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1、思维导图在元素周期律的教学应用摘要：元素周期律知识繁杂难以理解区分，笔者在教学中引导学生绘制思维导图，以加强学生理解知识点之间的内在联系，建立符合建构主义的知识体系。关键词：周期律，思维导图，联系引言元素周期律是中学化学教材中重要的基础理论。通过学习，可以使学生对元素化合物知识进行概括、综合，实现由感性认识上升到理性认识；同时也能使学生以原子结构、元素周期律为理论指导，对元素化合物性质进行分析和理解。本节课内容较抽象，理论性强，内容涉及面比较广，涉及的知识虽然分散，但是内在联系又十分紧密，故学生学习透彻的难度较大，因而不能很好的将本节知识应用于元素化合物的学习。最近几年，思维导图在化学教学方面
2、的应用研究增长较快，本文认为它不单单是一种教学策略、一种教学形式，通过思维导图，教师还可以有效的了解学生的思维方式，学生可以充分的暴露自己的思维障碍，再通过教师有针对性的指导，以达到突破思维障碍的效果。同时，思维导图也有助课堂上的教学互动，充分发挥学生的主体性。因此，思维导图的使用，对于化学教学来说，是很有实践意义的。一、思维导图的理论基础1 .建构主义理论建构主义提出教学过程应当凸显学生的主体地位。建构主义认为，教学不单纯是信息与材料内容的机械传递和机械习得。教师要改变传统的理念，不仅仅是传授知识，更应该体现在激发学生的主动性、提高学生的探究意识。2 .人本主义理论人本主义更加侧重人的心理品
3、质的完善和性格特征的健全。人本主义理论更注重学生情感、态度和价值观的发展，了解学生的内心世界，为学生的心理发展需求提供服务。在心理学上，知识点如果在脑海中单独的储备，而知识点之间没有恰当的联系,就会很大程度上造成学习者的记忆困难。那么，学习者很难提取合适而恰当的信息,解决问题的难度也会大大增加，最终学习化学的积极性被冲击，学习化学的兴趣被磨灭。3 .认知心理学理论善于解决问题的个体的知识组织形式是十分高效而且牢固的，它们的知识相互之间是紧密联结的，而且这些联结的知识又是根据知识内部潜在的关系而构成的。人脑中的很多相关领域的细小的知识和经验根据一定的相似性联结起来，显得十分的紧密而系统。而学习的
4、过程就是知识以特定形式在脑海里进行储存。从建构主义、人本主义和认知心理学上来说，抓住元素周期律知识的特点，让学生学会独立自主建构知识体系，对于元素周期律的学习是很有帮助的，而思维导图就是一个很好的学习工具。二、思维导图的优势思维导图可以很好的将人的发散性思维形象的自然的体现出来。托尼巴赞认为思维导图是一种符合认知规律的高效的学习工具，也是训练大脑发散思维的有效手段，这样改进后的高效自学能力和条理清晰的思维模式也会改善人的行为表现。思维导图可以很好的将复杂信息简化后以图形呈现在纸上，在原有的知识基础上，进行恰当的联想和想象，可以将问题进行拓展和深化，加强对问题的理解，进而得到更大更全面的知识网络
5、体系。对学生的发散思维的引导、创新思维的培养也很有好处。思维导图的运用，极大的提高了学生的参与热情，可以打破传统的教学模式，通过绘图，体验知识学习的快乐，激发兴趣，进而提高学习的积极性和学习的效果。通过观察思维导图的各分支延伸状况，以便于了解学生的思维和思路，并对错误的只是联系指点改进，对的加以延伸，这样的不断的强化，让学生形成化学的思维方式，进而构建知识结构体系，整体上把握知识。三、思维导图在元素周期律中的教学应用【导课】：上节课学习了元素周期表，不难看出，元素周期表是一种有序的排列，这些元素之间排列特点存在着一定的规律，而且以碱金属及卤素学习，我们更加肯定元素周期表的排列特点，在这基础上，
6、再来探讨同一周期，原子的核外电子排布、原子半径以及化合价有什么变化规律呢？而这些又与元素的化学性质有何关系？这就是我们这节课所要探讨的内容-元素周期律。【新课】：【讲解】：元素周期律其实是核外电子周期性排布的必然结果。所以，我们要想了解元素周期律，必须要先了解原子核外电子是如何排布的。在初中，已经学过原子结构以及核外电子排布的一些基础知识，就先来回顾一下电子层的含义并介绍其表示方法。【教师活动】：课件展示电子层模拟图（教材P86图41）,给学生具体而感性的直观认识，更有利于学生理解电子层的意义和电子的分层排布。通过阅读教材,掌握电子层的远近与电子的能量高低之间的关系，并能用符号表示不同的电子层
