1、目录摘要 1关键词 1Abstract1Keyword.11 引言部分 11.1 化学基础理论 的定义 21.2 目前研究现状 22 理论 基础 32.1 高中生的心理特征简述 32.2 新课程理念下，高中化学的课程性质与培养目标 32.3 建构主义学习理论 33 传统 教学中化学基础理论的教学策略 44 新 课程理念下化学基础理论的有效教学策略 54.1 新课程标准中化学基础理论的有关内容 54.2 根据基础理论的内容特征，形成合理的教学策略 64.2.1 加强新旧知识联系，促进概念同化 64.2.2 结合化学史，重现化学理论探究过程 74.2.3 结合目标要求，引导学生自主学习 84.2.
2、4 分析内容特征，运用探究式教学法 85 化学基础理论有效教学策略的总结 .106 个案分析 .116.1 案例来源 .116.2 选题意义 .116.3 教学目标 .126.4 教学设计 .126.4.1 感性体验 .126.4.2 问题探讨 总结规律 .136.4.3 具体应用 .176.4.4 总结扩展 .186.5 案例点评 .19参考文献 .20致谢 .211新课程理念下化学基础理论有效教学策略研究高菊英西南大学化学化工学院 重庆 400715摘要：化学基础理论教学在中学化学教学中占有举足轻重的地位。但是化学理论知识因其抽象性使其教学难度较大。传统 的理论教学策略已经不再适 应新的化
3、学课程理念，不能达到新的化学教育目标。本文在新课 程理念下，以高中化学 为例，分析化学基础理论的内容特征，提出了几种化学基础理论的有效教学策略，以供中学化学教 师参考。关键词：新课程；化学基础理论；教学策略The Effective Teaching Strategies of Chemical Basic Theory under the New Curriculum IdeasGAO JuyingSchool of Chemistry and Chemical Engineering, Southwest University, Chongqing, 400715, ChinaAbstra
4、ct: Chemical basic theory of teaching occupies a decisive position in the middle school chemical teaching. However, the abstract of chemical theoretical knowledge makes the teaching more difficult. The traditional teaching strategies no longer adapt to the new concept of course, and cant achieve the
5、 new aims of education. In the paper, based on the new curriculum idea, taking the high school chemistry for example, the author analyzes the content characteristics of chemical basic theory and supplies several effective teaching strategies of chemical basic theory to the secondary school teachers
6、as references.Keyword: New courses Chemical basic theory teaching strategy1 引言部分化学是自然科学中的基础科学，也是我国基础教育的一个重要学科。因此，中学化学教育在中学教育中所占有的地位是举足轻重的。随着时代的变迁，社2会的发展，对人的要求变化了，教育学习也发生了一系列的改革。自 99 年新的课程标准提出以来，新课程已经走进我们的课堂，新的理念正冲击着我们头脑中的旧有的观念。新课程倡导“立足于学生适应现代生活和未来发展的需要，着眼于提高 21世纪公民的科学素养，构建知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观相融合的化学课
