化學元素的概念匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇化學元素的概念范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

中圖分類號：p5883 文獻標志碼：a

文章編號：672－656（202）04－000－11

0引言

大陸地殼的形成一般歸結為2個典型的板塊構造位置，即活動大陸邊緣和板內［］。其中，板內的大陸生長與地幔柱的巖漿板底墊托作用或巖漿底侵作用（magmatic underplating）有關，而板緣的大陸生長則主要通過俯沖增生和弧陸碰撞來實現的。而且，會聚大陸邊緣通常被認為是下地殼增生（包括幔源巖漿板底墊托作用和俯沖增生）的主要場所［2］。然而，很少有實例是來自活動大陸邊緣的下地殼包體［2－3］。

麻粒巖包體和麻粒巖地體（尤其是高壓麻粒巖）通常被認為是透視下地殼的窗口［2］。高壓麻粒巖通常被認為代表高級的變基性巖，并以單斜輝石+斜長石+石榴子石+石英等礦物組合為主要特征［4－6］， 至于其他次要礦物如角閃石和藍晶石等是否出現，取決于水活度和全巖成分［7］。高壓麻粒巖不同于榴輝巖的是其礦物組合中含有斜長石和（或）貧硬玉分子的單斜輝石，而中壓麻粒巖不同于高壓麻粒巖的主要特征是其礦物組合中含有斜方輝石，但是高壓麻粒巖在峰期之后減壓過程中可能會形成以后成合晶冠狀體形式存在的斜方輝石［7］。高壓麻粒巖出露相當廣泛，從古元古代（如華北恒山雜巖［8］）到新生代（如喜馬拉雅山脈）的諸多大陸碰撞造山帶中均有報道。前人研究結果顯示，當變質溫度超過800 ℃時，變質壓力可能超過4 gpa［5］，這意味著加厚地殼（或俯沖地殼）的下部經歷了高溫作用。另外，高壓麻粒巖有時也與中溫榴輝巖共生，如華力西造山帶［9］。在特定地帶鑒定出高壓麻粒巖有助于對涉及大陸碰撞及相關過程中下地殼演化的認識，而對高壓麻粒巖相變質作用的巖石學觀察和年代學測定對理解變質作用和下地殼演化之間的關系至關重要。但是，獲得精確的高壓麻粒巖相變質作用的時代往往比較困難。這種困難主要來自于后期多階段變質作用疊加以及相關過程導致的礦物間同位素體系（尤其是sm－nd和rb－sr）的重置或不平衡，因此影響了對巖石的形成過程和構造背景的認識。

在過去的20年里，眾多研究者對華北克拉通前寒武紀變質基底和下地殼包體巖石開展了大量的巖石學、構造地質學、地球化學和地質年代學研究，并在其形成和演化上獲得了若干重要進展，進一步將華北克拉通變質基底劃分為東部陸塊、西部陸塊及分割東部和西部陸塊的中部造山帶［0－］。目前就東、西部陸塊沿中部造山帶在大約85 ga完成克拉通拼合已經達成共識［0－7］。拼合完成之后，在6～85 ga期間，克拉通內部和邊緣經歷了一系列的拉張和裂谷事件，形成了伴隨有鎂鐵質巖漿群侵位的拗拉槽和邊緣裂谷盆地，發育有斜長巖輝長巖紋長二長巖環斑花崗巖套和a型花崗巖，以及超鉀火山巖的噴發［7－22］。值得注意的是，目前已報道的古元古代高壓麻粒巖相變質作用主要來自于中部造山帶［8，0－3，23］，而東部陸塊僅在膠東和信陽地區見有零星報道［24］。此外，對華北克拉通古元古代高壓麻粒巖相變質作用的構造背景還存在2種不同的解釋：一種觀點認為這些高壓

麻粒巖形成于東、西部陸塊拼合的碰撞造山環境中［8，－4］；另一種觀點則認為它們是古元古代地幔柱活動的產物［8－20，24］。存在爭議的一個重要原因是對高壓麻粒巖相變質作用缺少直接的巖石學和年代學觀察，尤其是在華北克拉通東南緣或東部陸塊的南部。目前，在所研究的區域，僅見高壓麻粒巖相變質作用的巖石學證據和模糊的（晚）古元古代年齡的分開報道。最近，xu等在徐州—宿州地區發現了榴輝巖（類）捕虜體，認為它們是華北克拉通鎂鐵質下地殼在大約220 ma時構造加厚形成的［25－27］。

關于華北克拉通的形成與演化，雖然受到廣泛關注并日益引起國內外研究者的興趣，但是大部分研究都集中于華北克拉通內部、北部和東、西陸塊結合帶或中部造山帶，而東南緣下地殼的形成與演化研究則顯得較薄弱。華北克拉通東南緣出露的變質基底（五河變質雜巖）和下地殼包體巖石無疑為這一研究提供了極好的天然實驗室。最近的研究結果顯示，五河變質雜巖中的變基性巖經歷了80～90 ga的高壓麻粒巖相變質作用［28－29］。徐州—宿州一帶中生代侵入體中包體的巖石學、年代學和巖石地球化學研究也表明，這些包體大部分形成于24～25 ga并經過大約8 ga高壓麻粒巖相變質作用［25－29］。但是，有關研究區下地殼巖石的成因、形成與演化仍是亟待解決的重要科學問題。

為了更好地了解華北克拉通東南緣前寒武紀地殼（尤其是下地殼）的形成和演化過程，筆者根據近年來對蚌埠地區出露的前寒武紀變質基底和宿州附近夾溝中生代閃長斑巖中捕虜體的研究成果和進展，結合研究區已發表的相關資料，總結了華北克拉通東南緣前寒武紀幕式地殼生長和多期變質作用與改造的巖石學和年代學證據。

地質背景

華北克拉通是世界上最古老的克拉通之一，保留有大于36 ga的古老地殼物質殘留［30］。地理位置上，華北克拉通西接祁連造山帶，北鄰天山—內蒙—大興安嶺造山帶；在南端，秦嶺—大別—蘇魯造山帶把華北克拉通和揚子克拉通分開（圖［26］）。基于年代學、巖石組合、構造演化和p－t－t軌跡的不同，將華北克拉通劃分為東部陸塊、西部陸塊及夾于其中的中部造山帶［8，0，9，3］。筆者研究的蚌埠和徐州—宿州地區位于華北克拉通東部陸塊的東南緣，距蘇魯造山帶西端的郯—廬斷裂帶以西約00 km，距大別造山帶北端約300 km （圖）。區內變形的新元古代和古生代蓋層，以及晚太古代到古元古代的變質基底侵入有大量小的中生代侵入體（如夾溝、班井和利國巖體；圖）。這些中生代侵入體主要由閃長質和二長閃長質斑巖組成。研究區的前寒武紀變質基底主要出露在蚌埠地區（常稱為“五河變質雜巖”或“五河群”［32］），并且被中生代含石榴子石花崗巖所侵入［圖2（a）］；而中生代侵入體中含有大量下地殼或幔源包體或捕虜體［25－26，29，33－34］ ［圖2（b）］的徐州—宿州地區則無變質基底出露。近期研究表明，變質基底出露區（荊山、懷遠和鳳陽等地）發育的含石榴子石花崗巖主要是由華南三疊紀俯沖陸殼巖石在59 ma左右發生部分熔融形成的［35－36］。

研究區變質基底的巖石類型主要有（含石榴）斜長角閃巖、榴閃巖、石榴麻粒巖和片麻巖等；下地殼包體的巖石類型主要有（含石榴）斜長角閃巖、榴閃巖、石榴角閃石巖、石榴麻粒巖、含石榴角閃斜長片麻巖和花崗片麻巖等。此外，包體中還有含尖晶石石榴單斜輝石巖、含金云母單斜輝石巖和含尖晶石二輝石巖等形成于古生代（（393symbolqb@ 7）ma）的幔源巖石，指示北秦嶺向東延伸到華北克拉通東南緣（至少到安徽宿州地區）以及在華北克拉通與揚子克拉通之間存在一個已消失的新元古代洋殼［33］。

研究區前寒武紀變質基底巖石（五河變質雜巖），主要出露于“蚌埠隆起”區（如荊山、懷遠和鳳陽等地），巖石類型主要有含石榴斜長角閃巖、榴閃巖、石榴麻粒巖和片麻巖等。石榴斜長角閃巖呈構造巖塊或條帶狀產于不純的大理巖中［29，34－36］，兩者之間呈構造接觸關系，反映了它們原巖的不同以及可能具有不同的演化歷史，它們的原巖分別為巖漿巖和沉積巖。石榴斜長角閃巖（如樣品07fy0）主要由石榴子石、斜長石和角閃石以及少量單斜輝石、榍石和微量金紅石等礦物組成（圖3（a）、（c）［29］）。石榴子石在成分上是均一的，為鐵鋁榴石鎂鋁榴石鈣鋁榴石固溶體，錳含量較低。斜長石有3種產出形式：以包裹

體形式產于石榴子石中；以后成合晶形式與綠角閃石共生；以基質形式產出。富鈦的棕色角閃石通常以包裹體形式產于斜長石［圖3（b）［29］］或基質中，tio2含量（質量分數，后文同）高達

382%；而產于基質中或與斜長石共生產于后成合晶中［圖3（c）］的綠色角閃石幾乎不含ti。基質中殘留的單斜輝石為透輝石。榴閃巖［圖3（d）、（e）］主要由石榴子石、角閃石、斜長石和石英等組成，石榴子石在成分上相對均一，類似于樣品07fy0的石榴子石組成；角閃石有2期，分別為早期的棕色高鈦角閃石和晚期的綠色低鈦角閃石，這些特征暗示榴閃巖樣品也經歷了類似的高壓麻粒巖相變質作用及后期變質作用疊加。石榴麻粒巖的主要礦物組合為石榴子石+單斜輝石+斜長石+角閃石［圖3（f）］，這種礦物組合指示其經歷了高壓麻粒巖相變質作用［4－6］。

研究區下地殼包體的巖石類型很豐富，如（含石榴）斜長角閃巖、榴閃巖、石榴角閃石巖、石榴麻粒巖、含石榴角閃斜長片麻巖和花崗片麻巖等（圖4［29，33］）。其中，石榴斜長角閃巖（如樣品07jg2）主要組成礦物為石榴子石、斜長石、角閃石、金紅石、石英以及少量單斜輝石［圖4（b）、（d）、（e）］。石榴子石晶體在尺度上為毫米級別，成分相對均一，為鐵鋁榴石鎂鋁榴石鈣鋁榴石固溶體。斜長石有3種產出形式：以包裹體形式產于石榴子石中；以后成合晶形式與單斜輝石和（或）角閃石共生；以基質形式產出。大部分金紅石已退變為鈦鐵礦，單斜輝石被以角閃石+斜長石組成的后成合晶結構所替代［圖4（d）、（e）］。有時可見裂隙中鉀長石等礦物的分布［圖4（b）］，可能指示晚期的溶體交代作用結果。

石榴麻粒巖（如樣品07jg4、08jg5）主要組成礦物為石榴子石、斜長石、角閃石、單斜輝石、石英、金紅石、榍石和少量綠泥石［圖4（a）、（f）～（h）］。單斜輝石為透輝石，有2種產出形式：與金紅石和石英共生，以包裹體的形式產出于石榴子石和榍石中；以殘晶形式與斜長石和角閃石共生產于后成合晶中。透輝石局部被綠泥石所交代［圖4（f）］。含有金紅石和角閃石針狀出溶體的單斜輝石有時含有角閃石退變邊［圖4（g）］。石榴子石的典型特征是含有定向的針狀金紅石出溶體［圖4（g）］，成分上類似于樣品07jg2的石榴子石。長石主要以基質或后成合晶形式存在［圖4（f）］。基質中的金紅石部分被鈦鐵礦所替代。

含石榴角閃斜長片麻巖（如樣品07jg32）［圖4（c）］主要礦物組合為石榴子石+斜長石+角閃石+金紅石，金紅石部分退變為鈦鐵礦，石榴子石被斜長石+角閃石后成合晶所環繞。此外，石榴角閃石巖的主要組成礦物為石榴子石、角閃石、金紅石［圖4（i）］：石榴子石有2期，包括具有針狀金紅石出溶體的早期石榴子石和晚期深色石榴子石；角閃石也有2期，分別為早期的褐色富鐵、高鈦角閃石和晚期的綠色低鈦角閃石。

不同樣品中的角閃石是按照leake等的分類方案［37］來命名的。棕褐色、富tio2角閃石為韭閃石和鐵質韭閃石，而綠色、低tio2的角閃石為鎂質綠鈉閃石和淺閃石［圖3（b）、（e），圖4（i）］。表明這2類角閃石分別形成于不同的變質條件下，如麻粒巖相和角閃巖相條件下，因為前人研究已證明角閃石中ti含量隨變質程度的增加而升高［6，38］。這種差別也得到了巖相學證據的支持：綠角閃石產出于后成合晶中，而棕褐色角閃石以包裹體形式產出。有些樣品中含有較多的富鈦角閃石，可能反映了它們不同的原巖成分。根據電子探針成分分析，不同類型的角閃石可能形成于不同的變質條件下（圖5［39］），`這進一步證明本區下地殼巖石經歷了多期變質疊加與改造過程。

