论中学生化学元素观的建构
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初中化学教学中构建学生元素观的策略探讨一、引言化学是自然科学中的一门重要学科,研究物质的组成、结构、性质、变化规律以及与能量的关系。
在初中化学教学中,学生将接触到许多元素及其化合物,构建学生正确的元素观具有重要意义。
学生的元素观形成与各种教育因素相关,而教师作为化学教学中的主要实施者,需要通过一些策略来促进学生正确的元素观的形成。
二、学生元素观的形成学生对元素的认知在很大程度上取决于他们掌握的知识、经验和观念。
在初中阶段,学生通常以化学基本元素为基础来认识元素,特别是氧、氢、碳、氮等元素。
随着学习的深入,学生会接触到更多的元素及其化合物,形成所谓的元素观。
良好的元素观对学生正确认识化学元素和化合物具有重要意义,可以促进学生对化学知识的进一步理解和应用。
学生元素观的形成是一个复杂的过程,受到多种因素的影响。
学生的元素观会受到教育环境的影响。
化学教师的教学方法、教学资源、实验条件等都会直接影响学生对元素的认知。
学生的元素观也受到社会环境、家庭环境的影响。
在社会和家庭环境中,学生可能会接触到一些不正确的元素观,影响他们对元素的认知。
学生的既有知识和经验也会对其元素观的形成产生影响。
教师需要通过一些策略来帮助学生正确地形成元素观。
三、构建学生元素观的策略探讨1. 强化元素观的基本概念化学教师在教学中应该重点强调元素的基本概念,包括元素的定义、性质、存在形式等。
通过系统的知识传授,引导学生正确理解元素的本质,避免片面的认识或误解。
通过生动的例子和实验,帮助学生理解元素的存在形式及其在化合物中的作用,使学生对元素形成全面而准确的认知。
2. 进行元素观认知误区排除化学教师应该重视学生的元素观认知误区,并通过教学实践积极加以排除。
在实际教学中,化学教师可以根据学生的认知误区,设计一些引导性的问题或实验,帮助学生认识到自己的错误观念,逐渐纠正。
教师还可以通过多媒体教学和课堂讨论等方式,让学生在交流中领悟元素观的本质,逐渐改正错误认知。
初中化学元素观内涵、建构进阶及教学策略目录1. 内容综述 (2)1.1 研究的背景与意义 (3)1.2 文献综述 (5)1.3 研究方法与数据来源 (6)2. 初中化学元素观的内涵 (7)2.1 元素的概念与特征 (8)2.2 元素的分类与性质 (9)2.3 元素周期律概述 (11)3. 元素观的建构进阶 (12)3.1 元素观的认知发展阶段 (13)3.2 元素教学的知识结构 (14)3.3 元素学习的思维过程 (16)4. 元素观的教学策略 (17)4.1 激发学习兴趣与动机 (19)4.2 引入实验活动与体验学习 (20)4.3 培养科学探究能力 (21)4.4 利用信息技术辅助教学 (23)4.5 深化元素观的实践应用 (24)5. 实例分析 (25)5.1 具体的教学案例 (26)5.2 元素观教学的效果评估 (27)6. 结论与建议 (28)6.1 研究的总结 (29)6.2 对教学实践的启示 (31)6.3 未来的研究方向 (32)1. 内容综述初中化学元素观是学生认识和理解化学物质及其变化规律的核心观念,它涵盖了物质组成、性质、结构和变化的基本原理。
在初中化学课程中,元素观不仅帮助学生构建了化学知识体系,还培养了他们的科学思维方式和探究能力。
物质组成的基本概念:学生通过学习元素、原子、分子等基本概念,理解物质是由不同元素组成的。
元素性质的认识:学生了解元素的化学性质与其原子结构密切相关,从而能够预测和解释元素的性质。
