研究教材模糊表述,提高教师专业素质

——以“元素的性质与原子结构”内容为例

作 者:
王峰 

作者简介:
王峰,黑龙江大庆实验中学(163316)。

原文出处:
化学教育

内容提要:


期刊代号:G37
分类名称:中学化学教与学
复印期号:2010 年 05 期

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      教师在备课、上课、为学生答疑等教学活动中,或者在钻研化学教材时,经常会碰到教材对某些比较复杂的化学问题多采取模糊性表述,而不过分追求知识的科学性。这是基于中学生的知识储备、学习经验和认知能力,在编写教材时所采取的一种策略。这样处理有利于中学化学教学,也能保证化学知识在中学阶段的合理性和适应性。但作为教师,我们不应将认识停留在教材呈现的水平上,不仅要知其然,更要知其所以然。积极研究教材模糊表述,结合课程标准和教材对相应知识进行深入研究,做到对知识的来龙去脉心中有数,这不仅有助于教师准确、深刻地理解知识,恰当地把握教学过程,也有助于教师强化自身的学科知识和学科思想,提高自身专业素质[1]。

      一、问题的提出

      在进行《化学2(必修)》元素周期表第2课时“元素的性质与原子结构”的教学过程中,学生提出了这样几个问题:什么叫金属性,什么叫非金属性?金属性是不是就是金属活动性的简称?非金属性是不是和氧化性一样?本文以“元素的性质与原子结构”内容为例,探讨教材(包括教师教学用书)中的几处模糊表达。

      鉴于课程标准中对元素金属性与非金属性并未规定过高的要求,笔者当时并没有向学生解释金属性、非金属性的概念,而是建议有兴趣的同学可以课下查阅资料,只是澄清了上述后两个问题。《化学2(必修)》中有关“元素的性质与原子结构”的内容是这样叙述的(有省略)[2]:

      “随着核电荷数的增加,碱金属元素原子的电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱。所以,碱金属元素的性质也有差异,从锂到铯金属性逐渐增强,如它们与氧气或水反应时,钾比钠的反应剧烈,铷、铯的反应更剧烈……

      随着核电荷数的增加,卤素单质的氧化性强弱顺序为:氧化性逐渐减弱。

      通过比较碱金属单质与氧气、水的反应,以及卤素单质与氢气的反应、卤素单质问的置换反应,我们可以看出,元素性质与原子结构有密切的关系,主要与原子核外电子的排布,特别是最外层电子数有关。原子结构相似的一族元素,它们在化学性质上表现出相似性和递变性。

      在元素周期表中,同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多,原子半径逐渐增大,失电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱。所以金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。”

      在认真分析了教材中的表述后,我们得到了以下信息:

      (1)同主族元素从上到下金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱;

      (2)由钠、钾、铷、铯等碱金属的活泼性顺序推知,金属元素的单质越活泼,其金属性越强;

      (3)由等卤素单质的氧化性强弱顺序推知,非金属单质的氧化性越强,该元素的非金属性越强。

      我们知道,元素金属性与非金属性是原子的性质,而还原性、活泼性、氧化性等则是分子(单质)的性质。从结构和能量的角度看,物质参加化学反应的过程都是旧键断裂和新键生成的过程,因此,原子的结构和性质直接影响着分子的结构和性质,这是不容置疑的。但是,确切地说,分子的性质毕竟不能等同于原子的性质[1]。事实果真如此吗:金属单质的活泼性与该元素的金属性强弱趋势相同?非金属单质的氧化性强弱与该元素的非金属性强弱趋势相同?笔者又查阅了配套的教师教学用书,《化学2(必修)教师教学用书》中是这样解释的(节选)[3]:

      “我们常用电离能来表示气态原子失电子的难易,并用电子亲和能来表示气态原子与电子结合的难易。

      电离能的数据表明,同主族元素从上到下电离能减小,即越向下,元素越易失去电子。同周期元素从左到右,电离能增大。一般说来,元素的电离能数值越大,它的金属性越弱。

      原子的电子亲和能是元素的一个气态原子获得1个电子成为一价气态阴离子时所放出的能量。电子亲和能越大,元素的原子就越容易跟电子结合。一般说来,元素的电子亲和能越大,它的非金属性越强。

      元素的原子在化合物分子中对电子的吸引能力大小的度量叫做元素的电负性。元素的电负性与电离能和电子亲和能有一定的联系。我们可以把电负性的数值作为元素金属性或非金属性的综合度量。金属的电负性较小,金属的电负性越小,它的活动性越强。非金属的电负性较大,非金属的电负性越大,它的活动性也越强。”

      教师教学用书想告诉我们:

      (1)可以用电离能的数据来比较元素金属性的强弱,元素的电离能数值越大,其金属性越弱;

      (2)可以用电子亲和能来比较元素非金属性的强弱,元素的电子亲和能越大,其非金属性越强;

      (3)可以把元素的电负性作为元素金属性或非金属性的综合度量,元素的电负性越小,金属性越强;反之,电负性越大,非金属性越强。

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