綜上所述，無論是變質基底還是下地殼包體巖石，它們大多數（除下地殼上部的巖石以外）都含有石榴子石、單斜輝石、金紅石、斜長石和石英等峰期礦物組合，指示形成于高壓（大約 gpa）麻粒巖相條件下［40］。另外，這些樣品缺少諸如藍晶石和硅線石之類的富鋁礦物相，表明其原巖為巖漿巖而非沉積巖成因［4］。基于上述顯微結構觀察和礦物之間的關系，至少可以區分出峰期高壓麻粒巖相（石榴子石+斜長石+單斜輝石+石英+金紅石±富鈦角閃石）變質礦物組合，以及后期角閃巖相（斜長石+綠角閃石+鈦鐵礦+榍石）和綠片巖相（綠泥石+方解石+磁鐵礦）等退變質礦物組合。因此，研究區前寒武紀變質基底巖石以及大多數下地殼包體巖石所

歷的最高變質條件為高壓麻粒巖相。礦物組合與初步的溫壓計算結果表明，高壓麻粒巖相變質階段溫度和壓力分別為800 ℃～860 ℃和0～2 gpa［29］。但是，由于緩慢冷卻，尤其是可能經歷了緩慢折返作用的巖石（如樣品07fy0），而導致礦物的fe－mg交換或重置［42］，所計算的溫度有可能代表高壓麻粒巖相變質階段的最小估計值［43］。

3幕式地殼生長與多期改造的年代學和f同位素證據

由于受到后期多階段變質作用疊加的影響，sm－nd和rb－sr同位素體系發生了重置和（或）礦物之間的同位素不平衡，往往難以準確測定不同變質階段的時代，而鋯石無疑是理想的定年礦物。鋯石是一種難熔礦物，具有很低的pb擴散速率［44］，因而高級變質巖中鋯石常常能保留多期次的巖漿作用和變質作用記錄［45－49］。因此，鋯石的原位u－pb定年是獲得經歷過復雜演化過程和多期變質作用巖石可靠時代的有效方法。但是，由于物理化學條件變化和每期變質時間長短的不同，導致早期的鋯石結構發生改變和（或）新的鋯石生長，從而造成高級變質巖中的鋯石結構顯示較大的變化性和復雜性［50］。鋯石中的變質礦物包裹體能把年代學結果和變質作用直接聯系起來，而對于那些反映巖石復雜的巖漿和變質作用歷史的環帶鋯石所表現出的諸如不規則邊界、不同的核幔邊區域之類的復雜結構可以通過陰極發光（cl）圖像揭示出來［5－52］。此外，鋯石的lu－f同位素體系優于其u－pb體系，通常能抵抗后期蝕變和改造作用的影響［44，53－54］，能保存近于初始的f同位素比值，并可以用來示蹤巖石成因和源區研究［55－56］。

因此，單顆粒鋯石u－pb和lu－f 同位素的聯合分析數據已被證明能提供有關巖漿和變質事件以及巖石成因和殼幔演化的可靠詳細信息［53－55，57－65］。正如前文所述，華北克拉通是一個古老的克拉通并經歷了復雜的演化過程，為此，筆者根據最新研究成果以及已發表的有關華北克拉通東南緣變質基底和下地殼包體的鋯石u－pb年代學和lu－f 同位素數據，探討了研究區前寒武紀下地殼的形成和演化過程。

根據鋯石陰極發光圖像（圖6［29，33－34］）可以看出，研究區前寒武紀下地殼包體巖石經歷了復雜的巖漿熱事件和多期變質作用，大多數鋯石顯示核幔邊結構，包括典型的巖漿鋯石核和具有石榴子石+單斜輝石+金紅石+斜長石等高壓麻粒巖相礦物組合的8～9 ga變質鋯石［29，33］以及具有高的ti溫度（大于800 ℃）的248～249 ga麻粒巖相變質鋯石［34］。鋯石u－pb年齡結果統計（圖7）顯示，研究區經歷了25～26、2 ga的巖漿熱事件以及25～26、2、8～9 ga以及390、76 ma的變質事件。其中，形成于25～26 ga的下地殼巖石包括2類：一類是經歷了2 ga和（或）8～9 ga高壓麻粒巖相變質作用以及390、76 ma的變質改造，而且可能是因為這類巖石位于下地殼下部，在2 ga時靠近俯沖帶，因而遭受大洋俯沖與變質作用的強烈影響而造成pb同位素均一化，形成了具有與約2 ga島弧巖石一致的高放射成因pb同位素組成；另一類巖石則形成于255～264 ga，可能因處于下地殼上部而僅遭受了248～249 ga麻粒巖相變質作用，但沒有2 ga和（或）8～9 ga變質疊加的巖石學和年代學記錄，表現為典型的前寒武紀下地殼巖石特點的低放射成因pb同位素組成［34］。此外，強烈的約8 ga高壓麻粒巖相變質作用可能是由于幔源巖漿底侵于下地殼底部而導致大規模地殼加熱和增厚引起的，這也與該時期華北克拉通存在廣泛的拉張、裂谷作用以及相關的鎂鐵質巖漿侵位等相吻合［8，20－2，29］。

鋯石的f同位素分析（圖8［33］）指示，研究區前寒武紀下地殼經歷了25 ga和2 ga的巖漿熱事件。鑒于這2期鋯石的ε-f（t）中有一部分樣品為明顯的正值（如5～2），反映它們的原巖來自于新生地殼，結合其原巖性質和地球化學特點，指示它們的巖石成因與2期俯沖增生事件有關［33］。此外，27～28 ga的繼承鋯石u－pb年齡（圖7）和鋯石f模式年齡［33－34］暗示研究區可能還存在更老的地殼物質或更早的地殼生長時期，這尚需進一步的研究。

4結語

（）華北克拉通東南緣前寒武紀下地殼的巖石組成復雜，反映一個不同形成時代和不同成因并經過多期不同程度變質作用與改造的形成、演化過程。

（2）華北克拉通東南緣在前寒武紀發生過幕式地殼生長，至少包括25～26 ga和2 ga這2期俯沖增生和約8 ga的垂向增生過程。由f模式年齡和繼承

鋯石限定的27～28 ga可能代表另一期地殼生長時間。

篇（2）

“化學元素觀”是中學化學的核心觀念之一，通過初中化學的學習，學生首先應當建立起“化學元素觀”。然而，學生對“化學元素觀”的認識是伴隨相關具體知識的學習而逐漸發展的。要在相關具體知識的教學中發展學生對“化學元素觀”的認識，需要立足學科整體的高度，以“化學元素觀”為統領來組織教學，思考具體知識的教學對物質及其化學變化等學科基本問題的滲透、落實和具體化。為此，筆者以初中化學“水的組成”教學為例展開討論。

1 對初中階段“化學元素觀”的理解

化學是研究物質及其變化的科學，“化學元素觀”是從元素視角對物質及其化學變化本質的深層次理解。作為化學核心觀念之一的“化學元素觀”具有統攝性和持久的遷移價值，不僅能促進學生把握最有價值的化學知識，而且能為學生形成相應的認識思路提供思考框架，為學生形成化學認識指明思維方向。具體來說，物質的元素組成是化學觀念的基礎，依據物質的元素組成對純凈物進行分類，以元素為核心認識物質及其變化，能夠為研究物質的性質和化學反應建立認識框架。因此，化學元素觀包括3方面的含義：一是對元素本身的認識，包括什么是元素、元素的種類、元素的性質等；二是從元素角度看物質，即元素與物質有什么關系，具體包括元素組成與物質的分類、性質有什么關系等；三是從元素角度看化學反應，即元素與化學反應有什么關系，在化學反應中元素種類是否發生變化等。借鑒梁永平先生關于“化學元素觀的基本內涵”的闡述，筆者認為，初中階段“化學元素觀”的基本理解如下，見表1。

學生“化學元素觀”的形成和發展是一個循序漸進過程，在不同階段，基于不同學習內容，學生需要發展的化學元素觀不同，其認識層次也不同。如以電解水實驗及生成物的檢驗等事實為支撐，“水的組成”的教學可以發展學生從元素的角度認識物質及其化學變化。從物質的元素組成來認識純凈物并將其分類、歸納，是“化學元素觀”的主要內容之一，為此在“水的組成”教學中，可結合水電解前后各物質的元素組成特點，學習純凈物的分類，認識單質和化合物的概念、從水的元素組成特點認識氧化物概念，由此從物質分類的角度依次實現對水是純凈物、化合物、氧化物的認識。不僅如此，從物質的元素組成來認識物質的性質，也是初中階段“化學元素觀”的主要內容，在“水的組成”教學中還可以結合水電解前后各物質的元素組成與性質的差異，引導學生認識純凈物的性質要受到組成元素的影響，對于簡單的化合物或單質，元素組成甚至起著決定性的作用。當然，物質的元素組成相同，其性質未必相同，這與物質的結構有關。因此，化學上還要依據物質的性質、結構對純凈物進行進一步的研究，這將是學生后續要學習的內容。

2 從化學元素觀看“水的組成”及其教學價值

“水的組成”屬于人教版教科書（2012版）第四單元課題3的內容。從“化學元素觀”的角度看“水的組成”，就是把該部分內容放在物質及其化學變化等學科基本問題中去考量，思考“水的組成”與“化學元素觀”的關系、“水的組成”處于什么位置，能起到什么作用，這樣可以從對具體知識的理解上升到對學科基本問題的理解。

“水的組成”涉及較為豐富的事實性知識和概念性知識，這些知識與“化學元素觀”之間存在的實質性聯系可以用“水的組成”知識層級圖來體現（見圖1）。

“水的組成”這部分內容，借助電解水的實驗及生成物的檢驗等知識，重在認識電解水實驗的實質和水的組成，感悟通過化學實驗研究物質元素組成的科學過程與方法，并從物質元素組成角度認識純凈物的分類。顯然，這部分內容不僅能發展學生從化學的視角來認識水及其變化，而且能為學生“化學元素觀”的認識發展提供有力的支撐：第一，根據電解水實驗以及對生成的2種氣體進行檢驗，證明水在通電后生成了氫氣和氧氣，可以揭示水在通電條件下發生了化學變化；第二，根據水在通電條件下生成氫氣和氧氣、氫氣燃燒生成水的實驗事實，依據化學反應中元素不變，認識水是由氫、氧2種元素組成的；第三，根據電解水實驗，比較反應物（水）和生成物（氫氣、氧氣）的元素組成特點，認識純凈物可依據元素組成分為單質和化合物，依據水的元素組成特點認識氧化物，發展學生對物質分類的認識；第四，比較反應物（水）和生成物（氫氣、氧氣）的性質差異，認識物質的性質與其元素組成有關，組成元素不同，物質性質不同。第五，結合之前學生學習的分子和原子的知識，啟發學生初步從微觀角度認識化學反應的實質，即水在通電情況下發生化學反應，組成水的氫、氧元素的原子重新組合生成了新物質，加深對化學反應中原子種類不變、元素不變的認識；第六，利用電解水實驗來研究水的組成，可以啟發學生認識不斷分解物質直至不能分解為更簡單的成分為止，于是就得到了元素的游離態，即“單質”，這是人類研究和認識物質組成的經驗方法，通過此實驗人們進一步認識了水：水還可再分，即水不是元素；第七，通過對電解水實驗中生成氫氣和氧氣的體積比為2：1的分析，為水的化學式——H2O提供了事實依據，這為學生后續學習本單元課題4化學式與化合價打下了鋪墊。可見，“水的組成”是發展學生“化學元素觀”認識的重要載體。

3 如何圍繞“化學元素觀”展開深入學習

“化學元素觀”是學生需要形成的體現學科本質的深層次理解，圍繞“化學元素觀”來展開“水的組成”的學習，需要對學生知識學習與化學觀念認識發展等有整體考慮，讓具體知識的學習為學生化學觀念的認識發展提供支撐，使學生化學觀念的認識伴隨具體知識的學習而逐漸發展。

3.1以“化學元素觀”為統領構建教學內容主線

化學觀念是指居于化學學科的核心，體現化學學科本質，對學科的性質、研究對象、研究方法和學科的價值等學科基本問題的深層次理解。要從知識教學轉向化學觀念教學，就需要站在學科整體的高度，思考具體知識的教學對學科基本問題的滲透與落實，將化學觀念的教學具體化，與此同時，需要兼顧課程的要求和學生的實際發展需要。為此，在“水的組成”課堂教學內容主線的設計方面，根據學生的實際和發展需要，以“化學元素觀”為統領來搭建學生知識學習和觀念認識發展的整體框架，把指向主要教學目標和教學重點的、能體現“化學元素觀”的關鍵性內容具體化為教學任務，以此構建課堂教學內容的主線索，明確教學的核心所在。

