黎旭阳

摘 要 在元素及其化合物知识体系中，涵盖了物质类别识别及转化，反应类型辨识与运用等核心知识。现今教学中采用最多的策略是模块构建，将元素及化合物的知识拆解成若干片断。在这种教学策略下，学生掌握的知识是模块化，知识模块之间融合度低，形成了知识碎片。这些碎片化的知识在学生解决实际问题中造成了障碍。把“价——类二维图”作为学习与解决问题的工具，能够有效地将碎片化的知识模块整合起来，帮助学生建构科学的分析解决问题的模型。本文以人教版“海水资源综合利用”教学为例，探索在元素及其化合物性质模块中，运用“价——类二维图”分析和解决问题的策略。

关键词 价——类二维图;知识碎片;物质分类;化合价

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2020）22-0203-02

普通高中化学课程标准（2017版）中明确提出：在课程教学中要落实“立德树人”根本任务，培养与提升学生的学科核心素养。为了在教学中落实课标的理念，让学科核心素养培养在课堂上落地，许多老师在新课标理念的指导下重新解读教材，优化与改进教学设计。在课堂教学中由仅关注教学内容和知识体系的完整性，向着关注学生经过课程学习后所具备的学科素养转变。

一、基于真实情景的元素化合物课的教学现状

在新课标的指引下，近年来的教学和各种测试都关注学生运用知识解决真实情景的问题的能力。教材中素材的价值也不断被深挖。《普通高中课程标准试验教科书化学2（必修）》人民教育出版社（2004版）中的第四章第一节《开发利用金属矿物和海水资源》提供的“海水资源综合利用”素材被老师们广泛采用。在一次教研活动中，来自不同学校的两位老师基于自己对核心素养的理解，进行一课两讲。课例一以碘离子转换成碘单质为主线，构建化合物转化为单质的物质转化模型。课例二以获取海水中的成分为主线，涵盖了金属单质、非金属单质和可溶性盐的转化分离与提纯实验模型。

国内不同地区的老师对该素材的使用进行了探索，宗汉老师在文中阐述了基于海带中提取碘的流程，建构提取元素的工业模型;庞红梅老师是基于碘元素及其化合物性质的课堂实验，构建海带中提取碘的工艺流程;晏拓、李珊珊、陈廷俊、丛高等老师在文中侧重讨论了课堂教学设计的环节如何达成学生核心素养的培养。

老师们在使用该素材的时候，在问题的拆解与分析、储备知识的选用与提取、程序的选择与运用技巧等方面有不同的侧重，但是都不约而同地将其视为一个独立的单元，并以此帮助建构知识模块。对于学生而言，新旧知识模块之间未能建立联系，导致了知识碎片生成。

二、以“价——类二维图”为工具的串联知识碎片

（一）“价——类二维图”应用的意义与价值

王磊教授提出，“要把‘价——类二维图当做工具交给学生，让学生学会利用‘价——类二维图解决问题”。

“价——类二维图”从物质类别与化合价两个维度构建了含有同一元素物质之间的关系架构，以化合价作为辨识依据，从氧化还原反应、复分解反应的角度，不但可以分析物质的变化过程，更加可以预测可能形成的物质。自涉及元素及其化合物知识起，把“价——类二维图”作为知识体系建构的工具推送给学生，让学生在学习过程中了解与使用。在绘制与使用的过程中，逐渐构建知识架构，形成分析解决问题的模型。

（二）基于“价——类二维图”的“海水资源的开发利用”教学案例

教学目标：

1、以获取海水中的碘单质获取为素材，掌握以“价——类二维图”为工具，从氧化还原，复分解反应等角度找出物质转化的主要历程，进一步设计出相应的反应原理。

2、能够使用“价——类二维图”，找出从海水中获取溴单质、金属镁、氯化钠的方法，构建物质转化与获取模型，

教学实录：

环节一：了解海水资源，建立可持续性发展的环保意识

学习目标：

（1）海水资源归类;

