以系统思维复习元素化合物知识

何小丽

摘要：系统思维就是把认识对象作为系统，从系统和要素、要素和要素、系统和环境的相互联系、相互作用中综合地考察认识对象的一种思维方法。整体性是系统思维方式的基本特征，它存在于系统思维运动的始终，也体现在系统思维的成果之中。元素化合物包括金属及其化合物和非金属及其化合物，它作为一个整体贯穿整个高中化学的学习。

关键词：系统思维；整体性；元素化合物

文章编号：1008-0546（2017）02-0074-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.02.024

元素化合物是整个高中化学的重要基础知识，它将基本概念、基本原理与物质的化学性质有机地进行融合。而学生在学习元素化合物知识的时候往往会感到“零散、繁多”，在教学中，尽管教师通过演示实验使学生热情高涨，乐于接受，但当学生学完元素及其化合物的性质后，学生就混淆不清，从而出现张冠李戴的混合型错误。传统复习元素化合物，一般按照先金属后非金属，金属中按照元素钠、铝、铁、铜，非金属则按照硅、氯、硫、氮的顺序进行复习，且进行分类、归纳、总结，形成知识网络，重点强调各元素及其化合物的特性，但仍不能根治以上问题。

系统思维就是把认识对象作为系统，从系统和要素、要素和要素、系统和环境的相互联系、相互作用中综合地考察认识对象的一种思维方法。整体性是系统思维方式的基本特征，它存在于系统思维运动的始终，也体现在系统思维的成果之中。元素化合物包括金属及其化合物和非金属及其化合物，它作为一个整体贯穿整个高中化学的学习。在复习中，把元素化合物作为一个整体系统，从金属的共性与各金属的特性、金属与非金属之间的联系进行系统复习。

一、 以性质为主线，形成知识体系

在金属及其化合物的学习中，学生基本掌握了金属元素的共性及一些特性，如在学习金属钠的有关知识后，学生对此印象最深的就是钠是非常活泼的金属元素，具有很强的失电子能力。而在非金属及其化合物的学习中，氯也是一种活泼的非金属元素，具有很强的得电子能力。因此钠和氯具有很多共性：在自然界中都没有游离态的钠和氯存在，钠和氯气都能和水反应，钠能和酸反应，氯气能和碱反应。这些共性都与它们的性质——活泼性有关，因此在复习中，可以将这两种元素作为一个整体进行系统复习。通过这样一个过程，可以将钠和氯气的性质认识进行拓展延伸，因为活泼，具有很强的失电子能力，所以钠的化合物基本上都是离子化合物，如NaH，在加热条件下，钠和氧气反应的产物是Na2O2而非Na2O，氢氧化钠的碱性极强等都是因为钠具有极强的还原性的缘故；因为活泼，具有很强的得电子能力，所以一般氯的最稳定存在形式是Cl-，从而可以推导出ClO-、ClO3-、ClO4-具有很强的氧化性。但是相似并不是完全相同，氯气和水的反应并没有钠和水反应那样剧烈，倒是可以据此牵引出活泼性最强的非金属氟与水反应的产物、条件、现象等。同样，在复习金属铝和非金属硅的有关知识时，铝的性质重点体现在两性，不但如此，铝的氧化物、氢氧化物也都有两性，而有关硅的重点性质则体现在二氧化硅既能与氢氧化钠反应又能与氢氟酸反应，它们之间也有共性——两性，这是因为硅和铝在元素周期表中的位置相邻且均介于金属和非金属之间，因而这两种元素的性质相似。尽管都是从两性的角度来了解这两种元素的性质，但硅的“两性”不是真正的两性，硅以及二氧化硅都能跟强碱反应，但它们却不能跟强酸反应，只能跟唯一的一种酸——弱酸氢氟酸反应。以性质为探究点，进入内部结构深入探究各物质性质的共性及规律，并使性质与原理、应用相结合，这样可以更好地帮助学生完善知识结构，形成元素化合物的知识体系。

二、 以化合价为主线，形成知识体系

在铁及其化合物的学习中，重点掌握铁的化合物有两种价态以及它们之间的相互转化，而非金属元素硫及其化合物的相关内容学习时，其重点内容体现在二氧化硫的性质和浓硫酸的性质掌握上，这两种物质中硫的化合价也不相同，因而在复习中，将铁和硫及其化合物作为一个整体，从化合价的角度去分析从而达到掌握铁及其化合物的性质。在这块知识体系中，铁的化合价有零价、正二价和正三价，铁遇弱氧化剂（如S）生成二价铁，铁遇强氧化剂（如Cl2）生成三价铁，二价铁易被氧化成三价铁，而三价铁易被还原成二价铁；硫的化合价有零价、负二价、正四价和正六价，从零价的硫单质出发，得到硫可以跟金属或氢气反应生成硫化物，硫化物中的硫处于最低价态，因而具有较强的还原性；硫单质可以在氧气中燃烧生成二氧化硫，二氧化硫中的硫为正四价，处于中间价态，这与Fe2+性质相似，二氧化硫中正四价的硫易被氧化成正六价的硫，从而可以得出二氧化硫具有较强的还原性和较弱的氧化性，再补充二氧化硫的特性-漂白性，并与前面所学氯水的漂白性进行对比，最后得出二氧化硫作为酸性氧化物与二氧化碳具有相似的性质；而正六价的硫主要存在于SO3或浓H2SO4中，正六价是硫的最高价态，从而可以引导学生掌握浓H2SO4的强氧化性及脱水性、吸水性。以化合价为切入点，运用氧化还原反应进行系统复习，使得化学反应的发生既是具体元素化合物性质的体现，又是该元素化合物存在于系统中系统行为的必然结果。这是一种系统化的思维，不仅有利于学生对元素化合物知识体系的整体把握，而且能够帮助他们在系统思维中发现有利于迁移的知识，从而提高学生对化学的整体认知及解决实际问题的能力。

三、 以元素为主线，形成知识体系

在整个的学习中，每一种元素及其化合物的性质都是以该元素为主线，形成该元素的知识网络，比如：氮及其化合物主要包括氮气、氨气、一氧化氮、二氧化氮、硝酸、硝酸盐、氨盐，每一种物质的性质均围绕氮元素展开，从而形成有关氮元素的知识体系。在对元素化合物中每一种元素所形成的知识网络弄清楚之后，也可以将含不同元素的物质以常见的重要反应做连线，构成更大的知识网络。如二价铁易被氯气氧化成三价铁联系铁和氯，氯气和氢氧化钠反应制备漂白液又联系上钠，而氯碱工业的产物氯气又和铁联系起来、氢氧化钠又能和氯铝联系起来、氢气和氮气反应合成氨又将牵扯出氮元素的一系列转化。这些元素的连接点就是各元素化合物性质的体现，在所有元素化合物中，各元素及其化合物性质体现在各个反应中，而各个反应又相互交错在一起，使得学生对于元素化合物知识间的内在联系形成整体的知识系统。

这是一种“先整体后具體”的复习策略，实际上就是将化学学科或其中的某一知识块作为一个系统，让学生先从整体上感知系统内容的特征、 范围和精神，然后再探究系统内部具体的知识和内容。这样既有利于学生综观全局，又能体现重点，突破难点，面对所需掌握的知识点也不再是支离破碎的，而是彼此间有着规律性的内在联系。

参考文献

[1] 苏建立. 高中化学教学需要系统思维 [J]. 教学与管理，2014（7）：145-147