基于上述考慮，“水的組成”一課的教學整體思路設計見表2。

3.2圍繞“化學元素觀”的關鍵性內容設計引導性問題

教學的目的在于促進學生對知識的深層理解，發展對化學觀念的認識。把教學任務轉化為問題，用問題驅動學生思維，是通向理解、發展化學觀念認識的重要途徑之一。為此，有必要思考應該提出怎樣的引導性問題。筆者認為，在化學觀念教學中，引導性問題是能激發學生思維，對達成教學目標起決定作用的、能體現化學觀念的關鍵性問題，是統領課堂、推進教學的主線索。為此，在“水的組成”教學中，針對學生學習的實際，把指向主要教學目標和教學重點、能體現“化學元素觀”關鍵內容的教學任務轉化為統領課堂教學的引導性問題（見表2），為學生的思維過程指引方向。在“水的組成”教學中，要利用引導性問題調動學生參與學習過程，激發學生通過問題的思考去理解所學知識，在問題分析和解決的過程中去反復認識、體驗和感悟“元素與物質的分類”、“元素與物質的性質”、“元素與化學反應”等學科基本問題，從而為從元素視角認識物質及其化學變化奠定知識和方法基礎。

3.3將學習任務和引導性問題轉化為“手腦并重”的學習活動

學生的學習需要通過活動體驗來完成。活動設計需要注意活動的內容、方式要與教學目標、教學任務、以及引導性問題相一致，要針對教學任務和引導性問題，設計相應的手、腦并重的多樣化活動。圍繞“化學元素觀”展開深入學習的活動設計，有以下幾點考慮：

一是關注新舊知識的聯系，注意調用學生的已有知識經驗來學習新知識。如任務1中的問題1的設計，學生已經學過利用過氧化氫分解制取氧氣，利用學生已知的這個反應可以搭建學習新知識的橋梁，啟發學生思考水是由什么元素組成的，以及如何推測水的元素組成等問題。還可以借助這個反應，引導學生思考可以由水分解的產物來推測水是由什么元素組成，這樣把學生的思維引向深入。

二是充分發揮實驗的作用，為學生的學習和理解提供事實證據。電解水實驗是學生學習“水的組成”、理解“化學元素觀”的重要手段和方式。在活動設計方面，一方面通過電解水實驗、電解水生成的2種氣體的檢驗等，為學生提供豐富的感性認識，另一方面以實驗事實為證據，根據實驗的觀察，引導學生思考：你認為水電解發生了什么變化？根據水在通電條件下生成氫氣和氧氣、氫氣在空氣中燃燒生成水的實驗事實，由反應前后各物質的元素組成，說明水是由什么元素組成的？為什么？由此引導學生基于實驗事實進行分析、推理并獲得相應的結論，使學生的認識從感性走向理性。

篇（3）

一、問題的提出

培養學生的科學素養是科學教育的一個永恒目標。新課標提出，化學課程的基本理念是 “立足于學生適應現代生活和未來發展的需要，著眼于提高21世紀公民的科學素養，構建‘知識和技能’、‘過程和方法’、‘情感態度和價值觀’相融合的高中化學課程目標體系。” 新課標在教學建議別強調要重視引導學生形成基本的化學觀念。使學生形成基本的化學觀念是化學學科的一個重要教學目標，元素觀是化學觀念中的核心觀念。

二、中學生元素觀建構現狀的調查

1、調查目的

為了了解中學生對元素觀建構的情況及其存在的問題，本文以解釋性問題為基本方式，通過調查問卷的方法進行研究。要求學生解釋和回答的問題主要涉及與元素觀相關的核心基本概念。

2、調查項目設計及評分標準

元素觀調查問卷

1.談談你對元素的認識。

2.談談你對元素性質的認識。

3.從化學的角度談談你對物質的認識。

4.談談你對物質轉化的認識。

5.結合堿金屬的學習，談談你對金屬性的認識。

6.結合鹵素的學習，談談你對非金屬性的認識。

研究者首先對學生進行編碼，然后對每一個學生的每一項作答的關鍵性表述用紅筆畫出，根據評分標準打出分數。對元素的理解和元素性質的理解按照作答的錯誤性、樸素性和期望性水平進行編碼，其中作答水平錯誤的定為水平1、樸素水平的定為水平2、理想水平的定為水平3。本研究對于作答者物質和物質轉化的認識的分析，是根據他在項目中的作答情況進行的。其中作答為認識水平的定為水平1、知識的理解不全面定為水平2，知識的理解定為水平3。本研究對于作答者金屬性和非金屬性的認識的分析，也是根據他在項目中的作答情況進行的。其中作答為只說出知識是什么的定為水平1、還能用結構進行解釋的定為水平2、能形成模型化理解的定為水平3。

3、調查方法

調查選取洪洞一中高一兩個班399，400的學生。共發放問卷83份，收回有效問卷83份。其中，399班43份，400班40份。調查在2015年2月24日晚自習進行，測試時間45分鐘。作答是在研究者的監控之下進行的，以保證作答的真實性。

4、結果分析

分析結果表明，高一學生對對元素的理解回答錯誤的達到了84.33%，處于樸素水平的有13.25%，處于理解水平的只有兩個同學，對元素性質的理解回答不出來的就有68.67%，處于樸素水平的有24.10%，處于理解水平的只有三個同學，對物質的認識處于認識水平的學生有62.65%，處于理解水平的也只有三個同學，有33.73%的同學雖有了一定的理解，但還存在缺陷，只能在水平2。對物質轉化的認識情況稍好一點，有89.16%的學生處于認識水平，對金屬性和非金屬性的調查顯示，有60.24%的學生知道具體元素的金屬性和非金屬性是什么，但卻不知道為什么，不能從結構方面去分析，僅有24.10%的學生能運用結構理論去分析為什么的問題，但還形不成性質研究模型，有3.16%的同學能運用模型去解決問題，說明他們已經具備了一定的化學觀念。

以上分析可以看出，高一學生的元素觀大多處于水平1程度，說明盡管經過了初中的學習和中考，但絕大多數學生元素觀的意識和建構都處于較低的狀態和水平。從調查結果看，盡管學生對元素的概念有一定的認識，但是，理解層次淺，水平低。

5、本次調查揭示的問題

學生形成和運用元素觀的情況較差。這與目前教學中較重知識和技能的傳授，而不重視學生科學觀念的形成有關。

三、元素觀建構的教學策略

根據化學元素觀的內涵以及上述建構原則，結合教學實踐，提出化學元素觀建構的教學策略。

（1）在元素概念基礎上形成物質的基本分類

元素概念是化學科學的一個基本概念，是中學生化學學習中的一個核心概念。通過元素概念的學習，使學生形成物質的元素性認識，認識到幾千萬種物質只是百十余種元素的基本組合。從元素組成的角度學習物質的分類，對物質世界形成有序的認識，純凈物可以分為單質和化合物，化合物可以分為氧化物，酸、堿、鹽等。通過酸、堿、鹽通性的學習，使學生認識到物質的性質與物質的組成有關，物質的組成的相似性可能導致物質的性質的相似性。通過單質、氧化物、酸、堿、鹽之間關系的學習，使學生了解各類物質之間的轉化關系，在此基礎上進一步體會按照元素組成對物質進行分類的意義。

（2）在原子結構認識的基礎上理解元素是如何形成物質的

在元素概念的基礎上，形成了對元素與物質關系的基本了解，但要真正理解元素與物質的基本關系，必須理解元素是怎樣組成物質的以及一種元素為什么能組成不同的物質。而要達到這樣的理解，必須從原子結構的角度進行認識。元素的原子由原子核和核外電子構成，電子在原子核外很小的空間內作高速運動。在化學反應中，原子核沒有變化，只是核外電子運動狀態發生了變化，從而造成物質組成和性質的變化。

（3）在元素周期律學習的基礎上形成元素性質研究的基本模型

元素周期律歸納了看似雜亂無章的化學元素之間的相互聯系和內在變化規律，提示了元素周期律的實質是元素原子的結構呈周期性變化。元素在周期表中的位置反映了元素原子結構的特點以及由此決定的元素的性質，因此，可以根據某元素在元素周期表中的位置，推測它的原子結構和有關性質。元素的金屬性和非金屬性與元素的相關物質的性質存在著基本的關系。從元素的原子的結構或在周期表中的位置可以預測其金屬性和非金屬性，進一步預測相關物質的性質。

（4）在專題性學習中建構化學元素觀

化學元素觀的內涵極其豐富，其中涉及許多化學概念的學習和化學事實的學習，但是由概念和事實轉化為觀念并不是一個自動的過程，需要通過“觀念為本”的專題性學習幫助核心觀念的形成和建構。美國學者艾里克森提出了“觀念為本的教學”設計方法：（1）把核心觀念轉化成一些基本理解；（2）把基本理解以“基本問題”的形式表達，以問題驅動教學和學習，促進學生的基本理解；（3）根據基本問題設計教學活動、學習活動和評價活動，讓學生在參與基本問題的討論和學習中達到基本理解，形成核心觀念。

（5）在元素觀指導下的應用性學習中豐富元素觀

化學元素觀建構的價值就在于形成化學的思維方法指導化學的學習和研究。因此，在學生的化學元素觀達到一定水平的時候，就要充分利用已經形成的元素觀指導新的相關內容的學習，通過應用性學習進一步豐富化學元素觀。

參考文獻：

篇（4）

作者簡介：成杭新(1964—)，男，博士，研究員，主要從事勘查地球化學與生態地球化學研究。

地球化學背景(GeochemicalBackground)的概念最早源于勘查地球化學，經典的勘查地球化學教科書定義的地球化學背景是指無礦地質體中元素的正常豐度[1]或者一個地區元素含量的正常變化[2]。地球化學背景概念的引入是為了區分元素的正常含量和異常含量，超出正常豐度或正常變化范圍的數據。對勘查地球化學而言，通常是指所研究的元素具有異常(正或負)含量，可能是礦床存在的一種指示或蝕變過程導致的元素遷出；對環境地球化學而言，可能是污染存在的一種指示或生態系統中該元素的嚴重缺乏等。因此環境地球化學中的背景通常是指在未受污染影響的情況下，環境要素中化學元素的含量。反映了環境要素在自然界存在和發展過程中，本身原有的化學組成特征。

工業化革命以來，人類活動釋放的污染物已在地球表層土壤中得到大量累積，污染物的持續累積不但顯著改變了地球表層土壤中化學元素的自然背景水平和分布模式，也導致一系列生態危害事件的頻現，美國Adirondack山脈中的BigMoose湖，因長期接受上游工業排放的SO2，使湖泊水體和沉積物pH值陡然下降，導致鱸魚、白魚、鯉魚等水生動物大量死亡[3]，而歐洲200余年的工業化歷史，使中歐地區土壤顯著酸化和土壤中的鋁大量活化，導致大片森林中毒死亡[4]。為科學認識土壤環境質量現狀、并通過環境立法保護土壤環境質量不再進一步惡化及預測未來環境變化趨勢，最近20年文獻中對地球化學基準(GeochemicalBaseline)的概念和應用途徑進行了廣泛討論[5-6]。雖然不同作者對地球化學基準科學含義的表述還不完全一致，但一般是指地球表層環境介質定時間點某個元素或化合物的實際含量。它既包括自然背景濃度，也包括人類活動成因導致的擴散濃度的貢獻[7-11]。

1978年至今，中國的工業化和城鎮化進程取得了未曾預料到的重大進展，城市數量已從1978年的122個增加到2011年的655個，城鎮人口數量也從1978年占中國總人口的17.9%增加到51.3%[12]。由于城市人口眾多、工業密集，是人類活動及化學元素污染釋放的主要場所，大規模城鎮化進程已使中國大氣、水及土壤環境質量全面惡化[13-19]。中國曾于20世紀80年代開展過中國土壤背景值研究[20]，但因受采樣密度及樣品布局的制約，未能頒布城市土壤化學元素的背景值數據，嚴重制約了對中國城市土壤環境質量現狀的認識和評價。

本文利用中國地質調查局組織實施的多目標區域地球化學調查與評價項目及中國土壤現狀調查及污染防治專項的數據資料，通過對中國31個省會城市土壤化學元素組成特征的統計分析及城市土壤化學元素背景值和基準值計算方法的討論，確定中國城市土壤化學元素的背景值及基準值，其主要目的是為科學認識城市土壤化學元素的環境質量現狀及政府部門制定有效監管措施提供依據。

