关于如何改进化合价教学方法及应用的探究
陕西科技大学强华学校 付战民
[关键 词]：化合价 挖掘教材 灵活使用 探究应用
[内容摘要]：
化合价是初中化学学习中的难点,这是大家公认的事实。那么,化合价的知识到底难学在哪里?如何理解化合价的概念?基于个体的认识过程以必然的形式重演人类的认识过程,下面我们通过对化合价概念的历史演变分析,探讨化合价的学习难点,并提出解决化合价学习困难的教学策略。
在初中化学教学中，化学式的书写本身是一个重要的学习步骤和必须完成的内容，然而元素化合价的记忆和应用则尤为重要，常规教学中老师都是采用避开概念和原理，直接采用顺口溜的方法来记忆的，但是过去见过的化合价口诀,只有价数而无正负,用起来总觉得别扭不顺手,学生应用后效果也不甚理想，如何改进成为了当前化学学习首要和必要解决的问题；同时它的应用本身在化学中考中有着一定的对接点，所以应用问题也必须急待解决。
一、化合价概念的历史演变
化合价概念从提出到现在,已经一个半世纪,随着人们对分子及分子结构的认识越来越深入,早期那种认为可用整数定量量度化学元素性质的化合价概念已经过时,化学家的注意力已转向用分子轨道理论来讨论化学键的本质。从历史发展的角度来看,化合价概念的演变与发展经历了四个重要阶段:化合价的提出、化合价概念的发展、化合价的电子理论阶段和分子轨道理论阶段。我国早期使用的术语是“原子价”,1991年公布的《化学名词》中译为化合价,并给出定义:一定数目的一种元素的原子只能跟一定数目的其他元素的原子化合,这种性质叫做化合价。
二、化合价的学习困难分析
通过对化合价概念的演变与发展的历史回顾,我们可以看到,在第一阶段的化合价概念仅仅回答了原子间相互化合的数量关系。第二阶段则将化合价的数值与共价键数目或原子中未配对电子数目画上等号,从而使化合价这一起初比较抽象的概念变得具体起来。第三阶段,化合价的分子轨道理论为揭示化学键的本质提供了理论基础,同时说明用整数定量度量原子化合价的概念已经过时,对于奇数电子的分子、缺电子分子和夹心面包型分子中原子的化合价,必须用分子轨道理论来阐述才能得到满意的解释。这不断变化的含义,让化合价披上了一层神秘的面纱,也导致了学生化合价学习的困难。
首先,从化合价的发展历程可以看出,化合价这一概念的含义不断在发生变化,而并不是我们现在教材中给出的化合价的含义,所以这就导致了学生学习了化合价概念之后,按照所学的化合价知识去判断其他物质中元素的化合价时,常常会遇到解释不通的时候,比如说四氧化三铁中铁的化合价、过氧化氢中氧的化合价。这样就导致学生难以理解化合价这个概念。
初三学生在学习化合价之前头脑中没有与“化合价”相连接的先行组织者,化合价知识很难与学生的已有知识经验相连接,学生只能靠死记硬背老师教给的口诀,这样学到的知识在练习应用中又频频出错,这对学生来说更是雪上加霜,化合价的学习更加困难。
其次,化合价如此复杂的发展史,对于很多的初中教师也是陌生的,教师在理解化合价时都不能给出其确切的含义,如果要传授给学生,讲到什么程度、怎样讲合适,这对教师来说本身就是一个挑战,所以很多教师则干脆不讲,直接告诉学生一个“化合价记忆口诀”,学生们只会记住这些口诀,而对于化合价什么含义、怎么用,则是一塌糊涂。
再次，许多老师采用了顺口溜记忆，但是顺口溜中因为存在着种种弊端，如"二四六硫碳二四",一是无正负,二是何时二,何时四 ，一价氯氢钾钠银，二价氧钡钙镁锌；三铝四硅五氮磷，二四碳，三五氮；二四六硫铁二三，铜汞一二是变价；单质是零不用算。学生背熟了口诀仍不能很好解决问题,只有慢慢掌握了化合价后再来理解解释口诀.笔者针对这种情况,根据初中化学教材中出现的"常见元素的化合价",编制了以下这套口诀,着眼点是化难为易,简单明了.明确不变的化合价;避开学生往往感头痛的可变价.以不变的确定"可变的"(待定的).其中一句"可变价,不可怕"往往使学生大受鼓舞,有利于学生初学时增强信心.由于氢,氧元素在化合物中最为多见,故"氢十1,氧—2"放在首位,若再结合"和为零"则成"三字经"其九个字也就能解决大多数问题.
