人教版必修1第三章《金屬及其化合物》教材分析與教學(xué)建議

人教版必修1第三章《金屬及其化合物》教材分析與教學(xué)建議一、本章內(nèi)容的地位和功能本章所選擇的金屬元素鈉、鋁、鐵、銅頗具代表性：兩種主族，兩種副族；一種非?；顫姷慕饘?，兩種比較活潑的金屬，一種不活潑金屬；除鈉外其余三種均為常見(jiàn)金屬。學(xué)生通過(guò)初中化學(xué)的學(xué)習(xí)以及生活、生產(chǎn)中的一些實(shí)例，已對(duì)它們有所認(rèn)識(shí)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中很容易利用已有的經(jīng)驗(yàn)對(duì)將要學(xué)習(xí)的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行思考，也能夠把剛學(xué)知識(shí)和日常生活中金屬的應(yīng)用結(jié)合起來(lái)。從知識(shí)編排上，在第一章從實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)化學(xué)和第二章化學(xué)物質(zhì)及其變化的基礎(chǔ)上，本章開(kāi)始介紹具體的元素化合物知識(shí)。先介紹金屬及其化合物、然后介紹非金屬及其化合物。金屬（或非金屬）單質(zhì)及其化合物構(gòu)成了豐富多彩的世界。要了解物質(zhì)世界，了解化學(xué)，需要從構(gòu)成常見(jiàn)物質(zhì)的元素知識(shí)著手。元素化合物知識(shí)是中學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，也是學(xué)生在以后的工作、生活中經(jīng)常要接觸、需要了解和應(yīng)用的基本知識(shí)。這些知識(shí)既可以為前面的實(shí)驗(yàn)和理論知識(shí)補(bǔ)充感性認(rèn)識(shí)的材料，又可以為學(xué)習(xí)《化學(xué)2》中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律等理論知識(shí)奠定基礎(chǔ)；還可以幫助學(xué)生逐步掌握學(xué)習(xí)化學(xué)的一些基本方法；還能使學(xué)生深刻體認(rèn)化學(xué)在促進(jìn)社會(huì)發(fā)展、改善人類生活條件等方面所起的重要作用。二、內(nèi)容結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)分析《人教版必修1》第三章“金屬及其化合物”的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系[1]如圖1所示。從圖1所示的知識(shí)結(jié)構(gòu)可以看出，新課程一改傳統(tǒng)的元素化合物教學(xué)路線，即“結(jié)構(gòu)——性質(zhì)——用途”的教學(xué)路線，它沒(méi)有利用元素周期表和周期律的知識(shí)來(lái)研究元素化合物，而是強(qiáng)化物質(zhì)分類和氧化還原理論對(duì)物質(zhì)性質(zhì)研究的指導(dǎo)作用。這使得新課程的內(nèi)容呈現(xiàn)出與原有教材不同的特點(diǎn)。1.內(nèi)容選擇與呈現(xiàn)方式的變化原人教版高中化學(xué)教材的編排上，金屬知識(shí)呈現(xiàn)的內(nèi)容比較分散，涉及堿金屬（高一）和幾種重要的金屬（高二）兩章，耗時(shí)長(zhǎng)。而新課程將原人教版高中化學(xué)中的金屬及其化合物知識(shí)融為一章，根據(jù)物質(zhì)分類思想進(jìn)行內(nèi)容呈現(xiàn)。新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)金屬及其化合物的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為“根據(jù)生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用實(shí)例或通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，了解鈉、鋁、鐵、銅等金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)，能列舉合金材料的重要應(yīng)用”[2]。教學(xué)范圍和要求也發(fā)生重要變化，根據(jù)必修1的教學(xué)要求，本章的教學(xué)時(shí)間大概需要9課時(shí)，與原人教版相比，縮短2/3以上。本章金屬及其化合物知識(shí)根據(jù)樹(shù)形分類法將知識(shí)分為金屬單質(zhì)、金屬化合物和金屬材料三大板塊，按單質(zhì)、氧化物、氫氧化物、鹽的性質(zhì)分塊。