1數據來源

1.1城市選擇

研究對象包括除香港、澳門和臺北以外的中國31個省會城市，也即北京、成都、福州、廣州、貴陽、哈爾濱、海口、杭州、合肥、呼和浩特、濟南、昆明、拉薩、蘭州、南昌、南京、南寧、銀川、上海、沈陽、石家莊、太原、天津、烏魯木齊、武漢、西安、西寧、長春、長沙、鄭州、重慶。

各城市的邊界以建成區范圍為主，同時兼顧各城市未來的城區擴展態勢，一般以各城市的繞(環)城高速范圍作為各城市的研究區，31個省會城市累計城區面積達15196km2。

1.2樣品采集和分析測試方法

中國從1999年至今實施的多目標區域地球化學調查與評價項目是一項以土壤地球化學測量為主，兼顧湖積物與近岸海域沉積物測量的國家地球化學填圖項目。該項目采用1樣/km2、1個組合樣/4km2的密度采集0~20cm的地表土壤樣品，1樣/4km2、1個組合樣/16km2的密度采集150~180cm的深部土壤樣品[21]。城市地區采樣密度一般為1~2點/km2，樣品采集一般選擇在公園、寺廟、綠化帶及其他較為穩定的、相對擾動較小的部位，采樣時盡量避開新近堆積土。采用統一的分析測試技術要求和相同的質量監控措施分析測試每個樣品中的52種元素(Ag、As、Au、B、Ba、Be、Bi、Br、C、Cd、Ce、Cl、Co、Cr、Cu、F、Ga、Ge、Hg、I、La、Li、Mn、Mo、N、Nb、Ni、P、Pb、Rb、S、Sb、Sc、Se、Sn、Sr、Th、Ti、Tl、U、V、W、Y、Zn、Zr、SiO2、Al2O3、TFe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O)及pH和有機碳(Corg)[22-23]。截止到2012年底，該項目調查面積達170萬km2，覆蓋中國31個省會城市[24]。

1.3數據來源

根據各城市的選定范圍，從中國多目標區域地球化學調查與評價數據庫中提取相應范圍內表層和深層土壤樣品中的52種元素及pH和Corg數據。分別涉及表層和深層土壤樣品3799件和1011件，累計數據259740個。

2數據處理方法

2.1不同深度土壤樣品的科學含義

中國多目標區域地球化學調查在每個采樣點上分別采集了0~20cm和150~180cm兩個深度的土壤樣品，也即表層和深層土壤樣品。前者不但包括了成土母質中化學元素的自然地質背景含量，同時還疊加有人類活動帶來的外源化學物質；后者因受到較少的人類活動影響，其化學元素組成更接近成土母質。因此表層土壤中化學元素的含量水平代表的是土壤地球化學基準，深層土壤化學元素的含量水平則反映的是土壤地球化學背景。

2.2中國城市土壤地球化學背景和基準的計算方法

自從Ahrens(1953)在花崗巖中發現元素的分布服從對數正態分布以來[25-26]，勘查地球化學家通過對地球化學數據分布形式(正態或對數正態)的檢驗，來計算地球化學背景值。當數據既不服從正態也不服從對數正態分布時，通常通過剔除算術平均值加減2或3倍標準離差的離群值后，再次進行分布形式的檢驗，以使數據服從正態或對數正態分布[27]。但剔除出的數據在找礦地球化學研究中往往是包含重要找礦信息的異常值，而在環境地球化學評價中則是包含污染信息的數據。因此采用剔除異常數據的方法不能客觀刻畫實際數據所隱含的真實狀況。

成土母質是地球化學基準和背景濃度的重要控制因素，不同的成土母質或地質背景應具有不同的地球化學基準和背景濃度。中國地域遼闊，不同城市所處的氣候條件不同，所在的地質背景也差異極大，如橫臥在北京城西邊和北邊的太行山和燕山山脈的巖石風化產物是北京市土壤的成土母質，古都西安的土壤主要以風成黃土為主，而西江水系河流沖擊物的長期堆積則是廣州市土壤成土母質的主要來源。因此中國城市土壤化學元素數據集即使以正態或對數正態分布，但也不具有同一成土母質或同一自然成土過程的含義，對表層土壤樣本(n=3799)和深層土壤樣品(n=1010)的正態和對數正態分布檢驗也證實除深層樣本中的SiO2服從正態分布外(圖1)，其他元素均不服從正態或對數正態分布。因此不能采用剔除平均值±2或3倍標準離差的方法來獲取中國城市土壤的地球化學背景和地球化學基準值。

針對城市土壤地球化學數據的上述特點，文獻中提出用中位值(XMe)與絕對中位值差(medianab-solutedeviation，MAD)的穩健統計方法來描述地球化學背景值和基準值的變化范圍，以消除一些與均值相差較遠的離群數據在求均值和方差時，尤其是求方差時對結果產生較大的影響[28-29]。其中XMe和MAD可分別用下列公式計算：

對中國城市土壤而言，城市表、深土壤數據集的中位值(XMe)分別代表中國城市土壤的地球化學基準值和背景值，以Me±2MAD表示基準值和背景值的變化范圍。

2.3單個城市土壤地球化學背景和基準的計算方法

單個城市由于它的地理位置和氣候條件明確，城市空間范圍內的土壤基本為同一成土母質，其形成過程也是同一氣候條件作用下的產物，因此在估算單個城市的化學元素背景或基準值時，先對原始數據進行正態檢驗，并用算術平均值()代表背景值或基準值，用(±2S)代表變化范圍，其中S為標準離差。對不服從正態分布的化學元素進行對數正態檢驗，當數據服從對數正態分布時，將幾何平均值(g)和幾何標準離差(S)還原為實數后，用(÷2S)和(×2S)代表背景值或基準值的變化范圍。對既不服從正態也不服從對數正態分布的元素，則采用中位值和絕對中位值差的穩健統計方法來估算該元素的背景或基準值。

2.4化學元素背景的變化率

城市土壤化學元素的背景值受成土母質控制，反映的是一種自然地質背景。隨著人類活動的廣度和深度的不斷加強，人類活動可顯著改變土壤化學元素的自然背景。為了客觀評價自然背景的變化程度，這里用化學元素自然背景的變化率(ΔRCi)來度量元素自然背景的變化狀況，其計算公式為

式中：ΔRCi是指元素i自然背景的變化率；GBLi是指i元素的地球化學基準值；GBGi是指i元素的地球化學背景值。當ΔRCi>0是指i元素的地球化學背景增加，ΔRCi<0是指i元素的地球化學背景下降，ΔRCi=0則指i元素的地球化學背景未發生變化。

當ΔRCi>0是指i元素的地球化學背景增加，ΔRCi<0是指i元素的地球化學背景下降，ΔRCi=0則指i元素的地球化學背景未發生變化。當|ΔRCi|≥100時，表示i元素為極顯著增加或減少狀態；當50≤|ΔRCi|<100時，表示i元素處于顯著增加或較少狀態；當0<|ΔRCi|<50時，表示i元素處于增加或減少狀態。

3結果與討論

3.1中國城市土壤地球化學基準值/背景值特征

中國城市土壤52種化學元素及pH和Corg統計顯示(表1)，Al2O3、Ba、CaO、Cd、Ce、Co、Cr、Cu、F、Hg、K2O、MgO、Mn、Ni、pH、Sc、Sn、Sr、Ti、V、Y和Zr等23種元素或化合物的背景值高于中國土壤背景值，而Ag、As、B、Be、Bi、Br、Fe2O3、Ge、La、Li、Mo、Na2O、Corg、Pb、Rb、Sb、Se、Th、Tl、U、W和Zn等22種元素或化合物的背景值低于中國土壤背景值。Au、Cl、Ga、N、Nb、P、S、SiO2和TC等9種元素或化合物因缺中國土壤背景值數據情況不明。

城市土壤Ag、Au、Ba、Bi、Br、CaO、Cd、Ce、Cl、Cu、Ge、Hg、Mo、N、Nb、Corg、P、Pb、S、Sb、Se、Sn、Sr、TC、U、W、Zn、Zr等28種元素的基準值明顯高于背景值。其中Corg、Hg、Se、S、TC、N的基準值分別較它們的背景值增加了331%、220%、146%、142%、130%、125%，表明上述6個元素的地球化學背景發生了極顯著的增加，致使地表地球化學基準值顯著高于各自的地球化學背景值；而Br、Cd、P的地球化學背景的變化率ΔRCi為50%~100%，呈現顯著增加的特征；Ag、Au、Bi、CaO、Cl、Cu、Mo、Pb、Sb、Sn、W和Zn的ΔRCi為10%~50%，指示這些元素的地球化學背景呈增加的變化趨勢；其他31個元素的地球化學背景基本未發生變化。

元素地球化學背景變化率清晰地指示中國大規模工業化進程所帶來的重大生態環境問題。文獻資料顯示化石燃料燃燒是黑碳顆粒、Hg、Se釋放及酸雨形成的主要原因[30-34]。最近30年，中國化石燃料燃燒釋放的碳已從1980年的4億t增加到2010年的22億t[35]，Hg、Se釋放量也由1980年的73.59t、639.7t，增加到2007年的305.9t和2353t[33]，上述釋放物在大氣干濕沉降的作用下，最終沉降到地表，顯著改變了地表土壤有機碳及總碳、Hg和Se的分布模式，可能是城市地表土壤Corg、Hg、Se、S、TC、N背景值發生極顯著/顯著變化的主要原因。而大規模的有色金屬(Cu、Pb、Zn、Cd、Ag等)開采和冶煉活動及中國Sb、Sn、W等特有礦產的礦業活動使土壤中重金屬元素的地球化學背景發生了顯著變化。

3.2各城市土壤地球化學基準值/背景值特征

中國31個省會城市土壤化學元素的背景值示于表2~32，各個不同城市因其所處地理位置及地質背景的差異。各元素的具體含量特征在此不予描述。但Cl、CaO、Hg、Na2O和S的背景變化特征明顯區別于其他元素。

不同城市土壤的Cl元素背景值差異巨大，中國城市土壤Cl元素的背景值為70mg/kg，背景變化區間介于24~116mg/kg。幾個北方城市，如蘭州(613mg/kg)、烏魯木齊(469mg/kg)、西寧(432mg/kg)、天津(296mg/kg)、呼和浩特(236mg/kg)、拉薩(149mg/kg)、濟南(126mg/kg)的背景值均超出中國城市土壤Cl地球化學背景變化的上限，表明在長期的自然演化過程中，上述幾個城市的土壤具有較高的Cl地球化學背景。

中國城市土壤CaO的背景值為1.65%，華北和西北的城市土壤CaO背景值(3.23%~9.64%)普遍高于南方和東北近1個數量級，中國城市中CaO背景值最高的是西寧市(9.64%)，最低的為海口(0.16%)，顯示出成土母質及不同的氣候帶對CaO地球化學背景的控制作用。

中國城市土壤Na2O的背景值為1.41%，背景變化區間介于0.52~2.31%。雖然各城市的Na2O背景值均在背景變化區間之間，但不同城市的Na2O背景值存在數量級之間的差異，其中烏魯木齊Na2O背景值為2.22%，是南寧(0.10%)的22倍之多。總體規律表現為北方城市Na2O的背景值高于南方城市，也充分顯現出成土母質及不同氣候條件對Na2O地球化學背景的控制作用。

中國城市土壤Hg的背景值為0.042mg/kg，背景變化上限為0.088mg/kg。其中貴陽(0.202mg/kg)、廣州(0.147mg/kg)、昆明(0.132mg/kg)、南寧(0.112mg/kg)、福州(0.111mg/kg)和拉薩(0.092mg/kg)城市土壤的Hg背景值高于中國背景變化的上限，屬于高背景地區。沈陽、太原、北京、合肥、天津、南京、哈爾濱、西寧、烏魯木齊、鄭州、濟南、長春、石家莊、呼和浩特、蘭州、銀川16個城市土壤Hg的背景值介于0.017~0.040mg/kg，低于中國城市土壤Hg的背景值。

中國城市土壤S的背景值為146mg/kg，背景變化區間介于22~270mg/kg。中國有18個城市的土壤S背景值高于中國背景值，其中西寧(1886mg/kg)、烏魯木齊(1083mg/kg)、蘭州(950mg/kg)、福州(641mg/kg)、海口(428mg/kg)、廣州(356mg/kg)、上海(327mg/kg)、太原(317mg/kg)和天津(273mg/kg)的背景值大于中國城市土壤S背景變化的上限值。

由此可以看出，在開展城市土壤環境質量評價時，分別采用各個城市的背景值較采用中國土壤背景值，能更客觀地度量人類活動對自然背景的影響程度。

3.3地球化學背景變化特征

中國31個省會城市土壤化學元素ΔRCi的計算結果示于圖2~4，圖中顯示Corg和N的ΔRCi值均大于0，指示土壤有機碳和氮的自然背景均被顯著改變。對福州、廣州而言，因土壤有機碳含量呈顯著增加狀態，拉薩和呼和浩特則為增加狀態，其他21個城市因ΔRCSOC>100，指示土壤Corg屬極顯著增加狀態。除呼和浩特ΔRCTC<0外，其他所有城市土壤TC均呈增加趨勢。其中武漢、成都、長春、長沙、合肥、南昌、南寧、貴陽、哈爾濱、沈陽、石家莊、昆明、南京、海口、北京、濟南、福州、鄭州、廣州和上海ΔRCTC>100，烏魯木齊、重慶、天津、太原、杭州50<ΔRCTC≤100，銀川、西安、蘭州、西寧和拉薩10≤ΔRCTC<50。