三、解决化合价学习困难的教学建议
以上从化合价发展史的角度分析了初中化合价难学的主要原因,在教学中为帮助学生理解化合价的概念,教师要注意以下两个方面:
1. 深入挖掘教材内容,注重化合价本质的理解
化合价的内容理论性较强,需要学生的逻辑思维和抽象思维能力强。鲁教版初中化学教科书很好地利用了化合价发展史,教材中在化合价之前先安排原子的构成、元素等章节,让学生先了解了原子的构成、分子的形成以及原子的八电子稳定结构等知识,学生初步具有了从微观的视角来分析问题的能力；然后在“物质组成的表示”一节中提出了“化合价”概念。从教科书内容来看,教科书给出的“化合价”的解释处在了“化合价”历史发展的第二个阶段:在元素化合物中,元素的化合价是由这种元素的一个原子得到或失去电子的数目决定的。这样的编写顺序便于学生理解。
教师应充分利用教科书,对于化合价的教学可以从原子结构等微观入手,利用学生已知的“原子的稳定结构是最外层八个电子”,而大部分的原子的最外层都没有达到八个电子稳定结构,所以在相互化合时元素原子为了达到稳定结构,必然要得到或失去电子,所以元素的化合价与原子的最外层电子数有关,是由原子的结构决定的,是元素的一种属性，学生在理解化合价本质的基础上可以更好的理解化合价的定义。
2.挖掘化学史的趣味性,提高学生化学学习兴趣
布鲁纳说过:“学习最好的刺激,是对所学材料的兴趣”。化合价内容的学习与学生的已有知识经验联系不是很大,所以在学习这节课的内容时,学生必然会觉得内容抽象、难学、枯燥无味,所以如何提高“化合价”学习的趣味性是非常重要的。在本节课的学习中,教师可以根据本节课的特点,寓教于乐组织学生游戏,分配学生扮演一种原子,然后进行找朋友的游戏,教师也可以给学生简单地讲一下“化合价”的发展史,让学生意识到科学也是不断地在发展前进的,这样不仅可以提高学生的学习兴趣、学习信心,更有助于帮助学生培养学生的科学价值观。
3.重新整合化合价顺口溜，增强其实用性
在对于化合价的充分理解的基础上，运用合适的化合价顺口溜去帮助学生去记忆，改变现有化合价在记忆上的没有正负以及变价时的种种问题，同时通过学生去计算等等方法去帮助理解，从而达到理解以后有技巧，理解以后熟练应用。现经过我们多次选择和实验，觉得以下化合价顺口溜使用起来比较好，氢钠钾银正一价，钙镁钡锌正二价，一二铜，二三铁，铝是正三氧负二，氯是负一最常见，硫有负二正四六，正二正三铁可变，正四硅，二四碳，单质零价永不变。负一硝酸氢氧根，负二硫酸碳酸根，负三记住磷酸根，正一价的是铵根，其他元素有变价，先死后活来计算。
[参考文献]：
1.1916年美国化学家路易斯《原子和分子》
2.1932年美国化学家密立根和德国化学家洪特《分子轨道理论》(简称MO理论)
3.1938年,鲍林出版了《化学键本质》
4.1991年《化学名词》
