以观念建构为主线的元素概念教学尝试

金新华

摘要：元素概念教学较为抽象，传统的元素概念教学，突出教师的主导作用，学生的学习较为被动。而以观念建构为主线，通过元素概念的引入、元素概念的建立、元素概念的拓展三个板块，按照“感性认识”、“元素概念的化学史”、“原子内部结构的剖析”、“元素在物质中转化”、“元素观的初步形成”的设计思路，重视元素概念的形成过程，化抽象为具体活动，初步形成科学的元素观。

关键词：观念建构；元素；概念教学

文章编号：1008-0546（2016）06-0022-02 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.06.007

一、问题的提出

化学概念是课程内容的重要组成部分，是化学知识的骨架[1]。化学基本概念教学是引领学生开始认识化学、感受化学科学真谛、持续化学学习的“基石”。新课程理念提出要以开展促进学生基本概念建构为主的化学基本概念教学，当学生将许多事实性知识都忘掉的时候，在他头脑中还能留下什么？可能是观念、方法和思路。所谓化学基本观念，不是具体的化学知识，也不是化学知识的简单组合，它是学生通过化学学习在头脑中留存的、在思考化学问题所具备的基本思想方法。人教版《化学》九年级上册第三单元《物质构成的奥秘》课题3“元素”，本单元是学生较为系统地学习物质的微观结构，并从元素角度认识物质组成的重要单元，是全教材中抽象性、微观性最强的内容，也是承载学生化学基本观念建构功能的主要内容。元素概念是化学学科的一个基本概念，传统的化学概念教学中，教师的主导作用显露无遗，教师讲清概念中关键的字和词、剖析概念，从正反两方面讲清概念要点，显然这样的课堂显得死板，学生觉得索然无味，并且很难真正主动地去理解和体会概念的内涵和外延。笔者尝试以观念建构的主线进行元素概念教学，重视概念的形成过程，引导学生初步认识描述物质组成的方法，逐步形成物质是由元素组成的认识观，为形成科学的元素观打下坚实的基础。

二、教学过程设计及分析

1. 元素概念的引入：创设情境——认同元素是组成物质的基本单元。

[教师]请看这是音乐简谱、英语单词。你知道组成它们的基本的要素是什么吗？

[学生]音乐简谱是由7个基本音符组成的；英语单词是由26个英文字母组成的。

[教师]那么我们五颜六色、纷繁复杂的物质世界是由什么组成的呢？

[学生]元素。

[教师] 自然界中成千上万种的物质实际上就是由一百多种元素组成的。其实，我们的人体、我们聚居的地球都是由元素组成的。投影图片：人体中的元素、地球中的元素分布图。PPT展示生活中钙、铁、碘等元素的作用、缺乏症状、事物来源等图片。

[教师]元素在我们的身边无处不在，那么什么是元素？如何给元素下一个准确的定义呢？引出课题：课题3元素。

[教学评析] 本节课的开始从具有同样组成特点的乐谱和英语单词入手，使学生观察到生活中许多看似复杂、变化无穷的事物是由有限的单元排列组合而成的。从教学方法上看，学生已经具备一定的生活经验，音乐简谱中的1234567几个音符可以组成不同的音乐，这7个音符就是音乐简谱的基本要素。通过26个英文字母组成无数的单词，这26个英文字母就是构成单词的要素。这些要素就类似化学上的元素[2]。由此联系到我们身边的物质，虽然形形色色，但都是由这100多种元素组成，这样类比，学生容易接受。而后，通过PPT展示生活中常见元素（钙、铁、碘等元素）的食物来源、对人体的作用、缺乏的症状等内容，充分关注学生的认知水平，增强了学生对元素是组成物质基本单元的认同感，让学生理解学习元素的必要性和重要性，为引出元素定义的深入学习奠定了情感、认知和方法的基础。

2. 元素概念的建立：了解化学史，分析数据资料——得出元素的科学定义。

[教师]很久之前，古代的哲学家们就已经在探索“物质是由什么组成的”，比较典型的两种学说：“中国的五行学说——金木水火土”和“古希腊的四元素说——土气水火”（投影图片）。随着科技的发展，人们开始从化学分析的结果中去理解元素的概念。波义耳提出“物质的最终组成为元素”，拉瓦锡认为“至今还不能用任何方法分解一切物质”等观点，由于受到当时科技水平的限制，他们并没有得出元素的科学定义。

[教师]如何给元素下一个科学的定义呢？

[提出问题]（1）从分子、原子的角度看，水是由什么构成的？（投影图片——水分子的模型）（2）观察水分子、氧分子、过氧化氢分子、氢分子的模型，思考其分子构成上的特点。

