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1、基于元素周期律（表）促进学生元素化合物系统认识发展的单元整体教学设计 单位：北京市三里屯一中 作者：王长艳基于元素周期律（表）促进学生元素化合物系统认识发展的单元整体教学设计作者姓名：王长艳 单位：北京市三里屯一中 邮编：100027（一）指导思想与理论依据元素周期律及其具体表现形式元素周期表知识是中学化学重要的基础理论知识，也是整个化学领域研究的重要基石。唐有琪院士曾经多次指出：“化学家的主要工作就是耕耘元素周期表”。元素周期律揭示反映了元素之间的内在联系，将成千万计的物质归于系统之中，是科学研究的有效工具，在中学化学元素化合物知识的学习中，元素周期律是学生有效学习元素化合物性质的理论基础，
2、它所承载的学科思想能帮助学生有效建构化学知识体系。基于上述分析，在本章复习教学中，应该将学生停留在识记层面的基础知识加以整合，运用建构主义理论（建构主义学习理论认为，学习不是对知识的被动接受，而是学习者在一定的情境中，借助他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资源，凭借自身已有的知识和经验主动建构的过程。）帮助学生在头脑中建立起认识、比较物质性质的一般思路和方法。加强从元素视角看物质，明确物质性质的不同根本原因在于原子结构的不同，帮助学生建立起基于元素周期律的元素化合物认识模型。（二）教学背景分析1、学习内容分析元素周期律知识是构成中学化学知识的基础，教学价值主要体现在以下四方面：（
3、1）元素周期律揭示了不同元素性质之间的内在联系，即元素的性质随着原子结构的变化而呈现周期性的变化，使元素化合物知识的学习摆脱了零散、庞杂的窘状，而变得系统、有规律；（2）元素周期律的学习过程，是学生重新认识物质性质、发现规律的过程，能够培养学生通过实验现象和实验事实进行分析、归纳得出规律，并应用规律解释实验现象的能力，对物质的认识从宏观现象进入到微观解释层面，进一步理解了“结构决定性质”的化学学科思想。（3）元素周期律丰富了学生认识物质性质的角度和方法，发展了学生对于元素观的认识，即认识到“物质是由元素构成的”、“元素是同一类原子的总称”、“物质可以按照元素组成进行分类”、“元素化合价与原子的
4、最外层电子有关”、“用化学式表示元素的组成”、“物质间的转化本质是原子间的重新组合”、“元素的性质随着原子序数的递增呈现周期性的变化”。（4）元素周期律指导探索物质性质的研究，预言新元素、新材料的发现，是学习化学的一种重要工具。在必修阶段，学生应掌握的主要知识有以下五方面：（1）元素性质周期性的变化规律；（2）单质性质的变化规律；（3）元素化合物性质的变化规律；（4）元素“位置结构性质”之间的关系；（5）元素周期律的本质原因及元素周期律的应用。2、学习者特征分析在必修1模块中，学生获得的大量具体元素化合物的性质大多依靠于实验的感性认知，由于缺乏原子结构、元素周期律的知识，学生不能从原子结构出发
5、对物质的性质加以解释和预测，学习时间一长，很多知识开始在头脑里“打结”，不少学生对这部分知识的感觉是学起来容易，但真正记住，能运用却很难，导致在处理实际问题时缺乏解决问题的基本思路，为此在必修2学习过物质结构、元素周期律一章后，我们对学生的认知情况进行了问卷调查，问卷内容主要涉及元素性质的比较、物质性质的比较及对陌生物质的性质进行预测，结果反映出来学生还存在以下问题：1、学生对于元素周期律知识的认知更多地停留在简单识记层面，在解释具体问题时较少从结构角度入手探讨元素及其化合物性质递变规律。2、有一些学生将元素周期律知识中几组概念弄混，如元素的金属性与单质的还原性，非金属性与单质的氧化性混同。3
