初中化学元素概念的理解与元素观的建立，本文主要内容关键词为：化学元素论文,元素论文,初中论文,概念论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
《全日制义务教育化学课程标准（实验稿）》在“物质构成的奥秘”内容主题下设定了“认识化学元素”二级主题。要求学生认识氢、碳、氧、氮等与人类关系密切的常见元素，记住并能正确书写常见元素的名称和符号，知道元素的简单分类以及元素周期表，形成“化学变化过程中元素不变”的观念。
通过初中化学课程与教学如何实现这一目标呢？我们认为在初中阶段让学生认识元素，就是让其了解元素是组成物质的基本成分。学生刚接触“元素”这个化学概念，他会觉得，这个东西有什么意义？我们曾做过一个实验，编写了一个教材样节给一个从没学过化学的孩子看。我们首先讲了原子，然后举例说自然界的物质，像氧气是由氧分子组成的，氧分子是由氧原子构成的；像水是由水分子组成的，水分子是由氢原子和氧原子构成的。这些物质里都含有氧原子，所有的氧原子我们把它叫做氧元素。基本的思路就是想从原子的角度开始，一点点地帮学生建立元素的概念，最终说明元素在化学反应中保持不变。结果呢，样节让孩子读的时候，他提出来：“你已经称它为氧原子了，为什么不嫌麻烦又把所有的氧原子换了一个名称叫做氧元素呢，这有什么意义呢？”可见，他不了解为什么要建立这样一个概念。元素这个概念从最初被提出来，一直到最后给它下一个科学的定义，从探求物质的基本成分开始，到真正认识到能够保持基本性的原子可以作为物质的基本成分——元素，是有其发展轨迹的，如果我们置这样的认识轨迹于不顾，生硬地往孩子的脑子里灌输元素的所谓科学概念，势必造成他的心理抵触。
不妨追寻一下元素这一概念发展的主要轨迹。早期当人们看到自然界中形形色色的物质的时候，就一直在不停地寻找组成这些物质的基本成分究竟是什么？所以那个时候就有了金、木、水、火、土五行说，以及西方的四元素说等观点。“元素”从其名称来看就很有意义，“元”是开元、纪元，“素”是要素，很显然就是要找到最初始的、不变的成分。当人们发现金、木、水、火、土作为元素，还不够基本，甚至具有多变性，就产生了对元素概念的不满，直至认识到了原子，认识到了原子的难以分割、不易变化性之后，认识到原子是微观层面上构成物质的最基本的微粒，前期元素概念的内涵被否定了，于是人们就把一类一类的原子叫做元素。
由此我们想到，对于元素这个概念必须想办法让学生认识到它的基本性，这个基本性在哪个层次上呢？就在原子不变这个层次上。不论是在物理变化还是化学变化中，原子都保持不变（当然原子也不是永恒不变的，它也可以被打开，但是在通常的条件下是相当困难的），所以原子才可以称作为元素，它是构成物质的最基本的成分。而原子又是多种多样的，按照什么标准对其进行分类呢？可以根据核外电子数或质量大小，也可以根据所含的质子数或者中子数来分类。后来在元素这个层面上对于原子的分类，是根据原子所含质子数进行的。这个分类可能是基于化学变化的本质考虑的，原子的核外电子与其化学性质密切相关，但是电子在化学变化中很容易改变，而跟电子数密切相关的质子数是不变的。这样一来，人们采用质子数作为分类标准，对原子进行分类，就更加抓住了元素的“基本性”特征。
那么化学元素究竟是什么呢？从微观上看，它其实就是按照质子数把不同的原子进行了一个分类。分类以后，每一类质子数相同的原子称为一种元素。所以学生在初中建立元素观的第一种基本理解就是他要认识到，所有的物质都是由最基本的成分——化学元素组成的。
建立了元素的概念之后，人们知道物质千姿百态、千变万化，但是它的基本组成成分——元素不变。这是元素观的第二种基本理解。正是因为元素不变，人们就可以以不变应万变，就可以寻找变化的规律，从而去控制那些变化。
自然界中目前能够找到的元素，包括人工合成的元素，只有一百多种，但是它却组成了世界上数千万种的物质，这更说明了元素的基本性。虽然说物质的种类会变化，存在的形态也会变化，但是组成它的元素是不变的，也就是元素是守恒的。为什么有限的元素组成了多样化的物质，这是因为元素之间具有多种结合方式，从而使学生更深刻地体会到抓住元素作为组成物质的基本成分，就抓住了认识物质的关键。这是元素观的第三种理解。
