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1、关于元素周期律、元素周期表的教学研讨支瑶1 课程标准与教学大纲的分析与比较元素周期律和元素周期表的相关内容始终是高中化学概念理论部分的重点内容之一。但是，对比高中化学课程标准与高中化学教学大纲（具体见表 1）可以发现，在新课程中，更加关注概念理论知识的建构过程，更加关注各部分知识间的联系。例如，在教学大纲中，仅列出了需要学生学习的知识点及深广度要求；而在课程标准中，则分别在内容标准和活动探究建议中通过“能结合有关数据和实验认识元素周期律” 、 “查阅资料并讨论第三周期元素及其化合物的性质变化规律” 、 “讨论或实验探究碱金属、卤族元素的性质递变规律”等条目规定或建议了该部分内容的核心教学活动，
2、这些活动凸现了概念理论的建构过程。又如，在课程标准中特别提出要让学生“了解元素性质与原子结构的关系” ，增进了学生对结构与性质的关系的认识。表 1 元素周期律和元素周期表的内容比较教学大纲课程标准教学内容要求实验与活动内容标准活动与探究建议1元素周期律（理解）2元素周期律的发现（选学）3元素周期表（知道）4周期和族（知道）5元素周期表的应用（有大致的印象）演示实验：同周期元素化学活动性的比较；卤素化学活动性的比较1能结合有关数据和实验实施认识元素周期律，了解原子结构与元素性质的关系；2能描述元素周期表的结构，知道金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律实验：几种金属盐的焰色反应查阅资
3、料并讨论：第三周期元素及其化合物的性质变化规律。讨论或实验探究：碱金属、卤族元素的性质递变规律查阅元素周期律的发展史料，讨论元素周期律的发现对化学科学发展的重要意义。2 不同版本教材的比较分析（以人教版和鲁科版为例）高中化学课程标准规定了核心的物质结构基础知识，教材在其基础上进行具体化，并且按照知识的逻辑顺序和学生的认知顺序组织起来，表现出主要的内容线索。从知识与技能、过程与方法和 STS 三个维度分析，人教版和鲁科版教材包含的核心内容基本相同。在知识与技能方面，两个版本的教材中不仅涵盖了元素周期律；元素周期表的结构；第三周期元素原子得失电能力递变规律；IA、VIIA 族元素性质递变规律；同周
4、期、同主族元素性质递变规律等核心知识；还注意发展学生对于元素与物质的关系、原子与元素的关系、原子的内部结构特点与元素性质的关系的认识。例如，借助原子结构的知识引领学生探求元素与物质组成的内在联系和影响元素性质的内在因素；从寻找“元素性质递变规律”的视角，对元素化合物知识进行概括、整合，使学生对元素化合物性质的认识开始由感性走向理性。在过程与方法方面，两个版本教材均通过“探究元素周期律”等活动，培养学生对数据的分析处理能力及利用实验探究、调查探究等多种探究方式进行综合探究的能力。在 STS 内容方面， 尽管处理方式不同（正文或栏目） 、详略不同，两个版本的教材都结合本部分内容选择了“元素周期表和
5、元素周期律在生产实践中的应用”等内容作为素材对学生进行情感态度与价值观教育。尽管各版本教材中涵盖的核心知识基本相同，但不同版本教材的内容线索和呈现方式各有特色。“鲁科版”高中化学教材 在内容编排上，教材将“原子结构与元素性质关系”列入第一节原子结构中。在认识原子的构成及核外电子排布规律后，分别设计了正文讲解、交流研讨和课后习题三个层次的教学活动，引领学生初步认识原子结构与元素性质间的关系，而在元素周期律和元素周期表部分， “原子结构与元素性质”始终作为一条明线贯穿始终。教材从“认识同周期元素性质递变规律”和“预测同主族元素的性质”的视角介绍了同周期、同主族元素性质的递变规律，在落实知识的同时，