6、、预测陌生物质的性质时缺少分析问题的角度。（三）章复习课单元整体教学设计1、课时内容及设计意图课时安排第1课时第2课时第3课时课时主题梳理位构性关系，回顾“二维图”。基于元素周期律与“二维图”，形成物质认识的思维模型应用思维模型解决元素化合物性综合问题核心内容将核心元素（S、Cl、N 、Si、Na、Al、Fe等）放回元素周期表，体会位-构-性关系，再从元素到所构成物质，用类别通性和化合价进行物质转化的复习巩固通过S、Cl两组二维图中最高价氧化物、气态氢化物等典型物质性质的比较，引领学生形成基于周期律进行元素性质比较方法，通过Se与Cl、S与Br等元素性质比较与实验方案的评价，建立位-构-性关系
7、与“二维图”研究方法的深层次联系，初步构建元素化合物系统认识模型学生完成典型金属元素“二维图”中典型物质性质的比较，并系统预测Ba元素的性质。设计并动手实验验证C、Si、N的非金属性强弱。设计意图让学生体会必修1所学具体物质家族实际上是同种元素形成的，再次理解由物质上升到元素，并通过元素周期表体会由元素到丰富的物质世界，建立从元素到物质及从物质到元素的双向联系，为后续教学打下基础将元素周期律“用活”，深层理解原子结构对元素性质的影响，建立元素周期律与具体物质性质比较的深层次联系，初步理解“结构决定性质”的化学思想方法，发展学生比较、解释、预测、评价的能力应用基于元素周期律的元素化合物系统认识模
8、型，发展学生预测元素性质、设计实验进行验证的能力，完善元素观，完善物质性质研究的一般思路和方法第1课时主要内容是将核心元素放回周期表，体会位-构-性关系，从元素到所构成物质，用类别通性和化合价进行物质转化的复习巩固，第2课时通过两张二维图的比较，引领学生基于周期律进行元素性质比较，建立元素周期律与具体物质性质比较的深层次联系，第3课时应用基于元素周期律认识元素化合物性质的一般思路和方法处理综合实际问题。最终达成的目标是学生在三节课过后能够基于元素周期律建立对元素化合物的整体认识思路。第2课时是单元整体教学设计的核心。2、第二课时教学设计教学目标：知识与技能： 通过对含硫元素与氯元素不同物质间性
9、质的比较，学生认识到物质性质的不同源于组成元素性质的不同，原子结构决定元素性质。 通过书写硒单质发生反应的化学方程式，绘制含硒元素的化合物二维图，再次梳理认识物质性质的一般思路和方法。过程与方法： 在Se与Cl非金属性强弱对比的问题解决中，寻找到中间元素S，强化原子结构对元素性质、物质性质起决定作用。 在Br与S非金属性强弱的探讨中，依从非金属性判断依据，评价实验方案，体验实验研究中的定量、控制变量思想。情感态度与价值观： 在Se与Cl非金属性强弱对比的思辨过程中体验合作学习。 在Br与S运用实验对比非金属性强弱时，培养严谨的科学态度。教学重难点：基于元素周期律建构认识元素化合物系统认知思路的
10、过程。具体教学过程：教学过程教学阶段或教学环节教师活动学生活动设计意图环节1：新课引入回顾认识物质性质的一般思路和方法回忆 观察既是对上一课时的回顾更是为第二课时做好铺垫。环节2：比较含S、Cl各物质性质。在板书上绘制出含S、Cl各物质的二维图，提出问题不同元素、不同物质之间性质如何比较呢？完成学案上任务一造成比较结果的根本原因是什么？思考、讨论完成学案分组讨论帮助学生初步构建认知思路，将学生进行分组讨论的结果在黑板上呈现出来，将具体物质之间的性质与元素周期律之间搭建平台将他们联系起来。环节3：预测Se性质，比较Se与Cl的非金属性。在上一环节的基础上，我们再来看任务二思考独立书写分组讨论具体