元素结构的理解:学生通过学习原子模型、离子化合物的形成等内容,建立起对元素结构的初步认识。
化学变化的本质:学生认识到化学反应是元素之间发生电子转移的过程,从而理解反应类型和化学方程式的意义。
建构进阶是指学生在教师引导下,通过一系列的学习活动,逐步深化对元素观的理解,并将其应用于解决实际问题。
这一过程通常涉及以下几个阶段:初步理解:学生通过课堂讲授和实验操作,初步掌握元素观的基本概念和原理。
初中化学教学中构建学生元素观的策略探讨1. 引言1.1 背景介绍化学教学在初中阶段是培养学生科学素养的重要环节,而学生对元素的认识是化学学习的基础。
许多学生对元素的概念模糊不清,甚至存在误解,这直接影响了他们对化学知识的理解和掌握。
构建学生元素观成为化学教学中亟待解决的问题之一。
随着教育方式的不断革新和科学技术的不断进步,传统的教学方法已无法满足学生的学习需求。
构建学生元素观需要教师根据学生的认知特点和学习习惯,采用有效的教学策略和方法,引导学生深入理解元素的性质和特点,从而提升其化学素养。
本文将通过对初中化学教学中构建学生元素观的策略进行探讨,分析构建学生元素观的重要性,并探讨实施教学方法。
通过案例分析,评价和展望构建学生元素观的效果,为今后的教学工作提供参考。
通过本研究,旨在加深对学生元素观构建的认识,提高教师的教学水平,促进学生对化学知识的理解和掌握。
1.2 研究意义在初中化学教学中,通过构建学生元素观,可以帮助学生建立正确的化学观念,深化对化学元素性质和规律的理解,培养学生的化学思维能力和问题解决能力。
构建学生元素观还可以激发学生对化学学科的兴趣,培养学生的探究精神和实验技能,为学生未来的学习和科研奠定坚实基础。
研究初中化学教学中构建学生元素观的策略,对于提高学生化学学科成绩,促进学生全面发展具有重要的意义。
通过深入探讨构建学生元素观的重要性和策略,可以为初中化学教学提供更科学、有效的指导,为学生的全面发展和未来科学研究打下坚实基础。
1.3 研究目的研究目的是帮助我们更好地理解初中化学教学中构建学生元素观的重要性,并探讨有效的策略和教学方法。
通过研究目的,我们可以更好地指导教师如何引导学生建立正确的元素观念,从而提高他们的化学学习成绩和科学素养。
探讨研究目的还可以帮助我们更深入地了解学生在学习过程中对元素概念的认知特点和困惑点,从而针对性地制定教学计划和教学策略。
通过研究目的,我们可以为化学教学提供更好的指导和支持,为学生的学习和发展提供更有效的辅导和帮助。
初中化学教学中构建学生元素观的策略探讨近年来,随着教育改革的不断深入,高质量的教育变得越来越受到人们的关注。
作为中学课程的一部分,化学教学也逐渐得到了重视。
元素是化学基础知识中最基本的概念之一,构建学生正确的元素观对于后续的学习和发展至关重要。
本文旨在探讨如何构建学生元素观的策略,以帮助教师更好地开展化学教学。
一、学生元素观的基础概念在化学中,元素是指由相同原子数的原子组成的纯物质,如氧、氢、铁等。
这些元素可以通过不同的化学反应和物理现象进行组合和改变,形成各种不同的化合物和材料。
因此,了解元素的性质和特点是化学学习的基础,也是为将来的研究和工作打下坚实的基础。
学生元素观涵盖了对元素的基本概念、特性和变化的认知,从而帮助学生建立对化学世界的认识和理解。
因此,构建学生正确的元素观是化学教学中十分重要的一项任务。
1.提高师生交流质量,营造积极的学习氛围在化学课堂中,教师应该注重与学生的互动交流,通过抛出问题、开展讨论等方式,引导学生主动探究和思考元素的概念和特性。