7、程目标体系。”化学教育培养学生的方向不一样，化学教育的理念也不一样，教学策略当然也应该不一样。1.1 化学基础理论的定义关于化学基础理论不同的学者的定义不同，在这里笔者将化学基本概念和基本原理统称为化学基础理论。化学基本概念是借助词语反映物质在化学运动中本质属性的思维方式。化学基本原理是物质及其变化本质属性的内在规律的反映，它能使学生从本质上认识物质的结构、性质和变化，也能把零散的化学知识按照内在规律组成系统，建立良好的知识结构。化学基础理论在化学学科中起着基石的作用，所以其教学在中学化学教学中占有举足轻重的地位。化学理论因其抽象性使教学难度较大。传统的理论教学方法往往采用直接的讲授法以及“题
8、海战术”让学生死记硬背以达到应试的目的。但是这样的课堂往往枯燥、乏味，学生除了能机械的做题之外，很少有其他的收获。这样的教学方式与策略已经不能适应新的化学课程理念，不能达到新的化学教育目标。化学基础理论的教学策略研究已成化学教师们所关心的热门话题。1.2 目前研究现状近年来，自从普通高中化学课程标准 （以下简称“新课程” ）的推出，关于课堂教学方法、模式的研究如雨后春笋般焕发出勃勃生机。信息技术的迅速发展，各种网络资源、电子媒体与数字化技术等纷纷被引入学科教学。就化学教育而言，出现了化学网络化教学模式、化学研究性学习模式、实验探究模式以及合作学习模式等等 1。就化学基础理论模块的教学而言，也有
9、各种各样的教学方法和模式的研究，其中以实验为基础的探究式教学最为常见。这里的“实验”包括直接的实验也包括间接的实验，而探究式学习也是新课程理念下非常有效的教学模式。但是，至今仍很少见到关于这方面教学策略的详尽综述。3就此，笔者通过查阅分析相关资料，就中学化学基础理论教学的教学策略作一个较为详尽的分析研究。2 理论基础2.1 高中生的心理特征高中生是趋于成熟但是又不够成熟的一个青少年群体。 （1）注意具有一定的稳定性，能较长时间地注意与自己兴趣有关的事物，并能分配注意。（2）知觉和观察更富有目的性和系统性，更加全面和深刻，能够发现事物的本质方面和各种主要的细节。但是，他们观察的程序不恰当，观察的
10、精确性不够。 （3）初步完成从具体思维为主到抽象思维为主的过渡，开始理智地思考问题，但时常需直观的、感性经验的支持。（4）思维活跃，经常提出问题，能独立地判断是非善恶，不轻信别人的结论，爱评论和争论，希望独立地解决问题，但往往会以偏概全，比较偏激。种种特征表明，高中教师在教学过程中应该采用半开放式的策略，既满足他们想要独立的要求，又要从旁引导。2.2 新课程理念下高中化学的课程性质与培养目标“高中化学课程应有助于学生主动建构自身发展所需的化学基础知识和基本技能，进一步了解化学学科的特点；加深对物质世界的认识；有利于学生体验科学探究的过程，学习科学研究的基本方法，加深对科学本质的认识，发展创新精
11、神和实践能力；有利于学生形成科学的自然观和严谨求实的科学态度，更深刻地认识科学、技术和社会之间的相互关系，逐步树立可持续发展的思想。”2高中化学重在培养学生理性认识、综合分析和应用能力，即重视抽象思维。在高中化学研究的现象较为复杂，甚至一个简单的、司空见惯的现象都蕴含着深奥的知识，如钢铁的锈蚀、金属的防护等简单的现象都包含着“原电池” 、“电解池”等深奥的化学知识。因此在高中阶段，抽象性、理论性强的化学基础理论知识的教学尤为重要。2.3 建构主义学习理论建构主义认为学生获得的信息不是加工的外界环境的刺激，而是自己建构的。通过新旧知识的不断碰撞，学生们对新的信息进行加工并通过特殊的方式使之内化。
12、可以说，行为主义的“学习是反应的强化”和认知主义的“学习是4知识的获得”以及与此相应的“教学就是才操练” ， “教学就是把可以打包的知识产品的输入”是传统及至现今学校化学课堂的主流文化 。但是，由教师控制的知识“操练”和“输入”所带来的惰性和知识问题是十分突出的，尤其是今天，它与对人的培养的需求差距越发明显。在这种背景下，建构主义就应运而生，必然成为当今化学教育的主流。它的根本信条是：学习是主动的建构知识而不是接收知识的过程，教学是支持建构知识而不是灌输知识的过程。然而，化学基础理论的教学具有其特殊性，它的教学不能完全舍弃行为主义和认知主义。人类认知的发展业已证明，这些已经作为公里的客观性的知
