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基于化学学科核心素养的价类二维图在元素化合物学习中的运用
摘要:对高中化学教材进行分析可以发现,元素化合物在其中占据重要地位,学习这部分知识不仅可以帮助学生了解化学概念原理、掌握化学实验基础,还能增强他们的化学核心素养,同时也是他们以后进行化学学习的基础,然而这部分知识内容繁杂,且缺少规律性,从而导致学生理解起来比较困难,进行知识实际应用时也会遇到各种问题。为此,对于这部分知识的学习就需要寻找一种更加有效的学习方法。本文对在这部知识教学中如何应用价类二维图开展教学进行了研究,旨在借助价类二维图在这部分知识教学中提升教学效果,更有效培养学生化学学科素养。
关键词:化学学科素养;价类二维图;元素化合物
一、价类二维图概述
有专家学者认为需要将价类二维图充分运用到化学教学中,并将其作为一种学习工具传授给学生,让他们学会使用该工具进行学习。分析价类二维图可以发现,其本质就是二维图像。以元素化合物知识为例,对其绘制价类二维图,需要先确定横轴和纵轴,一般会将常见物质类别和物质核心元素化合价作为两轴,如下图所示,而且对于价类二维图而言,其有自己的指导、核心、方法和工具,例如,绘制元素化合物价类二维图,其指导、核心、方法和工具分别是化学基本观念、元素、分类和构建元素化合物知识结构。简单来说,元素化合物价类二维图通过引导学生对复分解和氧化还原反应原理两方面进行分析,一是物质类别,二是元素价态,使他们掌握物质性质和转化,能够解决实际问题。
二、基于化学学科核心素养的价类二维图在元素化合物学习中的应用策略
(一)寻找认识角度,概括总结转化思路
高中化学教师进行元素化合物教学时,可以先提出常见物质,让学生对其进行分析,并绘制价类二维图,然后可指导学生从三个角度对知识进行研究,一是原子结构角度,二是物质类别角度,三是元素价态角度,对物质性质进行推测,同时自行设计验证实验,根据实验中观察到的现象以及获得的结论,还需对价类二维图进行优化,接下来教师还需指导学生对转化思路进行概括总结,从而获得物质间转化一般思路,这样学生就可以更深刻的理解物质转化原理,他们的认知结构也能得到提升[1]。此外,采用这种教学方式,学生们对于物质的认识也会扩展到元素价态,进入微观探析层面,而不是以往的宏观辨析。对于高中学生而言,想要深入理解转化观念需要循序渐进的进行,需要逐步形成转化思想,而这需要教师的引导,也需要教师在教学中不断渗入这一观念。
例如,学习元素及其化合物相关知识时,教师就可在教学中指导学生绘制氮元素价类二维图,并根据该物质在图中的位置推测其性质,然后要求学生设计实验方案,需注意实验方案需从两方面进行设定,一是物质类别,二是化合价,并通过实验对自己的推测进行验证,接下来还需借助实际案例对该物质性质进行分析,同时将获得的物质类别、元素价态、特性认知进行组合,构建认知角度,最后还需结合实验结果对价类二维图进行完善,对其中的物质转化关系进行优化,这样就可让他们深入理解转化观念,实现化学学科核心素养的提升。
(二)借助问题启发学生思考
对价类二维图进行分析可发现,其是一种教学模型,简单来说就是引导学生形成学习建模思维,并在其的引导下解决化学问题,具体来说就是化学教师通过提问构建相关教学情境,让学生根据该情境对已经掌握的化学知识进行提炼、加工,并寻找解决实际问题的方法。基于此,进行化学教学时,教师需借助循序渐进的问题来启发学生思考,让他们运用学过的知识对问题实质进行分析,对问题根源进行研究来寻找问题答案,而且在此过程中,还能帮助他们更深刻的理解知识内容,并做到举一反三,这样他们就可以形成学习方法,教师再通过指导他们在解决类似问题时进行运用,他们就可构建认知模型[2]。
例如,学习元素及其化合物相关知识时,教师就可引导学生从物质类别角度推断元素性质,然后让他们通过动手验证对自己的推断进行验证,并对实验现象进行分析,之后教师还可引导学生动手实验探究该元素和其他物质或溶液混合会出现什么反应,并和学生一起对上述实验现象和反应规律进行概括,分析上述规律的实际应用,这样就可借助层层递进的问题引导学生对这部分知识深度学习,同时能够锻炼他们的概括分析能力、动手实践能力等,使得他们的学科核心素养得到增强。
(三)引导学生进行实验探究
其实在元素化合物教学中,很多化学教师都会组织学生做实验,学生对于做实验非常感兴趣,等到实验完成后让他们分析实验现象他们却表现的非常差,甚至是一问三不知。再者高中化学新课标对于一些知识点也提出要让学生做实验,在元素化合物知识教学中,需要让学生做的实验就有八个。基于上述情况,就需引导学生通过实验探来学习元素化合物相关知识。例如,进行元素及其化合物相关内容教学时,高中化学教师可构建真实问题情境,然后让学生根据该情境进行实验探究,这样既可降低化学教学枯燥性,营造良好学习氛围,还能促使学生的知识运用能力得到增强,从而可以更有效培养他们的学科核心素养。化学新课标提到很多能够和教学知识相联系的情境,可以是生产相关情境,也可以是实际生活、历史等情境。
结语
对于元素化合物而言,其不仅是高中化学重要组成,同时也是培育学生学科核心素养重要媒介,但这部分知识学习对于高中学生而言,无论是进行记忆,还是进行理解、运用都存在一定难度。有学者指出,根据核心观念对繁杂知识进行概括总结,并构建知识框架可以帮助学生更有效的学习,而价类二维图可以将抽象知识可视化,还能将这些知识构建为知识模型,因此其在元素化合物知识教学中的应用可以帮助学生更有效的记忆和理解知识,可以更好的实现教学目标。
参考文献
[1]张治仁,于琛.“价-类二维图”在元素化合物教学中的应用——以“硫及其化合物的性质”教学为例[J].理科考试研究,2023,30(19):53-55.
[2]黄月琼.基于价-类二维图的元素化合物教学设计研究[D].广西师范大学,2021.