同时,要注重营造积极的学习氛围,为学生提供良好的学习环境和积极的思考氛围。
2.运用多种教学方法,提高学生学习效果在教学过程中,可以运用多种教学方法,如示范实验、小组合作学习、信息技术等方式,帮助学生探究元素的性质和特性。
其中,实验教学是化学教学中尤为重要的一种方法,不仅可以让学生亲身体验化学反应的过程,还能提高他们的动手实践能力和自主学习能力。
3.加强教学设计,提高教学效果在化学教学中,教师可以根据学生的实际情况和学习水平,针对性地设计教学内容和教学方法。
例如,可以通过引导学生提问、讨论、解决问题等方式,激发学生学习的兴趣和积极性;同时,还可以根据教材内容和学生的实际情况,精心设计各种实验操作,以便让学生更好地理解和掌握学习内容。
4.鼓励学生参加课外活动,拓展学习视野化学不仅是一门科学,也是一种生活方式。
因此,教师应该引导学生积极参加课外活动,扩展学习视野,增强学生对化学的认识和理解。
初中化学教学中“元素观”的建构策略作者:张婷来源:《中学课程辅导·教师通讯》2017年第18期【内容摘要】初中化学中,通过有效策略帮助学生建构“元素观”,使学生能以化学的视角认识生产生活中的相关问题,推动学生思维能力的发展,促进学生化学观念的基本形成。
【关键词】初中化学元素观建构策略一、教学实践中的困惑初中学生系统学习化学的时间只有短短一年,而随着中考的结束,当问及学生头脑中对化学的残留记忆时,学生往往无从回答。
事实上,绝大部分学过化学的人,会伴随着时间的流逝而遗忘具体的化学知识,那么,化学学习最终留给我们的应该是什么呢?德国著名物理学家、诺贝尔奖获得者冯·劳厄说“教育所给予人们的无非是当一切已学过的东西都忘记后所剩下来的东西”。
而对于初中学生来说,就是“学生通过化学知识的学习,所形成的从化学的视角认识事物、解决问题的思想、观点和方法,即植根于学生头脑中的化学基本观念。
①”初中化学基本观念主要有:元素观、微粒观、变化观、实验观、分类观、化学价值观等②,元素观在众多的化学观念中既是核心观念,也是基本观念,初中化学教学的第一要务就是帮学生建立基本的元素观,并以元素观为基础,逐步建立化学的其他基本观念。
二、初中阶段元素观内涵初中阶段,化学元素观内涵丰富,主要包括:无限的物质是由有限的元素组成的,物质可以按元素组成进行分类;元素在化学反应前后种类不变,物质间的转化本质是原子的重新组合;元素的种类由原子的质子数决定,元素的化学性质与原子核外电子排布,尤其是最外层电子数有着密切关系;元素的性质呈周期性的变化规律等等。
由此,可以看出,化学元素观不是一个简单的概念,其具有丰富的内涵。
因此,化学教学中,教师需依托教材,经过螺旋式递进,在事实积累和化学元素观发展的交互过程中慢慢建构学生的元素观。
三、构建策略1.挖掘教材资源,支撑元素观建构元素观的建构并不是通过某一单元或某一课时直接完成的,也不可能一次性完成,通過对教材的深入挖掘,我们可以发现,化学元素观渗透在知识体系的构建与发展中,是在教学的各个阶段不断结构化,螺旋式上升的过程。
初中化学教学中构建学生元素观的策略探讨
近年来,随着教育教学改革的不断发展,越来越多的教育工作者开始重视学生元素观的构建。
在化学教学中,学生元素观的建立不仅与学生的学习兴趣和学业成绩密切相关,更是学生学习和未来发展的基础。
本文将会探讨初中化学教学中构建学生元素观的策略问题。
其次,化学教学需要注重培养学生的实验能力和探究精神。
在化学实验中,学生可以通过掌握实验步骤和原理,逐渐了解元素的物理和化学特性。
同时,教师要鼓励学生提出自己的问题,并引导他们通过实验、观察和分析来求解答案。