13、识是可以共享和传授的。虽然，传授给了学生这些基本的化学科学性结构性知识，并不等于学生就真正理解了这些知识的科学意义，在没有经过学习者个人主动建构为其充填或丰富之前，也许它们仅仅是一些形式化的符号而已。但是，它们至少奠定了学生真正进行科学建构，形成科学概念所必备的现用概念基础 。下面我们将通过与传统教学的对比来探讨新课程理念下的化学教学策略。3 传统教学中化学基础理论的教学策略在全日制普通高级中学化学教学大纲（实验） 中，化学课程的设置是按照化学科学的学科知识体系来安排学习内容和顺序的 4。化学基本理论的内容相对比较集中，系统性十分强，有关内容包括：板块 内容化学（必修课）化学基本概念和原理原子
14、结构、元素周期律和元素周期表、原电池原理及其应用、化学反应速率和化学平衡、电解质溶液氧化还原反应化学（必修加选修）化学基本概述和原理物质的量、化学反应与能量、化学键、化学反应速率和化学平衡、电解质溶液、晶体的类型与性质、胶体及其应用、电解原理及其应用在表中化学与化学有一部分看似重复，其实化学中相当一部分是对化学的在加深和扩展。在重视双基（基础知识和基本技能）的传统教学理念下，教学策略多采用教师教授知识，学生接受知识的策略。这种教学策略的优越之处在于它的教学5效益高，对于钻研教材，善于表达的教师而言，可以保证某种教学质量。但是学生被动的接受现成的知识结论，很难形成学生的可持续发展的学力。它的劣势
15、 也是不容忽视的：（1）学生倾向于被动学习，学生卷入学习的水平较低。对于帮助学生发展思维，问题解决和创造性等技能来说，他并不是一种好方法。（2）知识常常显得乏味，难以激发学生的学习兴趣。（3）常常导致许多纪律问题的产生。青少年很容易对所学的内容感到枯燥，并且他们对枯燥的忍耐力很低。这种教学策略致命的弱点是学生的主体地位较难保证，因而学生的创造意识和独立精神很难培养。这显然与新课程的培养目标不相符合。不过，鉴于化学基础理论的特殊性，由改进过后的传授接受式教学模式衍生出的多种教学方法并不是一无是处的。比如说，讲授法仍然是现代课堂教学中常用的教学方法。4 新课程理念下化学基础理论的有效教学策略4.1
16、 新课程标准中化学基础理论的有关内容普通高中化学课程标准从学生已有的经验和将要经历的社会生活是基于化学科学的联系出发设置高中化学课程 2。化学基础理论也被分散在各个不同的模块里，降低了学科知识的系统性，加强了与实际生活的紧密联系。整体理论知识的难度降低了，学习目标要求水平层次多了。板块 内容认识化学科学 物质的量化学 1常见无机物及其应用 胶体、离子反应、氧化还原反应物质结构基础 原子结构、元素周期表、化学建化学 2化学反应与能量化学键的断裂与形成、化学能与电能的转化、化学速率与化学反应限度物质结构和性质原子结构与元素性质、化学键与物质性质、分子间作用力与物质性质选修课化学反应原理化学反应与能
17、量、化学反应速率与化学平衡、离子平衡6在选修课程中， “物质结构和性质” 、 “化学反应原理”等内容作为对必修课程的补充加深和扩展。在新课程中，化学基础理论与其它化学知识以及社会实际放在一起学习是一个典型的特点。所以，我们在进行理论教学时，不只是为了“教理论”而教理论，更应该体现新课程改革的精神，从“知识与技能” 、 “过程与方法” 、 “情感态度与价值观”三维目标体系出发进行化学基础理论的教学工作。4.2 根据基础理论的内容特征，形成合理的教学策略高中化学必修课程是在义务教育化学课程基础上为全体高中生开设的课程。其中化学基础理论的多数知识都是分散在各个模块中，降低了理论的系统性，加强了与实际
18、生产生活的联系，目标水平要求也不高。所以在必修课中的基础理论教学中，教师需要把握知识的基础性，控制好深度和广度，合理选择和运用多种教学策略以达到提高学生学习兴趣和培养学生科学素养的目的。4.2.1 加强新旧知识联系，促进概念同化概念同化（The concept of assimilation）是指学习者将概念的定义直接纳入自己的认知结构中的适当部位，通过辨别新概念与原有概念的异同来掌握新概念。在学生的认知结构中，各种知识具有内在的、必然的联系，这种内在的必然的联系为新知识的扩展提供了可能性。它的基本思路是：在原有概念的基础上，通过认知冲突，形成新的概念，再将新概念进行同化，扩展原来的认知结构
19、。以“物质的量”为例：程序 内容创设问题情境引起认知冲突老师这有一瓶水，是 800ml。你们猜猜它包含了多少个水分子？你们知道一个水分子的质量是多少吗？巧妙过度指引认知目标通过物质的量的学习这个问题就迎刃而解了。我们怎样才能知道一定质量的某物质中含有多少个组成它的微粒呢？联系类比同化新知识SI 制有七个基本物理量，我们熟悉的有时间、长度、质量它们的基本单位分别是秒、米、千克物质的量是七个基本物理量之一，它的基本单位是摩尔。以旧迎新 物理量是有基准的，SI 制规定物质的量的基准为：1 摩尔物质7架设认知桥梁 中所含的粒子数与 0.012kg12C 所含的碳原子数相等。启发提问激发探究兴趣那么，0
