摘 要:元素周期律相关知识涉及的物质种类非常丰富,这部分内容的学习对学生化学核心素养培育、学科基本观念发展有重要意义。但内容相对抽象,学生在理解和记忆上都存在一定的问题。通过分析学生错题一方面能够分析学生对于知识的掌握情况,另一方面能够帮助老师及时发现在教学过程中存在的问题,从而改进教学思路和方法本文通过分析学生对于元素周期律知识的错题,针对学生的特点提出了建议和改进教学的方法。
关键词:元素周期律,错题研究,元素字典,母题改编
一、问题的提出
元素周期律的知识是学生学好化学的基础和前提,然而这一模块知识内容和题型繁多,考察的是学生的综合应用能力,通过几年的教学发现,对于这一部分知识在习题中出错的概率很高。但是在实践中,习题的难度整体不高,学生面对错题就很灰心,又缺乏总结和纠错的能力,以至于很容易出现“一听就懂、一做就错、一考就乱”的情况,不利于化学教学成绩的提高,长久以来也会挫伤学生的积极性。因此,研究学生在有关元素周期律知识错题中体现思维上的特点,对于更好的指导化学教学具有非常重要的意义,有利于学生和教师的共同进步。
二、对元素周期律知识考查的主要题型及错误原因
对于理科知识的学习和巩固除了课堂知识点的分析理解,也要通过习题的形式实现的。元素周期律以及元素周期表反映了元素之间的内在联系,研究元素在周期表对于化学学习的系统性和综合性具有重要的作用。不同的习题从元素的位置、元素的结构和元素的性质以及对元素周期律的综合运用来对学生进行考查。
(一)对元素结构和元素在周期表中的位置的考查
通过分析元素的结构能够在元素周期表中确定元素的位置,根据元素的位置也能够分析元素的基本结构。解决这类题目需要学生在头脑中掌握原子的序数等于核外电子的总数,核外电子的排布规律,以及元素周期表的基本结构。部分学生很难中题目中获取有效的信息,对题目作出推测,从学生错题的情况来看,主要还是普遍存在对于概念理解不准确、化学原理掌握不牢的现象,所以需要教师在教学中利用学生大脑中的很多以前的概念来帮助其理解新概念,加深对于新概念的认知能力。此外对于一些不常见的化学元素缺乏主动发现规律的能力,对元素周期表的掌握不够全面。
(二)对元素在周期表中的不同位置体现出的不同性质的考查
元素的性质分为金属性和非金属性两种,由此就产生了在周期表上的不同分布规律,金属性表示的是元素的原子失去电子的倾向,而非金属性是指元素的得电子的能力。往往学生能够很好的掌握单个的知识点,但是如果一个题目中出现复杂的情况却连这些基本的知识点都记不起来了。这类题型主要考察学生对元素周期律知识的应用和迁移能力。也就是要求学生能够从已学知识中和原有经验中反映出对新事物的认识。
(三)对元素位置、结构和性质的综合考查
此类题目是对元素周期律的全面考查,需要考生首先能够准确的审题,能够将之前已经熟练掌握的化学方程式进行类比。此类题目属于策略性知识的考察,考察学生对有关元素周期律知识的综合应用能力,尤其是数学运算与化学知识的结合,就需要学生采用有效地学习策略进行解题。策略性知识对于学生的要求更高,学生只有在概念、性质掌握的基础上,与题目的具体情境相结合,从而准确判断元素的性质。学生需要在平常的学习中加强对自己基础知识和小知识点的理解和把握,从而能在出现一些复杂问题时能够灵活的运用和解决。
三、改进元素周期律教学的建议
学生掌握和运用知识是在理解和记忆的基础上的,所以想要提高学生的成绩,培养学生对于化学学习的兴趣,必须对学生的思维能力进行相应的提高,在平常的学习中出现错题是在所难免的,但是作为教师应该根据学生的错误情况来进行纠正,更好的利用错题,改进教学效果。
(一)方法一:元素字典
在化学学习中,有很多需要记忆的知识点而且这些知识点比较琐碎,特别是在元素周期律的学习过程中,学生普遍感觉这些知识点很容易理解也很容易遗忘,考题对元素的描述千变万化,很难准确把握。所以教师除了要根据元素的位置推测元素以及化合物的性质,将零散的知识点变得有规律可循,减轻学生的记忆负担,还可以通过平时的练习,让学生展开总结,不断补充在笔记本上,构成元素字典。
以碳元素为例:1.内层电子书是最外层电子数的一半。
2.最外层电子数是次外层电子数的两倍。
3.最外层电子数是电子层数的两倍。
4.最外层电子数是电子总数的三分之二。
5.最高正价和最低负价代数和为零。
6.最高正价和最低负价绝对值相等。
7.主族序数是周期数的两倍。
8.形成化合物种类最多的元素。
9.单质是自然界最硬的物质。
10.气态氢化物中氢的质量分数最高的元素。
11.某同位素在文物考古中普遍使用。
12…….