除呼和浩特外，中國30個城市土壤P的ΔRCP均大于0。中國有22個城市土壤N的自然背景呈極顯著增加；海口、昆明、福州、重慶、沈陽、銀川和西寧7個城市表現為顯著增加，拉薩和呼和浩特則為增加狀態。已有的文獻資料已證實農田施肥是地表土壤N、P增加的主要原因，但過量的N、P肥可通過大氣循環沉降到地球表面，使城市地表土壤也出現N、P的顯著累積。

除南寧、拉薩、呼和浩特外，其他城市土壤均表現為ΔRCHg>100，并按北京(819)、成都(602)、天津(597)、石家莊(440)、沈陽(413)、濟南(400)、長春(340)、西安(312)、南京(293)、杭州(264)、蘭州(244)、哈爾濱(237)、合肥(223)、上海(220)、烏魯木齊(183)、廣州(175)、太原(172)、長沙(165)、福州(161)、武漢(159)、銀川(135)、鄭州(130)、南昌(119)、西寧(104)、昆明(92)、重慶(63)、海口(53)和貴陽(29)順序遞減，指示中國城市土壤Hg的自然背景普遍發生改變，地表土壤Hg已顯著累積。Ag、Au、Bi、Cd、Cu、Mo、Pb、S、Sb、Se、Sn、Zn等元素表現出與Hg類似的變化特點。

各元素ΔRCi最大值分布的城市也不盡相同，Ag(150)、Au(400)、Bi(147)、Cd(538)、Cu(77)、Hg(819)、Mo(100)、Pb(156)、S(418)、Sb(200)、Se(650)、Sn(263)和Zn(80)的ΔRCi最大值分別分布在天津、上海、沈陽、長沙、廣州、北京、上海、沈陽、成都、上海、石家莊、杭州和廣州。Au、Mo和Sb的最大值同時出現在上海，Bi和Pb的最大值同時出現沈陽，Cu和Zn同時出現在廣州，充分顯示大型綜合性城市工業結構或悠久的工業發展歷史與重金屬累積復雜組合之間的因果關聯。

城市土壤CaO自然背景含量也呈顯著增加的特點，這可能與中國城市發展過程中的大規模建設活動有關。

出乎意料的是，除金屬元素及N、P、TC和Corg外，城市土壤中Cl和Br的自然背景也普遍發生變化，需引起關注。

4結論

通過對中國31個省會城市表層土壤和深層土壤中52種化學元素及pH和Corg實測數據的計算獲得中國城市土壤及各個省會城市土壤化學元素的背景值和基準值，為定量研究中國城市土壤的環境質量狀況及演變趨勢提供了參考標準。

篇（5）

一、化學元素周期表的發展

將化學元素按性質分類排列的第一張化學元素周期表是法國化學家拉瓦錫在1789年出版的著作《化學基礎概念》。隨后，1869年俄國化學家門捷列夫將當時已知六十幾種元素按照原子量的大小加以區分并排列成一張表，他把化學性質類似的元素排在相同的一個橫行，這就是歷史上第一份成型化學元素周期表，它的誕生方便并影響著化學科學，之后，許多科學家對其規律進行研究，其中英國的科學家莫色勒在1913年利用“X射線實驗”發現元素的原子序數（即核電荷數）越大，X射線頻率越高的規律，他將元素按照核內正電荷數目排列并修訂，這才成為當今我們所使用的化學元素周期表。在化學教科書字典、詞典中，都會附著這樣一張“化學元素周期表”。這張小小的表揭示了客觀物質世界的奧秘，它將一些看起來毫無聯系的元素聯系起來，構成了一個完整且具體的物質世界，元素周期表的發明是近代化學史上的一個偉大成就，其對于化學科學的探索與發展起了里程碑式的作用。

二、認識化學元素周期表

在化學元素周期表里，以元素的原子序數從小到大依次排列，原子序數最小的（H）排在最先。科學家們將元素按照原子序數遞增的規律，將電子層數相同的元素放在同一橫行，橫行稱為周期；將最外層電子數相同的元素放在同一縱列，一個縱列稱為族。元素周期表目前排列已有7個周期，16個族。這七個周期分為：三個短周期（1，2，3）、三個長周期（4，5，6，）、一個不完全周期（7），其中16個族又分為7個主族（ⅠA，ⅡA，ⅢA，ⅣA，ⅤA，ⅥA，ⅦA），7個副族（ⅠB，ⅡB，ⅢB，ⅣB，ⅤB，ⅥB，ⅦB），一個第VⅢ族（包括三個縱行）以及一個零族。

（一）周期規律

同一周期內，從堿金屬到惰性氣體，元素都擁有相同的核外電子層數，且元素最外層電子數依次遞增，原子半徑逐漸減小（零族元素即惰性氣體除外），失去電子的能力逐漸減弱，獲得電子的能力逐漸增強，金屬性遞減，非金屬性遞增。從左到右，元素的最高正氧化數依次遞增（無正氧化價者除外），最低負氧化價也依次增加（第一周期以及第二周期的O、F除外）。

（二）族規律

同一族中，自上而下，最外層電子數相同，核外電子層數逐漸增加，原子序數遞增，元素金屬性遞增，非金屬性遞減。

早期化學元素是按照元素性質進行分類，即原子量、質子數、原子核電荷的多少進行分類，在現代周期表中，元素根據原子序的順序從左至右排列，并在每個惰性氣體后另起一行開始排列新一個周期。新一行周期的第一個化學元素一定是堿金屬，該堿金屬的原子序數比上一個周期的惰性氣體序數大1（例如，惰性氣體氙的原子序數為：54，而新一行周期由堿金屬銫開頭，其原子序數為：55，銫的原子序數比氙的原子序數大1）。

三、元素周期表的傳統教學方式

雖然在生活中化學隨處可見，但它的不易不同于物理的宏觀直觀性，化學的現象是本質的反映，其有些本質卻并不可視，故其難在抽象。

傳統的化學教學，像化學這樣抽象的教學既要言傳板書，又要模型、試驗的演示，對于一名教師來說可謂捉襟見肘了。經濟水平決定教育條件，發達地區的化學教育自然面面俱到，而高昂的化學藥品讓貧困地區無法負擔。曾明確指出實踐是檢驗真理的唯一標準，自然科學的學習如果只到書本中的知識為止，那么還只是說到問題的一半，對于化學知識的學習即是如此，如果只學習理論知識不加以實踐，那么“認識”則始終無法得以升華，知識也將停滯不前。

四、化學元素周期表的教學中多媒體運用

化學的實踐性很重要，如何解決平困地區化學教學的尷尬境地，就需要運用到多媒體教學了。首先，教師應該詳細并全面收集資料，參照實體化學元素周期表，制作一張化學元素周期表涵蓋教學知識的課件。其次，用超鏈接把對應的元素與其知識點聯系起來。最后在課堂講授時點開元素周期表中超鏈接的相應元素展示對應知識點，對應的實驗演示以及元素周期表中元素對應性質的展示輔助教學。

（一）課件的特點

1.信息量大。多媒體課件能提供豐富的信息和資料，讓教學環境更加豐富有趣。即可節約寶貴的上課時間，又能傳遞更多的知識，即能增加課堂的趣味性，也可增加學生的知識面。

2.界面美觀，操作簡單，指示明確。多媒體課件的界面簡潔清爽，提供的內容與開設的教學環境能讓老師輕松把握。

3.教學重點、難點更加突出。利用多維的動畫與視頻可使抽象、難以理解的現象和知識直觀化、可視化，撥開學生認知領域的迷霧。

4.增加同學們的求知欲。多媒體課件的動畫演示、聲音環繞、文本展示等可以給學生帶來感官上的綜合性刺激。這樣的刺激能有效集中學生的注意力，使學生產生學習興趣，增加學生學習知識的欲望。

（二）課件要求

1.內容簡潔明了。課件內容應該要求準確、簡潔，避免學生產生倦怠感。

2.色彩搭配協調。色調要鮮明，不同主題運用不同的色調來體現。

（三）課件制作

檢查電腦是否安裝WPSOffice、Powerpiont、Excel軟件。

首先，用Powerpoint制作需要的課件。如：用Powerpoint制作H的相關課件，完成后點擊保存。

然后，用Excel或WPSOffice制作一張元素周期表，點擊保存。

最后，點開制作的元素周期表用超鏈接將制作的課件與相應的元素鏈接起來，保存即可。

具體地說，所制作的課件點擊鼠標后顯示的要求是：①在整個周期表中的位置，即周期和族，用帶色的突出顯閃爍提示，②元素符號的正確讀音，中文名稱，③標出原子序數、原子量，④核外電子層排布式，⑤主要物理性質，⑥主要化學性質，⑦發現歷史，當今的主要應用等展示在眼前。制作的課件可使教師更加有效的反思及升華課件內容，提升知識覆蓋與教學效果。

多媒體在教學中的運用能為教師留出更多寶貴的時間，讓老師與同學之間的交流能更加深入密切，同時能更加有效地提高教師教學的效果和學生學習的效率。多媒體課件的制作方法多種多樣，本人只介紹一種簡單易操作的方法，有能力人士可制作更加精美的課件。

篇（6）

羅伯特?波義耳(Robert Boyle, 1627-1691)生活在英國資產階級革命時代，也是近代科學開始發展的年代。他是第一個明確闡述化學元素本性的科學家，他又是一位杰出的實驗物理學家和實驗化學家。他在前人的基礎上研究氣體的體積和壓力的關系，總結出了物理學的基本定律之一――波義耳定律。波義耳一生做過很多的化學實驗，是第一個發明指示劑的化學家，并首先為酸、堿下了明確的定義。他還是定性分析化學的先驅，創造了多種定性檢驗鹽類的方法。由此可見，波義耳是十七世紀極具成就的化學家和近代化學的奠基人之一。

1對化學元素本性的明確闡述

化學最早是以煉金術的原始形式出現，到了16-17世紀化學開始擺脫了煉金術的束縛，醫藥化學和冶金化學隨之興起。瑞士醫生帕拉塞斯是醫藥化學的代表人物，他用化學方法制成藥劑(主要是無機化合物)來治病。醫藥化學派的主要觀點是：化學研究的目的不是煉金術中的點石成金，而應當是制藥。冶金化學的代表人物是德國冶金學家阿格里柯拉，他不像煉金術士那樣只追求一種金屬――黃金，而是廣泛地研究各種礦物的特征以及選礦、礦物分析和冶煉的方法。冶金化學派強調化學的目的是提煉有實用價值的金屬。

由此可見，波義耳當時所處的時代是化學處于從屬于醫學和冶金學的地位，還沒有成為一門獨立的科學。波義耳理性地思考了他所面對的化學現狀，并結合親身的實踐，認識到化學應該有其自身的研究目的，而不是醫學和冶金學的從屬物，化學應該尋求自身的解放。在1661年出版的《懷疑派化學家》一書中，波義耳明確指出：“化學家們至今仍然遵循著過分狹窄的原則，這些原則不要求化學家具有廣闊的視野，而只把制藥和提取金屬作為自己的任務。我則完全從另外一種觀點來看待化學；我既不是一位醫生，也不是冶金家，而是從哲學家的觀點來研究化學。”

在波義耳看來，化學應當把世界萬物的本原――元素，作為自身的研究對象。誠然，“元素”觀念的提出可以追溯到遙遠的古代。但是，對化學概念的元素作出比較科學的闡述應當從波義耳算起。為什么這樣說呢？同樣，可以在《懷疑派化學家》一書中找到答案。波義耳明確指出：“我所指的元素，就是那些化學家講得非常明白的要素，兩者意思相同，也就是指某種原始的、簡單的，一點也沒有摻雜的物體。元素不能用任何其他物體造成，也不能彼此相互造成。元素是直接合成所謂完全混合物的成分，也是完全混合物最終分解成的要素。”在這里，元素就是要素，而“完全混合物”，波義耳是指與機械混合物不同的化合物。由此可見，波義耳把元素看作是物質分解的限度，同時又是組成物質的基本成分。從此，人們區別單質(元素)、化合物及混合物有了一個比較科學的標準，化學的研究和發展開始復歸到了它真正的出發點。

