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摘要:对元素化合物知识在课程标准和考试大纲中的要求进行分析,认为2份纲领性文件对元素化合物知识的要求是“简约而不简单”。通过对现行的3套课程标准实验教科书中钠及其化合物知识的整理分析,认为现行高中化学课程并没有降低对元素化合物知识的要求,而是采取“化整为零”的教材组织策略,提出将元素化合物知识作为化学学习的对象、目标和工具的设想,并对元素化合物知识的教学提出了建议。

 

关键词:元素化合物;钠及其化合物;教材;教学

 

    物质是化学学科的研究对象,元素化合物知识是化学学习的重要内容。在新课程实施过程中,一些同行说:元素化合物知识“退休”了!元素化合物知识是“引咎辞职”还是“退居二线”了呢?我们准备通过对钠及其化合物的知识的整理和分析,谈谈个人的看法。

 

1 元素化合物知识的课程要求——简约而不简单

 

普通高中化学课程标准指出“以物质的组成、结构和反应为主线”的设计思路,在必修模块将“认识常见的化学物质”作为主要目标之一,设置了“常见无机物及其应用”的学习主题,并提出如下内容标准:“根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究,了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质,能列举合金材料的重要应用。”“通过实验了解氯、氮、硫、硅等非金属及其重要化合物的主要性质,认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。”[1]可见,课程标准中对钠及其化合物的要求是“了解钠及其重要化合物的主要性质”。

 

    对照全日制普通高中化学教学大纲中“了解钠的物理性质,掌握钠的化学性质(跟氧气、水的反应),了解钠的重要化合物(如过氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠)”[2](注:氧化钠、氢氧化钠、氯化钠等知识安排在初中阶段学习),可见,教学大纲中的描述相对比较具体详细,其实质也是要求“了解钠及其重要化合物的主要性质”,这与课程标准中的简约描述是一致的。

 

原考试大纲对钠及其化合物的考试要求是:“了解金属钠的物理性质,掌握钠的化学性质”,“以氢氧化钠为例,了解重要的碱的性质和用途”,“了解钠的重要化合物”,“以Na2O2为例,了解过氧化物的性质”以及“了解在生活和生产中常见的无机化合物的性质和用途”等[3],这些描述是具体的、详细的。而新课程考试大纲则要求“了解常见金属(如NaAlFeCu等)及其重要化合物的主要性质及其应用”[4]。可见,新课程考试大纲对元素化合物知识也采用了简约的描述,落实到钠及其化合物的知识的要求仍然是:了解钠及其重要化合物的主要性质及其应用。

 

可见,新旧课程在课程要求(课程标准和教学大纲)和考试要求上对元素化合物知识并没有实质上的变化,只有表达形式上的改变。因此,课程标准实施中,我们不能因为课程标准和考试大纲中的简约描述而简化教学,否则就会降低对元素化合物的教学要求,违背了化学课程“以物质的组成、结构和反应为主线”的总体思路。我们应该看到“简约而不简单”的课程要求,切实做到“简约而不简化”的教学要求。

 

2 元素化合物知识的教材组织——化整为零

 

    全日制普通高级中学教科书中设置了21章(第三册为单元),其中设置了碱金属、卤素、氧族元素、碳族元素、氮族元素、几种重要的金属等6章内容学习元素化合物知识[5],元素化合物知识约占教材内容的1/4~1/3。从课程标准的模块设置来看,化学1(必修)中设置了1个主题“常见无机物及其应用”,仅仅是8个模块25个主题中的1/25,在教材中的体现也通常是2个专题或章。这样看来,新旧课程对元素化合物知识的教材组织形成了极大的反差,从“一大板块”演变为“沧海一粟”,的确让人费解。希望通过对现行高中教材中有关钠及其化合物的具体内容的整理和分析来认识这种“反差”。

 

一般说来,钠及其化合物的知识应该包括NaNa2ONa2O2NaOHNa2CO3NaHCO3NaCl等。这些内容在新教材中是如何体现的呢?现以列表的方式比较3套现行的高中化学教材必修模块中钠及其化合物知识的分布情况(表1)。

1 钠及其化合物知识在新课程必修教材中的位置分布

物质

知识要点

人教版[6]

鲁科版[7]

苏教版[8]

Na

物理性质

5.1-7

1.2-8

2.2-48

核外电子排布

5.1-12

5.1-6

5.1-2

焰色

3.2-53

 

1.2-21

Cl2反应

2.3-314.2-715.3-19

2.3-486.1-33

 

