价类二维图法在元素及其化合物教学中的应用Word文档下载推荐.docx
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单质
Cl2
氧化物
Cl2O
Cl2O3
ClO2
Cl2O5
Cl2O7
氢化物
HCl
含氧酸（碱）
HClO
HClO4
盐
NaCl、CaCl2
FeCl2、FeCl3
CuCl2
·
NaClO
Ca（ClO）2
KClO3
模板二：
“价类二维图”坐标图
化合价
NaClO、Ca（ClO）2
0
NaCl、CaCl2、FeCl2、FeCl3
-1常见物质类型
单质氢化物氧化物含氧酸（碱）盐
3、“价类二维图”的理论分析
“价类二维图”的本质就在于，按照学习者规律构建知识体系。
知识体系的构建一般有三种逻辑。
第一种是按研究对象本身的内在联系构建知识体系，这种知识体系有利于指示事物本身化规律性，但有深奥难懂的特点。
第二种按人类历史进程中对研究对象的认识过程构建知识体系，这种知识体系的优点是切合人类（不是某个人或某类人）的历史，缺点是过于繁杂，包含着太多的非本质的内容。
第三种是按照学习者的认知规律过肩知识体系，这种知识体系对学科造诣高深的人来说过于浅显，但非常适合初学者的学情。
随着高中化学新课程在全国的实行，对传统的元素化合物知识的教学提出了挑战。
现行的新教材打破了传统的“物质中心模式，不再束缚于从结构、性质、存在、制法、储存、用途等方面系统地研究和学习物质，更多地考虑内容的切入、难易度等是否符合学生的认知特征，充分重视从学生已有的经验出发，引导学生学习生活、生产中的常见物质，将物质的学习融入有关的生活和社会的问题分析解决中，体现化学物质社会应用价值，却淡化了学科知识的体系性和系统性。
当前，元素化合物知识的教学存在众多的问题，存在着严重的“少、慢、差、费”等现象，学生普遍感到元素化合物知识“繁、乱、杂、难”，教师罗列化学反应式时，学生死记硬背化学方程式，难以实现“形成独立、自主探究的意识”通过学习具备了较强的分析、解释和解决简单实际问题的能力”等提高学生能力的目标。
在有限的教学时间里，如何让学生掌握具体元素化合物的知识呢？
自主地将掌握的这些有限的具体知识点成线成面，增强知识拓展性和迁移性功能；
让学生自动形成自主研究元素化合物的一般思路和方法。
基于自己的教学实践及一定的文献研究，笔者认为“价类二维图”法是元素化合物知识的一个较好的教学策略。
二、“价类二维图”法在元素及其化合物教学中的应用
由于高中化学教学阶段不同，学生的认知水平和能力不同，对学生的要求和达成能力目标的不同，所以“价类二维图”法在高中化学教学不同的阶段的使用方法应该是不同的，相同“价类二维图”的形成方式、应用方式和能力达成目标是不同的。
笔者也是遵循着学生的认知规律和程度的要求，在新课教学和复习课教学两个不同阶段将“价类二维图”法应用与元素及其化合物教学过程中进行了相关思考与实践。
下面我从能力目标、“价类二维图”的绘制形成过程及其拓展应用等方面在这两个阶段教学应用的思考和实践进行介绍。
绘制方法
利用方法
达成目标
新课
教师引导学生对元素原子结构分析，描述该元素的常见化合价帮助学生绘制二维坐标，然后由学生结合已有经验和对课本知识的预习（物质关键词）的寻找按照价类二维分类法填入图中。
以“价类二维图”本身为情境让学生实现物质间的联系和物质变化方面的发展，引出核心物质主要的化学性质及方程式的书写。
学会寻找和识别化学物质；
学会物质的结构分析和分类；
学会由核心物质的发展，体验物质的化学变化，提高化学反应方程式的书写能力；
学会思维能力的拓展；
复
习
课
学生通过回忆和合作学习自主绘制和默写完整二维图，然后由老师点评补充一些特殊的物质（如硫代硫酸钠、二氧化氯等）实现已有知识的拓展。
以“价类二维图”为工具引导学生创造情境，熟悉和巩固核心物质和二维图中的周边物质的联系和发展，熟练方法与技巧。
利用“价类二维图”实现教材知识的整合；
利用“价类二维图”中物质的“三重表征”克服元素化合物知识“记忆难”的困惑；
