“证据推理和模型认知”下的元素化合物习题教学方法探究

摘 要：元素化合物知识的学习，一直是高中化学学习中非常重要的一部分。元素化合物相关内容的考查，一直是化学试卷中主要部分。笔者结合学科核心素养的要求，对试卷中的此类题型进行分析，试图帮助学生找到合适的方法，解决实际问题。

关键词：元素化合物;核心素养;建构模型

元素化合物知识的考点，历来是很多学生头疼的部分。各个知识点比较零碎，关联度不大，学生感觉听课容易，但要深入理解掌握比较困难。笔者根据目前学科核心素养的要求，结合考纲，借助有效的教学活动，帮助学生实现解决问题、提升核心素养的目的。

一、 教学背景分析

（一）教学指导思想分析

浙江高考一直有无机框图推断题。此类题主要考查学生对元素化合物知识的储备。由于此类题型信息量大、综合性强，笔者在教学中必须引导学生培养获取信息、分析问题、合理推断的能力。分析学生的知识缺陷，帮助学生深入把握知识内涵，实现化学知识从“理论”到“运用”的飞跃。高三复习的教学中抓住无机推断题，不仅能进一步加深元素及其化合物的有关知识，还能培养学生分析推理、观察思维、获取信息及综合应用的能力。同时，通过对元素化合物知识、氧化还原反应方程式书写等知识的复习，促使学生学会信息加工，从“是什么”转化为“为什么”“怎么用”，实现知识的提升，也更好地培养学生的核心素养。

（二）学生知识水平分析

作为高三的学生，对元素化合物知识有一定的掌握，但是在解决实际练习过程中能力欠缺较多。学生经过了一段时间的学习，也能够书写一定难度的氧化还原方程式，但是对新情景下的方程式书写还存在很多不足：无法正确找出氧化剂还原剂，无法找出隐藏的反应环境（酸性或碱性）……

（三）教学重难点

基于以上内容的分析，笔者将此节复习课的教学重点设计为元素化合物性质的复习，以及无机框图的推导。一定情境下氧化还原方程式的书写则是教学难点。并结合习题，从这两块知识点入手复习。

二、 “证据推理和模型认知”素养的培养

【例题展示】（2020浙江高考）化合物Ⅹ由四种短周期元素组成，加热X，可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体Y，Y为纯净物;取3.01gX，用含HCl0.0600mol的盐酸完全溶解得溶液A，将溶液A分成A1和A2两等份，完成如下实验（白色沉淀C可溶于NaOH溶液）：

请回答：

（1）组成X的四种元素是N、H和________（填元素符号），X的化学式是________。

（2）溶液B通入过量CO2得到白色沉淀C的离子方程式是________________。

（3）写出一个化合反应（用化学方程式或离子方程式表示）________________。

（一）元素化合物推断

化学“模型认知”包括化学思路的认知和化学分析框架。就是指学生通过获取题目信息、分析问题、合理推断等方式方法，认识题目所给物质，将不熟悉的物质与熟悉的物质联系起来。学生借助元素符号、数学公式等，推导并建立一定的模型，解决实际问题，掌握规律。

【学生活动】

【例1】（2019年4月）固体化合物X由3种元素组成。某学习小组进行了如下实验：

请回答：（1）由现象1得出化合物X含有________元素（填元素符号）。

（2）固体混合物Y的成分________（填化学式）。

（3）X的化学式________。

【答案】（1）O;（2）Cu和NaOH;（3）NaCuO2

【设计意图】从高考的真题入手，帮助学生解决实际问题。引导学生认真读题，能够从题目中提取相关信息。构建分析解题的模型。

学生必须要储备大量关于具体物质多方面的知识（如：使品红试液褪色的气体，白色具有两性的氧化物，紫红色固体单质等），才能比较好地掌握元素化合物知识，才能结合已知信息，推导出符合题意的物质。作为任课教师，必须要引导学生结合相关内容，从熟悉物质的性质迁移到不熟悉物质的性质。特别是像颜色、状态、气味、熔沸点等具体的性质。

教学中，笔者认为可以先引导学生仔细读题，从框图中获取相关的直观信息。然后再引导学生采用思考、分析、归纳、建构模型等方式对直观信息再加工，从而获得更多更深层次的信息。在此过程中，学生结合物质的结构和性质，预测可能的变化和结果。并根据物质及其变化的信息建构模型，对陌生题目进行尝试解答，实现知识的迁移，建立解决复杂化学问题的思维框架。并引导学生对知识进行迁移，举一反三，达到复习的效果。

（二）氧化还原方程式的书写

氧化还原反应方程式的书写，一直是浙江高考的重点。在实际教学中，笔者发现部分同学不太擅长书写平时没有接触过的方程。无法正确地从题干中获取氧化剂、还原剂等的准确信息。且配平方程的能力比较薄弱，考试中容易失分。因此，氧化还原反应方程式的配平，是复习课中非常重要和必要的一块内容。

【学生活动】

【例2】（2020·浙江模拟）已知化合物X由四种元素组成，某学习小组进行了如下实验：

①取适量X，加水完全溶解，生成一种无色无味气体，向该溶液中加入两滴石蕊试液，溶液颜色先变蓝后褪色;进行焰色反应，观察到火焰呈黄色;

②取6.28gX充分加热，将所得混合气体通过浓硫酸后收集到无色气体0.672L（已折算成标准状况），浓硫酸增重1.08g;另取相同质量的X溶于足量稀硫酸中，将产生的混合气体通入足量澄清石灰水中后，剩余气体的体积为0.672L（已折算成标准状况），同时获得4.00g白色沉淀。

請回答下列问题：

（3）X也可以与酸性氯化亚铁溶液反应，写出该反应的离子方程式________________ 。

【答案】2Na2CO3·3H2O2+6Fe2++10H+6Fe3++4Nal++2CO2↑+8H2O

氧化还原反应是中学化学教学的重点和难点之一。作为高三学生，对于氧化还原方程式的书写，已具有一定的理论和实践基础。通过高考真题的练习，笔者试图培养学生将微观粒子彼此间的反应与宏观方程结合在一起。培养学生利用建构模型的思想分析问题、解决问题的能力。进一步指导学生更好地读懂题意，找到符合要求的氧化剂还原剂。并能够结合题目中隐含的反应环境（酸性或碱性），正确书写方程式。

三、 结语

文章以笔者的一节高三复习课为例，以2020年浙江高考的元素推断题为引入，进行教学分析。课题教学中，笔者力求使学生能够对元素化合物知识有一定的理解掌握，并在此基础上进行相似题型的练习。在教学过程中发展学生的学科核心素养，建构学生的化学观念和学生模型认知的思维。

高三复习课教学中如果只是以复习书本为主，学生将只知道答案是什么，而无法提升相对应的能力、形成一定的学科素养。笔者试图通过这一道高考题，由一题引申到一类题型的解法。从要求学生掌握具体知识转变为提升学生的认知发展。帮助学生建构出学科观念，使学生能够在解答过程中，将问题进行分解，从题干中寻找隐含的信息，借助模型，解决问题。

参考文献：

[1]刘丹.落实高中化学学科核心素养的教学研究：以《非金属及其化合物》为例[D].天津：天津师范大学，2018.

[2]杨晓珍.建立思维模型，培养学生在电化学高考备考中的化学核心素养[J].新课程·中旬，2015.

[3]陆瑾瑾.基于学科素养下的高中化学教学设计[J].科学咨询，2019.

作者简介：

褚鸣飞，浙江省湖州市，浙江省湖州市第一中学。