高中阶段主要研究的元素有:H、C、N、O、F、Si、P、S、Cl等几种非金属元素和Li、Na、Mg、Al、K、Ca等几种金属元素。利用分组任务形式,每组学生完成两种金属和两种非金属的元素字典编辑,进行交叉补充,老师进行适当评价和补充,完成一份完整的元素字典。在研究过程中,学生会发现规律,无论怎么换都是换汤不换药,学生顿悟的过程正是我们在错题分析或复习过程中翘首以盼的。原来高考题也没有那么神秘,元素推断题知识命题人和我们玩的一个“小游戏”。
(二)方法二:原题改编
化学学习中,很容易出现思维定势特别是在之前出过错的地方再次跌倒,所以一定要强化学生利用错题的意识和能力,弥补思维上的漏洞。教师应该要求每一个学生都养成记录错题的习惯,并且经常分析错题出现的原因,尤其是在元素周期律这部分的知识点,学生能从错题中总结出一类题目的规律,能够加深对元素周期律的理解和掌握。
例如:W、X、Y、Z均为短周期的主族元素,原子序数一次增加,W的阴离子和X的内层电子数相同,X的最高正价和最低负价的代数和为2,Y和X同族,Z的单质为黄绿色气体,下列说法正确的是( )
A.最外层电子数:Z>Y>X>W B.这四种元素的L层电子数之和为18
C.原子半径:Y>X>Z D.离子半径:Z>Y>X
学生补充可能的选项:
E.非金属性:X>Z>Y>W
F.简单阴离子的还原性:W >Z
G.Z的单质比X的单质更容易与氢气化合
H.气态氢化物的稳定性:X>Y>Z
I.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>X> Y
J.单质的沸点:W>X> Y
K.气态氢化物的沸点:Y>X>Z
L.XW3和XZ3中各原子均满足8电子稳定结构
教师在学生命制习题的基础上进行补充,扩充了如下选项:
M. pH=1的WZ溶液稀释10倍后,溶液pH =2
N.因为XW3分子中有氢键,XW3比YW3更稳定
0.X的氧化物为酸性氧化物
P.用X的气态氢化物可检验Z单质的泄露,现象是产生白烟
Q.将足量的Z单质加入酚酞试液中,溶液先变红后褪色
R. W、X、Z元素构成的化合物定不含离子键
经过师生共同讨论,在一道一选择题为原题的基础上,得到了一.条具有18个选项的子题。教师针对某些选项进行扩充,借题生话、借题发挥、画龙点睛。如K选项复习溶液的稀释规律,L选项考查8电子稳定结构,N选项考查氢键与稳定性是否有关联,O选项巩固物质的分类知识,P、 Q选项巩固元素及其化合物的性质,这些选项触类旁通,有助于复习价段帮助学生建构知识体系,形成知识网络,扫除知识盲点。
总之,错题对于学生和教师来说都是重要的资源,其中能够反映出学生普遍存在的认知上的漏洞以及对于知识理解上的问题,从而帮助教师有针对性的开展教学和复习工作。此外,通过错题也能够有效的提醒学生自身存在的薄弱环节和需要改进的地方,进而提升自己的综合运用能力。