波義耳這種對化學元素本性的明確闡述，就其思想實質而言，是對古代元素觀念的繼承和發展。古代元素觀認為，元素是構成萬物的基礎、始原、原初物質，并把可感覺的實物或性質(例如水、火、土、氣或冷、熱、干、濕等)看作這種本原；萬物由其產生，萬物又復歸為它。波義耳把元素看作組成化合物的基本成分、簡單物體；化合物由它組成，化合物又分解為它。在這點上，波義耳的元素概念和古代元素觀的思想是相通的。同時，波義耳的元素概念又不同于古代元素觀，在思想內涵上有發展、有創新。這種發展與創新主要表現在關于元素的質和量兩個方面。

在質的方面：波義耳所指的“元素”，不是性質或性質的載體，而是簡單物質或簡單物體，這種物質(作為元素的物質)是分解的限度。在這里，波義耳把不可分解性和簡單性視為元素的屬性；而且，他還將元素與化合物相對立、相聯系。而古代元素觀只是指出元素是萬物的本原，它或是某種具體的實物或是某種原始的性質，僅此而已。

在量的方面：古代元素觀認為，元素或是一種或多種(例如四元素說、三要素說等)，都是那些人們已知的東西。擺在人們面前的任務不是去發現元素，而主要是用元素觀念解釋遇到的現象。而波義耳的元素概念則蘊含著這樣的思想――凡不能分解、組成其他物體而不由其他物體組成的就是元素。因此，沒有預設或規定自然界究竟存在有多少種元素，而應當去發現元素、去探求哪些物質是簡單的、構成其他物質的基本成分，哪些物質是元素。從這點上說，波義耳對元素本性的闡述具有方法論上的指導意義。

總之，波義耳作為第一個明確闡述化學元素本性的科學家，既反對把化學歸結為煉金術，也不同意把化學附屬于醫藥學和冶金。他認為化學應把元素及其化合物作為化學研究的對象，化學應當為自身的目的去進行研究，即研究物質的組成及其化學變化。可以認為，波義耳的這種對化學元素本性的理性思考和科學闡述，是對化學自身發展的一種思想上的解放。從此，化學開始從煉金術的桎梏和醫藥學的附庸下獨立出來，逐步發展成為一門科學。

2把嚴密的實驗方法引入化學研究

羅伯特?波義耳出身于愛爾蘭的貴族世家，在國內外受過良好教育。在中學時期，他除了閱讀傳統的圖書和學習實用數學外，還對選擇自然科學方面的新課程(例如天文學和物理學)表現出了濃厚的興趣。后來因戰亂，波義耳的家道開始中落，他轉而學習醫學和農業。在學習醫學的過程中，他接觸了化學知識和化學實驗，制備了多種藥品。這些實踐活動使波義耳很快成為一名訓練有素的實驗化學家。1641-1643年間，他還去法國、意大利、瑞士等國游學考察，期間他閱讀了大量英文、法文、拉丁文方面的化學著作和其他科學論著。1646-1647年間，波義耳在倫敦加入了名為無形學院的俱樂部。這是個創始于1644-1645年間的自然科學愛好者的民間組織。每周集會一次，座談新興的自然科學問題。無形學院的會員大多數是眾多領域的業余科學家。活動期間，會員們集思廣益、相互啟迪，經常碰撞出智慧的火花。無形學院后來在1662年被官方正式命名為“英國皇家學會”。1680年波義耳被選為皇家學會主席，但他謝絕就職。

以上這些豐富的閱歷和文化薰陶，培育了波義耳，使他成為富有創造能力的科學思想家。他通過周密思考和實驗活動，相信化學應該是一門重要的理性科學，而不僅僅是一種實用的工藝(當時指制藥和冶金)，更不是那種空想的玄學(系指煉金術)。波義耳一生都在為實踐自己的這些觀點而努力奮斗。他雖然是一位貴族，但是從不重視這種世襲的榮譽。他對貴族們的社交活動不感興趣，卻愛好在寧靜的環境中專心科學研究，在他的家庭實驗室里從事科學觀察和實驗活動。波義耳認為，只有觀察和實驗才是形成科學思想的基礎。科學上不存在憑空產生的假說，只有通過觀察物質的性質和行為才能產生合理的結論。他還說過：“不應該把理性放在高于一切的位置，知識應該從實驗中來；實驗是最好的老師，空談和舌辯都無濟于事。”波義耳主張研究化學，首先要引入嚴密的和科學的實驗方法。

波義耳一生做過的實驗眾多，并在論文中對實驗方法及其結果的描述極其詳盡，這在同時代的科學家中是絕無盡有的。正是在這種嚴密而又科學的實驗基礎之上，波義耳卓有成效地在多個領域開拓前進：對于氣體及其性質的研究；關于產生火、熱、光等現象的本質的探討；對酸、堿和指示劑的研究；對磷光現象及多種分析方法的研究。他還通過細心的觀察總結出了波義耳定律。此外，他還對冶金、 醫學、 化學藥品、染料及玻璃的制造及應用作出過貢獻。

以下，我們擇其在兩個重要領域的貢獻，介紹如下：

2.1指示劑的發明

波義耳對于化學反應中的顏色變化善于觀察、頗感興趣。他是第一位把各種天然植物的汁液用作指示劑的化學家。他在《顏色的實驗和觀察》、《礦泉的博物學考察》等書中，描述了產生顏色變化的方法以及怎樣利用植物的汁液做指示劑以顯示這類顏色的變化過程。例如，“用上好的紫羅蘭的漿汁(即由這種花浸漬出來的染料液)，滴在一張白紙上，再在上面滴2-3滴酒精。當醋或其他的酸液滴在這種浸有植物漿汁和酒精的混合物的紙上時，就會發現植物的漿汁立即從藍色轉變成紅色。運用這種方法的優點在于：在做實驗時只需使用少量的植物漿汁，就能使顏色的變化十分明顯。”波義耳使用過的植物的種類很多，例如有紫羅蘭、玉米花、玫瑰花、蘇木(即巴西木)、櫻花、洋紅和石蕊等。在這些指示劑中，有的被配成溶液，有的被做成試紙的形式。令人嘆為觀止的是，波義耳的這些發明的生命力如此長久，以致我們現在還在經常使用這種古老的方法，例如石蕊試紙。

波義耳還發現指示劑的顏色變化可以有效地用來檢驗酸和堿。幾乎所有的酸都能使某些藍色的果汁變成紫紅色，沒有這種顯色功能的物質就不是酸；同樣，所有的堿都能將果汁的紅色轉變成藍色。進一步利用這些性質，還能測定酸和堿的相對強度。酸、堿除了能使指示劑變色外，波義耳還指出：酸具有特有的酸味，并是一種強有力的溶劑；堿則具有滑膩的感覺和除垢的性質，且能溶解油類和硫黃，還具有與酸對抗和破壞酸的能力。可以說，波義耳首次對酸、堿的性質作出了明確的表述，并以此對酸、堿下了明確的定義。

此外，波義耳還發現，可以用火焰、氣體、沉淀的顏色來檢驗某些物質，尤其是鹽類。例如，銅鹽使火焰帶綠色，硝酸或鹽酸和氨產生白煙，鈣鹽和硫酸生成白色沉淀以及銀鹽可被氯化物沉淀出來等等。總之，這一系列的發現與發明，使波義耳成為定性分析化學的先驅。

2.2波義耳定律的發現

波義耳研究得最詳細的對象是空氣(或氣體)，無論是對空氣的物理性質，還是對空氣的化學性質，他都有開創性的見解。其中以發現氣體的彈性(即可壓縮性)最為有名。波義耳的發現始于“空氣有壓力”這一實驗事實。據歷史記載，1643年意大利數學家托里斥利(E.Torricelli)做了一個著名的玻璃管內水銀汞柱的實驗，發現玻璃管中水銀面上的“托里斥利真空”，進而提出“空氣具有壓力”的論斷。1654年，德國馬德堡市長葛利克制成了空氣壓縮機，可以將容器抽成真空，人們獲得了研究氣體的有力工具。

1662年，波義耳基于托里斥利實驗，借助空氣壓縮機開始對空氣壓縮性，即對“空氣的壓力與體積的關系”進行定量的實驗研究。結果發現了以他的名字命名的定律：“氣體的體積與壓力成反比”。波義耳在壓強大于大氣壓和壓強小于大氣壓兩種情形下都用實驗證明了這個定律。在前一情形中用的是有名的、盛有水銀的U形管，后一情形中用的是一個直形的盛有水銀的玻璃管，它可以立于水銀槽上，上端界定一些空氣。1679年法國物理學家馬略特也，獨立表述了這一定量關系。后人就把這一定律稱為“波義耳-馬略特定律。”

波義耳還研究過空氣的其他性質，而引起化學工作者興趣的則是他對燃燒和空氣性質關系的早期研究。波義耳曾做過一系列的燃燒實驗，對物質在空氣中的燃燒現象進行關注和探求。例如，他在《關于火焰與空氣的關系的新實驗》一文中敘述了以下實驗情況：在一個抽掉空氣的容器中，將硫黃灑在一塊紅熱鐵板上，硫黃只會冒煙而不能著火，但在有空氣的容器中硫黃能燃燒產生藍色火焰。他還從蠟燭以及氫氣的燃燒現象觀察中同樣發現：燃燒不能沒有空氣。

又如，他在《用太陽光燃燒在真空中的火藥的嘗試》一文中描述了一種奇妙景象：火藥和硫不同，在抽掉空氣的容器中火藥是能夠燃燒的。而且火藥還能在水面下(隔絕空氣)燃燒，起初，波義耳懷疑在制造火藥的硝石中混進了空氣，后來他將硝石放在真空中進行重結晶，但用這種方法處理過的硝石制成的火藥品，仍然能在真空中和水面下燃燒。由此，波義耳認為火藥品中含有與空氣性質相仿的“活化蒸氣”(后被英國化學家普里斯特列發現并被稱為氧氣)。同時，他得出結論：同硝石混和的物質，甚至在沒有空氣的地方也能燃燒。

此外，波義耳還在《使火焰穩定并可稱重量的新實驗》一文中，仔細描述了在空氣中焙燒金屬錫的過程。實驗是在曲頸甑中進行，各個操作環節均用天平稱重。結果發現金屬(錫)焙燒后的重量增加。――這一金屬焙燒增重現象的發現孕育著：金屬在空氣中燃燒并和空氣中某一部分結合，最終導致氧氣發現的契機。遺憾的是波義耳忽略了由他的實驗方法導致的部分空氣的吸收，并作出了錯誤的判斷：認為金屬焙燒增重是由于燃燒時產生的“火粒子”(或火素)穿過玻璃后被金屬吸收所致。

最后，對波義耳的實驗方法內容作以下補充，我們認為是必要的。那就是，作為杰出的實驗物理學家和實驗化學家，波義耳的一生不僅設計了多種富有創新思想的實驗方案，并付之實施。而且還改進了許多當時先進而又常用的儀器。例如，他運用空氣壓縮機改進了減壓蒸餾以及進行這個過程的裝置，可用于許多減壓作用的實驗。這對促進化學工作者對有機化合物性質和制備的研究是十分重要的。

綜上所述，波義耳在理論與實驗的結合上，使得化學走上了研究物質自身的正確道路。正是在這個意義上可以說，波義耳把化學開始確立為科學。

參考文獻：

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中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）01-0121-02

一、引言

通識教育是教育的一種，這種教育的目標是：在現代多元化的社會中，為受教育者提供通行于不同人群之間的知識和價值觀[1]。通識教育本身源于19世紀，當時有不少歐美學者有感于現代大學的學術分科太過專門、知識被嚴重割裂，于是創造出通識教育，目的是培養學生能獨立思考、且對不同的學科有所認識，以至能將不同的知識融會貫通，最終目的是培養出完全、完整的人。20世紀以后，通識教育已廣泛成為歐美大學的必修科目。通識教育實際上是素質教育最有效的實現方式，鼓勵學生結合自己實際跨學科、跨專業自由選課，充分發展個性，增強學生學習主動性，全面提高素質。通識教育的性質決定了通識教育存在的合理性，我國高校長期實行的專業化教育模式迫切呼喚大學通識教育的出現。專業化教育模式是我國高等教育在特定時期、特定社會背景中的選擇。過分強調專業劃分，把學生的學習限制在一個狹窄知識領域，不利于學生全面發展[2]。推行大學通識教育，不僅是我國高等教育與世界先進教育理念接軌的要求，也是我國教育改革與發展的需要。通識教育作為大學教育的重要一部分，是對高等教育專門化、功利化導致的人的片面發展的一種矯正和超越，是高等教育本質和大學使命的回歸。如何教好通識課程，培養高素質人才是教育工作者應當認真思考的問題。筆者在為大學文科學生講授自然科學通識課“元素的故事”時，積累了一定的經驗，下面談談幾點教學體會。

