论文部分内容阅读
摘要：形成化学学科“三重表征”的思维方式，需要在平时的教学中引导学生从内部和外部运用符号对物质进行多元化的认识，在解决实际情境的问题链中，经过大脑高水平的思维活动，形成一定的化学学科观念，促成学生形成良好的认知结构和逻辑结构。以“元素与物质组成的表示”为例，在教学复习实践中尝试创设相应的问题链，引领学生运用符号搭建宏微间的桥梁，突出这节课在三重表征的思维方式形成中的教学价值。
关键词：三重表征;元素;物质;化合价;化学式
文章编号：1008-0546（2019）03-0055-04 中图分类号：G632.41 文献标识码：B doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.03.016
一、背景
学生最初对于化学的认识是各种新奇百态的化学实验，绚丽多彩的化学现象，这种兴趣化的学科感受只能让学生停留在浅层次的认知阶段，深入的探究需要学生从微观本质中认识物质世界变化的原因及规律。而化学符号作为化学学科的通用语言，既可以从宏观表征物质的组成、性质、变化及用途，又可以从微观解释各种纷繁复杂物质及其反应的共性、特性和规律，在宏观与微观间搭建认知桥梁，所以三重表征既是化学学科特有的学科特点，也是全面认识物质的学习方式。
但毕华林等通过调查发现：（1）学生化学学习三重表征思维方式尚未形成，缺乏将宏观、微观、符号三者进行有机结合的意识。（2）任何一种表征的薄弱都会引起不同表征之间转换的困难，并会进一步影响学生进行三重表征的水平和能力。（3）三重表征思维方式不能完全依靠学生自己形成，而需要教师的引导和培养n]。保加利亚暗示学家G·洛扎诺夫指出：“我们是被我们生活的环境教学和教育的，也是为了它才受教学和教育的。”创设与生活相联系的实验教学情境，在问题链中启发学生利用化学符号解释宏观变化和微观共性，更有利于引导学生在潜移默化中形成三重表征的思维方式。
“元素与物质组成的表示”的教学内容中涉及的几个概念在初中化学基本概念中占有很大的分量，这些生长性强的基本概念是支撑和建构初中化学知识结构的重要结点。正确理解这些基本概念，熟练运用有关化学用语，是学习元素化合物、化学实验和化学基本计算等其他事实板块的重要基础和工具。
通过前面的学习，学生已经能较熟练地书写常见的元素符号和化合价，但仍存在死记硬背，只知其然不知其所以然的问题，学生出现错误的机会也很多，因此本节课用小实验引入一些含铜的物质，以此设计本课认识的物质主线。引导学生从宏观组成认识物质，辨析元素的概念，从元素多样化角度拓展出元素周期表和元素分布的知识点，在学生已有知识基础上，建构化合价与原子微观结构的关系。通过对反应宏观现象和微观本质的分析，引导学生运用化学符号多重表征化学反应，加强对符号的理解和运用，理解化學式的意义，进行简单的化学式计算。
二、教学目标
知识与技能：
1.理解元素的概念，了解元素的分布、元素周期表的结构及各部分符号意义;
2.了解化合价与化学式的关系，会进行化合价的相关计算;
3.理解宏观、微观、化学符号与化学图形的一致性。
过程与方法：
1.通过对符号的变式练习加强对符号的理解和应用;
2.通过各类习题的练习，初步能将习题归类，初步能用已有的思维模型进行模仿、演绎、拓展。
情感态度与价值观：
1.通过相关符号的复习，感受人类多样化的符号处理方法，体验化学符号的简约和高度概括之美;
2.通过相关练习，明晰各类知识点，体验各类思维模型的统领性，激发学生学习化学的激情和兴趣。
三、教学设计
四、三重表征形成的教学反思
1.以化学实验创设教学情境