6、凸显了元素周期律和元素周期表在发展学生对元素化合物性质的认识方面的功能与价值。教材还通过习题引导学生结合化学 1（必修） 中讨论元素化合物性质的几个视角（物质分类及其通性、氧化（或还原）性、特性）构建元素化合物知识的立体知识网络。此外，教材以元素周期表为载体，简单介绍了 IIA、VA 元素和过渡金属元素及其化合物的某些性质，丰富了学生对元素世界的认识。主要内容在教材中的展开脉络如下：“人教版”高中化学教材 人教版教材以元素周期表和元素周期律为主线，而将原子结构知识作为认识元素周期表、元素周期律的工具分散编排。教材首先介绍元素周期表的结构，并通过对碱金属元素和卤族元素性质递变规律的探究引导学生初
7、步建立原子结构与元素性质的关系；然后在核外电子排布规律的基础上，通过“科学探究”栏目，研究了 118 号元素的核外电子排布、元素化合价随原子序数递增的递变规律，还通过研究第三周期元素的一些化学性质发现了元素的金属性和非金属性随原子序数的变化呈现周期性变化这一规律，并在上述研究的基础上归纳出元素周期律。教材的内容框架如下：原子结构 元素周期律认识同周期元素的性质递变规律 预测同主族元素的性质 元素周期律和元素周期表在生产 实践中的应用元素周期表的 应用元素周期律 元素周期表元素周期律和 元素周期表原子核 核素 核外电子排布 元素性质与原子结构的关系原子结构物质结构 元素周期律元素周期表元素周期律
8、化学键元素周期表元素性质与 原子结构核素原子核外电子的排布元素周期律元素周期表和元素周期律的应用元素周期表的结构原子序数=质子数=核外电子数 碱金属、卤族元素的原子结构、元素及主要化合物性质递变规律 质量数=质子数+中子数，核素、同位素的概念3 几种教学思路的对比研究3.1 几种教学设计思路几种教学设计思路为了深入了解元素周期律、元素周期表知识对于学生认识发展的作用及学生在学习元素周期律、元素周期表相关知识时的障碍点，我们采用不同的教学设计思路进行的教学实施，具体如下：主要内容及核心活动（或问题）课时教学设计 1 （基于人教版过渡教材 的教学设计）教学设计 2 （基与人教版新课 程教材教学设计
9、）教学设计 3 （基与人教版新课程教材的教学设 计，部分参考鲁科版教材）1原子结构 1通过 粒子散射实 验认识原子的构成； 2通过对质子、 、中子、 电子的质量、带电情况 等数据的分析，得出质 子、中子、电子的质量 关系和电量关系； 3结合化学史资料了解 核外电子的运动情况； 4通过分析惰性元素原 子的核外电子排布获得 核外电子排布规律。 5巩固练习原子结构 1从元素周期表 的发展史引出对原 子结构的讨论； 2回忆初中化学 中学过的原子结构 的知识35 同教学设计 1元素周期表 1观察元素周期表，认识元素周期 表的结构； 2针对元素周期表提出你想了解的 问题； 3教师对部分问题进行简单回应，
10、同时对问题进行梳理：(1)梳理出本 部分内容所要研究的主要问题； （2）发现原子结构对于认识元素周 期表的重要作用。2元素周期律 1根据提供的数据分别 以原子序数为横坐标、 以原子半径、最外层电 子数、元素最高正化合 价和最低负化合价为纵 坐标作图； 2观察上述图像，发现 元素周期律。 3巩固练习元素周期表 1观察元素周期 表，认识元素周期 表的结构； 2以 1-18 号元素 为例，认识原子结 构与元素在周期表 中的位置的关系 3巩固练习原子结构 1回忆初中化学中学过的原子结构 的知识；2 4 同教学设计 1（24） 5利用原子结构的知识解释元素及 物质的性质。如：为什么在氯化钠 中氯元素为-
11、1 价，Na 元素为+1 价？ 为什么在反应中金属钠常做还原剂？ 等。3以第三周期为例探究同 周期元素性质递变规律 1设计实验比较 Na、Mg、Al 的金属性强元素性质与原子结 构的关系 1碱金属元素性 质递变规律：回忆元素性质与原子结构的关系（一） 1以 IA 和 VIIA 为例，分析原子结 构与元素在周期表中的位置关系。 2教师介绍本节课研究的核心问题弱； 2利用所给资料分析 Si、P、S、Cl 的非金属 性强弱； 3用原子结构的知识解 释上述实验结论； 4归纳同周期元素性质 递变规律。金属钠的化学性质 观察 K 与水、 与氧气反应的实验 结论及解释 2卤族元素性质 递变规律：根据原 子结