11、学生作答帮助学生再次巩固从物质分类，核心元素化合价的角度认识物质，并预测性质。引导学生建立比较物质性质的思路和方法。环节4：运用实验比较Br与S的非金属性强弱对于同主族、同周期不同物质的性质可以进行比较，不同周期不同主族物质的性质我们可以借助中间元素作为桥梁进行比较，是不是解决了所有问题呢？我们看任务三讨论 小组作答小组讨论 具体学生回答小组讨论我们的设计意图是当我们无法利用中间元素比较元素性质时，我们还可以依靠实验，并在题目中渗透定量、控制变量思想。环节5：总结提升我们将前两课时内容进行小结观看投影梳理认识比较物质性质的一般思路和方法。板书设计教学流程示意图有同学进行如下实验得出单质的氧化性
12、Cl2Br2S，你认为是否合理？开始总结研究物质性质的一般思路和方法。不同物质之间的性质如何比较呢？学生发现、讨论教师总结学生想法引起比较结果的根本原因是什么？试预测Se的性质学生分组讨论比较Se与Cl的非金属性强弱学生书写 讨论某同学欲说明Br的非金属性强于S，做了如下实验，你认为是否合理？结束教师总结板书，引出任务二。我们能否解决所有有关物质性质比较的问题，请看任务三。学生思考分组讨论总结认识、比较物质性质的一般思路和方法。（四）学习效果评价设计本节课共从4个方面设计教学效果评价：学案反馈、问卷调查、学生访谈、跟踪测试。 通过这节课，我发现课堂上学生们的反响很好，大部分同学思维能力得到了很
13、好的锻炼。尤其在预测Se性质的时候，充分调动了学生的学习兴趣，学生在课中积极应用已有的化学知识去探究问题、解决问题。另外,本节课在评价实验方面，学生都能充分参与课堂，学生能充分的讨论、交流和展示自己的能力。特别是学生自己设计实验方案，自己讨论实验步骤，分析实验结果，得出结论，体现化学学习的一般程序。学案反馈：在本课时学生完成任务二预测硒单质性质的时候有三分之一的同学主动构建了包含Se的各物质的二维图。从中可以看出学生在第一课时有效梳理基础知识的基础之上，在第二课时中建立比较物质性质的一般思路和方法时自主搭建的认知过程。问卷调查：85%的学生认为自己较好的掌握了元素周期律的知识，有60%的学生认
14、为自己对这部分知识的理解更加深入，70%的学生认为这节课教学有助于帮助他们对零散的元素化合物知识加以整合。学生在课堂上积极发言，成为学习过程的主体；学生在原有基础上巩固了知识并提升了知识综合运用能力，建立了较完善的元素周期律的知识体系，并在此基础上建立起认识元素化合物的系统认知思路。学生访谈：与上课班级学生交流课堂内容，学生明显感觉到本课过后他们对元素化合物、元素周期律很多零散的知识进行了有效的整合，知识运用更加得心应手，理论解释更加有根有据。跟踪测试：通过几次测验，元素周期律知识正答率都在80%以上。学生掌握该知识点较好。特别是在结合元素化合物及物质结构等知识考查时学生的得分率明显提升。（五）教学反思元素周期律教学属于化学基础理论知识，内容较抽象，理论性强，回顾整节课，从教材内容上我们依据教材对教学内容做了适当深广度的延伸，通过完成学案中的具体任务、旧中引新、设问激疑等方式让学生参与课堂的机会增多，学生在课堂中乐于表现自己，团结协作、积极思考、踊跃发言，营造了良好的课堂文化，充分发挥了学生的主体作用，教师的主导作用；从教学过程上，课程内容脉络清晰、层次分明，在教学中充分关注了学生的认知发展和问题解决的途径，通过学习任务中具体的知识载体发展了学生比较、预测、迁移、评价的能力，从而使认知发展实现了从具体物质性质上升到系统认知思路和方法。在具体问题的解决过程中，从分析方法上，学
