基于学科观念构建下的元素化合物教学设计——以“硫代硫酸钠”为例

尹红 黄能华

深圳市南山区华侨城中学 518000

摘要：文章以“硫代硫酸钠”性质探究为例，提出了化学基本观念下的元素化合物教学策略，帮助学生构建化学基本观念和知识网络，培养学生探究能力和深度学习能力。

关键词：基本观念 分类观 元素观 价态观

一、问题的提出

元素化合物知识是构成中学化学知识的基础和骨架，贯穿整个中学化学教材的始末，化学基本观念是学生学习和应用化学知识的基础上，对具体化学知识的概括与提升，具有超越具体知识的持久价值和迁移作用，影响学生解决实际问题的价值取向和行为方式。笔者拟以“硫代硫酸钠”教学为例来探索化学学习的基本观念和方法。

二、化学学科观念的构建

“学科观念”是对学科研究对象及研究过程的本质和本体的见解，让学生在学习化学知识、技能之后能应用到日常生活中与学科有关的问题上，真正成为学生学科素养的一部分。化学学科观念基本内涵如下：

(1)分类观：按照对事物认识的不同角度，根据一定标准(组成、性质、结构等)对化学物质进行分类，把握物质的本质属性和内在联系，分门别类研究物质。

(2)元素观：物质是由元素组成的，物质可以按照元素组成进行分类，物质间的转化本质是元素原子间的重新组合，元素是同一类原子的总称，元素性质呈周期性变化。

(3)转化观：物质是不断变化的，变化是有层次的，物质变化的层次性随外界条件的不同而不同，人们通常据此将变化分为物理变化、化学变化，而化学变化是化学研究的重要内容，其本质是化学键断裂和形成。

(4)实验观：实验是知识的起点和归宿，也就是说化学知识要从实验中来，到实验中去，引导学生以实验事实为依据主动构建化学知识体系。

笔者充分利用化学学科观念来引导元素化合物知识的学习，提高学生学科素养的最终目的。

三、教学过程

1.情景引入，激发兴趣

【教师】展示硫代硫酸钠注射液药品，大家看说明，有什么治疗功能？

【学生】主要用于氰化物中毒，也可用于砷、汞、铅、铋、碘等中毒。

设计意图：让学生体会化学对人类生活的重要意义，激发学生学习的兴趣。

【教师】硫代硫酸钠具有怎样的性质呢？

2.问题引导，构建学科观念

【教师】硫酸硫酸钠从物质来看，属于什么物质？如何通过实验验证？

【学生】属于强碱弱酸盐，测一定浓度溶液的pH,发现pH>7溶液显弱碱性，所以是强碱弱酸盐。

设计意图：引导学生利用物质类别观去判断物质的性质，引导学生通过假设预测实验验证得出实验结论科学研究方法，提高学生学生实验探究和证据推理的探究问题能力。

【教师】我们还可以从核心元素角度分析，硫代硫酸钠含有钠元素，焰色试验是什么颜色？

【学生】是黄色

【教师】还含有硫元素，硫代硫酸钠中硫平均价态为多少价？

【学生】-2、0、+4、+6四种常见价态，硫代硫酸钠中硫平均价态为+2价。

【教师】处于+2价的硫如何变化？具有怎样的性质？

【学生】可以升高也可以降低，有氧化性也具有还原性。

设计意图：引导学生从核心元素观角度和价态观角度分析物质性质，构建物质转化观，构建科学预测物质性质的方法。

【结论】通过我们多角度认识硫代硫酸钠，认识物质的性质，可以构建模型：由核心元素到物质类别再到价态类别来逐渐剖析认识。

设计意图：引导学生构建认知模型，便于分析物质性质。

3.分组实验，探究科学研究方法

【教师】我们分组实验来预测Na₂S₂O₃部分性质

【学生】分组实验

供选试剂：pH试纸、稀硫酸、碘水、淀粉溶液、Na₂S₂O₃溶液

实验一：测Na₂S₂O₃溶液的pH

实验二：Na₂S₂O₃与稀硫酸的反应

实验三：Na₂S₂O₃与碘水的反应

设计意图：利用实验验证假设，发现“新知”，培养学生构建实验观的有效途径，培养学生科学探究方法，构建学科素养。

4. 模型应用，体会方法

【教师】我们分组讨论如何制备Na₂S₂O₃。

【学生】分组讨论制备Na₂S₂O₃。

【教师】展示学生成果并给予适当评价。

【小结】构建制备模型

设计意图：让学生体会基于物质类别和价态观视角认识物质的变化，体会科学研究方法。

5.知识延伸，拓展新知

【教师】展示核心元素模型在工艺生产中具体应用

工业提炼铝

工业制备MnSO₄：

【学生】体会模型的具体应用

设计意图：让学生感受模型具体应用，培养学生知识迁移、应用的能力

6.体验生活，感受化学之美

【教师】介绍硫代硫酸钠在生活中具体应用，归纳总结提升

【学生】学生感受硫代硫酸钠的重要意义

设计意图：让学生感受到化学对生活的重要作用。

四、教学反思

1）在教学中自始至终紧扣分类观、价态观和实验观对硫代硫酸钠展开学习，形成硫代硫酸钠的知识网络，让学生学会科学研究思路。

2）强调化学学科特点，化学学科观的统摄下，精心设计教学过程，形成一定的化学基本思想和基本方法，将化学知识内化成为学生的精神财富。

参考文献

[1] 庄德刚.基于学科观念建构的元素化合物教学——以“硝酸的性质”教学设计为例[J].中学化学教学参考,2015(09):25-28.

[2] 李靖轩.化学学科思想在元素化合物教学过程中的渗透——以“铁的转化”教学为例[J].化学教育,2017,38(01):10-13.