这种探究式的学习方式既提高了学生的科学素养,又可以帮助他们更深入地理解元素概念。
最后,化学教学需要更注重学生的创新能力和实践能力。
我们不仅要让学生掌握化学基础知识,还要培养学生独立解决问题的能力。
在教学中,我们可以通过激发学生的创新思维和探究兴趣,来培养他们的物质应用和工程设计能力。
例如,可以引导学生根据自己的兴趣和实际需求,开展实际的元素研究活动。
这种“自主学习”的方式不仅让学生体验到研究的快乐,还增强了学生的动手实践能力和创新能力。
综上所述,初中化学教学中构建学生元素观的策略是多方面的,需要教师们采用多种教学方法和手段。
针对性教学、实验探究、创新实践是其中比较关键的三个方面。
只有这样,我们才能够真正培养学生成为既有理论知识又有实际能力的化学专家。
初中化学教学中构建学生元素观的策略探讨构建学生元素观是初中化学教学中一个重要的任务,它对于学生理解化学知识的本质和思维习惯的培养具有重要的指导意义。
以下是我对于构建学生元素观的策略的探讨。
我们可以通过多种方式引导学生对元素的直观认识。
化学是一门实验性很强的科学,我们可以通过展示元素真实的性质和特点来引起学生的兴趣。
利用实验仪器演示金属与非金属的性质差异,让学生亲自观察和探究不同元素在实验条件下的物理和化学性质,从而培养学生对于元素的直观认识。
我们可以通过与学生实际生活和实验室实践相结合的方式,引导学生深入了解元素的特点和应用。
通过了解元素在日常生活中的运用和在实验室中的应用,学生可以更加直观地认识元素的作用和重要性。
我们可以通过引导学生观察和分析一些常见物质的成分和性质,引导学生进一步了解元素的组成和变化规律。
我们还可以通过问题导入的方式,引导学生思考问题并积极参与讨论。
通过提出有趣、实用的问题,让学生思考元素的本质和特点,激发他们的求知欲和主动探究的能力。
通过提问“为什么一些金属可以发光?”,让学生思考金属的特点和发光的原理,从而引导他们对元素的更深入了解。
我们还可以通过合理的实验设计和实践操作,引导学生进行实践探究。
通过亲身操作,学生可以通过实验现象和结果来认识元素的特点和本质,培养他们的动手能力和实验思维。
通过设计和进行一些简单的化学实验,让学生亲自参与实验操作和观察,从中感受元素的性质和变化规律。
我们还可以通过让学生主动参与和扮演元素的角色,来加深他们对元素的理解。
我们可以通过角色扮演的形式,让学生分别扮演金属、非金属等元素,通过互动交流的方式来感受元素的性质和特点,从而加深对元素的认识。
通过以上策略的探讨,我们可以构建学生元素观的有效途径。
在实际教学中,我们可以根据学生的具体情况和教学内容选择相应的策略,为学生打开元素的大门,帮助他们更好地理解和掌握化学知识。
高中化学教学中学科观念的建构摘要:新课程改革的宗旨是提高学生的科学素养。
元素化合物教学中,“元素观”、“分类观”、“转化观”等化学学科观念的建构能促进学生对知识深入、持久地理解和掌握,优化学习的过程,使知识向能力转化。
关键词:元素化合物教学化学学科观念建构元素化合物知识是中学化学知识构成的基础,是化学教学内容的重要组成部分。
以前我们通常以族为单元进行学习,对该族中某一代表元素的重要代表物,如单质、氧化物、酸等,分别对其结构、性质、制备与应用等进行研究和学习,然而当我们要求学生说出或画出元素家族的物质关系图时,或要求实现多步转化时,很多学生思维就很吃力,只能回忆起一些零散的物质性质,缺乏一种线索或者说缺乏一种思想方法,把物质、把反应整合起来,即学生缺乏方法类的知识作支撑来形成结构化的知识网络。