12、构推测卤族元 素化学性质上的相 似性与递变性 实验验证结论元素性质与原子结构的关系，请 学生提出问题； 3教师解答：“元素性质”指的是 什么？ 4讨论：可以通过哪些实验研究元 素钠和元素钾的性质？为什么？ 5学生实验：Na、K 与水的反应； 演示实验：Na、K 与氧气的反应 6讨论：（1）上述实验说明元素 钠、元素钾性质有哪些相似之处？ 又有哪些不同？ （2）用原子结构 的知识进行解释。 （3）小结碱金属 元素性质递变规律。4元素周期表 1观察元素周期表，认 识元素周期表的结构； 2以 IA 和 VIIA 为例， 分析原子结构与元素在 周期表中的位置关系。 3巩固练习元素周期律 1补全数据：写
13、 出 1-18 号元素的最 外层电子数和元素 的最高正化合价和 最低负化合价；23 同教学设计 1 第二课时 （1、2）元素性质与原子结构的关系（二） 1利用原子结构递变规律预测卤族 元素性质递变规律； 2设计实验验证上述假设； 3实施实验（卤素单质间的置换反 应） ， 4结合上述实验及相关信息（卤素 单质与氢气的反应）得出结论。 5讨论：原子结构中哪些因素会影 响元素性质？如何影响？主次关系 如何？ 5同主族元素性质递变规 律 1回忆碱金属、卤族元 素性质 2归纳同主族元素性质 递变规律 3用原子结构的知识进 行解释 4巩固练习同周期元素性质递 变规律 1用原子结构的 知识预测元素金属 性、
14、非金属性递变 规律； 2设计实验比较 Na、Mg、Al 的金 属性强弱； 3利用所给资料 分析 Si、P、S、Cl 的非金属性强弱； 4归纳同周期元 素性质递变规律。元素周期律及同周期元素性质递变 规律 1.利用原子结构的知识及对原子结构 与元素性质关系的认识，预测、分 析 1-18 号元素最外层电排布、原子 半径、元素最高正化合价和最低负 化合价随原子序数的变化情况； 2提供相关数据，并以此归纳出元 素周期律。 3以第三周期为例探究元素的性质 递变规律：根据原子结构预测 设计并实施实验比较 Na、Mg、Al 金属性强弱根据资料分析 Si、P、S、Cl 非金属性强弱获 得结论。6元素周期表的应
15、用 1归纳同周期、同主族 元素性质递变规律； 2预测元素性质； 3介绍元素周期律、表元素周期表的应用 同教学设计 1 第六 课时元素周期表的应用 1预测元素性质（判断对 Se、Te 元素及化合物性质的预测是否正确）2以硫为例，建构元素化合物知识在生产中的应用 4巩固练习的三维知识网络（原子结构含硫 物质间的转化关系VIA 元素性质） ；3通过具体任务感受元素周期律、 表在生产中的应用。3.2 测查对象及测查工具测查对象及测查工具在高一年级选取两个成绩相近的班级分别采用教学设计 2 和教学设计 3 进行元素周期律和元素周期表教学，在教学结束后进行问卷测查。教学设计 1 是使用人教版过渡教材时我校
16、教师经常采用的教学设计，因此分别在我校高二、高三两个年级选取与高一年级成绩相近的班级进行测查。测查题目如下：测查题目测查题目测查目的测查目的1判断正误 （1）原子半径：Na S Se （ ） （3）碱性：LiOH NaOH CsOH （ ） （4）气态氢化物稳定性： NH3 H2O （ ） 2请根据下列信息将 A、B、C、D、E 五种元素排入下列周期表中信息 1：A、B、C、D、E 五种元素为短周期元素信息 2：H2D 比 H2B 稳定信息 3：C 原子核外有三层电子，氢氧化物既能与酸反应也能与碱反应信息 4：E 与 B 电子层数相同，E 的非金属性比 B 强信息 5：A 是五种元素中金属性最强的元素检测学生基础 知识、基本技 能的掌握情况3判断下列说法是否正确，并说明理由。 在反应中，1mol Al 能失去 3m