利用“价类二维图”为直观线索，以“符号表征”——方程式书写为契机，对反应的背景进行拓展，让学生能够通过方程式联想到工业生产、实验装置等信息，并能进行简单地迁移。
1.“价类二维图”法在新课教学中的应用和思考
基于学生在元素及其化合物在化学新课中，呈现出知道的物质少，物质间联系弱，分类意识差，所以笔者我认为在此阶段“价类二维图”法在教学应该达成的目标应该是让学生寻找和识别物质，进行物质的二维分类，并能以“价类二维图”本身为情境实现物质间的联系和物质变化方面的发展从而学生可以利用“价类二维图”思维导图思维能力达成。
下面是我在Na元素及其化合物的教学过程中“价类二维图”运用做法和设计案例：
《Na元素及其化合物的教学教学设计》部分内容
突破层面
达标要求
一．结构分析
【Na及其化合物性质预测】
1．结构分析：
Na原子结构示意图
Na+离子结构示意图
从原子结构角度分析：
Na易_________电子，常作_________，能与常见____________剂（__________、_______________）反应。
学生活动
形成物质的结构观
2.Na及其化合物的价类二维图
物质分类化合价
碱
过氧化物
正盐
酸式盐
教师设计
建立二维图坐标框架
【阅读page5页】寻找Na及其重要的化合物并根据物质分类和化合价填入下面形成较为完整的“价类二维图”
Na
Na2O
NaOH
Na2O2
NaClNa2CO3·
10H2O
NaHCO3
1.寻找和识别物质；
2.利用已有知识对常见Na及其化合物进行二维分类。
二、金属Na的性质
【连一连】请利用上面二维图以物质Na为中心与其他化合物进行连线判断（要求连线能提出反应转化的可能）。
NaNa2O
NaOH
Na2O2
NaCl
【问题一】NaNa2O
Na2O2，设疑Na与O2反应会生成那种产物呢？
【问题二】NaNaOH的反应是否属于氧化还原反应？
选择氧化剂是水可以吗？
那还会生成什么产物？
如何用实验检验你的预测？
教师创设情境
指导学生发展转换物质时应该注意的事项
【写一写】利用“价类二维图”的直观信息，写出Na与Cl2、O2和H2O反应的化学方程式
【断一断】哪个反应方程式重要，难写？
注意事项是什么？
学生完成
以“价类二维图”本身为情境实现物质间联系和物质发展
【实验探究】1.Na在加热和不加热两个条件下与的反应比较；
2.Na与水反应，并从钠与水反应的现象中概括金属的Na的部分物理性质。
利用实验的方法探究物质的性质进一步体验“价类二维图”推断正确后的成就感，加深对化学的热爱，提高对化学思维能力的内动力。
【谈一谈】实验现象和反思带给自己的感受
【思考】在“价类二维图”中寻找含钠化合物存在最稳定、最多的物质是什么？
学生讨论
利用“价类二维图”的直观性线索结合学生已有经验引发学生的拓展性思维
【小组讨论】如何制备金属钠？
如何保存金属Na？
要是保存不当，会如何变质形成稳定物质过程？
写出相关方程式。
而且此“价类二维图”在其接下去的Na的化合物过氧化钠、氧化钠、氢氧化钠和钠盐性质研究中可以继续复习延用，实现了物质和知识的联系性。
当然对具体以各个物质为中心的性质教学过程和其他元素及其化合物的性质教学过程的相似做法和设计我就不在赘述。
无论是教师的教学和学生的学习过程碰到难题都可以在“价类二维图”这个直观的学习工具的帮助下找到答案，为了证明这一观点我还想再举一个例子。
在NaOH性质教学中，许多同学会在NaOH与CO2反应书写上出现问题。
下面是我的处理：
教学设计
【设疑】NaOH+CO2反应会生成什么产物？
能否对上述反应物进行正确分类和分析？
教师引导
设置问题，引起学生的思维分析
NaOH+CO2
碱+酸性氧化物
回归物质分类分析
1.碱+酸==
2.碱+酸性氧化物+水==
3.碱+酸性氧化物==盐+（水）
师生互动
突显物质分类与物质性质之间的关联与推理
请在Na元素的“价类二维图”中寻找符合NaOH+CO2生成产物盐的物质并书写对应的方程式。
