。

關鍵詞：觀念建構；元素；概念教學

文章編號：1008-0546（2016）06-0022-02 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.06.007

一、問題的提出

化學概念是課程內容的重要組成部分，是化學知識的骨架[1]。化學基本概念教學是引領學生開始認識化學、感受化學科學真諦、持續化學學習的“基石”。新課程理念提出要以開展促進學生基本概念建構為主的化學基本概念教學，當學生將許多事實性知識都忘掉的時候，在他頭腦中還能留下什么？可能是觀念、方法和思路。所謂化學基本觀念，不是具體的化學知識，也不是化學知識的簡單組合，它是學生通過化學學習在頭腦中留存的、在思考化學問題所具備的基本思想方法。人教版《化學》九年級上冊第三單元《物質構成的奧秘》課題3“元素”，本單元是學生較為系統地學習物質的微觀結構，并從元素角度認識物質組成的重要單元，是全教材中抽象性、微觀性最強的內容，也是承載學生化學基本觀念建構功能的主要內容。元素概念是化學學科的一個基本概念，傳統的化學概念教學中，教師的主導作用顯露無遺，教師講清概念中關鍵的字和詞、剖析概念，從正反兩方面講清概念要點，顯然這樣的課堂顯得死板，學生覺得索然無味，并且很難真正主動地去理解和體會概念的內涵和外延。筆者嘗試以觀念建構的主線進行元素概念教學，重視概念的形成過程，引導學生初步認識描述物質組成的方法，逐步形成物質是由元素組成的認識觀，為形成科學的元素觀打下堅實的基礎。

二、教學過程設計及分析

1. 元素概念的引入：創設情境——認同元素是組成物質的基本單元。

[教師]請看這是音樂簡譜、英語單詞。你知道組成它們的基本的要素是什么嗎？

[學生]音樂簡譜是由7個基本音符組成的；英語單詞是由26個英文字母組成的。

[教師]那么我們五顏六色、紛繁復雜的物質世界是由什么組成的呢？

[學生]元素。

[教師] 自然界中成千上萬種的物質實際上就是由一百多種元素組成的。其實，我們的人體、我們聚居的地球都是由元素組成的。投影圖片：人體中的元素、地球中的元素分布圖。PPT展示生活中鈣、鐵、碘等元素的作用、缺乏癥狀、事物來源等圖片。

[教師]元素在我們的身邊無處不在，那么什么是元素？如何給元素下一個準確的定義呢？引出課題：課題3元素。

[教學評析] 本節課的開始從具有同樣組成特點的樂譜和英語單詞入手，使學生觀察到生活中許多看似復雜、變化無窮的事物是由有限的單元排列組合而成的。從教學方法上看，學生已經具備一定的生活經驗，音樂簡譜中的1234567幾個音符可以組成不同的音樂，這7個音符就是音樂簡譜的基本要素。通過26個英文字母組成無數的單詞，這26個英文字母就是構成單詞的要素。這些要素就類似化學上的元素[2]。由此聯系到我們身邊的物質，雖然形形色色，但都是由這100多種元素組成，這樣類比，學生容易接受。而后，通過PPT展示生活中常見元素（鈣、鐵、碘等元素）的食物來源、對人體的作用、缺乏的癥狀等內容，充分關注學生的認知水平，增強了學生對元素是組成物質基本單元的認同感，讓學生理解學習元素的必要性和重要性，為引出元素定義的深入學習奠定了情感、認知和方法的基礎。

2. 元素概念的建立：了解化學史，分析數據資料——得出元素的科學定義。

[教師]很久之前，古代的哲學家們就已經在探索“物質是由什么組成的”，比較典型的兩種學說：“中國的五行學說——金木水火土”和“古希臘的四元素說——土氣水火”（投影圖片）。隨著科技的發展，人們開始從化學分析的結果中去理解元素的概念。波義耳提出“物質的最終組成為元素”，拉瓦錫認為“至今還不能用任何方法分解一切物質”等觀點，由于受到當時科技水平的限制，他們并沒有得出元素的科學定義。

[教師]如何給元素下一個科學的定義呢？

[提出問題]（1）從分子、原子的角度看，水是由什么構成的？（投影圖片——水分子的模型）（2）觀察水分子、氧分子、過氧化氫分子、氫分子的模型，思考其分子構成上的特點。

