基于化学基本观念的元素化合物教学实践——以鲁科版“氨”的教学为例

化学基本观念是高中生要达成的学科核心素养之一，也是化学学科核心素养形成的必要条件。元素化合物作为高中化学的主干知识，与化学基本观念有着什么样的关系，如何将两者有机结合以提高教学效果？

一、两者关系：知识承载观念，观念引领教学

化学基本观念是学生在学习和应用化学知识的基础上，对具体的化学知识的概括与提升，具有超越具体知识的持久价值和广泛的迁移作用，影响着学生解决实际问题的价值取向和行为方式。［1］然而，基本观念的形成不是一朝一夕能完成的，而是要以不同的具体知识为载体，反复地思维探究，才能形成稳定的观念。北京师范大学胡久华教授将化学1模块中的元素化合物知识与化学观念的关系概括为两个方面：［2］一是元素化合物知识可以很好地承载化学基本观念的形成与发展；二是元素化合物知识的有效教学需要化学基本观念的引领。新课程教材的元素化合物知识明显淡化了族的概念，教学素材不再围绕知识点讲物质，而是为了帮助学生形成研究物质性质的思想方法，形成基本的化学观念。例如，“氯气的性质”主要是为了说明研究物质性质的基本程序。［3］

二、两者结合：摸索策略，促成有效

基于化学基本观念的元素化合物的教学目标是以观念为指导，提高元素化合物的教学效果，促进观念的进一步发展。为了更好地实现这一教学目标，我们要讲究教学策略，优化教学方法，选择合适的教学组织形式。

1.建立具体知识与化学基本观念间的联系

分析具体知识与化学基本观念间的联系，分析具体知识对观念发展的支持度，使得教学设计有的放矢，方能更好地实现教学目标。“氨”这一课时是鲁科版《化学（必修一）》第3章第2节的一部分内容，主要介绍了氨的物理性质、化学性质及其应用，其中化学性质主要包括氨与水的反应、氨与酸的反应和氨的还原性三方面。它是“碳的多样性”之后，又一次典型的元素化合物知识的学习，也是氧化还原反应知识的进一步应用和深化，为后续“硫的转化”“海水中的元素”以及其他元素化合物的学习提供思路和方法。“氨”的知识点与化学基本观念的具体关系见图1，重点是让学生掌握以分类观［4］和实验观为指导的元素化合物知识的学习方法，形成用化学思想方法认识事物和处理问题的意识和能力，进而形成化学基本观念。

图1“氨”基础知识和化学基本观念的关系

2.以问题导学教学模式组织教学

问题导学教学模式是以问题的解决为主线，以知识的学习为明线，以观念的建构为暗线开展教学活动的教学模式。知识与观念蕴含在问题中，这就要求问题要有情境性、目标性和观念性，才能达成教学目标；要有层次性和引领性，以便学生找到思维的起点和方向；要有一定的思维深度和容量，促进学生思考。在进行“氨”的教学时，让学生先回顾研究物质性质的基本程序，预测氨可能具有什么样的化学性质。然后根据这一问题线索，通过喷泉实验、“空瓶生烟”等实验加以探究，每个实验带有若干个具有层次性的引领性问题，使学生通过观察思考，以及相应问题的解决，自主学习氨的性质及其用途。这样的教学设计促使学生运用观念解决问题，帮助学生理解研究物质性质的两个角度：一是从物质分类角度研究物质的通性，主要包括酸性和碱性；二是从化合价的角度，对物质进行分类，研究物质的氧化性和还原性。这样的教学方式，使课程内容问题化，让学生应用化学方法解决问题，在问题的解决过程中完成新知的学习和观念的形成。

三、具体实践：“氨”的教学设计

环节一：基于预测与实验，学习氨的物理性质以及氨与水的反应，发展分类观、实验观、元素观和微粒观

问题1.回顾研究物质性质的基本程序，预测氨可能具有什么样的化学性质。

问题2.观察氨气，观察趣味实验“滴水之恩，涌泉相报”，分析氨具有什么样的物理性质和化学性质。

问题3.氨水中含有哪些微粒？液氨、一水合氨、氨水三者有什么区别和联系？

问题4.液体为什么能进入圆底烧瓶形成喷泉呢？如果实验员在准备实验时，没有提前给胶头滴管装水，你有办法实现喷泉实验吗？

【设计意图】开门见山，明确学习任务，指导学生研究物质性质的程序和方法，避免学生死记硬背元素化合物知识，培养学生的分类观和方法论。通过实验，培养学生观察、分析能力，培养学生实验观。通过类比氯水，分析氨水的成分及其与液氨、一水合氨的区别，培养学生类比迁移、三重表征的思维，培养学生的微粒观和元素观。问题4难度加大，促使学生思考交流。通过观看高度清晰的喷泉实验视频，和分别用热敷、冷敷做喷泉实验的视频，让每个学生都能直观观察，便于理解喷泉形成原理这个难点。