二、教學內容的思考

文科學生大多具有初中和高中的物理、化學基礎，對大學的物理和化學了解不多，在基本概念和基本術語的理解上可能存在困難。因此，在教學內容方面應考慮到他們的知識特點，選取合適的參考書籍和參考資料，力求盡可能少的專業知識，增強趣味性、易懂性，貼近現實生活和學生的感性認識。筆者選取了蘇聯的科普讀物《元素的故事》[3]一書作為參考書籍，向學生們介紹了自18世紀中期到近年有關化學元素的重大發明和發展，如：18世紀中期瑞典化學家舍勒怎樣發現了空氣不是單一的物質而是氧、氮兩種氣體的混合物；接著法國化學家拉瓦錫怎樣否定了燃素說，把氧、氮以及磷、碳、氫等列為世界上第一張元素名單；19世紀初期，英國化學家戴維利用電流怎樣分解了當時普遍認作是元素的兩種苛性堿和八種堿土金屬，而發現了鉀、鈉兩種堿金屬和八種堿土金屬；19世紀中期，在元素名單上已經有了57種，當時認為再難找到新元素的時候，德國科學家本生和基爾霍夫怎樣利用光的性質，造成了分光鏡，發明了化學元素的光譜分析術，使元素名單再行擴大；19世紀下半期俄國化學家門捷列夫怎樣總結了數百年來化學家們研究的成果，創造了元素周期表；19世紀末期英國的科學家怎樣發現了惰性氣體，充實了元素周期表。最后，20世紀初期，居里夫婦怎樣發現了釙和鐳，了元素永恒不變，原子不可再分的舊觀念，掀起了一場化學上的大革命。通過這門課程的學習，使學生對元素發現的方法和歷史有了大致的了解。

三、教學方法的思考

如何提高教學效果是教師們經常討論的問題。在課堂上，好的教學思路能夠激發學生的好奇心，激起學生進行思考的欲望，能夠極大地調動學生學習的積極性和主動性，從而提升教學效果。筆者在一節“光譜學與元素的發現”課堂中，首先拋出了這樣一個問題：科學家們是怎樣知道太陽的化學元素組成的？這一問題立刻引起了學生們的興趣。太陽距離我們非常遙遠而且溫度極高，無法直接檢測太陽的化學組成。科學家們用了什么方法呢？答案是光譜分析法。說起光譜，學生可能覺得陌生。其實在中學物理里面大家就已經知道了牛頓的著名的三棱鏡色散實驗，將一束太陽光經一塊三角形的玻璃棱鏡折射后，形成了紅p橙p黃p綠p藍p靛p紫等七色的彩色光帶，牛頓將這種彩虹色帶命名為光譜，現在我們知道不同顏色的光具有不同的波長。接下來學生會問光譜與化學元素分析有什么關系呢？那么首先回顧一下初中化學學習過的焰色反應：許多金屬鹽類在燃燒時會產生特殊的焰色，如鉀鹽的焰色是紫色的，鈉鹽的焰色是黃色的，銅鹽的焰色是翠綠色的，鋇鹽的焰色是草綠色的，鈣鹽的焰色是橘紅色的，而鍶鹽和鋰鹽一樣都是鮮紅色的。在衍射光柵的分光術發明以后，英國的物理學家泰爾包特于1825年制造了一種可以研究焰色光譜的儀器，然后將燈蕊浸在各種不同鹽類的溶液中，曬干后點燃，觀察其光譜，發現各種金屬鹽類的火焰分光后所得的光譜，都是不連續的幾條亮線，各出現在其對應的顏色光區內，其中他注意到，鍶鹽和鋰鹽盡管焰色幾乎完全相同，但呈現的光譜卻迥然不同。他是意識到每種元素都有自己的一組特征光譜的第一位科學家。到1852年，瑞典的物理學家Angstrom指出每一種特征光譜就是某一種元素的特定標志，光譜正像人類的指紋一樣，各種金屬元素所發射的光譜線的數目p強度和位置都不一樣，因此可以由光譜的分析來檢驗金屬元素的種類，更可由各元素譜線的相對強度來判斷混合物中各種元素的相對含量。至此，光譜學的應用進入了一個嶄新的時代，成為化學元素分析的一項利器。知道了光譜法可以分析元素之后，我們來回答最初提出的問題：太陽上有哪些化學元素？早在1802年，英國的化學家伍拉斯頓就用分光棱鏡仔細觀察了太陽光譜。他注意到表面看來是連續的彩色光帶中，夾雜著不少的垂直暗線，在不明原因的情況下，只好把這些暗線的出現歸咎于棱鏡的缺陷。1814年，德國的物理學家弗朗和斐用他的衍射光柵試驗太陽光譜時，也發現了伍拉斯頓所看見的暗線。他仔細地數一數所能辨識的暗線，竟有576條，把它們一一標記下來，其中最主要的幾條，根據明顯程度，依次標以英文字母ApBpCp...G的代號，當做描述用的固定點或參考點。后世即把這些暗線稱為“弗朗和斐線”。有一天，弗朗和斐把他的分光儀一器二用，將光線入口處分成兩半，上半以陽光入射，下半以燃燒的鈉焰入射，于是得到了上下兩幅平行的光譜。他發現發出強烈黃光的鈉焰在光譜中有兩條很接近的明亮黃線，恰巧與太陽光譜中他標示為D的兩條暗線在同一位置上（此即今日我們所稱的著名的“鈉-D雙線”），這意味著什么？他知道其中一定蘊藏有重大的玄機，只是不知道答案在哪里！到了基爾霍夫和本生手里，這個秘密才被徹底揭穿。他們重做了四十年前弗朗和斐所做的鈉焰實驗。這次他倆讓連續光譜透過鈉焰的上方，那里有未燃燒的鈉蒸氣，結果在一片連續的彩色光帶中竟然就出現了兩條明顯的D暗線。顯然，是鈉蒸氣將連續光譜中屬于D線波長的輻射給吸收掉了！于是他們在1859年發表了兩條有名的“基爾霍夫輻射定律”。第一定律是每種化學元素都各有其特殊的光譜，第二是每種元素所吸收的電磁輻射波長與所發出的波長相等，即當某元素在高熱燃燒時若能發射某種波長的光，則在較低溫時其蒸氣就會吸收相同波長的光。第二條輻射定律就解釋了四十多年來一直不知其所以然的“弗朗和斐暗線”問題。本生與基爾霍夫認為高溫的太陽表面原來會發出含有各種頻率的連續光譜，然而緊貼著太陽表面的大氣層，因為溫度比太陽光球的溫度低，其中所含的蒸氣成分，會依其化學元素特性而選擇吸收其特征波長的輻射，所以太陽光譜中的各條弗朗和斐暗線都是其大氣成分元素吸收部分陽光波長所造成的。像暗線中的D線為什么恰與鈉焰的雙黃線位置p波長一樣，就是因為太陽大氣中含有鈉成分，吸收了陽光中的這種波長之故，也就是說D暗線的存在正是太陽大氣中含有鈉成分的明證！他們就用這種方法比較太陽光譜中的弗朗和斐暗線與各元素的特性光譜，而后在1859年宣布，太陽大氣層中含有鈉p鐵p鈣和鎳而沒有鋰，但其中含量最多的則是氫。他們的發現立刻轟動了整個科學界，光憑一臺簡單的分光鏡居然能在地球上檢定出一億五千萬公里外的太陽的化學元素組成，真是太神奇了！從此，太陽在人類的心目中，就失去了它的大部分神秘性。跟著，星球的神秘性也大部分消失了。通過這樣一節課，筆者講述了光譜、光譜分析法和用光譜分析法發現太陽上化學元素的故事，循序漸進地誘導學生進行思考，收到了良好的效果。

四、結論

在大學自然科學通識教育中，針對文科學生的知識特點，精心選擇教學內容和設計教學方法，努力做到趣味性、易懂性、啟發性和循序漸進性，提高了學生的科學素養，培養了學生的獨立思考能力，取得了顯著的教學成效。

參考文獻：

[1]哈佛委員會.哈佛通識教育紅皮書（2010年12月版中譯本）[M].李曼麗，譯.北京大學，2010：45.

[2]赫欽斯的高等教育思想對大學通識教育的啟示[Z].中國信息大學，2016-06-25.

[3]依.尼查葉夫.元素的故事[M].滕砥平，譯.上海：少年兒童出版社，1978.

Thoughts on Teaching of Natural Science of General Education in University

ZHOU Jian

篇（8）

【中圖分類號】 G633.8 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2014）02-049-01

夯實學生的化學基礎，能夠幫助學生更好地進行化學知識的學習，靈活運用所學知識去分析問題，解決實際生活中的化學問題。要結合高一學生的實際情況，采取多種方法夯實學生的化學基礎。

一、培養學生對化學的興趣

剛剛升入高中的高一學生，只是在初中進行了一年的化學知識，對化學知識的學習還比較局限，基礎不夠扎實，有的學生不能寫出常用化學物質的分子式，沒有記住一些化學元素的化合價，要想解決這些問題，夯實學生的化學基礎，不能夠一味地追求教學進度，也沒有時間對初中所學化學知識進行全面的復習，根據自己的實際教學經驗，我認為首先要帶領學生進行例如化合價、元素符號、分子式和化學方程式的復習，扎實學生的化學基礎，這樣才能更好地學習高中化學知識。在進行化學元素符號的復習過程中，以一至二十號化學元素為重點，可以采用測試的方式，讓學生在規定的時間內寫出一至二十號化學元素的名稱及其符號，不會寫的部分要留出空位。通過這種方式讓學生對自己沒能寫出的化學元素進行重視，再通過板書的形式，帶領學生寫出這些元素的符號和名稱。板書演示完后，幫助學生加強記憶。在幫助學生復習常用化學元素的化合價時，可以為學生編排順口溜，幫助學生進行記憶。

要想扎實學生的化學基礎，首先要做的就是培養起學生的學習興趣，使學生愿意學習化學，能夠主動地參與到學習中來，從較低的起點出發，激發起學生的學習興趣，在教學中結合一些基礎的例題，為學生設置有效的教學情境和問題情境，使學生真正的參與到教學中來，在教學中夯實自己的基礎知識，不斷思考。

二、將學生作為教學的主體

在初中的化學教學中，由于學生剛剛接觸到化學，所以大多數情況下采用灌輸式的教學。在學生升入高中后，其心理也發生了很大的轉變，逐漸走向成人化。在學習時，更加傾向于主動地去探索知識而不是一味的被動接受。在這種情況下要想夯實學生的化學基礎，就要求高中教師要采取合適的教學方法，將學生作為學習的主體，更多的是對其進行引導和啟發，讓其自己發現問題，解決問題，充分發揮學生的邏輯思維，讓其在課堂上大膽的發言，與老師和同學之間進行積極的交流，可以將問題進行變化更新，改變其中的一個條件或者從其他角度去看待問題，讓學生們自己去探究問題的答案。在實際的教學過程中，教師要引導學生將新知識和舊知識聯系到一起，在舊知識的基礎上，去探究新的知識。這不僅是對舊知識的鞏固，也有助于學生化學體系的建立，更好的夯實學生的化學基礎。

比如在進行氧化還原反應的教學時，根據學生在初中接觸到的化學反應，按照不同的方法將其分類，并讓學生們按照要求寫出反應類型，對學生進行適當引導，使學生發現以上的各種分類方法不能使化學反應的本質得到表現，同時也不能包含全部的化學反應。然后從初中課本中得失氧的內容入手，以初中的氧化還原反應為鋪墊，將這種分類的不足進行展現，使學生對于新知識的學習產生一種強烈的欲望。再讓學生積極發言，找出這幾個反應的共同特點。最后教師在對氧化還原反應的基本特征進行說明。這種教學方法，符合高中生的心理特點，不僅能夠幫助學生掌握有關的化學知識，扎實學生的化學基礎，還能夠使學生對知識進行靈活的運用，培養了學生的思維能力。

三、幫助學生做好盲點知識的學習

要想夯實學生的化學基礎，就要從整體出發，不能忽視每個知識點，因為化學的學習是一個體系，某個知識點的學習上存在欠缺，會對整個體系造成影響。在教學過程中為學生安排必要的聯系，這些練習的內容要以學生學習中的盲點為主，根據以往的教學經驗，總結出學生在學習中的盲點，通過練習的方式，逐個解決這些盲點。通過長時間的聯系，學生的化學基礎得到了夯實。

例如在學習氧化還原反應的過程中，在判斷氧化性、還原性；氧化劑、還原劑；氧化反應、還原反應等的過程中經常出現問題。在教學中要對加強對這方面的聯系，幫助學生糾正學習中的錯誤，告訴學生只要是涉及到氧化還原反應的問題，不管是對哪部分知識的考察，都要按照順序進行分析，首先表明化合價，找出化合價的變化情況，確定氧化劑和還原劑，然后在確定哪種物質被氧化，哪種物質被還原，在反應物中，化合價升高的是還原劑，化合價降低的是氧化劑，還原劑具有還原性，氧化劑具有氧化性，被氧化的是還原劑，被還原的是氧化劑。通過這樣的練習和講解，學生就能夠對氧化還原反應進行準確的分析，通過化合價的變化來解題。學生的化學基礎得到夯實，以氧化還原反應為基礎，更好的進行學習。