新课程改革的宗旨是提高学生的科学素养,重视学生学科观念的建构,在高中化学新课程教材中,就很好地体现了元素化合物知识与“元素观”、“分类观”、“转化观”等化学学科观念的有机融合与互相渗透,目的是帮助学生在掌握相关化学知识的同时,感受并形成相应的化学学科观念。
下面笔者结合自己的教学实践,谈谈新课程理念下元素化合物教学中化学学科观念的建构。
一、建构“元素观”,形成“以元素为核心的物质家族”的观念从元素的视角看物质世界是化学学科特有的思想方法。
“元素观”的建构,会使学生主动地从元素组成成分上来认识他所遇到的各种物质,并能将其与熟悉的物质联系起来,以元素为核心,建立起一种描述物质世界的认识框架。
这样就使学生从书本上学到的知识“活”起来,使知识向能力转化,提高学生的科学素养。
例如在氮元素及其化合物的教学中,可以设计以下问题:(1)请列举出常见的含氮元素的无机物;(2)简单描述氮在自然界的循环过程。
学生发表见解后互相补充、讨论,再小结。
教师通过创设问题情境,以任务驱动,激发学生的学习动机,通过学生的积极思考,发现原有的知识结构,初步建构“元素观”:物质是由元素组成的,同一种物质的元素组成是固定的,可以用元素符号和化学式来描述;在自然界中,元素存在循环,元素及物质的循环系统是大自然不可分割的一部分。
初中化学教学中元素观构建的策略化学是和生活联系最为紧密的学科之一,生活中好多看似不可思议的现象都可以用化学知识来解释,那么,初中化学教学中的元素观如何构建呢?【摘要】本文针对初中化学教学中学生元素观构建的策略展开具体分析,旨在为初中一线教师帮助学生建构元素观提供可供借鉴的理论依据和技术支持,减轻教学负担,提升教学效率。
化学是一门在微观层面上研究物质的根本组成、组成微粒的排列结构、物质的宏观性质、变化规律、制备及其应用的自然科学。
物质是由元素组成的,化学的核心理论也就是元素。
初中阶段作为学生学习化学的入门阶段,初中生元素观的构建既是开展化学教学的根底保障,又是学生建立化学观念的先决条件。
然而,现阶段初中生元素观建构的现状不容乐观,教师上课照本宣科、罗列知识、全堂灌输,学生死盯课本、被动承受、死记硬背的现象仍然存在,导致教师抱怨化学难教,学生哭诉难学。
因此,初中化学教学中强化学生化学观念,加强元素观的培养与建构已经刻不容缓。
初中化学教师在日常教学过程中,要时刻注重以观念为本的教学原那么,充分挖掘教材中蕴含的元素观,以课堂教学为载体,创设情境,巧用类比,重视迁移,帮助学生构建元素观,并在教学中通过与生产生活相联系,促进学生知识迁移能力和科学素养的形成。
初中化学教师要转变传统的以考点内容为教学重点的教学观念,要认识到培养学生化学观念和帮助学生构建元素观的重要性,充分挖掘教材中蕴含的元素观,从构建元素观角度进行教学,以帮助学生养成化学思维,形成化学迁移能力和科学素养。
首先,化学教师可以从元素的角度对物质进行分类,使学生形成类别相同性质相近的理念,如“只含有一种元素的纯洁物叫单质,含有两种及两种以上元素的纯洁物叫化合物”,根据元素组成对物质进行分类,使无序的物质变得有序,便于学生深刻地理解物质的组成和性质;其次,化学教师在教学中可以将宏微观相结合,让学生在学习原子结构的根底上认识元素的内涵,如“元素的原子构成了世间万物,原子是由原子核和核外电子构成的,原子核又是由质子和中子构成的,核内质子决定了原子及元素的种类”。
论中学生化学元素观的建构摘要化学元素观是中学化学学习中的核心观念。
化学元素观的建构有利于中学生对物质世界形成有序的认识,有利于中学生形成化学的思维方法。