O2反应

3.1-395.1-6

1.2-10

2.2-49

与水反应

3.1-415.1-65.2-15

1.2-085.3-205.3-22

2.2-485.1-5

与乙醇反应

7.3-66

7.3-78

7.2-69

置换钛

 

 

2.2-49

Na2O

 

3.1-39

1.2-10

2.2-49

Na2O2

 

3.1-40

1.2-10

2.2-49

NaOH

电离

2.2-28

2.2-38

1.1-14

Cl2反应

4.2-73

1.2-15

 

Al反应

3.1-43

4.2-113

3.1-65

CO2反应

 

2.1-33

 

SiO2反应

4.1-64

4.1-105

3.3-82

Al2O3反应

3.2-47

4.2-114

3.1-62

H+反应

6.1-30

2.1-332.2-436.1-36

6.2-35

Fe2+(Fe3+)反应

3.2-48

 

 

Cu2+反应

 

2.1-332.2-382.2-41

 

Al3+反应

 

5.3-20

 

NH4+反应

4.4-87

3.2-75

1.2-20

Al(OH)3反应

3.2-49

4.2-113

3.1-66

酯的水解

7.4-73

7.3-82

7.2-72

熔融电解

8.1-81

 

 

Na2CO3

溶解性

3.2-50

 

2.2-51

热稳定性

3.2-50

3.1-62

2.2-51

SiO2反应

 

4.1-107

 

CO2反应

 

 

2.2-51

HCl反应

3.2-50

3.1-62

2.2-50

Ca2+反应

2.3-302.3-44

 

2.2-502.2-53

NaHCO3

溶解性

3.2-50

 

2.2-51

热稳定性

3.2-50

3.1-62

2.2-51

HCl反应

3.2 -50

3.1-62

2.2-51

NaOH反应

 

3.1-62

 

NaCl

形成

2.3-315.3-19

6.1-33

5.2-12

电离

2.2-26

2.2-38

1.1-14

熔融电解

8.1-80

 

2.2-498.1-95

制备碳酸钠

 

 

2.2-52

氯碱工业

8.1-84

3.4-926.3-48

2.1-398.1-95

*说明:数字分别代表专题或章、单元或节及页码。示例:8.1-848专题第1单元84页。

 

 由表1可知,虽然3套教材中设置的内容不尽相同,位置也不够统一,呈现方式更各有千秋。但是3套教材的必修模块中对钠及其化合物知识的表达是丰富的,也是全面的,决不比原来的教材少。从其内容的分布来看,往往集中在化学13和第42个专题(或章),但同时广泛分布于其他各个专题。由此可见,普通高中化学课程标准实验教科书将元素化合物的结构和性质作为学生形成化学概念、学习化学原理的载体,即“化整为零”,从而体现化学课程“以物质的组成、结构和反应为主线”的总体思路。

 

3 元素化合物知识的多维认识

 

由于“化整为零”的教材设计,的确会让许多教师在教材的理解上出现偏差,为此谈谈自己一些不成熟的认识。

 

通常说,化学研究物质的组成、结构、性质与变化的规律。课程标准也指出:“化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学,其特征是研究分子和创造分子。”[1]可见,化学物质就是化学的研究对象,元素化合物知识就是学生的学习对象。

 

那么,化学学习的目标是什么呢?这恐怕很难有统一的说法。课程标准中指出的“提高科学素养、促进全面发展”似乎太“大”也太“空”,倘若将它分解为以下内容或许可以让人接受:“了解学科特点,认识物质世界,构建基础知识,体验探究过程,学习科学方法,认识科学本质,增强创新意识和实践能力,形成科学的自然观和严谨求实的科学态度,深刻认识科学、技术和社会之间的关系,逐步树立可持续发展的思想”[1]。英国分子物理学家斯诺曾说,“科学过程有两个动机:一是为了了解自然界;二是为了适应自然界”,[9]上述目标也无一例外。可见,在这众多的目标中,认识物质世界仅是其中之一,教材将元素化合物知识集中安排正说明了教材设计中为了实现元素化合物知识这一学习目标而所作的有意之举。

 