20、.012kg 12C 中含有多少个碳原子呢？目前测定出 1 个12C 原子的质量是 1.993X10-26kg（让学生计算出结果）0.012千克 12C 中含有约 6.012X1023个碳原子，这个数值就是阿伏加德罗常数概念同化策略适用于化学基本概念的教学，如氧化还原反应的定义、物质的量的定义、化学键的定义等的相关教学。在运用概念同化的教学策略时，关键是要分析学生已有的概念结构，找到新旧概念之间的联系，通过对比或者引申掌握新的概念形成新的认知结构。4.2.2 结合化学史，重现化学理论探究过程化学史（History of Chemistry）是重要的化学课程资源，可以帮助学生了解化学科学，了解化
21、学科学家，更能帮助学生认识科学探究过程，培养科学品质。但是在中学的化学教育中却因为课时紧张而被化学教师与学习者所忽略。HPS教学模式的提出是解决这一问题的关键。HPS(history philosophy and sociology of science 科学史、科学哲学和科学社会学)是一种融合科学史、科学哲学和科学社会学的科学教育的新教育模式。这一模式从历史发展的角度组织化学课堂教学，以促进学生对科学本质的理解。可归纳为：有论有史，有人有事，有情有感，有探究实验又有化学故事的化学教学。它的一般程序是：“历史素材呈现引发观点学习历史科学探究呈现科学观念和实践检验总结与评价” 7。例如，在学习原
22、电池时，引入伏打发明电池的一段化学史。事情发生在1800 年前后，意大利著名生理学家伽伐尼，在一次用手术刀剥去青蛙腿外皮时，刀尖触到蛙腿，发现蛙腿抽动了一下。他对自己的偶然发现继续探究，由此产生了伽伐尼与伏打的争论。伽伐尼认为电源起源于动物的神经，伏打认为一系列双金属在液体中的接触是产生电流的原因，即“生物电与化学电之争” 。学生提出问题，产生猜想，动手实验（也可作为教师演示实验）：（1）用 Zn 和 Cu 连接蛙腿，动手实验。（2）用 Zn 和 Cu，不用蛙腿用酸性湿纸、湿布、湿海绵等做实验。8（3）用一大堆 Zn 片和 Cu 片交错叠得很高，在每一对 Zn 和 Cu 之间都加入用盐水浸湿的
23、硬纸，用导线若即若离地靠近或接触时，产生出很强大的电流并放射出明亮的电火花（伏打电池的雏形） 。在这段化学史渗透的 HPS 教学策略中，学生学会感受到科学实验的神奇和成功的快乐。有科学探究的过程和方法，科学争论即合作的意义，有原电池和各种化学电源的交流，更有学科精神的核心质疑、崇实和求真等品质的培养。每一条化学基本理论都有一段化学史，但是并不是每一节化学基础理论课都要利用化学史来教学。教师应该选择那些简洁的、趣味的、有利于学生模仿的化学史料来进行教学，而那些复杂的，不利于课堂再现的就只是作为学生了解的资料呈现给学生即可（比如元素周期律的发现和发展史） 。4.2.3 结合目标要求，引导学生自主学
24、习高中生的心理特征已趋于成熟化，能够独立完成某种意志行动。同时， 普通高中化学课程标准对学生学习目标的要求多样化也具体化。在化学基础理论的教学中，有的知识紧密联系生活，并且难度不大或者是目标要求水平不高，这些内容就可以安排学生自主探究（Independent study）。例如，在讲金属资源的利用和保护一节课时，就设计了如下学生自主探究的问题 8：(1) 同学们，在日常生活中，肯定看见过钢铁锈蚀的现象吧，你能举出简单的实例来吗？(2) 小到家里的铁钉、小刀以及街道两侧的站牌，大到轮船、飞机、火箭等都会出现钢铁锈蚀的现象。钢铁的锈蚀为国民经济带来非常巨大的损失现在我想同学们的头脑中一定有很多问题
25、要问，请你能把你的问题跟同学们交流一下！(3) 请同学们根据日常生活中的现象猜测一下，钢铁腐蚀可能与哪些环境因素有关？(4) 根据同学们刚才的猜测，请同学们以小组为单位，来设计实验方案验证哪一种猜想是正确的？(5) 将你们自己小组设计的实验方案跟其他同学交流一下！此种教学策略的基本模式为：9学前指导学生自学课堂讨论教师精讲联系巩固教师小结 6其它，在新课程标准中要求不高的（知道、了解、感受、初步学习等）基础理论知识也可以采用学生自学策略，比如，必修课中“化学反应速率与化学反应限度”的目标水平即为“认识、了解” 。 4.2.4 分析内容特征，运用探究式教学法（Inquiry Approach）探