2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O
NaOH+CO2==NaHCO3
将两种产物盐进行再分类加以区别，从反应物的量比上再作分析，完善方程式的量比因素。
2NaOH（过）+CO2==Na2CO3+H2O
NaOH+CO2（过）==NaHCO3
利用“价类二维图”法实现物质及其变化的直观检索，引发更深层次的思维和能力的提升，最终实现难点的突破。
总之，在元素及其化合物新课教学过程中，要注意化合价和物质类别是价类图的两大核心，明确元素所能形成的价态和物质类别后，建立起该元素的物质体系，然后再基于转化，把它们之间相关联，形成知识网络体系，不仅能使学生加深对所学知识的记忆，而且有利于思维发散能力的培养。
碰到陌生的化学物质时，能自觉地对该物质进行分类，并根据它与其他类物质之间的相互转换关系预测该物质所具有的性质。
帮助学生建立知识体系，培养发散思维的能力是我们这个阶段教学的主要目标。
2.“价类二维图”法在复习课教学中的应用和思考
而学生在元素及其化合物在化学复习课型中，学生在已有一定的物质和表示能力，物质变化基本能用化学反应方程式表示，对物质分类应用已经基本熟悉的认知水平，所以笔者我认为在此阶段“价类二维图”法在教学应该达成的目标应该是让学生从脑海中挖掘该元素及其化合物进行物质的二维分类，并能创造情境实现物质间的联系形成系统知识网络图，并从物质变化方面进行拓展和物质变化应用与实际生活生产的联系和因果关系分析。
所以此阶段要求学生能绘制较完整的“价类二维图”，并且利用“价类二维图”（直观线索工具）进行思维导图思维建立物质的联系、比较、知识网络化、知识系统化等方面的思维拓展能力。
在这个阶段的教学中，学生自主性更应该获得体现。
而教师的备课内容应该基于提供更多的情景拓展方程式的能力和三维目标的达成途径。
学生应该通过导学案的填写、思考与探究完成对各元素及其化合物知识的梳理（物质的呈现，分类，落图），再利用“价类二维图”（直观的检索工具）对教材内容进行整合，然后根据教师提供的情景要求进行发散性思维分析和知识的拓展，解决实际问题。
下面我还是以《Na及其化合物性质复习课教学设计》为例，展示我给学生设置的导学案体验复习课中元素“价类二维图”应用方法。
第二节研究物质性质的方法和程序（第1课时）
【学习目标】1.了解物质科学探究的基本过程，学会运用以实验和推理等科学探究方法；
2.了解金属钠的性质和应用。
【预习导学】
（学生答案略）
一、研究物质性质的方法和程序
1.研究物质性质的基本方法有_____、________、_________、________等方法。
2.研究物质的基本程序______________________________。
二、金属钠及其化合物的性质
一画二写三设计四实验五体验
1.画（请按照物质类别/化合价的二维角度，将Na及其重要的化合物画到“价类二维图”中，并描述部分物质的特殊的物理性质和特殊结构建立知识网络图，体会这样总结的思路。
物质类型\化合价
2.写（根据自己画出的“价类二维图”中的连线关系“写”相关转化的化学方程式或离子方程式，以体验各物质的性质。
钠的性质
过氧化钠的性质
氢氧化钠的性质
Na2CO3和NaHCO3的性质
3.设计（根据自己的疑惑设计相关的化学实验，以期实现图中的价态变化和物质类别的变化和转化（以物质制备为基础）
4.提出自己想完成的探究实验（性质预测及验证）
5.体验高考
（2010上海）将0.4gNaOH和1.06g
Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1molL-1稀盐酸．下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是（ ）
A．
B．
C．
D．
化学学科的基本观念是对具体知识的概括提升，起着超越事实的迁移增值。
所以在元素化合物复习课中，学生基于自己的认知基础，对化学学科的深刻理解，是学生深入思考和内心体验的结果可以形成化学基本观念，它影响着学生分析和解决实际问题的思维方式和价值取向。
