“證據推理和模型認知”下的元素化合物習題教學方法探究

摘 要：元素化合物知識的學習，一直是高中化學學習中非常重要的一部分。元素化合物相關內容的考查，一直是化學試卷中主要部分。筆者結合學科核心素養的要求，對試卷中的此類題型進行分析，試圖幫助學生找到合適的方法，解決實際問題。

關鍵詞：元素化合物;核心素養;建構模型

元素化合物知識的考點，歷來是很多學生頭疼的部分。各個知識點比較零碎，關聯度不大，學生感覺聽課容易，但要深入理解掌握比較困難。筆者根據目前學科核心素養的要求，結合考綱，借助有效的教學活動，幫助學生實現解決問題、提升核心素養的目的。

一、 教學背景分析

（一）教學指導思想分析

浙江高考一直有無機框圖推斷題。此類題主要考查學生對元素化合物知識的儲備。由于此類題型信息量大、綜合性強，筆者在教學中必須引導學生培養獲取信息、分析問題、合理推斷的能力。分析學生的知識缺陷，幫助學生深入把握知識內涵，實現化學知識從“理論”到“運用”的飛躍。高三復習的教學中抓住無機推斷題，不僅能進一步加深元素及其化合物的有關知識，還能培養學生分析推理、觀察思維、獲取信息及綜合應用的能力。同時，通過對元素化合物知識、氧化還原反應方程式書寫等知識的復習，促使學生學會信息加工，從“是什么”轉化為“為什么”“怎么用”，實現知識的提升，也更好地培養學生的核心素養。

（二）學生知識水平分析

作為高三的學生，對元素化合物知識有一定的掌握，但是在解決實際練習過程中能力欠缺較多。學生經過了一段時間的學習，也能夠書寫一定難度的氧化還原方程式，但是對新情景下的方程式書寫還存在很多不足：無法正確找出氧化劑還原劑，無法找出隱藏的反應環境（酸性或堿性）……

（三）教學重難點

基于以上內容的分析，筆者將此節復習課的教學重點設計為元素化合物性質的復習，以及無機框圖的推導。一定情境下氧化還原方程式的書寫則是教學難點。并結合習題，從這兩塊知識點入手復習。

二、 “證據推理和模型認知”素養的培養

【例題展示】（2020浙江高考）化合物Ⅹ由四種短周期元素組成，加熱X，可產生使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體Y，Y為純凈物;取3.01gX，用含HCl0.0600mol的鹽酸完全溶解得溶液A，將溶液A分成A1和A2兩等份，完成如下實驗（白色沉淀C可溶于NaOH溶液）：

請回答：

（1）組成X的四種元素是N、H和________（填元素符號），X的化學式是________。

（2）溶液B通入過量CO2得到白色沉淀C的離子方程式是________________。

（3）寫出一個化合反應（用化學方程式或離子方程式表示）________________。

（一）元素化合物推斷

化學“模型認知”包括化學思路的認知和化學分析框架。就是指學生通過獲取題目信息、分析問題、合理推斷等方式方法，認識題目所給物質，將不熟悉的物質與熟悉的物質聯系起來。學生借助元素符號、數學公式等，推導并建立一定的模型，解決實際問題，掌握規律。

【學生活動】

【例1】（2019年4月）固體化合物X由3種元素組成。某學習小組進行了如下實驗：

請回答：（1）由現象1得出化合物X含有________元素（填元素符號）。

（2）固體混合物Y的成分________（填化學式）。

（3）X的化學式________。

【答案】（1）O;（2）Cu和NaOH;（3）NaCuO2

【設計意圖】從高考的真題入手，幫助學生解決實際問題。引導學生認真讀題，能夠從題目中提取相關信息。構建分析解題的模型。

學生必須要儲備大量關于具體物質多方面的知識（如：使品紅試液褪色的氣體，白色具有兩性的氧化物，紫紅色固體單質等），才能比較好地掌握元素化合物知識，才能結合已知信息，推導出符合題意的物質。作為任課教師，必須要引導學生結合相關內容，從熟悉物質的性質遷移到不熟悉物質的性質。特別是像顏色、狀態、氣味、熔沸點等具體的性質。