對(duì)于單質(zhì)和化合物的化學(xué)性質(zhì)，教材采用了不同的呈現(xiàn)方式，學(xué)生的活動(dòng)方式也呈現(xiàn)多樣化：諸如學(xué)與問(wèn)、思考與交流、實(shí)驗(yàn)、科學(xué)探究、實(shí)踐活動(dòng)、科學(xué)視野等。這些活動(dòng)方式的呈現(xiàn)為培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、以及進(jìn)行科學(xué)探究的能力創(chuàng)造了必要條件和現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。2.在同類物質(zhì)共性的基礎(chǔ)上突出具體物質(zhì)的特性從物質(zhì)類別的維度上看，本章按單質(zhì)、氧化物、氫氧化物、鹽的順序來(lái)研究同類物質(zhì)的通性和個(gè)別物質(zhì)的特質(zhì)；從反應(yīng)類型的維度看，本章涉及的化學(xué)反應(yīng)包括四大基本類型、離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等知識(shí)體系。這為我們充分利用精加工策略對(duì)同類物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行類比、對(duì)比、聯(lián)想提供了可能。同類物質(zhì)的化學(xué)通性，教材通過(guò)“思考與交流”欄目讓學(xué)生在了解同類物質(zhì)的通性的基礎(chǔ)上突出某一具體特性，如鈉、鐵與水的反應(yīng)，鋁及其氧化物、氫氧化物的兩性，F(xiàn)e3+和Fe2+的氧化還原性等。三、教學(xué)建議1.注意高中初中知識(shí)的銜接在人教版九年級(jí)化學(xué)中主要涉及的金屬知識(shí)包括金屬的物理特性、鎂、鋁、鐵、銅的部分化學(xué)性質(zhì)以及合金、常見(jiàn)的礦物等。在進(jìn)行必修1第三章教學(xué)時(shí)，應(yīng)密切聯(lián)系已學(xué)知識(shí)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)金屬知識(shí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)金屬性質(zhì)時(shí)，要充分利用教材第46頁(yè)“思考與交流”欄目，讓學(xué)生在回憶和書(shū)寫(xiě)圖2所示現(xiàn)象所涉及的反應(yīng)式的基礎(chǔ)上歸納金屬的化學(xué)通性。這一欄目?jī)?nèi)容為本章學(xué)習(xí)金屬的性質(zhì)起到了很好的銜接。教師要抓住這一機(jī)會(huì)，及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生回憶已學(xué)金屬的化學(xué)性質(zhì)及其活動(dòng)性順序；并通過(guò)對(duì)金屬化學(xué)性質(zhì)的引入，從學(xué)生最熟悉的幾幅圖入手，歸納金屬的化性，最后從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋這一性質(zhì)變化的原因。又如學(xué)習(xí)鈉的重要化合物時(shí)，可引導(dǎo)學(xué)生從CaO與水、Na2O與CO2、CuO和Fe2O3與鹽酸的反應(yīng)入手，類推Na2O與H2O、CO2、鹽酸的反應(yīng)，據(jù)此探究Na2O2與水、CO2和鹽酸的反應(yīng)。學(xué)習(xí)金屬材料時(shí)，則可利用第64頁(yè)“學(xué)與問(wèn)”所設(shè)置的問(wèn)題：“……你還記得什么是合金嗎？合金有哪些優(yōu)良的性能？”激起學(xué)生回憶，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)合金創(chuàng)造了條件。在實(shí)際教學(xué)中，可通過(guò)復(fù)習(xí)初中對(duì)氧化物的分類，進(jìn)一步介紹酸性氧化物、堿性氧化物，為更好地理解兩性氧化物作好鋪墊。這些都能成為學(xué)習(xí)新知識(shí)的很好的切入點(diǎn)。2.運(yùn)用氧化還原理論指導(dǎo)本章的教學(xué)第三章是物質(zhì)分類思想的延續(xù)，第一、二章的教學(xué)精髓是指導(dǎo)元素化合物學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)。在進(jìn)行第三章教學(xué)時(shí)，應(yīng)充分運(yùn)用離子反應(yīng)的本質(zhì)、氧化還原反應(yīng)的基本原理指導(dǎo)學(xué)生對(duì)金屬及其化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)，同時(shí)將第三章中的具體反應(yīng)作為第一、二章的知識(shí)素材加以運(yùn)用。