基于化学观念建构的主题式进阶复习教学策略

池美钗

摘要：以“硫及其化合物”复习为例，探讨了在元素化合物复习教学中，采用融合化学基本观念建构主题式进阶教学策略，从“知识教学”转向为观念建构下“素养为本”的教学，赋予元素化合物思想内涵，促进学生化学学科思想与思维方法的形成，让化学学科核心素养落地生根。

关键词：化学观念；主题式；进阶；复习教学

文章编号：1008-0546（2022）11-0054-04

中图分类号：G632.41

文献标识码：Bdoi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.11.012

一、问题的提出

化学基本观念是指学生在化学知识的学习过程中，建立对化学学科思想的理解，将蕴含于具体知识中的化学思想、观点、方法等抽象概括出来的一些观念性的总观认识。[1]山东师大毕华林教授对化学基本观念分类如图1所示，这三类基本观念构成了化学基本观念体系，[2]体现了元素化合物知识所承载的核心素养目标。

江苏扬州大学吴星教授等在对高中学生化学学科观念建构水平的调查研究报告中指出元素观、结构观、变化观、平衡观属于化学学科观念，分别对应“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”学科核心素养；实验观、价值观在“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”学科核心素养维度得以体现。[3]化学学科观念与核心素养彼此交融，密不可分。

“硫及其化合物”复习属于元素化合物教学，处于高中化学教学体系的金字塔底部，是化学观念、原理和物质结构等教学内容的重要载体，也是化学研究方法作用的重要物质对象。在加涅对学习结果的分类中，元素化合物知识属于“言语信息”类中的事实性知识，其内容繁多，规律性多样，知识点分散，涉及到的物质性质、化学反应现象和化学方程式较多，大多数学生感觉易懂难记、纷乱无序。化学基本观念既是溶解于事实性知识之中，又是从其中结晶出来的具有超越事实本身的概括性思想和方法，具有超越事实的持久价值和迁移价值。元素化合物知识是构建化学基本观念的素材，通过对元素化合物知识的理解和凝练，可以促进化学基本观念的形成；化学基本观念是元素化合物知识的灵魂，可以指导元素化合物知识的学习，从而提升学生观念水平，二者具有双向建构的关系。高三化学复习教学中以“含硫化合物”为中心主题，基于学生的认知进阶水平和化学基本观念具有层次性与渐进性的特点，搭建阶梯式的复习框架结构，将涵盖多种知识与能力的素材用化学基本观念主动建构，形成认识物质性质的一般视角、思路和方法。

一、从“物质中心”走向“元素核心”

新课标指出元素化合物知识教学要从分类的角度，借助于价态观认识同类物质和不同价态物质的相互转化。[4]新课程标准弱化了传统的“物质中心”模式，而更加注重“元素核心”，突出核心元素的典型物质，强调用元素观、分类观和变化观等维度多角度理解元素化合物知识。例如S是变价非金属元素的代表，有众多的含硫化合物，如果采取传统的以物质中心为主体的复习方法，以氢化物->单质->氧化物->酸->盐为主线进行复习，对各种物质的性质进行陈述性归纳总结，势必会割离物质之间的网络化联系，孤立其在三维空间中的纵深。基于以上思考，融合化学基本观念的复习策略要求以硫元素为中心，体现从“物质中心”走向“元素核心”，建立從元素的视角认识物质世界，可以设计出以下进阶问题：

【问题思考1】用S、H、O、Na这四种元素组成的酸、碱、盐有哪些？

（1）正盐有____，其中具有还原性的有____，其中溶液显碱性的有____。

（2）酸式盐有____。

（3）组成的非金属氧化物有____。

（4）组成的氢化物有____。

（5）以含硫物质为研究对象，请描述上述酸、盐、氧化物、氢化物之间的相互转化。

以硫单质及化合物为载体，“价态思路”“分类思路”“转化思路”相结合，构建价态、分类、转化为三维的立体空间，在“硫及其化合物”复习中可以设计成以硫元素为核心的价态、分类、转化关系图，如图2，发展微观探析与变化观念的学科素养。

在解决上述问题中，学生还会提出更多零星的含硫化合物，特别是盐类物质，基于此，可以生成新的学习任务，精准化教学，更深入地进阶深度学习。设计以Na、O、S三种元素为中心，进行主题式微专题复习设计，达到深度拓展学习的目的，培养学生科学探究与创新意识的学科素养。

