“价-类二维图”在元素化合物复习课中的应用——以“铁及其化合物的复习”教学为例

广东广州市圆玄中学 陈艳明

1.问题的提出

元素化合物知识的学习和复习存在较多的问题。“教学过于重视结论性知识，忽略过程性知识和程序性知识的培养；教育目标过于短浅，教师担心费时费力不讨好，看不到知识的潜在活力与学生内在发展的逻辑关系”，学生感到元素化合物知识学习“繁、乱、杂、难、闷”。学生对元素化合物提不起兴趣，致使“形成独立、自主探究的意识”“通过学习具备较强的分析、解释和解决简单实际问题的能力”等新课标的目标都较难实现。

如何让学生在有限的时间内，自主的记忆元素化合物的知识，深入理解元素化合物知识，形成分析元素化合物的一般思路和方法，适应全国高考的要求呢？笔者认为“价-类二维图”是复习元素化合物知识的一个较好的教学策略。

“价-类二维图”是以物质的类别为横坐标，以某元素的化合价为纵坐标，在二维平面内绘制含有某元素物质的图像。它是一种体现“元素观”“分类观”“转化观”指导下实现元素化合物知识结构化的工具，它的核心是元素，方法是分类，内涵是转化。“价-类二维图”有助于学生建立知识体系，明确学习要点；有助于学生形成化学的基本观念，形成研究元素化合物的基本思路。

“价-类二维图”转化为思路过程：基于“价-类二维图”学习，依据物质类别分析物质的通性，再根据化合价分析物质的氧化还原性，后“特性”的思维模式复习。

2.基于“价-类二维图”的“铁及其化合物的性质”复习课教学

（1）基于“分类观”，分析铁及其化合物的性质，初建概念

【问题1】请写出铁及其化合物的化学式

【问题2】请将铁的化合物进行分类，分类标准是什么？

单质 氧化物 氢氧化物 盐类Fe FeO、Fe2O3、Fe3O4 Fe(OH)2、Fe(OH)3 FeCl2、FeCl3

【设计意图】 “分类观”是指在学习和研究化学物质过程中，遵照物质变化的规律，对研究对象的特点进行系统、规律的思维导向[4]。物质类别和化合价是“价-类二维图”的两大核心，在此要求学生对铁及其化合物进行分类，目的是1、复习物质分类的相关知识点；2、为下一步绘制“价-类二维图”做好准备；3、为总结铁及其化合物的性质做铺垫。

（2）基于“元素价态”，分析铁及其化合物的价态，绘制二维图

【问题1】分析铁及其化合物中铁的化合价

【问题2】以物质的类别为横坐标，以铁元素的化合价为纵坐标，绘制“价-类二维图”。

【问题3】Fe3O4应放在“价-类二维图”哪里呢？

【设计意图】 “分析化合价”一部分是为绘制“价-类二维图”做准备，一部分是为分析氧化还原反应做铺垫，据此判断物质的氧化性、还原性和配平氧化还原反应。

（3）基于“价-类二维图”，推测物质的性质

【问题1】根据“物质类别”转化关系图，推测铁及其化合物的转化关系，完成“价-类二维图”，写出反应方程式。

【问题2】根据“氧化还原反应”原理，推测铁及其化合物的转化关系，完成“价-类二维图”，写出反应方程式。

【问题3】小组讨论初稿的 “价-类二维图”是否合理正确，并修订，最终定稿。

【问题4】请总结出物质转化的一般思路

【设计意图】构建和应用二维图的过程实质是培养学生元素观、分类观、转化观等的过程，让学生基于自己原有的认知基础，深入思考，外显思维，建立一种有序的思维方式和思维习惯，形成研究无机物的基本思路。

学生从“物质类别的反应规律”和“氧化还原的反应规律”出发，画出铁及其化合物的二维图，通过学生的自主讨论和自我检讨，判断转换关系的对错，完成“价-类二维图”。学生温固了相关的化学方程式，对某些物质的性质也有了较深了理解，更深刻的理解到“价-类二维图”对学习元素化合物的作用和意义。

（4）问题分析，运用二维图，巩固知识点

【问题1】利用“价-类二维图”， 1、解析说明：FeCl2溶液保存时为什么要放铁粉？2、混合液中有Fe2+、Fe3+，请设计实验分别验证Fe2+、Fe3+的存在。

【设计意图】学生通过情境中的信息，利用“价-类二维图”，找到化学反应的变化路径，找出合适的化学方程式，给出合理的答案。学生在实际问题的应用过程中，运用“价-类二维图”的思想方法，提高解决实际问题的能力。

（5）运用二维图，分析新物质，解决新问题

【问题1】K2FeO4是铁的一种化合物，请分析Fe元素的化合价，并将其放在“价-类二维图”中，根据物质的通性和价态的变化情况，猜测K2FeO4的性质。

【设计意图】高考通常都是陌生物质的情境，学生能通过“价-类二维图”巩固旧知识的同时，也必须学会利用“价-类二维图”分析新知识，把新旧知识统合在一起。在解决问题的过程中，学生既感受到了“价-类二维图”的价值，达到落实已学知识，“形成独立、自主探究意识”“通过学习具备较强的分析、解释和解决简单实际问题的能力”等新课标的目标。

3.反思

“价-类二维图”在元素化合物复习课的应用，从学生已有水平出发，在完成二维图的过程中发现学生知识漏洞及时补救，总结提炼学习元素化合物的一般方法和思路，提升解决新问题的能力。课堂中，参与课堂的主体是学生，学生思考讨论，自我总结。学生参与度高，课堂气氛比较活跃。