打通物质之间的联系——谈“碳和碳的氧化物”单元教学，本文主要内容关键词为：氧化物论文,单元论文,物质论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
初中化学第六单元“碳和碳的氧化物”（人教版课标教材），是初中阶段唯一较为全面研究元素化合物知识的一个单元，涉及知识内容较广，化学反应繁多，物质之间的联系较为复杂。学生普遍感到这部分知识繁、杂、乱，好学、易懂、难记。如何根据这部分知识内容的特点，指导学生建立有序的知识结构是极为重要的。为此，笔者采取“单元教学”思路，即从单元整体的角度进行教学设计，引导学生从单一物质的学习向一类物质的学习迈进，把握物质之间的联系，将知识结构化。
一、挖掘“碳和碳的氧化物”单元的教育价值[1]
任何知识都具有多重教育价值，包括有助于学习者解决实际问题的应用价值，有利于学生对科学方法的掌握和科学能力发展的智力价值，以及有利于学生情感态度及价值观念形成的情意价值等[2]。在化学教学中，对教材内容知识价值的分析和挖掘是新课程教学设计的特点所在，也是教学目标和教学活动设计的重要依据。对知识价值的分析和挖掘反映了教师把知识作为目的还是手段的价值取向。
根据本单元内容特点以及对教材编写思路的分析，笔者认为，本单元的教育价值体现在以下几个方面。
1.丰富对物质多样性的认识
本单元涉及含碳元素的一系列物质，如碳的多种单质、氧化物及
等，这不仅是物质多样性的具体体现，同时这些内容又反映了同种元素可以组成不同单质，相同元素可以组成不同化合物的化学观念，有利于学生加深对物质的组成与结构、物质多样性的认识。
2.初步形成结构决定性质的化学学科思想
由碳的几种单质的性质与用途的比较、CO与
的性质比较，初步建立物质的组成与结构特点决定物质的性质，物质的性质是结构特点的反映；物质的性质影响用途，物质的用途反映出物质的一定性质等化学学科思想。
3.加深对实验室制取气体有关知识的理解
初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体，是初中化学中重要的实验技能。制取的探究，是在
制取基础上的拓展和加深。
4.学习“对比”科学方法
本单元教材内容的编排思路，蕴含着“对比”这一科学方法的学习。如C跟的反应，实验条件不同产物不同。通过对照、比较，可以找出不同物质的共性和个性。寻找共性可以建立物质之间的必然联系；发现个性可以了解物质间的区别，从而理解物质的鉴别方法以及不同物质在一定条件下相互转化的原理。
5.认识化学知识与社会生活实际以及工农业生产的联系
本单元学习的物质与人类关系很密切；CO有损健康，对环境有影响等。C和CO的还原性在实际生产中可用于冶金工业，与后续学习内容“第八单元 金属和金属材料”有联系。学习这些内容时，可有意识地引导学生从多个角度对有关问题做出价值判断。
6.进一步体会元素化合物知识的学习方法
本单元是初中阶段唯一较为全面研究元素化合物知识的单元。在此之前，学生通过知识的学习，对化学上研究某一具体物质的一般思路已有了初步认识，本单元的重点是引领学生从单一物质的学习向一类物质的学习迈进，学会把握物质间的联系，找寻物质间的转化规律，初步建立物质的转化观，最终使学生对元素化合物知识的学习方法有一个更加清晰的认识，并逐步形成一些化学学科思想观念。
因此笔者认为，学生学习本单元，不仅仅是获得知识与技能的提高，更重要的是过程与方法的领悟和学科核心观念的形成。这是本单元教学目标的定位所在。
二、确立凸现物质联系的单元教学思路
本单元主要研究碳单质及其化合物的有关性质和用途，其内容特点有“四多”：物质种类多、物质性质用途多、化学实验多、化学方程式多。并且各种物质的性质也有诸多相似或差异，彼此间的关系又较为复杂。但是这些知识并不是一盘散沙，而是有其内在联系的。
针对本单元内容特点，教学设计时应将单元知识内容按其内在联系和规律性进行梳理和提炼，引导学生将零散的知识整体化、条理化，形成知识结构，以此提高学生对本单元知识的理解力[3]。为此，笔者在教学中确立了凸现物质联系的单元教学思路，对教材内容进行了调整，即按照课题1→4课题3→课题2的顺序来组织教学。这样的安排主要考虑到，从课题1“碳的单质”到课题3“和CO”是一个整体，这两个课题的学习不仅要让学生初步认识到含碳物质问的紧密联系及彼此间的互相转化，形成明晰的知识网络，还承载着对学生进行化学物质观的教育与渗透。根据循序渐进的原则，在碳单质的学习中，通过金刚石、石墨的比较，使学生初步体验物质结构与其性质用途的密切关系，感受物质的统一性与多样性。在课题3“和CO”的学习时，主要是引导学生根据已有知识经验猜测物质性质，然后进行探究学习，使他们通过自己的亲身体验进一步了解各类含碳物质间的紧密联系，不断完善认知结构，形成正确的化学学科思想观念。在课题2“制取的研究”中，注重引导学生在回顾实验室制取的方法与研究思路的基础上，探究制取的方法，最终使学生掌握实验室制取气体的一般方法与思路。
三、构建认知物质联系、将知识结构化的单元教学策略
本单元内容大多是事实性知识，教材中多以描述性为主。为使枯燥知识的学习变得生动深刻，首先要以实验为基础，丰富学生的感性认识；其次要注意结合学生已有的知识经验，引导学生理清各种物质间的相互关系，从点到线，从线到面，形成知识网络，掌握元素化合物知识的学习方法。