【问题思考2】列举Na、O、S组成的三元化合物，结合历年高考试题，小组合作自主归纳Na、O、S三元化合物的考查方式，完成表1。

构建Na、O、S三元化合物的价类二维图，如图3所示。

二、元素性质复习的教学思路

1．“性质思路”与“转化思路”相结合

元素化合物的物理性质一般通过直观表象呈现，例如：颜色、气味、状态、溶解性等；而化学性质则一般是通过物质之间的转化来体现，例如：通性、氧化性与还原性、特性等，这就需要我们在复习时贯穿转化思路，将性质的复习和转化思路相结合，体现变化观。无机化合物之间的转化，主要分为两类：一类是同一价态不同类物质之间的转化，这类转化一般属于复分解反应类型，可以融人分类观念进行分析；另一类是同一元素不同价态之间的转化，可以通过氧化还原反应来实现，可以融人价态观念进行分析。例如在硫及浓硫酸的性质复习中，从类别和价态角度构建二氧化硫性质（酸性氧化物的通性、弱氧化性、强还原性和漂白性）和浓硫酸性质（酸的通性、强氧化性、吸水性和脱水性）的分析模型，见图4，将描述性知识变为程序性知识，促进方法类基本观念形成，发展学生证据推理与模型认知的化学学科核心素养。

以二氧化硫和浓硫酸为中心建立知识主线，将“性质思路”与“转化思路”相结合，进行横向和纵向发散，让学生划线连接，见图5，分析转化过程，用化学用语等符号表征正确描述转化反应，促进变化观念的形成。

2．“性质思路”与“实验思路”相结合

教材中元素化合物的重要性质一般通过化学实验获得，实验是培养学生科学探究和创新意识的重要途径之一。在复习中可以采用“性质思路”与“实验思路”相结合的方式，将事实性知识融人真实实验情境，开展以化学实验为主的探究活动，让学生认知层次由“单纯记忆”和“理论分析”上升为理解、迁移和应用，为元素化合物知识赋能。例如：在上述二氧化硫的性质复习中可以设计为如图6所示的简单装置进行整合实验，通过现象分析总结二氧化硫的性质。

结合实验设计以下拓展问题，如表2所示。

通过实验为主的真实问题情境创设，超越事实性知识传授，转变为基于事实的学科理解，聚焦学科实践，构建具有学科特质的思维模型，培养解决问题的关键能力，发展证据推理与模型认知的化学学科素养；在实验现象与原理分析的背后，发展实验观念，也凸显了科学探究意识。

三、主题式进阶复习思路

针对元素化合物易懂难记的特点，可以以典型元素化合物为研究对象，将化学原理知识融合其中，实现不同模块间的“穿越”与知识的整合，转换视角，用化学观念统摄和指引知识教学。以含Na、O、S三种元素组成的三元化合物为主线，以学生的最近发展区“亚硫酸钠和硫酸钠”为知识起点，硫代硫酸钠为过渡衔接，连二亚硫酸钠、焦亚硫酸钠和过二硫酸钠为进阶认识对象。通过提供情境素材，设计问题驱动，达到系统化的分析方法与认识思路，设计流程如图7所示。

开展主题式学习，融人化学学科观念，发挥知识与观念双向建构的功能，形成元素化合物知识分析方法与认识思路，发展化学学科素养。在情境素材分析与问题解决过程中，实现情境浸入式学习，学会系统化分析方法，诊断并发展学生认识进阶和认识思路的结构化水平。

四、凸显化学价值观念的复习思路

新课程倡导结合生产、生活、自然和环境学习元素化合物的存在、作用和影响，了解物质在生产、生活中的应用，认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值，[4]渗透化学价值观念，形成“绿色化学思想”。为了体现这一功能和思想，“硫及其化合物”复习可以设计成如图8所示的复习思路，从上述理論转化上升到“自然转化—>实验转化—>生活转化—>工业转化”，从而达到体现化学价值观的策略。

以“化学价值观”为指引，将“平衡观”“计量观”“微粒观”“转化观”（能量转化）等多种化学基本观念和元素化合物知识相结合，从不同视角理解和分析元素化合物的性质，形成宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想的化学学科素养。围绕“事物的两面性”的哲学观和“过量与微量”的计量观进行问题串设计，创设参与社会性议题的讨论，辩证认识二氧化硫的“功与过”，形成批判性思维，树立可持续发展的环保意识，培养社会责任感。

在元素化合物知识的高三化学复习教学中，基于核心素养导向，要转变单一的性质归纳总结模式，合理将化学基本观念融合到元素化合物的复习之中，用化学观念指导高三复习教学，从“知识为本”的教学转向为观念建构下“素养为本”的教学，形成再认识和新认识，将知识内化为能力，打开另一扇窗，让学习者看到一幅叠加后的美丽风景；赋予元素化合物思想内涵，焕发不一样的生机活力，给学习者插上思想观念的翅膀，学得更好，飞得更高，促进学科素养的落地生根。

参考文献

[1]毕华林，卢巍．化学基本观念的内涵及其教学价值[J]．中学化学教学参考，2011（6）：3-6．

[2]陈彦玲．基于化学基本观念建构的元素化合物教学策略[J]．中学化学教学参考，2012（12）：15-18．

[3]马云云，吴星，高中化学基本学科观念建构的新视角[J]．化学教育，2020（3）：67-71．

[4]中华人民共和国教育部．普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）[M]．北京：人民教育出版社，2020．