经过初三阶段的化学学习，学生已基本能用化学语言描述相关现象，但对于微观分析及变化的本质仍存在知识提取困难，所以复习课中用含铜物质的相关性质实验串联知识节点，通过微观示意图帮助学生分析铁树开花的反应实质，并用化学符号表征微粒和反应方程式，较多学生能直观写出示意图中出现的微粒符号，如cu、Fe“，个别学生还能用化学符号表征出多个铜原子、铁离子，但忽略了示意图中没有标注但客观存在的H2O、cu2 、Fe、sO2-4等微粒，所以后续引导学生书写反应的方程式，补充微粒符号，将宏观现象、微观实质、符号表征充分相关联，体现复习课的总结提升作用。
在课后习题中，布置学生观察微视频趣味实验：美丽化学——厉害了我的铜（如图3所示），创设趣味化的学习情境：四个高脚杯中依次加入等量无色溶液，将硫酸铜溶液倒入第一个高脚杯中，再将反应后的废液倒入第二个高脚杯中，如此循环，无色溶液依次发生如图所示的颜色变化。学生根据宏观的实验现象，结合含铜物质的相关性质，分析反应的微观实质，用化学符号表征微粒变化、物质变化，根据元素守恒等方法完成相关计算，完善学生对化学学科中微粒观、守恒观、分类观等基本概念的建构。
2.以物质主线构建知识网络
经过大半年的学习，学生已对常见的化学实验，如白色沉淀、放热等现象失去惊喜感，所以本节课用学生嘴吹淀粉引入新课，实验现象壮观，更能激发学生学习兴趣，后续为增加实验可观性，将铜粉和淀粉混合喷洒于火焰上，形成明亮的绿色火焰，并将铜粉燃烧后的黑色固体与无色溶液混合，生成硫酸铜溶液，在课堂间隙中，再将硫酸铜溶液滴在滤纸表面，趁学生不注意，在课堂中展示惊喜——“铜树”，在一系列含铜物质的主线中，引导学生在一系列实验中，观察物质的变化，分析其宏观组成的相同点，用铜元素复习元素周期表。以和铜最外层电子数相同的元素--碱金属，复习元素宏观的化学性质与微观的核外电子排布的关系，进而复习化合价的实质，再利用元素化合价，结合反应的宏观现象表征“铁树开花”实验中的微粒符号，分析反应中微粒种类的变化，并用化学符号表征。再结合化学符号与微观构成的关系分析淀粉化学式反映的信息。最后再以含铜元素质量守恒的规律复习化学式的计算及确定未知物的化学式的方法。进而形成如图4所示的知识网络，构建了元素、物质间三重表征的桥梁。
关键词：三重表征;元素;物质;化合价;化学式
文章编号：1008-0546（2019）03-0055-04 中图分类号：G632.41 文献标识码：B doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.03.016
一、背景
学生最初对于化学的认识是各种新奇百态的化学实验，绚丽多彩的化学现象，这种兴趣化的学科感受只能让学生停留在浅层次的认知阶段，深入的探究需要学生从微观本质中认识物质世界变化的原因及规律。而化学符号作为化学学科的通用语言，既可以从宏观表征物质的组成、性质、变化及用途，又可以从微观解释各种纷繁复杂物质及其反应的共性、特性和规律，在宏观与微观间搭建认知桥梁，所以三重表征既是化学学科特有的学科特点，也是全面认识物质的学习方式。
但毕华林等通过调查发现：（1）学生化学学习三重表征思维方式尚未形成，缺乏将宏观、微观、符号三者进行有机结合的意识。（2）任何一种表征的薄弱都会引起不同表征之间转换的困难，并会进一步影响学生进行三重表征的水平和能力。（3）三重表征思维方式不能完全依靠学生自己形成，而需要教师的引导和培养n]。保加利亚暗示学家G·洛扎诺夫指出：“我们是被我们生活的环境教学和教育的，也是为了它才受教学和教育的。”创设与生活相联系的实验教学情境，在问题链中启发学生利用化学符号解释宏观变化和微观共性，更有利于引导学生在潜移默化中形成三重表征的思维方式。
“元素与物质组成的表示”的教学内容中涉及的几个概念在初中化学基本概念中占有很大的分量，这些生长性强的基本概念是支撑和建构初中化学知识结构的重要结点。正确理解这些基本概念，熟练运用有关化学用语，是学习元素化合物、化学实验和化学基本计算等其他事实板块的重要基础和工具。