總結：以上就是對在高一化學教學中如何夯實學生化學基礎的分析。結合自己的教學實踐，主要以氧化還原反應部分的知識為例子，提出了夯實高一學生化學基礎的措施。由于本人能力的有限對這方面的研究還不夠全面，要想更好地扎實高一學生的化學基礎還需要廣大高中化學教師的共同努力。

[ 參 考 文 獻 ]

篇（9）

（一）化學用語的量大且符號性強。統計初中化學課本，出現的化學用語有： 元素符號（33種）與離子符號（5種），原子結構示意圖（22種）離子結構示意圖（5種），化學式（108種），化學方程式（62個）。 且這些元素符號、化學式和化學方程式的分布相對分散，每一種不同的物質都由相應的元素符號組合而成的，加以其中又變幻紛繁，對于初學化學的學生來說很難掌握。

（二）理解記憶難度大。據有關資料介紹，目前已發現的化學元素有一百多種，每一種元素都有一個相應的表示符號，符號周圍會出現許多數字，位置不同的數字與元素符號的有條件的組合又表示了千差萬別，豐富多彩的含義，及其反應變化又構成了多種多樣的化學式和化學方程式，九年級的學生缺乏對化學變化與物質整體系統規律 地了解，學起來只靠死記硬背， 理解、記憶都存在著相當大的難度。

（三）符號之間關系復雜，可把握性差。元素符號、化學式和化學方程式各有表現形式，又相互聯系，不同的化學元素符號組合起來構成不同的化學式，表示不同的意義，不同的物質有條件的反應又構成不同化學方程式。有時甚至相同的元素由于一個簡單條件的變化，它所代表的物質和表達的意義也各不相同，如H、2H、H2、2H2就分別表示氫的元素符號、一個氫原子；兩個氫原子；氫氣、氫氣由氫元素組成、一個氫分子、一個氫分子由兩個氫原子構成；兩個氫分子，因此，如果不理解他們之間的相互聯系，要想透徹的理解和掌握也是很不容易的。

根據學生學習化學用語的狀況和化學本身所固有的幾個特點，為讓學生快速高效的掌握好化學用語，我在教學中的做法是：打好基礎，過好三關（一是突破元素符號關、二是突破化學式關、三是突破化學方程式關），搞好化學用語教學。

1．激發興趣，突破元素符號關

化學用語是學好化學的基礎，加強化學用語的教與學已為當務之急。在教學中為了變機械記憶為趣味記憶，我重點在“興趣”字上做文章，采取“多種方法方法，大大提高了學生的學習記憶效果。

1．1講故事：在講授化學元素符號時，我著重向學生介紹了化學元素符號的發現史和元素周期表的形成以及我國化學的發展史，給學生詳細的講解了俄國化學家門捷列夫是如何艱苦拼搏發現元素周期表的，向學生介紹了我國著名化學家侯德榜先生的事跡和成就，啟迪學生樹雄心立壯志，大大激發了學生學習化學的興趣。

1．2順口溜：為了讓學生便于掌握元素符號，我采用了編順口溜和猜謎語的方法，增強學生興趣，強化記憶效果，對元素符號的記憶，我總結的口訣是：氧O磷P硫S，碳C氮N氫H，氬Ar氖Ne，鎂是一個Mg: Ba鋇，鉀是K，鈣的符號是Ca銀Ag鉑Pt，鐵是一個Fe。錳Mn鋁Al，汞的符號是Hg。 鈉Na碘是I，硅的符號Si。Cu銅Au金，鋅是Zn要記心。并抄在黑板上讓學生朗讀記憶；根據元素符號的組成特點，和漢語拼音的組合原理，我還精心編制謎語，讓學生在猜中學，在思中記，例氫元素，我給氫元素符號編的謎語是：“橫為工，豎為H、為氣體，易燃燒能還原”。針對銀和汞元素的不同特點，我又編了“銀汞兩兄弟，哥固體且堅硬，弟液體分量重，不注意難分清”經過實驗，我發現利用口訣和謎語誘導記憶，調動了學生的學習興趣，激發了他們的求知探索欲，同時也加深了他們對化學元素符號的牢固記憶。

1．3小競賽：為了鞏固課堂的教學效果，在課內，我還舉辦了化學元素符號搶答題，限時背誦，看誰在規定的時間內背誦的化學元素符號多。在課外，我布置學生制作化學元素形象卡，供學生課下復習或相互交流，便枯燥的記憶為趣味化和生動化，既訓練了學生的應變能力，又開發和提高了學生的想象力和創造力，取到一舉兩得的好效果，有力地促進了學生對化學元素的記憶和理解。

1．4小測驗：以上幾個步驟都是為了調動學生興趣學習，為了鞏固學習效果，我還采取了一周一次化學用語小測驗，把握學生掌握情況，成績不理想的學生，限期補考，力爭人人過關。

2．掌握組合規律，明確寫法和讀法，突破化學式關

為了便于認識和研究物質，化學中常用元素符號表示物質的組成，這種組成的式子就是化學式，針對初中化學課本共出現的108個化學式，我把它們分為兩大類，第一類是單質化學式除O2、N2、H2、Cl2四個是雙原子分子，其余單質一律用元素符號表示；第二類是化合物的化學式，一般組合規律，“正價前、負價后，求公倍、價除它，得個數、寫右下、代數和等于零”。例氧化鋁的化學式寫法如下：鋁元素的化合價是正三價、氧元素的化合價是負二價，正負化合價的最小公倍數是六，用六分別除以鋁和氧元素的化合價的絕對值，得數分別寫在鋁、氧元素符號的右下角：六除以三等于二、六除以二等于三，即得鋁原子的個數是二、氧原子的個數是三，按化合物組合規律氧化鋁的化學式為Al2O3;另外，關注特殊現象，鐵元素在初中階段有兩個常見的價態，正三和正二價，當它在化合物里顯正三價是，讀作“某化鐵”，顯二價是讀作“某化亞鐵”，隨著學習了四種基本化學反應類型后，要告知學生，鐵在參加置換反應是，生成物中的鐵元素顯得是正二價，即亞鐵化合物。在讀法上，對單質化學式一般讀其元素符號名，如：Fe讀鐵，Si讀硅，若單質為氣體讀時元素符號名后加一“氣”字，如O2讀氧氣，Ne讀氖氣；對化合物可按照“正寫倒讀”，或“先寫后讀”，如NaCl讀作氯化鈉。另外為了便于學生記憶，在學習化學的記憶方法上我還采用了“化整為零，整零結合”的方法，學一個，記一個，會一個，積少成多，逐步全面地掌握初中階段的108多個化學式，為將來學好化學方程式打下堅實的基礎。在鞏固上，采用多次檢查的方案，督促學生早日掌握。

3．實驗搭橋，現象做媒，突破化學方程式關

篇（10）

引言

在新課程改革的背景下，游戲在教學中的作用越來越重要，它不僅能夠激發學生學習興趣，還能夠將抽象知識具體化，復雜知識簡單化。初中學生剛接觸化學學科，尤其對化學抽象概念的學習容易產生困惑，單憑教師課堂枯燥地講解，學生難于理解，很難激發學生學習化學的興趣。因此，將游戲應用在初中化學課堂上具有重要的現實意義。采用游戲化教學能讓學生在愉快的氛圍中學習，在動中促思、玩中長智、樂中成才，更能培養學生“喜愛化學、學好化學”的心理。化學教師要用適合學生認知發展水平的游戲化教學模式指導教學，讓初中生都能在化學的啟蒙階段擁有一段快樂的學習時光，為今后的化學學習打下堅實的基礎。

一、利用趣味游戲來激發學生們的學習興趣

初中階段的化學是初中生系統性地掌握化學知識的啟蒙階段。這一階段的化學集理論與實踐于一體，開展的教學符合同學們的學習規律則能吸引他們的學習興趣，這對學習化學這門學科開了一個好頭，而且還能促使學生更主動地參與到化學的探究道路上來。筆者結合以往的教學實踐得出，適當開展一些實驗活動與互動游戲，讓學生在玩中產生對化學學科的濃厚興趣。比如，可采用分組實驗合作或課堂演示生活化的現象指導學生展開探究，在教師的指引下將對化學學科的探究欲望調動出來。例如，在教學“燃燒”內容時，借助生活中最常見的酒精、汽油等展開始游戲教學，對它們燃燒的條件進行不同條件的設置，讓學生仔細觀察，然后師生再一起分析燃燒需要的條件，讓學生都能自主探究出燃燒的知識，學生也更容易記住學到的這一知識點，而且還能使課堂教學收到較好的效果。

二、引入趣味游戲，激發學生興趣

充滿趣味的教學內容定能為學生留下深刻的印象，因此，營造良好的化學教學氛圍是吸引學生注意力的基點，也是提升學生學習興趣的關鍵。例如，在教學《離子》一節內容時，教師可以先提供一個密閉的盒子，讓學生去猜測盒子里裝的是什么物品。對學生而言，一個封閉的盒子也會讓他們產生極大的探討興趣，大家都很好奇盒子里面裝著究竟是什么。在這個游戲中，學生的猜測過程其實也是模型建構的過程。模型構建分為實物模型建構與思維模型建構。通常模型建構用在探討物質的組成、物質的結構及特征等方面。像這樣以游戲的方式進行新課的導入，將離子這一學習內容牽引出來，更利于讓學生明白離子的知識是科學家通過建構模型的方式來得到的。激活學生的思維，讓化學知識在學生的頭腦中形成更深刻的印象。這樣的教學既實現了新課的導入目的，而且還激發出了學生學習新知識的興趣，使得課堂教學更具實效性、高效性。而且也為新課的學習做好鋪墊。再如，在學習《金剛石和石墨》內容中，師生就“金剛石與石墨”的具體形態特征與性質學生開展充分交流，再借助多媒體課件教學向學生展示鉆石圖片，向學生介紹鉆石的物質由來，深化教學效果的同時，更容易引起學生對新知識的學習興趣。

三、設計游戲活動，加深學生記憶

這教學過程中，教師可以通過設計一些具有競技性、趣味性以及內涵性的游戲活櫻在充分調動學生參與的同時，加深他們對化學知識的印象。科學、合理地運用游戲方式開展教學能增強學生的競技意識，使他們形成好的思想觀念，進而更好地進行學習、生活，為今后的學習扎實基礎。在設計游戲教學過程中，可采用問題搶答式的方式，亦或者采用辯論比賽等方式展開，主要目的是加深學生對化學知識的掌握程度，并不斷挖掘學生的化學潛能服務的。例如，在學習《鹽化學肥料》內容時，在學生對基礎知識學習的基礎上，教師再通過提問一些教學重難點知識，加深學生的記憶。例如，通過采用搶答的活動方式，對“硫代硫酸鈉的化學式是什么？”“過濾的流程是什么？”等進行搶答，最快答出答案的學生加一分，答錯的學生減分，最后統計分數，對優勝的同學給予一定的鼓勵與嘉獎。這種通過以游戲和比賽為互動背景，把娛樂和化學學習巧妙的結合，不但鞏固了學生的化學知識，也提高了他們的思考能力。

四、在游戲教學中展現化學實驗的趣味性

實踐證明，豐富多彩的游戲能激發學生的求知欲，因此，在開始講授新知識時，結合教學內容，合理地組織一些游戲活動能提高化學教學質量。如在開展實驗教學中，教師都喜歡將游戲融入其中，既活躍了課堂氛圍，在很大程度上也能提高課堂教學效率。例如，在開展《元素周期表》這一章的教學內容時，就可以將游戲融入其中。一方面，化學元素眾多，學生要想將重要的化學元素都記下來，需要花很長的時間；另一方面，化學元素的學習相對于實驗而言，更會讓學生產生枯燥乏味之感，在很大程度上削弱了學生對此節知識點的學習興趣。所以，教師在開展化學元素周期表的內容教學時，為消除學生的枯燥感，可在課堂上開展游戲教學，用口訣或游戲的方式幫助學生記憶這些生僻、難以識記的化學元素。以游戲的教學方式開始化學元素的教學，可以減少學生記憶元素周期表的難度，進一步加強理論學習和實踐探索，讓教學更趨科學化、合理化。使教育學達到兩全其美之目的。

總而言之，學習化學的過程是思維不斷得到創新的過程，尤其是在開展實驗教學時。在實驗教學中有效運用游戲化教學模式，既能培養學生的動手能力，又能提高學生的思維能力。游戲教學對增強化學教學的趣味性與互動性，減輕學生的學習負擔，提高教學質量發揮著不可估量的作用。因此，只要有效開展適合學生的游戲教學活動，定會使化學課堂教學達到寓教于樂的教學目的。

參考文獻：