基于化學觀念建構的主題式進階復習教學策略

池美釵

摘要：以“硫及其化合物”復習為例，探討了在元素化合物復習教學中，采用融合化學基本觀念建構主題式進階教學策略，從“知識教學”轉向為觀念建構下“素養為本”的教學，賦予元素化合物思想內涵，促進學生化學學科思想與思維方法的形成，讓化學學科核心素養落地生根。

關鍵詞：化學觀念；主題式；進階；復習教學

文章編號：1008-0546（2022）11-0054-04

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：Bdoi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.11.012

一、問題的提出

化學基本觀念是指學生在化學知識的學習過程中，建立對化學學科思想的理解，將蘊含于具體知識中的化學思想、觀點、方法等抽象概括出來的一些觀念性的總觀認識。[1]山東師大畢華林教授對化學基本觀念分類如圖1所示，這三類基本觀念構成了化學基本觀念體系，[2]體現了元素化合物知識所承載的核心素養目標。

江蘇揚州大學吳星教授等在對高中學生化學學科觀念建構水平的調查研究報告中指出元素觀、結構觀、變化觀、平衡觀屬于化學學科觀念，分別對應“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”學科核心素養；實驗觀、價值觀在“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學態度與社會責任”學科核心素養維度得以體現。[3]化學學科觀念與核心素養彼此交融，密不可分。

“硫及其化合物”復習屬于元素化合物教學，處于高中化學教學體系的金字塔底部，是化學觀念、原理和物質結構等教學內容的重要載體，也是化學研究方法作用的重要物質對象。在加涅對學習結果的分類中，元素化合物知識屬于“言語信息”類中的事實性知識，其內容繁多，規律性多樣，知識點分散，涉及到的物質性質、化學反應現象和化學方程式較多，大多數學生感覺易懂難記、紛亂無序?；瘜W基本觀念既是溶解于事實性知識之中，又是從其中結晶出來的具有超越事實本身的概括性思想和方法，具有超越事實的持久價值和遷移價值。元素化合物知識是構建化學基本觀念的素材，通過對元素化合物知識的理解和凝練，可以促進化學基本觀念的形成；化學基本觀念是元素化合物知識的靈魂，可以指導元素化合物知識的學習，從而提升學生觀念水平，二者具有雙向建構的關系。高三化學復習教學中以“含硫化合物”為中心主題，基于學生的認知進階水平和化學基本觀念具有層次性與漸進性的特點，搭建階梯式的復習框架結構，將涵蓋多種知識與能力的素材用化學基本觀念主動建構，形成認識物質性質的一般視角、思路和方法。

一、從“物質中心”走向“元素核心”

新課標指出元素化合物知識教學要從分類的角度，借助于價態觀認識同類物質和不同價態物質的相互轉化。[4]新課程標準弱化了傳統的“物質中心”模式，而更加注重“元素核心”，突出核心元素的典型物質，強調用元素觀、分類觀和變化觀等維度多角度理解元素化合物知識。例如S是變價非金屬元素的代表，有眾多的含硫化合物，如果采取傳統的以物質中心為主體的復習方法，以氫化物->單質->氧化物->酸->鹽為主線進行復習，對各種物質的性質進行陳述性歸納總結，勢必會割離物質之間的網絡化聯系，孤立其在三維空間中的縱深。基于以上思考，融合化學基本觀念的復習策略要求以硫元素為中心，體現從“物質中心”走向“元素核心”，建立從元素的視角認識物質世界，可以設計出以下進階問題：

【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）以含硫物質為研究對象，請描述上述酸、鹽、氧化物、氫化物之間的相互轉化。

以硫單質及化合物為載體，“價態思路”“分類思路”“轉化思路”相結合，構建價態、分類、轉化為三維的立體空間，在“硫及其化合物”復習中可以設計成以硫元素為核心的價態、分類、轉化關系圖，如圖2，發展微觀探析與變化觀念的學科素養。

在解決上述問題中，學生還會提出更多零星的含硫化合物，特別是鹽類物質，基于此，可以生成新的學習任務，精準化教學，更深入地進階深度學習。設計以Na、O、S三種元素為中心，進行主題式微專題復習設計，達到深度拓展學習的目的，培養學生科學探究與創新意識的學科素養。

【問題思考2】列舉Na、O、S組成的三元化合物，結合歷年高考試題，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。