元素观的第四种理解就是使学生认识到元素、原子的核外电子排布，还有它的性质是有周期性变化规律的。人们按照这个规律把自然界里的这些元素排成了一张周期表。从周期表中，人们就可以查到各种元素的多种信息。这其中不仅体现出了对学生认识元素极有帮助的元素周期律，更蕴涵着一种信息加工的思路，它给学生的启发是：人们总是通过观察、探究和思考认识事物、寻找规律，再利用简捷、直观的方式把规律以及各种已知的信息表达出来，这既有利于后来人的学习，又有利于人类文明的传承。
对元素观的第五种理解是：虽然在整个地球的演化过程当中，元素的种类是不断地进化、不断发展的。但是在一定的历史时期内，比如说几千年、几万年、几百万年，它是一个比较恒定的体系。就是说在我们地球这样一个生态系统中，或者在一个更小的比如说人体物质系统中，元素的分布是一个相对平衡的状态。这种平衡状态是自然演化的结果，它不能够被随便地打破，如果平衡被打破，可能会对这个生态系统本身，对生命体本身产生巨大的影响。这样一种认识，我们认为有必要让学生有所感悟。比方说人这一生命个体从自然界和食物中获取了什么元素，这个比例关系是什么样的，哪些是常量的，哪些是微量的，需要补充的要补充，补充过量的时候就会有负面影响，让学生自己去体会平衡膳食的思想跟他自身所含元素体系的关系。从氢、氧是一切生命体都不可或缺的元素，这两种元素的最初来源都是水，去体会“水是生命的源泉、节约用水是每一个人的义务”的真正含义。
至于元素符号的教学，许多人往往认为没有什么好办法，只能采取机械记忆的方式，那只能让学生感到枯燥乏味。我们有必要让学生认识到元素符号学习的意义。人们从认识元素到给元素规定特定的符号，这样的符号化过程的意义需要帮助学生去建构和理解，要使学生真正理解元素符号的实际意义和建立元素符号的意义。怎么表示化学元素，我们创设了一个情境卡通画：一个中国人和一个外国人，他们各提了一个包，那个包上写了同一种元素，但是用了不同国家的文字。两人见面之后，由于语言文字的差异，谁也不知道对方拿的是什么，非常困惑。这时人们认识到需要建立一个统一的语言符号来把元素表达出来，这样不同国家的人都可以同时认识它，便于相互交流。
教学实践中从建立元素符号开始，就要让学生知道一个原子我用一个符号去代表它，而这一类原子又构成了一种元素，那么这一种元素也可以用这个符号去代表它，所以一个符号就能代表多重意义。学生理解了这个关系之后，当用化学式表示物质的时候，他就能够认识到化学式不仅能表示构成这种物质的微观粒子的数量关系、种类关系，还能够代表这种宏观物质。通过这样的教学思路，使学生体会符号化的过程实际上就是把客观的事实、信息转变成一种符号来表示，从而使人们在进行表达与交流的时候更加方便、简捷，并且有利于把复杂的问题简单化。
当学生逐步体会到了元素符号是比图片、模型更为概括、简约、通用的一种表达形式，不仅表示了微观的个体——原子，还表示了宏观的整体——元素。譬如，一个小小的字母“H”，在化学科学中，它不仅代表了那个质量和体积都很小的、核内只有一个质子、核外只有一个电子的一种微观粒子——氢原子，还代表了参与构成整个物质世界、隐然于一切宏观物质中的所有氢原子——氢元素！一个简单的符号，内含了这样丰富的意义，其概括性与简约性，把化学科学研究者们的智慧表现得淋漓尽致。只要初步懂得化学科学知识的人，不论是中国人还是外国人，对它的理解都是相通的，这种理解突破了地域的界限，跨越了历史的变迁，超越了文化的差异，比任何一种语言都通用。这无形中就激发了学生学习符号的积极性，培养了学生进行符号表征的意识。
所以，在教学中一定要引导学生从宏观、微观相结合的角度去认识建立符号的意义以及符号本身表达的意义。要训练学生习惯于用符号去进行表达和交流，当学生看到元素符号的时候，它能从宏观和微观两个层面去认识物质的元素组成及其微观粒子的结合情况，而当学生看到宏观物质的时候，他知道用化学符号去表征它，并能从微观构成上进行猜想，从而使学生真正形成“宏观、微观、符号”相结合的三重表征思维方式，这是学习化学最重要的内容和目标。