1.探索丰富多彩的化学物质世界，感知物质性质与用途的密切关系
在教学中，为使学生获得丰富的感性认识，首先要重视实验。通过实验现象的观察来了解、掌握物质的性质，可以调动学生多种感官的参与，能获得鲜明、生动的印象，使抽象的结论与具体的形象相结合。其次，提供多样化的学习素材，将所学内容与学生的生活经验联系起来，从熟悉的物质（事实材料）和学生已有日常概念及体验的基础上，展开物质性质用途的学习。例如：金刚石、石墨的物理性质，可通过对一些感性材料如玻璃刀、电池中的碳棒等的观察，从用途推测而得出，再经过进一步讨论，初步形成物质用途取决于性质的思想。再次，要充分发挥学生的主动性，让他们以小组为单位，选择某个专题，共同研究。然后再互相交流，共同提高。这样的专题可包括：“金刚石和石墨”“奇妙的足球烯”“碳纳米管”“与温室效应”“的妙用”“CO的功与过”等。这样的学习与交流，不仅能使学生了解相关物质的重要用途，体会性质与用途的密切关系，同时也培养了学生搜集处理信息的能力、自学能力、与人合作的能力及表达交流能力，并且开阔了学生视野，丰富了知识面。
2.采用对照比较的科学方法，体会物质性质与变化的差异性
本单元内容的编排，蕴含着“对比”这一科学方法的学习。因此，本单元教学活动的设计要突出对照、比较等方法的运用。例如金刚石与石墨、CO与、木炭的燃烧（条件不同，产物不同）等内容，可以让学生根据自己的学习体验总结有意识记的方法，如列表对比，绘关系图等，引导学生建构知识间的联系。又如，制取的探究，需多联系的制法，通过对药品、反应原理、装置、收集、验满等的比较，加深对实验室制取气体一般思路和方法的理解。
如何运用好“比较”方法？笔者认为必须对教材进行深度分析，要从单元整体的角度创造性地使用教材。例如课题3“和CO”的学习，共2课时。常规的教学是第1课时学习，第2课时学习CO。尽管有的老师在学生学完这两个物质的性质后会让他们把两者进行对比，但这样的教学比较单一，由于缺少整体上的把握，会造成不同物质各部分内容之间的相互隔离，容易导致学生获得的知识是局部的、孤立的和零散的。笔者改变了以往的授课方式，以两者性质的对比为主线，第1课时以为主，先引导学生根据已有知识经验回忆的性质，然后猜测CO有无类似性质，再通过对比实验等手段对这些性质进行探究，让学生逐步体会两者性质的差异；第2课时以CO为主，让学生猜测CO的可能性质，再来验证有无类似性质，边探究边以表格的形式总结如下：
表1
通过对比，不仅有利于学生掌握两者的性质，理清两者的区别，还可以使学生深刻体会分子的构成决定物质化学性质的学科思想，并能加强学生对“对比实验”这一科学探究方法的理解与认识。在课堂练习中有这样一道题：“如何鉴别和CO？”，学生的答案五花八门，几乎涵盖了和CO的所有相关性质。这充分说明了在元素化合物学习中运用比较的学习方法确实是有效的。
3.打通物质间的联系，将知识结构化
微观与宏观的联系是化学不同于其他学科最特征的思维方式。学习元素化合物知识，需要在丰富的感性认识基础上，根据学生的认知特点，引导学生对感性材料进行思维加工，形成一些基本的认识，如物质的结构决定物质的性质，物质的性质反映物质的结构，物质的性质决定物质的用途、制取、存在和保存，物质的用途反映物质的性质等。依据这种思路，可以理顺物质结构、性质、存在、制法、用途等知识之间的关系，这样可以把一些貌似孤立的内容联系起来，建立起知识间的联系。但是这种知识间的因果关系，通常是以某一具体物质的化学性质为核心构建的。
本单元学习的不是一种物质，而是含碳元素的一系列物质。在教学中，教师按照上述思路将知识传授给学生时，学生却没有形成良好的知识结构，原因在于，教师平时教学是以某一种物质的化学性质为核心来展开的，就不同物质的相关知识来说，还缺乏一定的沟通和联系。因此，本单元学习的关键，就是要引导学生寻找、把握不同物质间的联系，形成结构化的知识网络。
那么，如何把握不同物质间的联系呢？针对本单元内容特点，依据“物质（组成、结构）—变化（性质）—转化（制法）”的线索，突出“物质问的相互转化关系”，即物质问的相互转化是通过化学变化实现的，这种转化关系就是反应规律。在学习时，要注重引导学生寻求各种物质间的转化关系，逐步形成结构化的知识网络（如下图所示）。
这些转化关系不仅体现了物质各自的化学性质，还为物质的制备提供了理论支持。另外还可运用这些转化关系，解决一些较复杂的化学问题，如物质的推断等。如果建立不起这种联系，学生就只能死记字面条文，形不成真正的理解，也就无法形成知识结构。因此，寻找不同物质间的联系，使单元知识结构化，是学习元素及化合物知识的有效策略。
总之，“碳和碳的氧化物”单元教学，强调把握物质间的联系，把学生学习的过程变成学生自主完善认知结构、构建知识网络的过程。学生建构知识结构的过程，实际上是学生通过思维去把握知识间联系的过程，更是学生学习科学方法和发展科学思维的过程。具体地说，把握物质之间的相互转化关系是对本单元内容认识上的升华，也是学生从学习单一物质转向学习一类物质的学习方法上的提升。
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