化学元素观建构的基本策略是:(1)在元素概念基础上形成物质的基本分类;(2)在原子结构认识的基础上理解元素是如何形成物质的;(3)在元素周期律学习的基础上形成元素性质研究的基本模型;(4)在专题性学习中建构化学元素观;(5)在元素观指导下的应用性学习中丰富元素观;(6)利用概念图技术帮助化学元素观的建构。
关键词化学元素观建构中学生使学生形成基本的化学观念是化学学科的一个重要教学目标[1]。
化学元素观是化学观念中的核心观念。
本文在梳理化学元素观内涵的基础上,探讨化学元素观建构的价值及其建构的基本策略。
1 化学元素观的基本内涵1.1 物质都是由元素组成的物质世界是巨大的、丰富的。
种类浩繁的物质世界只是一百多种元素组合而成的。
每种物质只是由少数几种基本元素按照不同的方法组合而成。
100多种元素中,有些元素很稀少,有些元素很丰富,大部分元素要与其他的元素结合,只有少量元素在发现时是纯元素。
1.2 物质可以按照元素组成进行分类根据所含物质的种类物质可以分为纯净物和混合物。
纯净物通常指具有固定组成和独特性质的物质。
纯净物又分为单质和化合物。
由同种元素组成的物质称单质。
单质是元素存在的一种形式。
某些元素可以形成几种单质,称为同素异形体。
由不同种元素组成的物质称化合物。
化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物,一个化合物分子中至少包含两种或两种以上不同的原子。
每种化合物都有确定的化学性质和物理性质,化学家可以通过这些性质把各化合物同所有其他化合物相区分。
实验室合成出来的化合物与自然界中发现的化合物,不管来源有什么不同,一种纯的化合物,不管它的量的多少,其组成和性质都应该相同。
因为不论是化学家合成出来的还是自然界发现的,同种化合物都是由相同的元素在同样的法则之下形成的。
如果两种物质的组成和性质不同,它们一定是由不同的化合物组成的或它们的纯度不同。
根据是否含碳元素,化合物可以分为无机化合物和有机化合物(碳的氧化物和碳酸盐除外)。
无机化合物按照组成可以分为酸、碱、盐。
化合物水溶液,在电离时生成的阳离子全部是氢离子的化合物叫做酸,电离时生成的阴离子全部是氢氧根离子的化合物叫做碱,电离时生成金属离子和酸根离子的化合物叫做盐。
组成有机化合物的元素并不多,除了碳元素外,主要有氢、氧、硫、氮、卤素等元素,但是有机化合物的数量却多得惊人,占已发现的纯物质中的绝大部分。
碳是有机化合物的基本元素。
碳原子与碳原子之间可以以不同的方式结合形成碳链或者碳环。
碳原子少则几个,多则成千上万个,此外,即使是碳原子数目相同,由于碳原子与碳原子的连接方式多种多样,因而可以组成许多结构不同的化合物。
1.3 化学式表示物质的元素组成利用元素符号表示物质组成的式子叫化学式。
化学式代表一种物质的组成。
一个化学式中的符号代表这一种物质中存在的元素。
一种纯化合物的不同样品总是含有相同质量比的相同元素,这就是化合物组成的定比定律或定组成定律。
1.4 物质间的转化本质是元素原子间的重新组合质量守恒定律说明,在化学反应中元素是守恒的。
物质间的转化本质是元素原子之间的重新组合。
化学方程式表示在化学反应中每种元素的原子数是不变的,即恒定的。
所以,可以根据化学方程式进行物质转化的定量计算和研究。
在自然条件下,地球上的各种物质及元素等有它们各自的循环途径。
如碳元素存在着碳循环,氮元素存在着氮循环。
磷、钙、臭氧等都有各自的循环途径,在大自然中共同形成了一个良好的生态系统,支持着地球上生物体的生长和繁衍。
物质及元素的循环系统是大自然不可分割的一部分。