[学生]思考并回答：水分子是由氢原子和氧原子构成的。所列举的分子中含氢原子、氧原子。

[教师]所有氧原子统称为氧元素，所有氢原子统称为氢元素。尝试给元素下个定义。

[学生]同种原子统称为元素。

[教师]介绍氢-1、氢-2、氢-3以及碳-12、碳-13、碳-14的原子结构，它们分别统称为氢元素和碳元素。由此完善元素的定义。

[学生]分析数据，建立元素的科学定义。

[教学评析] 元素概念的得出与原子构成的发现过程一样，不是一步到位的，是伴随着人类对微观粒子的认识逐步深入而清晰的。从化学史的角度，引导学生经历了从古代对元素的提出和模糊认识，到近代科学家的说法，再到现代结合对原子结构的认识基于的科学定义的过程，全景式再现了人类对物质组成基本单元的探寻和发展，与学生对元素认识的发展过程一致，同时简要化学史的介绍起到了帮助学生建立思维方法的作用，促进学生原有认识的科学化。

3. 元素概念的拓展：总结物质的组成——体会元素在物质中的转化。

[教师]展示化学反应：硫在氧气中燃烧、过氧化氢分解，比较反应物、生成物的组成和构成，提出问题：分子是否发生改变？原子是否发生改变？元素是否发生改变？

[学生] 画出从微观和宏观两方面描述物质组成的关系图。

[教师]展示介绍元素周期表。物质世界是由100多种元素组成的，那么元素在自然界到底是如何漫游的呢？换句话说，元素是如何在物质间进行转化的？

[教师]展示自然界中氧循环示意图。

[学生]观察、讨论分析得出：化学变化中元素的种类没有改变。

[教师]展示一杯水。介绍我们不仅可以看到其无色、无味的物理性质，还可以从化学观察物质的角度分析水是由氢、氧元素组成的，是由大量水分子聚集而成的，而每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的。

[学生]总结物质的组成和物质的构成网络图，把对物质的宏观组成与微观构成的认识统一起来。

[教学评析]本环节通过一杯水，认识水的微观构成和宏观组成，通过2个化学反应物、生成物组成、构成的比较，引导学生从元素观和微粒观来认识、观察、分析物质之间的变化。进一步提升学生的认知水平，引导学生开始以元素观和微粒观来更本质地认识静态的物质——物质的组成和动态的物质——物质的变化。

三、教学反思

元素概念是化学学科的一个基本概念。初中化学学习中所接触的概念，反映了物质在化学运动中的本质，是构成其它化学知识的细胞，同时也是联系新旧化学知识的纽带和桥梁。

1. 关注学生的“前概念”，设计具体而有效的活动，初步形成科学的化学元素观。

构成物质的微观粒子原子、分子、离子以及宏观组成物质的元素是看不清、摸不着的，学习内容抽象，学生难以理解。因此从学生熟悉的生活中的“元素”的说法以及介绍生活中常见化学元素的相关知识让学生形成一个比较模糊而感性的认识，随之激发学生探索化学元素科学概念的欲望。而后通过“古代元素的概念”、“近代元素的概念”的介绍，设计活动让学生亲历“现代元素”概念的过程，最后走进种类繁多的物质世界，使学生初步建立化学变化中元素的种类保持不变的观念。通过具体而有效的活动，让学生初步形成科学的化学元素观。

2. 概念教学要重视概念形成的阶段性、发展性和学生的可接受性。

对于较为抽象的元素概念教学，传统的设计思路是采用演绎法，往往是首先给出元素的概念，然后带领学生对其中的要点进行剖析，显然这种设计无法重视概念的形成过程。而按照“感性认识”、“元素概念的化学史”、“原子内部结构的剖析”、“元素在物质中转化”、“元素观的初步形成”的设计思路，让学生观察、阅读、分析、归纳得出元素的科学定义，充分关注概念形成的过程，促进学生元素观的构建，深化了对微粒观的理解，有效实践了“以观念建构为本”的教学理念。

总之，在初中化学元素概念教学中，我们要以观念建构为主线，注重概念形成的过程，设计具体的活动让学生有更多的机会主动体验探究的过程，在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度，获得科学的方法，在实践中逐步形成学习的意识和能力。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2011版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012：55

[2] 人民教育出版社课程教材研究所化学课程教材研究开发中心.义务教育教科书教师教学用书化学（九上）[M].北京：人民教育出版社，2012：92