構建Na、O、S三元化合物的價類二維圖，如圖3所示。

二、元素性質復習的教學思路

1．“性質思路”與“轉化思路”相結合

元素化合物的物理性質一般通過直觀表象呈現，例如：顏色、氣味、狀態、溶解性等；而化學性質則一般是通過物質之間的轉化來體現，例如：通性、氧化性與還原性、特性等，這就需要我們在復習時貫穿轉化思路，將性質的復習和轉化思路相結合，體現變化觀。無機化合物之間的轉化，主要分為兩類：一類是同一價態不同類物質之間的轉化，這類轉化一般屬于復分解反應類型，可以融人分類觀念進行分析；另一類是同一元素不同價態之間的轉化，可以通過氧化還原反應來實現，可以融人價態觀念進行分析。例如在硫及濃硫酸的性質復習中，從類別和價態角度構建二氧化硫性質（酸性氧化物的通性、弱氧化性、強還原性和漂白性）和濃硫酸性質（酸的通性、強氧化性、吸水性和脫水性）的分析模型，見圖4，將描述性知識變為程序性知識，促進方法類基本觀念形成，發展學生證據推理與模型認知的化學學科核心素養。

以二氧化硫和濃硫酸為中心建立知識主線，將“性質思路”與“轉化思路”相結合，進行橫向和縱向發散，讓學生劃線連接，見圖5，分析轉化過程，用化學用語等符號表征正確描述轉化反應，促進變化觀念的形成。

2．“性質思路”與“實驗思路”相結合

教材中元素化合物的重要性質一般通過化學實驗獲得，實驗是培養學生科學探究和創新意識的重要途徑之一。在復習中可以采用“性質思路”與“實驗思路”相結合的方式，將事實性知識融人真實實驗情境，開展以化學實驗為主的探究活動，讓學生認知層次由“單純記憶”和“理論分析”上升為理解、遷移和應用，為元素化合物知識賦能。例如：在上述二氧化硫的性質復習中可以設計為如圖6所示的簡單裝置進行整合實驗，通過現象分析總結二氧化硫的性質。

結合實驗設計以下拓展問題，如表2所示。

通過實驗為主的真實問題情境創設，超越事實性知識傳授，轉變為基于事實的學科理解，聚焦學科實踐，構建具有學科特質的思維模型，培養解決問題的關鍵能力，發展證據推理與模型認知的化學學科素養；在實驗現象與原理分析的背后，發展實驗觀念，也凸顯了科學探究意識。

三、主題式進階復習思路

針對元素化合物易懂難記的特點，可以以典型元素化合物為研究對象，將化學原理知識融合其中，實現不同模塊間的“穿越”與知識的整合，轉換視角，用化學觀念統攝和指引知識教學。以含Na、O、S三種元素組成的三元化合物為主線，以學生的最近發展區“亞硫酸鈉和硫酸鈉”為知識起點，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階認識對象。通過提供情境素材，設計問題驅動，達到系統化的分析方法與認識思路，設計流程如圖7所示。

開展主題式學習，融人化學學科觀念，發揮知識與觀念雙向建構的功能，形成元素化合物知識分析方法與認識思路，發展化學學科素養。在情境素材分析與問題解決過程中，實現情境浸入式學習，學會系統化分析方法，診斷并發展學生認識進階和認識思路的結構化水平。

四、凸顯化學價值觀念的復習思路

新課程倡導結合生產、生活、自然和環境學習元素化合物的存在、作用和影響，了解物質在生產、生活中的應用，認識物質及其轉化在促進社會文明進步、自然資源綜合利用和環境保護中的重要價值，[4]滲透化學價值觀念，形成“綠色化學思想”。為了體現這一功能和思想，“硫及其化合物”復習可以設計成如圖8所示的復習思路，從上述理論轉化上升到“自然轉化—>實驗轉化—>生活轉化—>工業轉化”，從而達到體現化學價值觀的策略。

以“化學價值觀”為指引，將“平衡觀”“計量觀”“微粒觀”“轉化觀”（能量轉化）等多種化學基本觀念和元素化合物知識相結合，從不同視角理解和分析元素化合物的性質，形成宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想的化學學科素養。圍繞“事物的兩面性”的哲學觀和“過量與微量”的計量觀進行問題串設計，創設參與社會性議題的討論，辯證認識二氧化硫的“功與過”，形成批判性思維，樹立可持續發展的環保意識，培養社會責任感。

在元素化合物知識的高三化學復習教學中，基于核心素養導向，要轉變單一的性質歸納總結模式，合理將化學基本觀念融合到元素化合物的復習之中，用化學觀念指導高三復習教學，從“知識為本”的教學轉向為觀念建構下“素養為本”的教學，形成再認識和新認識，將知識內化為能力，打開另一扇窗，讓學習者看到一幅疊加后的美麗風景；賦予元素化合物思想內涵，煥發不一樣的生機活力，給學習者插上思想觀念的翅膀，學得更好，飛得更高，促進學科素養的落地生根。

參考文獻

[1]畢華林，盧巍．化學基本觀念的內涵及其教學價值[J]．中學化學教學參考，2011（6）：3-6．

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

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

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