在第一節(jié)中，第49頁(yè)從金屬原子結(jié)構(gòu)出發(fā)分析了金屬的還原性。學(xué)習(xí)金屬的化學(xué)性質(zhì)時(shí)，要善于引導(dǎo)學(xué)生從氧化還原反應(yīng)的維度去分析金屬在反應(yīng)中所起的作用。如講解Fe3+和Fe2+的相互轉(zhuǎn)化時(shí)，要善于引導(dǎo)學(xué)生從不引入雜質(zhì)的角度出發(fā)，如何選擇合適的氧化劑或還原劑，從而做到思維有序、氧化還原反應(yīng)原理運(yùn)用得當(dāng)。3.注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)（1）關(guān)注學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)本章在內(nèi)容分布上以實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究為主。做好化學(xué)實(shí)驗(yàn)，重視對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察與記錄，是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力的重要渠道。如在進(jìn)行“鈉在氧氣中燃燒”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)3-5四幅圖所呈現(xiàn)的順序，指導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成有序觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的習(xí)慣：從時(shí)間維度分為“反應(yīng)前——反應(yīng)中——反應(yīng)后”，從空間維度看則為“由上至下”或“從左到右”或“由表及里”。按照一定的順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察有助于學(xué)生養(yǎng)成良好的觀察記錄習(xí)慣。為了便于學(xué)生準(zhǔn)確觀察和記錄鈉與水反應(yīng)的相關(guān)現(xiàn)象，教師應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)3-3右邊的提示，提醒學(xué)生應(yīng)注意觀察哪些現(xiàn)象。學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)觀察的時(shí)間順序和空間順序進(jìn)行有序觀察，就能準(zhǔn)確地觀察到鈉投入水中之前、反應(yīng)過(guò)程中、反應(yīng)后溶液中滴加酚酞等環(huán)節(jié)的相關(guān)現(xiàn)象。對(duì)于本章呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，教學(xué)時(shí)都應(yīng)創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)情境引導(dǎo)學(xué)生按照時(shí)間維度和空間維度進(jìn)行有序觀察，并在對(duì)比中記錄描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，就會(huì)給教學(xué)帶來(lái)意想不到的收獲。（2）高度重視實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，強(qiáng)化培養(yǎng)探究能力在第3章內(nèi)容中，涉及科學(xué)探究的內(nèi)容比較多。在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)充分利用教材中設(shè)置的科學(xué)探究欄目，加強(qiáng)課堂探究，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。如進(jìn)行“鐵與水蒸汽的反應(yīng)”教學(xué)時(shí)，為了增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的探究性，教師可以針對(duì)“鐵與冷水、熱水均不反應(yīng)，但可與水蒸汽反應(yīng)”的事實(shí)提出以下問(wèn)題：（1）如何設(shè)計(jì)并畫(huà)出水蒸汽的發(fā)生裝置？（2）如何設(shè)計(jì)鐵與水蒸汽的反應(yīng)裝置？怎樣確認(rèn)該反應(yīng)已經(jīng)發(fā)生？（3）可以用什么樣的裝置收集氫氣？