在逻辑学看来，概念是理论研究的基本出发点。要准确了解潘懋元先生的素质教育观及其价值，应当首先了解他对素质教育概念的理解。而要做到这一点，又应当了解他对其中关键词“素质”的认识。素质教育是由中国学者最先提出的一个教育学概念，它的科学性如何最终要看对素质的解释合理与否。素质原先是一个心理学概念，是指“人的先天的生理解剖特点，主要是感觉器官和神经系统方面的特点。”但在人们的运用中，“素质”概念已经发展成为“先天遗传的禀赋与后天环境影响、教育作用的结合而形成的相对稳定的基本品质结构”［1］，如“干部素质”、“学生素质”等。他认为，这是因为“客观事物的发展、实践的需要”［2］赋予了素质概念新的内涵。“我们反对没有科学依据与实践经验去杜撰新闻，但也不拘泥于引经据典而阻碍新认识、新思想的产生。”［3］可见，对于学术研究的重要基点———概念问题，潘懋元先生坚持概念确定性和灵活性相统一的辩证逻辑观点，既反对“杜撰新闻”、臆造新词的主观主义倾向，也力避食古不化的形而上学窠臼，从而在逻辑上给“素质”，进而给“素质教育”以合理的学科定位。这反映了老一辈学者治学上深厚的逻辑修养。什么是素质教育?我们认为，在潘懋元思想体系里它具有密切关联的两层含义:第一，“素质教育是以提高人的全面素质为目的的教育”［4］。这是它的最基本含义。这里，他采取了教育理论界一个广为认同的观点。那么，“全面素质”包含哪些内容?它有“思想素质、道德素质、文化素质、心理素质、身体素质等等”［5］。在稍后(2001年)研究杨贤江教育思想的文章里，他讲得更明确:“素质教育的内涵应包含思想道德素质、文化科学素质、心理素质、身体素质”［6］。这样，“全面素质”包含着四项内容。正是在这一意义上，素质教育又称为“全面素质教育”［7］。这是素质教育的第一层含义。第二，素质教育不仅是各项素质全面发展的教育，还是诸项素质内部各层因素协调发展的教育。这是较难把握，又容易忽视的另一层含义，需要详加分析。他说:“素质教育所要求的是:第一，不仅要使学生学会教材上现成的基本知识，而且要使学生学会自我增长知识，也就是‘学会学习’。第二，不仅要使学生掌握知识，而且要引导学生发展能力，包括思维能力、书面和口头表达能力，尤其是将知识应用于实践的能力和创造能力。第三，不仅要使学生增长知识和发展能力，而且要使学生学会做人。”［8］其中，第一、二点讲“增长知识”与掌握学习方法、“发展能力”应当兼顾，是文化科学素质(或思想道德素质等)内部应当注意的问题，实质上不同于第一层含义，是另一层含义。第三点涉及两层含义。一方面，如若增长的知识、发展的能力不属于德育范畴，即增长的不是“做人的知识”，发展的不是“做人的能力”，那么，“学会做人”与它们之间的关系就属于思想道德素质和其他素质(如文化科学素质)之间的外部关系。这时，第三点就是讲思想道德素质要与其他素质并重，不可偏废，属第一层含义。另一方面，如若增长的知识、发展的能力属德育范畴，即增长的是“做人的知识”，发展的是“做人的能力”，那么，“学会做人”与它们之间的关系就属思想道德素质的内部关系。这时，第三点讲的就是其内部不同层次各因素之间要保持协调，这显然涉及素质教育的另一层含义。潘懋元先生说，实施素质教育有待于“转变观念”，包括“转变学生观”。这就提出了一个重要问题:“尊重学生的主体地位，发挥学生的主观能动性”［9］是否构成其素质教育概念的确定内涵，从而形成不同于上述两层含义的第三层含义?对此我们持谨慎态度。所谓“尊重学生的主体地位”，用杨叔子的话说，教育是“‘育人’非‘制器’”［10］。这是因为，学生是自己思想和行为的主体，其思想和行为具有自主性、自觉性、自律性等，而供人役用的器物无此特点;从教育的内部规律出发，教育理应将原属于人的主体地位还之与人。当然，这样做“绝不意味着可以削弱教师的主导作用”［11］。“尊重学生的主体地位”之所以不能形成第三层含义，主要是因为，对素质教育已有的两层含义进行逻辑分析可知，对学生的两个要求———各项素质全面发展以及诸项素质内部各层因素协调发展，本身已经内在地包含着对学生主体地位的肯定和尊重;单以培养科学文化素质为目标的智育而论，要求知识、能力和智力三层因素协调发展，就是要重视学生的智力、特别是其中的思维力，而思维力正体现了他人无法干预或包办的鲜明的自主性。培养独立思考能力，正是潘懋元先生反复强调的教育的重要目的之一。因此，潘懋元先生理解的素质教育没有这层含义。总之，潘懋元先生的素质教育观具有两层含义:它是各项素质全面发展的教育，同时又是诸项素质内部各层因素协调发展的教育。