环节二：基于实验验证，学习氨与酸的反应以及相关应用，发展性质决定用途的观念

问题5.观看魔术表演——空瓶生烟，分析氨与酸的反应，写出反应方程式。如果将浓盐酸改为浓硝酸或浓硫酸，能否看到白烟？

问题6.氨和铵盐都可以做氮肥，为什么不直接用氨做化肥，而是将氨转化为铵盐做氮肥呢？

问题7.干燥氨气能否用浓硫酸做干燥剂？

问题8.向下排空气法收集氨气时，有什么方法可以简便验满？

问题9.如何处理氨气尾气（试剂、装置）？

【设计意图】将演示实验设计成小魔术，激发学生学习兴趣。通过小魔术以及图片，直观教学，使学生获得直接经验，印象深刻。让学生比较不同酸与氨气反应的区别与联系，培养学生归纳和演绎的能力，培养学生分类观和变化观。通过问题6至9的解决，让学生学以致用，培养学生性质决定用途的思维。

环节三：基于实验和推理，学习氨的还原性及其应用，发展元素观、变化观和价值观

问题10.观看氨催化氧化演示实验视频，分析工业生产硝酸的原理，写出相关反应化学方程式。

【设计意图】通过观看实验视频，直观教学。通过方程式的书写，便于学生理解氨的还原性和硝酸的制备原理，培养学生的元素观、变化观和化学价值观。

四、教学反思

纵观新课程改革以来的高中化学教学，明显更加关注真实情境的使用。［5］教育部考试中心单旭峰明确指出，高考化学试题应以公开发表的科研文献等为素材，采用数据表格、结构模型图和装置示意图等丰富的形式展现真实化学问题。［6］这几年高考考查的真实情境里的元素化合物往往是学生所不熟悉的，意在考查基本科学方法和能力。因此，元素化合物的教学除了要传递知识，还应渗透学习方法和化学基本观念。

基于化学基本观念的“氨“教学设计在实施后，通过与学生交流和访谈，有以下几点感触：（1）关注学生化学观念的建构。课前深入分析“氨”具体知识对化学观念发展的支持度，为基础知识的学习过程设计合理的引导性问题和学生活动，使学生在学习新知的同时，化学基本观念得以发展。（2）关注元素化合物的学习方法。根据物质性质研究的基本程序引导学生观察氨的物理性质，并利用分类法预测氨的化学性质，然后通过实验法引导探究氨与水反应、氨与酸反应以及氨的还原性等三个性质，最后引导学

生根据性质决定用途了解氨的应用。通过本节课的学习，学生们表示元素化合物的研究程序清晰了，学习方法明了了。（3）关注学生分析和解决问题的思维过程。将每个学习任务分解成几个具有梯度性和引导性的小问题，降低思维难度。针对喷泉形成原理这个学困点，通过设计冷敷、热敷的改进实验，起到举一反三的作用。学生们不仅饶有兴趣，也纷纷表示喷泉形成原理很简单，就是想办法产生内外压强差。

参考文献：

［1］毕华林,卢巍.化学观念的内涵及其教学价值［J］.中学化学教学参考,2011(6).

［2］胡久华,张银屏.基于化学观念的化学1模块元素化合物的教学研究［J］.教育科学研究,2013(10).

［3］江合佩,张仁波.高中化学元素化合物教学策略的实践研究［J］.福建教育学院学报,2013(2).

［4］李南萍.以分类观为核心建构元素化合物知识体系［J］.中学化学教学参考,2011(3).

［5］李吉林.情境课程的操作与案例［M］.北京：教育科学出版社,2008.

［6］单旭峰.以文献为基础的高考化学真实情境命题策略探索——以元素化合物试题为例［J］.教育理论与实践,2015(32).