构建和运用二维图的过程实质不但培养了学生元素观、分类观和转化观等的过程，也让学生基于本身原有的认知状况，深入思考，培养思维，从而建立一种科学合理的的思维方式和思维习惯，具备研究无机化合物的基本思路。
通过这种思路和方法，不但能利用“价类二维图”实现教材知识的整合解决“知识散”表象；
在“价类二维图”中物质的罗列和“三重表征”克服元素化合物知识“记忆难”的困惑；
以“价类二维图”为直观线索，以“符号表征”——方程式书写为契机，对反应的背景进行拓展，让学生能够通过方程式联想到工业生产、实验装置等信息，并能进行简单地迁移，从此元素及其化合物性质的知识不再是“容易忘、不会用”的难点。
总之，“价类二维图”是元素化合物复习的重要工具，它将散落的物质有序地排列，并能通过相互转化引导学生回忆方程式，方便教师利用方程式进行拓展、提升，不仅给学生提供了思维拓展的方向和方法，也创造出了这些思维拓展的最大空间，从而达到最高效的复习效果。
三、“价类二维图”在元素化合物教学中的效果分析
为了比较传统教学方案与利用了“价类二维图”法后的教学方案效果，笔者在本届高一两个平行班中选择了两个班作了试验性比较，其中一个班（下面我们称为E班）多数根据课本流程并注意教学情境的设计进行教学，另一个班（下面我们称为F班）在元素化合物教学过程中一直引导“价类二维图”法的运用结合实验等手段进行教学设计。
下面以《二氧化硫性质和作用》在两个班级进行的同课异构设计和效果评价反思。
笔者在E班进行了这样的教学设计1：
1．首先，通过图片，提出被冠以”空中死神””空中杀手”称号的物质是谁.设置疑问,导入新课同时用多媒体展示二氧化硫造成全球性污染的有关录像.
2．了解了有关二氧化硫的相关资料之后，让学生观察一小瓶矿泉水瓶中的二氧化硫,描述物理性质.强调闻气味的正确方法.。
3．由老师演示,学生协助完成课本”观察与思考”栏目中的实验
【实验1】用充满80mLSO2的针筒吸入10mLH2O,用橡皮塞密封针筒的前端,小心振荡,观察针筒内体积的变化.然后用pH试纸测定二氧化硫水溶液的pH.
【实验2】向试管中加入5mLSO2水溶液,滴加品红溶液,小心振荡,然后加热试管后,观察溶液颜色变化.
【实验3】向另一支试管中加入5mL二氧化硫水溶液,滴加氯化钡溶液,再滴加0.5mL3%的过氧化氢溶液,振荡,放置片刻后滴加稀盐酸,观察实验现象.
4．通过实验现象归纳总结出二氧化硫具有酸性、漂白性、氧化性、还原性等化学性质。
5．讲解完二氧化硫的相关性质之后，自然而然过渡到生活中的二氧化硫，引出酸雨，讲解酸雨的形成过程和危害，并提出防止方法。
二氧化硫有“功”也有“过”，自然过渡到二氧化硫在生活中的应用。
6．结课，整理思路
E班教学效果评价自我反思：
本课学生兴趣得到了充分的引爆，学生的主体也得到了肯定，学习过程的气氛很浓烈。
从活动效果和表面现象来看，教学效果应该得到肯定，但是在第4、5、6环节就出现了以下问题：
⑴本节课学生只对SO2这一个物质有了充分的认识和书写，而对二氧化硫转化生成的亚硫酸、亚硫酸盐等物质却不清楚，有许多学生总分不清H2SO4、H2SO3和H2S，物质名称（宏观）无法拓展到化学式（微观）的体验，学生缺乏物质观。
⑵学生在书写SO2化学性质时，由于缺乏对SO2的两种重要分类依据（化合价、常规）进行准确的定位，判断不出反应的反应物和生成物，就连SO2与NaOH反应的两个反应都不能顺利写出。
暴露出学生缺乏物质分类观。
⑶高中化学虽然要求体现结构——性质——应用的教学思维方法，而本方案中是从情境和实验感官引发的，长期以往让学生又淡化了物质的结构观。
⑷再课程设计的第6部分，绝大多数学生还是不能建立其以SO2为中心的知识网络图或其他类型的思维导图，从这一效果来分析，学生还是不能将SO2为中心进行发展和拓展，学生体现了物质发展观的缺陷。
⑸从整个教学设计中虽然，学生的很多能力得到了非常的培养，如实验动手能力，情境分析能力等。
但是还有许多化学思维能力和联系能力等方面都没能获得培养和锻炼。