1.5 元素是同一类原子的总称原子是由原子核和核外电子构成的。
原子核是由质子和中子构成的。
具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子叫做元素。
具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素。
同一种元素的不同核素之间互为同位素。
中子具有与质子完全相同的质量,但是中子不带电荷。
虽然中子对原子的相互作用影响甚微,但是,它们却影响着原子核的质量和稳定性。
组成我们熟悉的物质的各种元素,都是以两种或多种原子质量不同而化学性质几乎完全相同的原子组成的同位素。
许多元素相对原子质量远非整数就是缘于同位素的存在。
大部分同位素不稳定。
一种不稳定的同位素的半衰期,是指同位素衰减到原来质量的一半时所用的时间。
不同同位素的半衰期大不相同。
任何一种同位素的半衰期都是恒定的,不受温度和压力等物理条件的影响。
利用半衰期可以估算时间的演变。
1.6 元素化合价与元素原子的最外层电子有关元素的原子之间结合形成物质时,是按一定数目关系进行的,这种数目关系反映了元素的化合价性质。
元素的原子与别的原子结合的本质是为了使原子的最外层电子达到相对稳定的结构。
元素的化合价与元素原子的最外层电子有着密切的关系。
一般来说,原子之间通过两种作用方式构成物质。
一种是通过共用电子对的方式,一种是通过电子得失的方式。
以共用电子对方式形成原子间的结合时,如果电子对没有偏移,则化合价为零;如果电子对偏向元素的原子,则显负化合价;如果电子对偏离元素的原子,则显正化合价。
以电子得失的方式形成原子之间的结合时,得到电子的原子显负化合价,失去电子的原子显正化合价。
在一个化合物中原子和离子的正化合价与负化合价的代数和等于零。
在许多物质的转化反应过程中,核心元素的化合价会发生变化,化学上将该类型反应称为氧化还原反应。
氧化还原反应是一类重要的化学反应,与我们的生活密切相关,例如化学电源、电解、金属的腐蚀与防护的基本原理都是基于氧化还原反应。
1.7 元素性质呈周期性变化每种元素有其特性。
元素的性质主要取决于它们的原子结构。
有一些元素具有类似的性质,元素的性质随着元素原子序数的递增呈周期性的变化。
元素性质的周期性变化本质上是元素原子的核外电子排布的周期性变化。
根据元素周期律,把电子层数目相同的各种元素,按原子序数递增的顺序从左到右排成行,再把不同横行中最外层的电子数相同的元素,按电子层数递增的顺序排成纵行,就得到元素周期表。
在每一周期(除第一周期和稀有气体),从左到右,元素的金属性依次减弱,非金属性依次增强。
在主族元素中,从上到下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。
2 化学元素观建构的价值2.1 有利于对物质世界形成有序的认识化学研究的成果使人类对物质世界形成了条理有序的认识。
依据化学组成,物质可以分为纯净物和混合物;依据元素组成,纯净物可以分单质和化合物;单质分为金属单质和非金属单质;化合物分为无机化合物和有机化合物;无机化合物分为氧化物、酸、碱、盐;氧化物分为酸性氧化物和碱性氧化物;酸分为含氧酸和无氧酸;盐分为酸式盐、碱式盐和正盐。
在单质、氧化物、酸、碱和盐之间有一定的转化关系,利用物质之间的转化关系,人们可以研究物质的性质、制备以及鉴别和提纯物质。
如果没有人类对化学元素的认识,人类对物质世界的认识也是物质变化现象之网,是一片混沌。
同样,如果一个学生没有建立起元素观,他对物质世界的认识也是混乱无序的。
而在具有化学元素观的学生大脑中,物质世界是有序的。