教學中，筆者認為可以先引導學生仔細讀題，從框圖中獲取相關的直觀信息。然后再引導學生采用思考、分析、歸納、建構模型等方式對直觀信息再加工，從而獲得更多更深層次的信息。在此過程中，學生結合物質的結構和性質，預測可能的變化和結果。并根據物質及其變化的信息建構模型，對陌生題目進行嘗試解答，實現知識的遷移，建立解決復雜化學問題的思維框架。并引導學生對知識進行遷移，舉一反三，達到復習的效果。

（二）氧化還原方程式的書寫

氧化還原反應方程式的書寫，一直是浙江高考的重點。在實際教學中，筆者發現部分同學不太擅長書寫平時沒有接觸過的方程。無法正確地從題干中獲取氧化劑、還原劑等的準確信息。且配平方程的能力比較薄弱，考試中容易失分。因此，氧化還原反應方程式的配平，是復習課中非常重要和必要的一塊內容。

【學生活動】

【例2】（2020·浙江模擬）已知化合物X由四種元素組成，某學習小組進行了如下實驗：

①取適量X，加水完全溶解，生成一種無色無味氣體，向該溶液中加入兩滴石蕊試液，溶液顏色先變藍后褪色;進行焰色反應，觀察到火焰呈黃色;

②取6.28gX充分加熱，將所得混合氣體通過濃硫酸后收集到無色氣體0.672L（已折算成標準狀況），濃硫酸增重1.08g;另取相同質量的X溶于足量稀硫酸中，將產生的混合氣體通入足量澄清石灰水中后，剩余氣體的體積為0.672L（已折算成標準狀況），同時獲得4.00g白色沉淀。

請回答下列問題：

（3）X也可以與酸性氯化亞鐵溶液反應，寫出該反應的離子方程式________________ 。

【答案】2Na2CO3·3H2O2+6Fe2++10H+6Fe3++4Nal++2CO2↑+8H2O

氧化還原反應是中學化學教學的重點和難點之一。作為高三學生，對于氧化還原方程式的書寫，已具有一定的理論和實踐基礎。通過高考真題的練習，筆者試圖培養學生將微觀粒子彼此間的反應與宏觀方程結合在一起。培養學生利用建構模型的思想分析問題、解決問題的能力。進一步指導學生更好地讀懂題意，找到符合要求的氧化劑還原劑。并能夠結合題目中隱含的反應環境（酸性或堿性），正確書寫方程式。

三、 結語

文章以筆者的一節高三復習課為例，以2020年浙江高考的元素推斷題為引入，進行教學分析。課題教學中，筆者力求使學生能夠對元素化合物知識有一定的理解掌握，并在此基礎上進行相似題型的練習。在教學過程中發展學生的學科核心素養，建構學生的化學觀念和學生模型認知的思維。

高三復習課教學中如果只是以復習書本為主，學生將只知道答案是什么，而無法提升相對應的能力、形成一定的學科素養。筆者試圖通過這一道高考題，由一題引申到一類題型的解法。從要求學生掌握具體知識轉變為提升學生的認知發展。幫助學生建構出學科觀念，使學生能夠在解答過程中，將問題進行分解，從題干中尋找隱含的信息，借助模型，解決問題。

參考文獻：

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[2]楊曉珍.建立思維模型，培養學生在電化學高考備考中的化學核心素養[J].新課程·中旬，2015.

[3]陸瑾瑾.基于學科素養下的高中化學教學設計[J].科學咨詢，2019.

作者簡介：

褚鳴飛，浙江省湖州市，浙江省湖州市第一中學。