而在F班，笔者从氯到硫一直尝试着用“价类二维图”法应用于元素化合物的教学设计，下面是该班上《二氧化硫性质和作用》教学设计2：
1．首先，要求学生活动——绘画硫原子结构示意图并由结构——性质——应用引导同学分析体验硫元素的常见化合价。
2．要求学生迅速浏览《必修1》page88--94，老师建立二维坐标（右图），再由学生回忆将常见的、常用的含硫化合物，并根据分类要求填写入“价类二维图”。
3．通过“价类二维图”中SO2与周围物质（横向，纵向）联系分析预测出二氧化硫具有酸性、漂白性、氧化性、还原性等化学性质。
4．由老师演示,学生协助完成课本”观察与思考”栏目中的实验
通过实验现象验证二氧化硫具有酸性、漂白性、氧化性、还原性等化学性质猜想的正确。
让学生体验科学实验带来的成就感觉。
5．讲解完二氧化硫的相关性质之后，指导学生利用“价类二维图”物质间的联系书写方程式。
并体验每个反应中的二氧化硫在各个领域的应用，引出酸雨，讲解酸雨的形成过程和危害，并提出防止方法。
F班的教学效果评价与自我反思：
本堂课学生学习过程的气氛并没有E班的那么热烈，但是学生的活动还是很多的，相比较还增加了些严谨的治学态度，小组合作学习和探讨的问题都能基本到点、上线和成面。
从活动效果来看，特别是在第4、5、6环节学生表现出了更强的能力，当然正所谓“冰冻三尺非一日之寒”，这种能力应该也是该班一直沿用着“价类二维图”教学策略的富集效果的体现。
既然“冰冻三尺非一日之寒”，所以一堂课并不能造就学生能力差异的根本原因，笔者下面再从情感态度与变化、知识结构体系的构建和学生成绩变化三个方面来比较分析E、F两个班级自元素化合物学习过程进行教学效果比较分析的再体验。
（一）情感态度与变化教学效果比较分析
E班学生情感态度分析
F班学生情感态度分析
平时
根据课堂设计而定，特别是与课程内容的情境建立有关，有时候学习气氛很浓烈，但都只是暂时的，激情不会一直延续。
多数学生有反映化学学习有一定的难点，要记忆的东西很多，很烦，而且不容易记住。
这个班在整个元素化合物的学习过程中，因为有“价类二维图”这个工具的帮助下，学生一直觉得有事做，而且有问题可以研究，虽然多数时候课堂气氛不算浓烈，但学生活动的参与度还是很高，并且比较平稳。
这个班对化学的学习动力有一定的持续性，学生多数反应化学学习越来越容易了。
本
节
学生的主体也得到了肯定，学习过程的气氛很浓烈。
学生有着对化学学习的暂时兴趣。
特别是对二氧化硫这个核心物质有一定的了解，但是学生在有关二氧化硫的性质描述的方程式书写环节还是表现出了难度大的反映。
学生从结构分析、二维图的绘制、常见物质的寻找和识别、性质的预测、实验的探究到形成物质的联系方程式的书写一系列的学习过程一直承担着主体的角色，学习活动量很大。
再加上学习小组合作学习的竞争机制，学习效率较高。
从学生书写化学方程式和解决实际问题的能力方面也反映出了各种能力的提高，表象出教学效果较好。
（二）构建知识体系教学效果比较分析
“价类二维图”就是以高中两种重要的物质分类依据（化合价、常规分类）建立的二维图表，将常见、常用的该元素的化合物以图表的形式呈现思维导图。
高中化学学习是学生对化学物质和物质变化浅层研究的一种活动，也必将需要这一方面学习方面掌握和应用，所以“价类二维图”的综合分析的科学方法和物质及物质变化内容思维能力应该是高中化学教学一个重要内容。
学生在“价类二维图”法在元素及其化合物学习中的应用可以实现以下几个方面得到相应的发展：
物质观
丰富多彩的物质（点）
坐标
（线）
分类观
结构观
发展观
二维图
（面）
思维能力
下表是我个人对E、F两个班的知识构教学效果评价与分析：
E班
F班
弱（核心物质应用方法和表示还可以，但拓展物质很是模糊。
）
强（积累的物质及物质的表示较多，并且也掌握了很多物质的应用。
弱（很多都是建立在记忆现象的层面，未能实现微观结构分析。
较强（能用结构的分析解
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