核心素養下高中化學教學中探究活動的設計
——以“元素周期律”為例

張婉芳

（福建省泉州市晉江市季延中學 福建晉江 362216）

從知識灌輸到學生主動探究包含了教師教、學生學的方式的轉變，要求教師設定基本化學問題、合作探究教學活動推動學生的有效學習，并在問題解決中形成科學觀念、思維模式，以最終實現學生化學核心素養發展的目的。文章立足高中化學，從“元素周期律”這一視角出發，對文章主題進行深入說明。

一、文章問題研究背景

“元素周期律”作為高中化學蘇教版的一大板塊，是化學最具規律的知識點之一。“元素周期律”體現了各個元素的位置、元素之間關系、元素的具體結構，它對學生建立系統知識結構、深化對化學知識的理解有著積極的作用。在“元素周期律”這節知識的教學中，大部分教師都是按照教材知識排序讓學生找出元素的主要化合價、原子半徑周期規律。文章指出：教材中的1-18號元素種類少、元素性質規律體現的不夠完整。比如教師指導學生對1-2、3-10、11-18段化合價規律進行分析，但這三段規律差異很大，無法從中挖掘規律性知識，而且在元素性質中，直接引導學生對化合價規律開展分析背離了新課改探究的教學理念。由此，文章從探究視角出發，讓學生在問題解決中形成科學理念、掌握科學探究方法，以推動學生化學素養的發展[1]。

二、核心素養下高中化學教學探究活動設計

基于核心素養下的高中化學教學，本課時教學設計安排了元素排序、元素規律性排列、元素規律本質三大探究任務，意在讓學生對元素周期律發生、發展過程有深入的認識。通過探究活動的開展，引導學生對實驗數據開展歸納、整理，以在主動探索知識中掌握科學的方法[2]。

（一）元素排序

①對14種元素排序

首先教師要做好探究活動之前的準備工作，將14種元素以卡片形式進行分類，A種卡片有3-9，B類卡片為11-17號，不同種類卡片展現了元素原子半徑、原子量、單質狀態和密度以及元素化合價等化學知識點，A類和B類卡片不同的為：A類卡片附上了原子結構示意圖。之后教師根據班級學生學情將同學們劃分若干小組，采取隨機方式讓小組選擇卡片，待完成抽選工作之后，讓學生根據本小組抽到的任務列出排序的依據，并完成14種元素的排序。在實際的教學活動中，抽到A類的小組依據原子結構示意圖很快完成了排序，以原子結構為依據開展排序體現了科技對教育的推動作用；而以原子量為依據開展排序則是追尋早期科學家活動軌跡的體現，可以讓學生更好的探尋科學的本質。拿到A類卡片的小組成員在對元素開展排序的過程中會發現元素缺失了一個元素，這是模擬科學家探究元素周期的情境再現，讓學生們可以接受探究活動中出現的各種“意外”，進而堅定自己的探究腳步。

②對7種元素開展排序

以19-20、31-35元素為依據，將這7種元素分為A、B兩種類型，基于之前順序開展排列，得到的結果為：Li、Be、B、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ca、Ga、Ge、As、Se、Br，在學生對元素開展排序的過程中會發現原子量不再是有規律性的變化，因此小組學生在排序種出現了分歧，有的學生認為這7種元素是以14種元素為依據的，但其他學生則提出了基于連續排序的觀點，Ca和Ga之間出現了空隙。基于同學們的不同意見，教師組織同學們開展了交流討論會，意在學生的探究中明確質子數決定元素排序的認知。

（二）對元素開展規律排列

①對21種元素按照規律排列

待教師提出問題之后，同學們立刻被規律兩個字吸引，紛紛進入到了元素異同點的探尋中。但這一相似指引讓學生將關注點放在了元素化合價、單質狀態的探究上，通過小組探討他們會發現除了可以根據單質狀態分類元素之外，無法對元素按照一定規律開展排列。經過小組交流和討論最終明確了以元素化合價為依據開展排列，其同學們的排列結果有如下兩種：一：Li、Be、B、C、N、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Ga、Ge、As、Se、Br；二：Li、Be、B、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Ga、Ge、As、Se、Br。第一種排序體現了探究活動中的意外，學生從最高正價分析，O、F沒有最高正價，而第二種排列情況的學生則以最低負價為依據，可以對其進行排列。教師根據同學們的不同觀點和排列依據，引導他們回憶元素化合價變化的真正原因，并嘗試對O、F兩大元素的沒有正六價和正七價原因開展分析，這作為課堂探究的難點，也是學生探究非金屬性規律變化的基礎。

②對H、Fe、l開展排序

每個小組拿到的Fe、l元素是相同的，基于卡片提供的信息開展排序。在學生掌握的探究經驗上，同學們會根據化合價、原子結構開展對H、Fe、l開展排序，對H來講，可以按照+1和-1排列，對Fe來講，可以將其安排在Ca、Ga中間，但會讓原有排序無序，另外還可以將其安排在Ca和Ga中間，保持原有規律的完整性，但其結構卻出現了變化。這一活動開展的目的在于引導學生利用獨特性、原子結構開展排序，以促進學生思維的發展。

（三）揭示元素規律本質

待同學們完成元素規律排序之后，教師可以讓學生回顧元素化合價發展變化的原因，并引導他們進一步探究原子半徑變化是否呈現規律性，可以用繪圖的方式進行展現。通過卡片信息引導、同學們自制繪圖可以發現很多規律性東西，但部分學生提出了質疑，為什么稀有氣體元素沒有原子半徑數據，對于這一意外探究發現，教師可以告知同學們這是因為原子半徑測量規則不同，不具可比性。

三、結束語

核心素養下“元素周期律”探究活動的開展，對教師、學生均提出了一定的要求，教師要在備好教材的基礎上，備學生，而學生要在教師的指導下整合化學知識，完成探究活動，以促進自身高階思維的發展。