基于实验支持下的元素化合物教学研究——以《金属与酸和水的反应》教学课例为例，本文主要内容关键词为：教学研究论文,为例论文,化合物论文,支持下论文,元素论文，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。
元素化合物知识是中学化学内容的重要组成部分，也是高中化学新课程必修模块教学内容的主要组成部分。在新课程背景下如何设计和有效地开展元素化合物知识的教学活动，是当前面临的一个重要课题。本文以人教版高中化学新课程化学1第三章金属及其化合物中“金属与酸和水的反应”一课的教学为例，阐述了新课程理念下基于化学实验的支持研究元素化合物知识的基本程序和方法。
一、教学内容及价值分析
本节内容选自化学必修1第三章第一节《金属的化学性质》第二课时的内容。主要介绍活泼金属钠的重要性质——钠与水的反应，同时以科学探究的形式介绍铁与水的反应，进而将实验现象上升到理论，从而将金属与水的反应这一知识链条完整化、系统化、规律化。
初中化学中介绍的金属主要是铝、铁和铜，金属的性质以物理性质为主，化学性质只提及铝与氧、铁和氧、镁和氧的反应，同时介绍了金属活动性顺序，使学生初步了解金属与酸或盐溶液反应的规律。“金属的化学性质”是在初中介绍的金属和金属材料的基础上，进一步加深和提高。
高中化学必修1第二章介绍了有关物质的分类、离子反应和氧化还原反应等知识，为本节内容中有关金属钠与水反应产物的预测及反应的本质、金属与酸和水反应规律的总结奠定了重要基础。
基于以上分析，不难看出本节教学在教材中的地位是对初中化学知识的延伸，对研究元素化合物知识规律起到了很好的示范作用，在教材中起到了承前启后的作用。在教学中的学科价值主要体现在促进学生建立和体会研究物质性质的一般方法和程序，为后面研究元素的单质及其化合物的性质奠定基础；社会价值主要体现在学生能运用所学知识解决生活中的问题，强化理论与实际的联系，使学生能够学以致用。
二、学生学习情况分析
本教学设计是针对高一学生使用。在进行授课之前，学生在初中化学学习过程中已经了解了有关金属与酸的反应规律，掌握了有关金属的活动性顺序，并在高中化学必修1第二章学过物质的分类和有关氧化还原反应知识，具备运用所学知识预测并分析化学反应产物，总结物质反应规律的基本能力。
本节内容是学生进入高中以来学习的第一部分元素化合物的知识。通过上一章的理论学习转到本章的学习，从认知程度上学生觉得学习起来更有兴趣，同时经过高中阶段的化学学习、训练，学生已具备了一定的自主学习能力及相互协作的精神。
就本节教学内容学生学习的障碍点而言，主要体现在学生现有的生活经验与理论分析造成的问题冲突。另外，学生对于研究物质性质的程序和方法稍有欠缺。
三、基于实验支持下元素化合物教学的活动设计
1.教学活动设计
依据对金属与酸和水的反应知识本体、教材内容、学生学情和认识发展的分析，设计本节课的整体教学思路与过程，见下页表1。
本教学设计采用“任务驱动”的教学策略，以任务驱动为载体，引导学生从已有知识分析预测金属钠和水反应的产物、金属铁与水反应的条件，并借助实验验证分析金属钠与水的产物，通过实验现象及相关信息分析金属铁与水反应的产物。教学过程中注重启发质疑，激发学生的内在动力。通过学生分组实验和教师演示实验现象让学生找出其中的规律，培养学生观察实验现象、记录实验结果、分析实验现象，总结金属与酸和水反应规律的能力。
2.实验活动设计
①借助化学实验验证理论分析，形成研究元素化合物知识的基本程序。
元素化合物的教学过程需要基本理论知识的支撑，同时更需要借助化学实验去进行验证，促进知识的建构和生成。例如，在本教学设计中，教师引导学生运用元素守恒的知识和氧化还原反应基本理论分析了金属钠与水反应的产物。接下来，教师可以引导学生进行分组实验（如下页图1），运用化学实验验证金属钠与水反应的产物，并通过实验引导学生注意规范操作和细心观察，实时记录实验现象，分析现象产生的原因。
在研究金属钠与水的反应过程中，注重运用演绎的方法帮助学生构建知识，同时注重借助化学实验培养学生的实验观察能力和依据现象分析问题本质的能力。
②借助化学实验解决认知冲突，形成研究元素化合物知识的基本方法（具体实施见表2）。
2.实验验证1：（学生分组实验，见图2）
3.学生实验观察记录及原因分析
实验内容 实验现象
铁片与冷水反应不反应
铁粉与冷水反应不反应
铁粉与热水反应不反应
4.实验验证2：（教师演示实验，见图3）
在元素化合物教学中，依据化学基本理论分析的事实性知识往往会与已有的生活经验形成认知冲突，而为了解决二者间的矛盾，往往需要借助化学实验进行验证。例如，在本教学设计中，对于在初中化学阶段所学过的金属活动性顺序和金属钠与水反应的实验事实，学生不难推断出排在金属活动顺序表氢元素前面的金属理论上均能与水发生反应，而生活经验却告诉我们，铝锅可以用来烧水，铁锅可以用来炖菜，好像像铝和铁这样的金属不能与水发生反应。为了解决认知冲突，教学中特选择了铁作为代表进行与水反应的探究，探究能否反应，若能反应，需要具备什么样的条件。
综上所述，在元素化合物教学中，要使学生学好繁杂的元素化合物知识，需要激发学生的学习兴趣，强化学生的形象思维，驱动学生内在的求知欲。而化学实验最能有效地使学生感知物质变化前后的现象，引起其对实验事实的思考，使其提出问题、发现问题和解决矛盾。这不仅有助于学生对物质性质的认识，还可以锻炼他们对实验现象的观察能力和推理能力，深刻体会研究元素化合物性质的程序和方法。
（特别鸣谢：北京教育学院何彩霞老师在论文的写作过程中给予了大力的帮助！）
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