通过前面的学习，学生已经能较熟练地书写常见的元素符号和化合价，但仍存在死记硬背，只知其然不知其所以然的问题，学生出现错误的机会也很多，因此本节课用小实验引入一些含铜的物质，以此设计本课认识的物质主线。引导学生从宏观组成认识物质，辨析元素的概念，从元素多样化角度拓展出元素周期表和元素分布的知识点，在学生已有知识基础上，建构化合价与原子微观结构的关系。通过对反应宏观现象和微观本质的分析，引导学生运用化学符号多重表征化学反应，加强对符号的理解和运用，理解化學式的意义，进行简单的化学式计算。
二、教学目标
知识与技能：
1.理解元素的概念，了解元素的分布、元素周期表的结构及各部分符号意义;
2.了解化合价与化学式的关系，会进行化合价的相关计算;
3.理解宏观、微观、化学符号与化学图形的一致性。
过程与方法：
1.通过对符号的变式练习加强对符号的理解和应用;
2.通过各类习题的练习，初步能将习题归类，初步能用已有的思维模型进行模仿、演绎、拓展。
情感态度与价值观：
1.通过相关符号的复习，感受人类多样化的符号处理方法，体验化学符号的简约和高度概括之美;
2.通过相关练习，明晰各类知识点，体验各类思维模型的统领性，激发学生学习化学的激情和兴趣。
三、教学设计
四、三重表征形成的教学反思
1.以化学实验创设教学情境
经过初三阶段的化学学习，学生已基本能用化学语言描述相关现象，但对于微观分析及变化的本质仍存在知识提取困难，所以复习课中用含铜物质的相关性质实验串联知识节点，通过微观示意图帮助学生分析铁树开花的反应实质，并用化学符号表征微粒和反应方程式，较多学生能直观写出示意图中出现的微粒符号，如cu、Fe“，个别学生还能用化学符号表征出多个铜原子、铁离子，但忽略了示意图中没有标注但客观存在的H2O、cu2 、Fe、sO2-4等微粒，所以后续引导学生书写反应的方程式，补充微粒符号，将宏观现象、微观实质、符号表征充分相关联，体现复习课的总结提升作用。
在课后习题中，布置学生观察微视频趣味实验：美丽化学——厉害了我的铜（如图3所示），创设趣味化的学习情境：四个高脚杯中依次加入等量无色溶液，将硫酸铜溶液倒入第一个高脚杯中，再将反应后的废液倒入第二个高脚杯中，如此循环，无色溶液依次发生如图所示的颜色变化。学生根据宏观的实验现象，结合含铜物质的相关性质，分析反应的微观实质，用化学符号表征微粒变化、物质变化，根据元素守恒等方法完成相关计算，完善学生对化学学科中微粒观、守恒观、分类观等基本概念的建构。
2.以物质主线构建知识网络
经过大半年的学习，学生已对常见的化学实验，如白色沉淀、放热等现象失去惊喜感，所以本节课用学生嘴吹淀粉引入新课，实验现象壮观，更能激发学生学习兴趣，后续为增加实验可观性，将铜粉和淀粉混合喷洒于火焰上，形成明亮的绿色火焰，并将铜粉燃烧后的黑色固体与无色溶液混合，生成硫酸铜溶液，在课堂间隙中，再将硫酸铜溶液滴在滤纸表面，趁学生不注意，在课堂中展示惊喜——“铜树”，在一系列含铜物质的主线中，引导学生在一系列实验中，观察物质的变化，分析其宏观组成的相同点，用铜元素复习元素周期表。以和铜最外层电子数相同的元素--碱金属，复习元素宏观的化学性质与微观的核外电子排布的关系，进而复习化合价的实质，再利用元素化合价，结合反应的宏观现象表征“铁树开花”实验中的微粒符号，分析反应中微粒种类的变化，并用化学符号表征。再结合化学符号与微观构成的关系分析淀粉化学式反映的信息。最后再以含铜元素质量守恒的规律复习化学式的计算及确定未知物的化学式的方法。进而形成如图4所示的知识网络，构建了元素、物质间三重表征的桥梁。