学生通过化学元素观的建立,理解了有限的元素是怎样组成庞大的物质世界的。
在学习和研究物质时,不是简单地学习和研究具体物质的知识,而是通过核心元素建立相关物质之间的关系。
在面对一个陌生的具体物质时,能自觉地对物质进行分类,根据其与各类物质之间的相互关系,预测该物质的性质,并在此基础上对物质进行有序的学习和研究。
3.2 在原子结构认识的基础上理解元素是如何 形成物质的在元素概念的基础上,形成了对元素与物质关系的基本了解,但要真正理解元素与物质的基本关系,必须理解元素是怎样组成物质的以及一种元素为什么能组成不同的物质。
而要达到这样的理解,必须从原子结构的角度进行认识。
原子是由原子核和核外电子构成的,原子核又是由质子和中子构成的。
在化学反应中,原子核本身并不发生变化,只是发生了原子核外电子运动状态的变化,从而导致物质组成与性质的变化。
一种原子的核外电子数与该种原子的质子数(核电荷数)相等,因此具有相同质子数的原子在化学反应中就具有几乎完全相同的性质,所以将具有相同核电荷数的不同种原子看作同一类原子,并叫做元素。
可以说,直到人们认识了原子的内部结构以后,才对元素有了进一步的理解。
元素的原子通过转移或共用最外层电子进行相互作用。
元素化合价和原子结构的关系的建立,可以使学生初步理解元素是如何形成物质的。
通过离子键和共价键的学习,可以深化理解元素是如何形成物质的。
通过碳元素的家族——有机化合物的学习,进一步丰富学生对元素形成物质的理解。
因此,理解性建立元素性质与原子结构的关系,是理解元素与物质之间关系的基础。
3.3 在元素周期律学习的基础上形成元素性质研究的基本模型元素周期律归纳了看似杂乱无章的化学元素之间的相互联系和内在变化规律,揭示了元素周期律的实质是元素原子的结构呈周期性变化。
元素周期表是元素周期律的具体表现形式。
元素在周期表中的位置反映了该元素原子结构的特点以及由此决定的元素的性质,因此,可以根据某元素在元素周期表中的位置,推测它的原子结构和有关性质。
元素的金属性或非金属性与元素的相关物质的性质存在着基本的关系。
从元素的原子结构或在周期表中的位置可以预测其金属性或非金属性,进一步预测相关物质的性质。
如对于金属元素,可以预测其单质的还原性、金属氧化物的氧化性、氢氧化物的碱性;对于非金属元素,可以预测其单质的氧化性、单质与氢气反应的难易程度、气态氢化物的稳定性、最高价氧化物对应水化物的酸性等。
可以根据同主族元素性质的相似性和递变性规律来预测某种元素的单质及化合物的性质。
3.4 在专题性学习中建构化学元素观化学元素观的内涵极其丰富,其中涉及许多化学概念的学习和化学事实的学习,但是由概念和事实转化为概念并不是一个自动的过程,需要通过“观念为本”的专题性学习帮助核心观念的形成和建构。
美国学者艾里克森(L.Lynn Erickson)提出了“观念为本的教学”设计方法[2]:(1)把核心概念转化为一些期望学生形成的基本理解;(2)把基本理解以“基本问题”的形式表达,以问题驱动教学和学习,促进学生的基本理解;(3)根据基本问题设计教学活动、学习活动和评价活动,让学生在参与基于问题的讨论和学习中达到基本的理解,形成核心观念。
我国学者王磊教授带领她的课题组进行了基于化学核心观念建构的专题性教学设计研究[3]。
首先,将元素观转化为基本理解,所有的物质都是由最基本的成分“化学元素”组成的;通常我们见到的物质千变万化,只是化学元素的重新组合,在化学反应中元素不变;对物质进行科学的分类,把握物质的本质属性和内在联系,寻找规律,分门别类地研究物质是科学研究的基本方法。