化学学习往往是围绕具体的化学物质研究其组成、结构、性质、变化和应用,其核心是化学反应。对化学反应的研究,一方面是发现反应并将其进行整理归类,另一方面则是对反应的本质进行分析,包括反应的可能性、方向和限度、反应速率和最佳反应条件等,这实际上成为实现其他课程目标的载体。因此,元素化合物知识同时也是化学学习的工具之一。如金属钠与水的反应,在初中和高中化学中均有多次出现。它既可以用来认识金属钠的性质(包括物理性质和化学性质);又可以用来与MgAl等金属单质分别与水反应比较金属单质的金属性,从而认识元素周期律;还可以用金属钠分别与水和酒精反应比较化学反应速率等。可见,同一个知识在不同的教材和不同位置出现时,其用意和作用是不同的。

 

由于元素化合物知识身份的特殊性,因此其内容分布具有不确定性,相同的内容呈现在不同教材的不同位置,其用意是不同的。可以认为,某一教学资源的价值是丰富的,但当它被选入特定教材的特定位置之后,就有了其特定的教学价值。当我们在使用某一教材时,随意选用其他教材的教学内容,甚至把高中的内容引入到初中课堂,这简直是对教材编排体系的莫大讽刺。

 

4 元素化合物知识的教学建议

 

有了上述对元素化合物知识的认识,我们应该在教学中对元素化合物知识进行反复的“化零为整”和“化整为零”。

 

首先,解读课程标准是一次“化整为零”的过程。课程标准中寥寥数语所包含的内容却非常丰富,如果仅凭这寥寥数语就认为元素化合物知识已不重要了,这岂不荒谬。实际上,课程标准就是课程的“纲领”,我们需要的是耐心地让薄薄的课程标准丰厚起来。其次,整体浏览教材是一次“化零为整”的过程。一套教材是一个体系,一本教材也是一个体系。教材是如何把零碎的知识统一到一个整体的构想中的呢?这样的浏览和阅读不但可以帮助我们理清教材各个部分之间的相互关系,把握教材的总体构思,理解教材“螺旋式”进程,同时还可以避免我们的认识误区。再次,细品教材又是一次“化整为零”的过程。如前所述,相同的内容处于不同的位置,其教学价值是不同的。如何领会具体内容的特殊价值,就需要我们将这一教学内容与学生实际、教师实际、教材实际联系起来进行考察和分析,在此基础上所作出的判断则更可靠,所做的实践才更有意义。最后,复习构思又是一次“化零为整”的过程。面对零星分布的元素化合物知识,复习之前应做好整体构思,把零星的知识纳入统一的视野中,这样既便于复习,同时也便于查漏补缺。

 

教学也好,学习也罢,总是需要不断地进行“化整为零”和“化零为整”,其中的方法就是分析和综合。科学研究中关于原子结构的认识过程就是一个典型的例子:电子的发现,是对原子的分析;1904年汤姆逊提出“面包夹葡萄干”模型,是对原子的一次综合;α粒子散射实验发现了原子核,这是又一次分析;1911年卢瑟福提出了“行星模型”,又是一次综合;……

 

我们在学与教的过程中,一开始就要了解化学学科的概况,看到模糊的“森林”;然后,要打起十二分精神,钻进“森林”,逐一考察和研究各式各样的“树木”;最后,我们还要从“森林”中走出来,回头看看自己走过的这片“森林”,此时,我们眼前的“森林”不再模糊,而应该是清晰的,此时的“森林”也不再是“树木”的简单叠加。这样看来,“化整为零”和“化零为整”不仅仅是对元素化合物知识教学的要求,而且它还蕴含了科学的方法、做事的原则和系统的思想。

 

 

 

参考文献

 

[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(实验).北京:人民教育出版社,2003

 

[2]中华人民共和国教育部.全日制普通高级中学化学教学大纲.北京:人民教育出版社,2002

 

[3]教育部考试中心.2008年普通高等学校招生全国统一考试大纲(理科).北京:高等教育出版社,2008

 

[4]浙江省教育考试院.普通高校招生(一)2009年浙江省普通高考考试说明(理科).北京:浙江摄影出版社,2009

 

[5]人民教育出版社化学室.全日制普通高级中学教科书·化学.北京:人民教育出版社,2003

 

[6]宋心琦.普通高中课程标准实验教科书·化学(必修).2.北京:人民教育出版社,2006

 

[7]王磊. 普通高中课程标准实验教科书·化学(必修).2.济南:山东科学技术出版社,2005

 

[8]王祖浩. 普通高中课程标准实验教科书·化学(必修).4.南京:江苏教育出版社,2007

 

[9]《清澈的理性》选编组.清澈的理性:科学人文读本.上海:上海教育出版社,200419

 

 

    
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