[學生]思考并回答：水分子是由氫原子和氧原子構成的。所列舉的分子中含氫原子、氧原子。

[教師]所有氧原子統稱為氧元素，所有氫原子統稱為氫元素。嘗試給元素下個定義。

[學生]同種原子統稱為元素。

[教師]介紹氫-1、氫-2、氫-3以及碳-12、碳-13、碳-14的原子結構，它們分別統稱為氫元素和碳元素。由此完善元素的定義。

[學生]分析數據，建立元素的科學定義。

[教學評析] 元素概念的得出與原子構成的發現過程一樣，不是一步到位的，是伴隨著人類對微觀粒子的認識逐步深入而清晰的。從化學史的角度，引導學生經歷了從古代對元素的提出和模糊認識，到近代科學家的說法，再到現代結合對原子結構的認識基于的科學定義的過程，全景式再現了人類對物質組成基本單元的探尋和發展，與學生對元素認識的發展過程一致，同時簡要化學史的介紹起到了幫助學生建立思維方法的作用，促進學生原有認識的科學化。

3. 元素概念的拓展：總結物質的組成——體會元素在物質中的轉化。

[教師]展示化學反應：硫在氧氣中燃燒、過氧化氫分解，比較反應物、生成物的組成和構成，提出問題：分子是否發生改變？原子是否發生改變？元素是否發生改變？

[學生] 畫出從微觀和宏觀兩方面描述物質組成的關系圖。

[教師]展示介紹元素周期表。物質世界是由100多種元素組成的，那么元素在自然界到底是如何漫游的呢？換句話說，元素是如何在物質間進行轉化的？

[教師]展示自然界中氧循環示意圖。

[學生]觀察、討論分析得出：化學變化中元素的種類沒有改變。

[教師]展示一杯水。介紹我們不僅可以看到其無色、無味的物理性質，還可以從化學觀察物質的角度分析水是由氫、氧元素組成的，是由大量水分子聚集而成的，而每個水分子是由2個氫原子和1個氧原子構成的。

[學生]總結物質的組成和物質的構成網絡圖，把對物質的宏觀組成與微觀構成的認識統一起來。

[教學評析]本環節通過一杯水，認識水的微觀構成和宏觀組成，通過2個化學反應物、生成物組成、構成的比較，引導學生從元素觀和微粒觀來認識、觀察、分析物質之間的變化。進一步提升學生的認知水平，引導學生開始以元素觀和微粒觀來更本質地認識靜態的物質——物質的組成和動態的物質——物質的變化。

三、教學反思

元素概念是化學學科的一個基本概念。初中化學學習中所接觸的概念，反映了物質在化學運動中的本質，是構成其它化學知識的細胞，同時也是聯系新舊化學知識的紐帶和橋梁。

1. 關注學生的“前概念”，設計具體而有效的活動，初步形成科學的化學元素觀。

構成物質的微觀粒子原子、分子、離子以及宏觀組成物質的元素是看不清、摸不著的，學習內容抽象，學生難以理解。因此從學生熟悉的生活中的“元素”的說法以及介紹生活中常見化學元素的相關知識讓學生形成一個比較模糊而感性的認識，隨之激發學生探索化學元素科學概念的欲望。而后通過“古代元素的概念”、“近代元素的概念”的介紹，設計活動讓學生親歷“現代元素”概念的過程，最后走進種類繁多的物質世界，使學生初步建立化學變化中元素的種類保持不變的觀念。通過具體而有效的活動，讓學生初步形成科學的化學元素觀。

2. 概念教學要重視概念形成的階段性、發展性和學生的可接受性。

對于較為抽象的元素概念教學，傳統的設計思路是采用演繹法，往往是首先給出元素的概念，然后帶領學生對其中的要點進行剖析，顯然這種設計無法重視概念的形成過程。而按照“感性認識”、“元素概念的化學史”、“原子內部結構的剖析”、“元素在物質中轉化”、“元素觀的初步形成”的設計思路，讓學生觀察、閱讀、分析、歸納得出元素的科學定義，充分關注概念形成的過程，促進學生元素觀的構建，深化了對微粒觀的理解，有效實踐了“以觀念建構為本”的教學理念。

總之，在初中化學元素概念教學中，我們要以觀念建構為主線，注重概念形成的過程，設計具體的活動讓學生有更多的機會主動體驗探究的過程，在知識的形成、聯系、應用過程中養成科學的態度，獲得科學的方法，在實踐中逐步形成學習的意識和能力。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準（2011版）[M].北京：北京師范大學出版社，2012：55

[2] 人民教育出版社課程教材研究所化學課程教材研究開發中心.義務教育教科書教師教學用書化學（九上）[M].北京：人民教育出版社，2012：92