26、究教学分为指导式探究、矫正式探究以及开放式探究三种类型 5。虽然探究式学习是目前教学方法的主导思想，但是在高中的化学教学中它的实施存在许多问题，比如说课时的安排，学生的纪律等等。同时，化学基础理论又存在其自身的特点，所以，在综合考虑各方面因素之后，笔者认为指导式探究教学具有很大的发展空间。指导式探究，即教师确定问题，在引导学生如何进行探究。这种教学策略适合具有教学内容较少、系统性强，基本概念或原理的获得过程较为容易，并且需要的时间较少，有适合学生独立进行的推理或试验过程等特点的化学基础理论课的教学，比如“盐类的水解” 、 “电解原理”等。自从新课程标准实施以来，有不少的教师研究了化学探究教学模
27、式，就这部分较为系统的化学理论教学过程而言，基本形成了以下的教学模式 9：教学模式已然提出，但是课堂教学是一个复杂的、灵活的过程，教师怎样驾驭整个课堂，引导学生完成学习任务就在于灵活运用各种教学方法。为了实现新课程的三维教学目标，间接教学法必然要得到重视。在课堂教学中运用启发式教学是现在化学教育的基本教学策略。启发式教学有包括发现学习策略、探究学习策略以及模拟游戏策略。结合化学基础理论的特点，笔者认为探究式教学策略可以成为化学基本原理教学的主打教学策略。探究式教学在化学基础理论教学中的应用：步骤一：创设问题情景获得感性体验环节普利高津的耗散结构理论告诉我们：“非平衡是有序之源。 ”当系统远离平
28、衡的非稳态时，更加有利于负熵的输入，从而达到更有序的状态。 利用教材处理性综合感性分析形成理论具体应用反馈评价情景引思10理策略中的先行组织者策略，提出问题，引发学生思维的矛盾，激发学生解决问题的兴趣 10。步骤二：问题探讨组织问题解决坏节在此过程中，教师引导学生对提出的问题进行解决。在基础理论中，大多需要实验探究、演绎推理等解决问题的方式。在这个过程中，教师可以采用演示法教学，让学生在自己演示解决问题的过程中体会科学探究的精神。可是，这种方式少了学生自己动手的机会，很难让学生集中注意力，因此，结合交互式讲解教学法在这里是较好的教学方式。此外，教师还可以让学生自己决定如何解决问题，然后教师在对
29、其法进行矫正，即运用矫正式探究。步骤三：导出新的理论体系改组知识结构环节通过问题解决环节，学生得出了新的结论，形成新的理论。教师在此步骤中，起着十分关键的作用引导学生给出正确的结论以及培养学生准确描述科学理论的能力。步骤四：具体应用知识迁移拓展环节这个步骤是每一节基础理论课的必要环节。新的理论形成以后，需要用实践来进行验证。这里，教师可以设计一些形式活泼的小练习，当然这些小练习难度不易太大，以简单基础为准。因为，教师教学的目的在于引导学生将刚刚所学的理论用于实际化学问题的解决中，难度太大，会让学生陷入学习困难的误区。步骤五：反思总结提供反馈评价坏节在课堂中，之前的教学设计是死的，而教师的思维是
30、活的。教师要时刻关注学生的学习情况，比如说眼神，表情，完成小练习的情况等等。在课将结束时，教师需要对这节课做出总结，带领学生从整体上把握这节课。此外，教师还可以让学生自己来总结反思学习过程，提出课堂中尚未解决或新形成的疑惑。课后，教师需要根据课上学生的表现，自己的思考来积累经验，指导知识的后续教学。当然，不同的理论，有着不同的探究形式。课堂教学也不会是千篇一律的。教学模式大致上可以统一，但是具体教学方法的应用却需要视情况而定。本着对学生的三维培养目标，巧妙灵活的运用各种教学手段才是化学教师的最好的教11学策略。5 化学基础理论有效教学策略的总结化学基础理论是整个化学学科知识的灵魂部分，是形成化
31、学思维，掌握化学方法的必要条件，因此，它的抽象性、系统性很强。在新课程标准中，基础理论部分的知识被分散在各个模块中，加强了与实际生产生活的联系，并且在必修课中这部分知识的难度普遍降低，而在选修课中，基础理论的部分（主要是针对以后要继续化学学习或者理科学习的学生）就比较系统，深度和广度都有提高。从这种种迹象中，教师也应该明白在理论课的教学中要把握好教学的“度” ，认真贯彻新课程的基本理念，根据三维目标体系来组织化学基础理论课的课堂教学。教学策略是指教师教学时旨在优化教学效果的教学操作指南。它并不特别限定于某种教学方法，而是统筹各种方法于一定的操作思想的指导之下，以达成有效教学的目标。教学是一个复