并讓學(xué)生通過(guò)小組討論、組間交流完成該反應(yīng)的整套裝置設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，教師還應(yīng)針對(duì)各組設(shè)計(jì)展示的裝置圖，先從裝置的簡(jiǎn)單可行的角度指導(dǎo)學(xué)生選擇實(shí)驗(yàn)裝置，然后再對(duì)選定的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行綜合分析，如涉及兩處需要加熱時(shí)，應(yīng)先加熱何處？該裝置有無(wú)缺陷，是否需要改進(jìn)？怎樣改進(jìn)等。這樣的教學(xué)更富有探究性和啟發(fā)性。本章中涉及的其他“科學(xué)探究”欄目也可根據(jù)教學(xué)需要設(shè)計(jì)為探究性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程中感受化學(xué)的探究美、過(guò)程美。4.強(qiáng)化認(rèn)知主線，理清教學(xué)思路本章教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)兩條主線，一是金屬活潑性順序，二是運(yùn)用分類思想，把握元素化合物的類別知識(shí)。在抓主線的過(guò)程中，應(yīng)強(qiáng)化運(yùn)用對(duì)比、類比、歸納、概括等思維方法。在探討鈉與氧氣的反應(yīng)時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、歸納，會(huì)得出條件不同，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同，產(chǎn)物不同的結(jié)論。又通過(guò)對(duì)比鎂、鋁在空氣中加熱的產(chǎn)物，可以歸納出金屬活潑性不同，燃燒產(chǎn)物的復(fù)雜程度不同。通過(guò)科學(xué)探究鋁箔與鋁粉燃燒條件、現(xiàn)象的比較，會(huì)涉及控制反應(yīng)條件對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響與滲透等實(shí)驗(yàn)方法?！敖饘倥c水的反應(yīng)”中重點(diǎn)介紹鈉、鐵與水的反應(yīng)。教學(xué)時(shí)應(yīng)緊緊圍繞“金屬活潑性不同，與水反應(yīng)的難易程度不同”這一主線，結(jié)合日常生活中鋁鍋燒水，讓學(xué)生在對(duì)比中歸納不同金屬與水的反應(yīng)情況及反應(yīng)產(chǎn)物。在學(xué)完“金屬的化學(xué)性質(zhì)”后，結(jié)合教材中設(shè)置的“歸納與整理”欄目，靈活運(yùn)用比較、歸納、分析、綜合等手段，找出這些常見(jiàn)金屬的異同，以及金屬及其化合物之間的相互關(guān)系，進(jìn)而概括得出金屬的共性與特性。這樣可以形成良好的元素化合物知識(shí)體系。“幾種重要的金屬化合物”的學(xué)習(xí)，應(yīng)針對(duì)不同類別采用不同的教學(xué)策略。對(duì)于Na2O和Na2O2，Na2CO3和NaHCO3，F(xiàn)eO、Fe2O3、Fe3O4的性質(zhì)、Fe（OH）2和Fe（OH）3制備與性質(zhì)、Fe2+和Fe3+的檢驗(yàn)等內(nèi)容的教學(xué)可采用類比、對(duì)比或歸納的方法進(jìn)行教學(xué)。通過(guò)對(duì)比，可以使學(xué)生迅速分清相似物或類似物之間的性質(zhì)異同。5.關(guān)注生活，密切聯(lián)系社會(huì)，使化學(xué)從生活中來(lái)又回到生活中去本章的內(nèi)容編排形式主要呈現(xiàn)為從金屬性質(zhì)到金屬用途。教材的內(nèi)容編排總是從人們熟悉的物質(zhì)著手，即從人們生活中最熟悉的物質(zhì)入手，體現(xiàn)了內(nèi)容的生活化。在“鈉與水反應(yīng)”教學(xué)時(shí)可用2001年7月珠江水面出現(xiàn)神秘“水雷”的新聞報(bào)道為素材，創(chuàng)設(shè)生活化情境并提出問(wèn)題：“為什么鐵皮桶漂浮在水面而不是沉入江底？為什么會(huì)發(fā)生劇烈爆炸？”為學(xué)生學(xué)習(xí)新知搭建生活平臺(tái)。在“鋁的重要化合物”的教學(xué)時(shí)，可以通過(guò)呈現(xiàn)“全鋁車身”、紅寶石和藍(lán)寶石、火箭和飛機(jī)的外殼、斯達(dá)舒等素材讓學(xué)生感悟鋁在生活中的運(yùn)用。再如學(xué)習(xí)“鐵的重要化合物”時(shí)，可以補(bǔ)鐵藥“速力菲”為素材，圍繞“速力菲”中的鐵元素的檢驗(yàn)探討Fe2+和Fe3+的檢驗(yàn)方法，引入鐵的氫氧化物的制備等?？偠灾?，在教學(xué)中要讓學(xué)生能夠感受到化學(xué)就在我們身邊，能夠感受到在生活中化學(xué)的影子。在元素化合物的教學(xué)中，密切聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際，還表現(xiàn)為對(duì)各種化學(xué)物質(zhì)在生活中應(yīng)用的關(guān)注，注重化學(xué)與