7、，整个过程注意引导学生从就知入手，进行自主学习。【学生活动】：观察教材P87思考讨论里的表格，回顾原子结构示意图，并观察多媒体给出的零族元素的电子层排布特点，学生总结出核外电子的排布特点。为了更有利于学生归纳出核外电子分层排布规律，笔者特别给出了零族元素的原子结构示意图。学生通过总结整理，得出原子核外电子排布规律：（1）能量最低原则：电子总是先排在能量低的电子层上，然后由近到远，依次向能量高的电子层排列；（2）每个相应的电子层最多排2n个电子，如M层最多有18个电子；（3）最外层电子不超过8个电子（K层不超过2个电子），次外层电子不超过18个电子，倒数第三层电子不超过32个电子。【问题】：原子
8、结构的周期性变化对元素周期表其他的方面有何影响？下面我们根据前18号元素原子结构特点，对电子排布、原子半径和化合价进行探究。1、随着原子序数的递增，原子最外层电子排布有怎样的变化？2、元素原子半径（除稀有气体元素外）呈现出怎样的规律？3、元素的主要化合价（最低和最高）呈现出怎样的特点？【科学探究】：学生写出1-18元素符号及其原子结构示意图。【教师活动】：把前18号元素的原子结构示意图板书在黑板上【学生分析】：（I）第一周期元素，H和He只有1个电子层，最外层电子数由1个增加到到2个；第二周期元素，Li到Ne有2个电子层，随原子序数的增加，最外层电子数由1个增加到8个；第三周期元素，从Na到A
9、r有3个电子层，随原子序数的递增，最外层电子数由1个增加到8个。（2）原子半径，每一周期都是IA主族的最大，然后依次减小。【教师】：完成表格2中电子层数及最外层电子数。【讲解】：经过分析发现，随着元素原子序数的递增，除H和He元素外，最外层电子数从1递增8重复出现变化，对于每一行都表现出的这种规律性的变化，我们称作周期性变化。所谓周期性，就是一事物在发展过程中，某些特征有规律性的重复出现。例如，每365天12个月为一年。【总结】：请学生概括：随原子序数的递增，原子最外层电子数周期性变化。随原子序数的递增，原子半径呈现周期性变化。【讲解】：我们已经知道，核外电子排布和最外层电子数对元素的化合价有
10、着直接的作用，那么我们预测一下元素的化合价。同时回忆：由于金属元素的原子最外层电子数大多都小于4个，为了达到相对稳定结构，化学反应中容易失去最外层电子表现出正价；非金属元素为了达到相对稳定结构，通常得电子，化合价为负。请学生结合表格中给出主要化合价，看看它们的化合价是不是跟最外层电子数目有着一定的联系？【学生讨论】：（1）元素最高正价;最外层电子数（0、F例外，不显正价），（2）元素最高正价+1元素最低负价|=8。【结论】：元原子序数依次增加，元素化合价周期性变化。【教师】：通过讨论，我们知道，原子序数依次增加，核外电子分层排布和最外层电子数周期性变化，引起了元素化合价也呈现周期性的变化。（3
11、）非金属元素M的最外层电子数为x,则这种元素的最高正化合价为+x最低负化合价为（8-x）（118号元素的化合价主要由最外层电子数决定。）【结课】：通过探讨，我们明白，随着原子序数的递增，元素核外电子排布、原子，半径和化合价都呈现周期性的变化。课后请根据本节课的内容，用思维导图归纳整理本节知识点。【学生总结】：要求学生根据自己的理解用思维导图画出本节课的知识体系。图1学生绘制1图【思维导图板书】：教师用软件做出思维导图，展示给学生，以用来对比，进而提升学生的总结能力，加强对知识体系的内在联系的分析和认识。在这个案例中没有设计课堂板书，而是以思维导图代替板书，为了优化教学思路，同时节省时间，而且思
12、维导图的绘制需要学生的积极参与，在绘制中充分体现了以学生为主体的教学，思维导图也可以帮助学生很容易的找到个各知识点之间的联系，为以后的复习打下基础。利用思维导图可以达到课堂的多元评价，对学生的表现，及时的诊断、调整、矫正；采用问题导学探究形式，层层设问题、步步深入,从而勾画出知识体系，更重要的是引导学生在理解的基础上，开启思维、利用知识、剖析推理、整合创造、得出结论。参考文献著作类1邵瑞珍：课堂教育心理学，浙江教育出版社1985年版，第59页。2英托尼巴赞：思维导图，北京作家出版社1999年版。硕士论文类石永权：新课标下初高中化学元素化合物知识点的教学衔接，内蒙古大学2013版。苑冰：运用思维导图构建化学知识体系的研究，辽宁师范大学2008版。