32、杂的过程，化学基础理论课的内容也是复杂的，有的内容适合多种教学策略，有的教学策略又适合多种内容，所以在上文中提到的教学策略应该灵活变通综合运用，有效教师应该运用多样化的教学策略而反对一种单一的僵化的方法。当然在本文对教学策略的研究中也存在一定的问题有待进一步的研究解决。因为笔者的教学实践经验不足，对于高中化学的教学实际认识还不太深入，对化学基础理论的教学课程资源的了解不多，所以在化学基础理论这部分知识的教学课程资源的研究不够。在新课程的内容标准中，化学基础理论基本上都分散在各个模块中，注重与实际生活的联系是显而易见的，其教学过程中要加强实际生活中的化学基础理论教学课程资源的开发与利用是必然的趋
33、势。因此，笔者希望在参加高中化学教学之后，能够在这方面有所研究。总的来说，在化学基础理论课的教学中教师要确实贯彻“教无定法”的思想，为达到有效教学的目的，教师要解放思想、勇于创新，积极开发各种化学课程资源，利用各种教学手段和形式。6 个案分析元素周期律6.1 案例来源本案例参考普通高中化学课程标准(试验)中的活动与探究建议：(1)查阅元素周期律的发现史料，讨论元素周期表的发现对化学科学发展的重要意义；12(2)查阅资料并讨论：第三周期元素及其化合物的性质变化规律；(3)讨论或实验探究：碱金属、卤族元素的性质及其递变规律 2。6.2 选题意义首先，元素周期律是化学学科最基本的规律之一，是每个学生
34、在高中阶段所必需要掌握的基础理论知识。要学习这部分知识，需要学生对以前学过卤族元素、碱金属元素等一些元素及其化合物的知识进行概括、综合，实现由感性认识到理性认识的飞跃。同时，学习这些理论知识对今后学习其它元素化合物知识具有重要的指导意义。因此选取这部分内容在理论知识教学中具有典型性。其次，元素周期表的发现和发展过程是很好的化学发展史教育素材，可以让学生在了解化学发展史的过程中，激发热爱科学的情感、形成正确的科学态度和价值观。6.3 教学目标(1) 能描述元素周期表的结构，知道元素周期表的排布规律；了解原子核外电子排布、原子半径和元素主要化合价随着原子序数递增的变化规律；认识元素原子的核外电子排
35、布的周期性对原子半径和元素主要化合价的影响。(2) 通过规律的总结掌握观察、对比、分析、归纳等多种概念获得的科学方法。(3) 通过搜集有关元素周期表发现的历史资料，了解化学科学发展的历史，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。6.4 教学设计（2课时）6.4.1 感性体验“大家想象一下，如果将各种各样的毛线混在一起，随意放进一个大箱子内，你能想象从这个大箱子内寻找相配的毛线时是怎样一番情景吗？还好，店主们是不会这样放毛线的，他们总是按颜色的不同和粗细来分类存放。在我们化学学科里，化学家也有一种类似的分类系统化学元素分类系统。今天我们就来了解一下这个化学王国里的分类系统元素周期表，
36、以及它的分类规律元素周期律。 ”首先教师通过这样一段引入，借助大家生活中熟悉的事例激发学生的兴趣。13“同学们到目前为止，已经学过哪些化学元素了，它们都有怎样的性质呢？让我们一起来回忆一下。 ”这时可以允许同学自由发表意见，教师把学生说出的元素写在黑板上。然后继续引导学生思考：“化学元素到目前发现了有一百多种，那化学家们是如何把这么多元素进行分类研究的呢？”这时教师可以展示元素周期表的投影或者是彩色挂图：“大家看这张表，你们能不能在这张表上找到刚刚你们说的元素呢？它在什么位置？”学生可以用几分钟时间自己来寻找元素，描述位置及特征。然后教师总结：“大家不要小看这张表，它就好像化学王国的地图，所有
37、的化学元素都能在这里找到，并且都有一个固定的位置。化学家在研究规律的过程中为了方便，按其核电荷数由小到大的顺序给元素编号，这种编号就叫元素的原子序数。就好像我们一个学号对应一个同学一样，一个原子序数就对应一种元素，例如氢是一号元素、钠是十一号元素。我们现在就来研究一下这张表的构成，及它的分布规律。教师通过这样一连串环环相扣的问题来引出新课。6.4.2 问题探讨总结规律教师首先引导学生观察周期表的构成框架，并辅以介绍：“现代元素周期表用彩色图表示，白色为金属、紫色为半导体、黄色为非金属、灰色为人工合成元素；在半导体中有一锯齿形曲线，是金属与非金属分界线；在镧、锕系右侧有一蓝色的粗线，放大为镧系、