（2）建立持续性发展环保的意识。

学生活动：阅读教材，绘制思维导图。

环节二：从海带中提取单质碘的原理与方法

学习目标：

（1）掌握利用网络检索信息能力;

（2）知道基于“价——类二维图”设计实验方案的技巧。

学生活动：

（1）在“百度知道”中检索获得：海带中的有机碘是3，5-二碘酪氨酸，其化学式为：C9H13I2NO5;

（2）阅读教材得到信息：海带灼烧后的灰烬中碘元素以I-形式存在。

3、绘制碘元素的“价——类二维图”（图1），找出实现碘元素的转化需要运用的反应是什么？实现转化需要的试剂，并写出相应的反应方程式。

学生活动参考答案：2I-+Cl2=I2+2Cl-;2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O

4、探究實验：（小组活动）海带中碘单质的获取与验证。

环节三：运用“价——类二维图”模型设计海水提溴的方案

学习目标：掌握利用“价——类二维图”从化合价角度设计实验方案的方法。

学生活动：

（1）阅读教材“思考与交流”获取信息;

（2）绘制溴元素的“价——类二维图”（图2），并提出实验方案，写出相关的化学反应方程式。

学生活动参考答案：2Br-+H2O2+2H+=Br2+2H2O;2Br-+Cl2=Br2+2Cl-

环节四：利用“价——类二维图”模型设计海水提镁的方案

学习目标：应用“价——类二维图”模型从化合价角度设计实验

学生活动：

1、绘制镁元素的“价——类二维图”（图3），用方程式描述相关原理。

學生活动参考答案：Mg2++2e-=Mg

环节五：利用“价——类二维图”模型设计海水提取氯化钠的方案

学习目标：掌握“价——类二维图”呈现出价态未发生变化时的处理技巧。

学生活动：

1、绘制氯离子转化为氯化钠的“价——类二维图”（图4），找出获得NaCl的方法。

学生活动参考答案：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤。

三、“价——类二维图”在高一年级化学教学中的应用几点思考

人教版教材的必修模块中蕴含了大量的基础的化学知识，其中以元素及其化合物的性质占了绝大部分。由于元素及其化合物性质内容多、分布广，学生在学习过程中不知不觉地形成了知识片断，零碎的知识片断逐渐变成了知识碎片，给学生造成了化学无规律的错觉。“价——类二维图”作为一种学习化学的工具之一，在理顺知识碎片、串联知识碎片方面有其独到之处。它有助于学生自我整理知识碎片，构建知识模块，解决实际问题，逐渐形成学科素养。因此，针对高一化学教学有以下几点思考;

1、开发高一年级的初高中衔接课程，以“价——类二维图”为工具，对物质类别转化关系进行重构，让学生体会到在高中阶段的学习中既要不断增加知识储备，还需要掌握有效的分析工具与模型。

2、在氧化还原反应知识构建过程中，使用“价——类二维图”作为分析模型来建构氧化还原知识，利用纵坐标呈现的化合价升降，掌握分析氧化还原反应的技巧与策略。

3、在金属（或非金属）元素及其化合物性质环节，展开预测新物质，推断新物质性质的教学活动，促使学生掌握使用技巧，构建有序思维。

基金项目：广州市花都区教育科学规划2018年度一般课题“基于元素化合物教学（学习）任务分析的教学实践研究”（编号：HDJYKY2018C001）的研究成果。

参考文献：

[1]宗汉.学科核心素养视角下的化学教学案例评析——以“海水资源的开发利用”为例[J].中学化学教学参考，2019（09）：17-19.

[2]庞红梅.“海水资源的开发利用”课堂实录与再思考[J].中学化学教学参考，2018（21）：68-70.

[3]晏拓.化学学科核心素养导向下的常态课教学探索——以“开发利用金属矿物和海水资源”为例[J].中学化学教学参考，2018（17）：16-20.