38、锕系元素；整个周期表中有一个红色的框框，里面都是过渡元素。固体元素符号用黑色字体表示，液体用蓝色字体表示，气体用红色字体表示。 ”通过视觉感受让学生对元素周期表有一个大体的印象。然后教师可以将元素周期表分解引导学生进行研究。先从横行观察周期表的构成，同学们讨论分析每一横排的元素有什么相同之处和不同之处。教师可以根据具体讨论情况，适当的提示学生考虑问题的角度，然后总结归纳，尽量列出学生所提出的各种观点，以鼓励学生思考的积极性。学生总结如下：14（1）元素周期表一共有七个横行。每行的元素个数不同。第一行元素最少，只有两个；第二行和第三行一样多，有八个；第六行元素最多，它有一个元素的位置是由一个系列
39、的元素构成的；最后一行的元素也有一个元素系，即锕系，但好像没有排完。（2）每一行元素的核电荷数从左到右逐渐增大，原子序数也逐渐增大。（3）如果把前18号元素的原子结构示意图画出来的话，可以发现，每一行元素的原子电子层数是一样的，而且每一行都比前一行多一个电子层。根据我们学过得卤素和碱金属元素的原子结构也可以得到这样的结论。并且元素原子的电子层数是从第一排的一层电子开始到最后一排七层电子递增的。（4）除了第一行，每一横行的元素都是从左到右，由金属元素向非金属元素转变。教师可以根据学生的总结导出概念和归纳规律。“同学们观察得非常细致，那么在周期表中，我们把每一横行叫做一个周期。周期的序数正好等于该
40、周期元素原子的电子层数。表中共有七个周期，每一个周期元素种类分别是2, 8, 8, 18, 18, 32, 26，其中前三个周期元素种类少，叫做短周期，后三周期元素种类比较多，叫做长周期，最后一个周期元素未排完，称为不完全周期。每个周期的元素都是由典型的碱金属逐渐向非金属过渡的。不完全周期的元素都是放射性元素，而且大部分都是人工合成的，高中阶段我们不要求掌握它们。 ”总结完周期表中有关周期的概念和分布规律以后，继续引导学生从纵列观察周期表，并总结其异同。这两个环节的讨论可以将学生临时分成若干小组，以小组为单位讨论，教师不要过多的参与。然后每个小组派一个代表总结讨论结果，教师在黑板上作记录。学生
41、总结如下：（1）元素周期表一共有18纵列，每一列的元素个数也不相同。有的列是由七个元素构成，每个周期都有一个元素：有的列是由三个或四个元素构成，从第四周起到第七周期，每个周期一个元素；第三列包括镧系、錒系，所以元素的个数最多。15（2）根据碱金属和卤素元素的原子结构示意图，我们认为每一纵列的元素原子最外层电子数相同，碱金属最外层有一个电子，卤族元素最外层有七个电子。而且从前18号元素的原子结构来看，元素原子最外层电子数应该是从左向右逐渐递增的，一直到最后一行，最外层达到八个电子。（3）第八、九、十列被划到一个区域里。教师在学生总结的基础上，用化学语言重新给出相关概念和排布规律，但要注意肯定学生
42、的总结。例如，教师可以说：“这条规律总结得不错，大家能够发现隐藏的内在联系，但是我们可以换一种说法，用化学语言重新叙述一下。 ”最后教师将关于“族”的有关概念和规律系统地总结出来：“周期表中有18个纵列，每一列叫做族(第八、九、十列划为一个族)。其中由长周期和短周期元素共同组成的族，也就是同学们说的每个周期都有元素的纵列，把它叫做主族，用A表示。主族一共有七个，按照最外层电子数的递增顺序，依次叫做A , A, A ，A，A，A，A，A族。因此，主族元素的族序数就等于元素原子的最外层电子数；只有长周期元素组成的族，叫做副族，用B表示。副族也有七个，从左到右的顺序为：B， B ， B，B， B，B
43、 ,B。此外，还有一个稀有气体组成的0族和第8、9、10纵列构成的第族。 ”通过对周期表感性的认识和纵横系列的分析、总结、归纳，我们可以用一句话概括元素周期表的结构：“七个周期分长短，三短三长一未全；十八纵行十六族，七主七副八和零。 ”“知道了元素周期表的结构以后，我们再来研究一下，从这张表上可以得到化学元素的哪些信息，元素周期表到底有什么用处呢?”教师通过一个设问，将教学内容从元素周期表的结构引入元素周期律的学习。“同学们在学习碱金属和卤素的时候，己经意识到元素之间存在着某种内在的联系，例如，卤族元素之间具有相似的性质，而卤素和碱金属元素的性质却相差很大。这是什么因素造成的呢？”学生通过回忆
44、旧知，讨论分析，可以深化“结构决定性质”这一化学规律。16教师继续通过问题来引导学生思考：“元素原子的结构能不能从元素周期表中反映出来呢？现在我们从原子核外电子排布和元素的主要化合价来分析一下原子结构和原子周期排布的关系。 ”刚刚在讨论元素周期表结构的时候，同学已经总结了一些结论。其中有一些是有关原子结构的规律。教师可以带领学生一起回顾这些结论。在分析周期表横行的元素时，学生得到以下两条结论：（1）每一行元素的核电荷数从左到右逐渐增大，原子序数也逐渐增大。（2）如果把前18号元素的原子结构示意图画出来的话，可以发现，每一行元素的原子电子层数是一样的，而且每一行都比前一行多一个电子层。根据我们学
45、过得卤素和碱金属元素的原子结构也可以得到这样的结论。并且元素原子的电子层数是从第一排的一层电子开始到最后一排七层电子递增的。在讨论周期表纵列的排布时，学生得到以下关于原子结构的结论：根据碱金属和卤素元素的原子结构示意图，我们认为每一纵列的元素原子最外层电子数相同，碱金属最外层有一个电子，卤族元素最外层有七个电子。而且从前18号元素的原子结构来看，元素原子最外层电子数应该是从左向右逐渐递增的，一直到最后一行，最外层达到八个电子。这些规律都是有关元素原子核外电子排布的，教师应该在此基础上用化学语言作以归纳总结：同周期元素，电子层数相同，随着核电荷数的增加，原子的最外层电子排布呈现周期性的变化，由1
46、到8；同主族元素，原子最外层电子数相同，随着核电荷数的增加，电子层数逐渐递增。而元素的性质也出现规律性的变化。总结了元素原子核外电子排布规律以后，教师可以启发学生根据元素原子的核外电子排布的情况，继续讨论元素原子的半径随着原子序数的变化呈现怎样的变化。首先从学生熟悉的主族元素的变化来看，因为碱金属和卤素的原子半径随着核电荷数的增大不断增大，其原因是原子的电子层数逐渐增大导致了半径的增加，那么其他主族元素也应该符合这个规律，即同一主族的元素随着原子序数的增加，原子半径逐渐增大。17对主族元素的讨论是学生对原有知识的复习，应该很容易达成统一结论，但对于同一周期元素的原子半径变化，可能会出现分歧。讨
47、论中有些同学会认为，同一周期元素原子的最外层电子数是逐渐增加的，那么核外电子数越多，原子半径就应该越大。教师应该注意不能直接将结论强加给学生，那样只能使新知识与学生原有的知识结构发生冲突，产生模糊概念。教师应该从学生原有的知识结构中寻找知识点来扭转学生的这种错误观念。电子能围绕在原子核周围是因为原子核对电子的吸引作用。原子核对电子的吸引作用越强，电子离原子核就越近。当电子层数相同时，核电荷数越大，也就是核内的质子越多，电性就越强，对核外电子的吸引作用也就越大，电子离原子核就越近，那么原子的半径也就越小。因此，同一周期元素的原子半径随着原子序数的增加而减小。此外，教师要特别强调：0族元素的原子半
48、径不符合这个规律，它的半径是在同周期元素中最大的。教师在总结规律的时候一定要注意隐藏在共性背后的特性，这些反常的规律和性质往往容易导致学生的知识障碍，是教学的难点，切不可忽视，否则，得到的知识将很不完整。现在同学已经知道了元素原子的核外电子排布和原子半径的大小与原子结构的关系，再来看看原子结构对元素的主要化合价变化有什么影响。同学们目前己经具备根据元素原子的最外层电子排布知道元素主要化合价的能力。那么可以通过学生讨论得出结论：元素的最高正价等于最外层电子数，而最外层电子数还和主族序数相同。但F, 0较特殊，由于它们的强非金属性一般不显正价，而稀有气体元素的化学性质也很稳定，不符合化合价变化的规
49、律，所以得到：主族序数=原子最外层电子数=最高正化合价(0,F除外)最低负化合价=最外层电子数-8(稀有气体元素例外)最后教师可以将上述讨论结果做出小结：“从刚才同学们的讨论和总结中，我们认识到：随着原子序数的递增，元素原子的电子层排布、原子半径和元素化合价均呈现出周期性的变化。因此，周期表中元素的排列呈现一种周期性。这就说明：元素周期表其实就是元素周期律的一种表现形式。 ”18通过小结加深学生对元素周期表和元素周期律的认识和理解。6.4.3 具体应用同学对元素周期表的结构已经有了一个系统的认识，并且对元素周期律有了初步的了解。为了加深学生对这部分知识的理解，熟练的应用元素周期表去解决一些化学问题，可以随堂设计一些典型练习题。例如：有A,B,C,D四种元素，它们最外层电子数依次为1,2,3,7。它们的原子序数按A,B,C,D递增。A和B的次外层电子数是2,C和D的次外层电子数是8。试判断：A,B,C,D各为何种元素，写出它们的元素符号。这道题主要可以锻炼学生对元素周期表中元素的原子序数和核外电子排布规律的掌握。再