二、潘懋元素质教育观两层含义的成因及相互关系
潘懋元素质教育观第一层含义的理论基础是什么?从马克思主义的观点看，作为自然存在物和社会存在物，人是多种规定性的有机统一体。社会的发展离不开个人的发展，而个人的发展又有待于内在多种规定性的协调、平衡和充分发展。潘懋元先生说:“素质教育则明确地表达了人的全面发展，就是个人、个性的全面发展，也就是体现恩格斯的从必然王国到自由王国所指的‘自由’发展。”［12］他显然同意，历史唯物论关于人和社会关系理论、特别是人的全面发展学说是我国素质教育思想和全面发展教育思想共同的哲学基础。简言之，这也是第一层含义之所以成为潘懋元意义素质教育基本含义的原因所在。据我们分析，素质教育的第二层含义涉及潘懋元先生多次论及的知识“内化”这一关键问题。和杨叔子教授的思想一致，他认为知识应当通过思考和实践，“内化为人文精神、文化素质以及其他素质”［13］;否则，受教育者可能有知识、缺能力，甚而“言行不一，品质恶劣”［14］。知识不“内化”或少“内化”是我国传统教育久治未癒的痼疾，自然成为素质教育意欲针砭的对象。实际上，第二层含义还涉及一个比知识“内化”更一般的问题———知识和智能关系问题。潘懋元先生早说过，教学过程有“两个平行的密切相关的任务”，即“使学生既掌握知识又发展智力能力”［15］。因为“知识和智能既有区别又有联系。它们是互相依存、互相制约、互相促进、相互转化的”［16］:知识的学习促进智能的发展，反过来，智能的发展也促进知识的学习……。他持辩证逻辑观点，反对割裂关系、偏执一端的两种不良倾向:一种是传统教育所遗传的“重知识，轻智能”的原有倾向，一种是受“西风”感染的重智能、轻知识的新兴倾向［17］。不难理解，知识消化不良实质上仅属其中一种倾向，即“重知识，轻智能”倾向导致的恶果。然而，一种素质要成为名符其实的素质，必然要求同时防止两种倾向，从而在知识与智能之间保持协调和平衡。因此，知识和智能的协调发展思想，可以说是他素质教育观的心理学基础。简言之，这也是第二层含义之所以成为潘懋元素质教育观不可或缺的内在含义的主要原因。然而，上述成因并不直接导致潘懋元素质教育观的形成，联系二者的中介或桥梁是新的教育质量观，即“素质主导的多元化”［18］教育质量观。“传统的教育质量观是知识质量观，是以知识的多寡、深浅为主，甚至被看成是唯一的质量标准……”［19］他深刻认识到，它存在着两个意义的片面性:一是“重知识、忽视能力”［20］，一是“忽略大学生非智力因素的思想品德、心理素质、身体素质的成长”［21］。对此，他在论著中多处论及。无疑，新的教育质量观正是同时在这两个意义上对传统教育质量观加以纠正。［22］显然，它的产生是潘懋元先生接受上述哲学理论和心理学思想影响的当然结果，而它又是进一步催生其两层含义的素质教育观的直接理论依据。在潘懋元思想体系里，素质教育的两层含义密切结合在一起，共同保证着素质教育成为真正潘懋元意义的素质教育。素质教育的第一层含义是说，各项素质应全面发展，避免重某些素质、轻其他素质的倾向。第二层含义是说，一种素质内部各因素之间应当协调发展，使之成为名符其实的素质，防止在知识和智能之间失去协调和平衡。从两层含义的相互关系分析，每项素质内部各因素之间的协调发展，构成了各项素质全面发展的前提条件。两层含义是不可或缺的。因此，要完整地把握潘懋元先生的素质教育观，就应当清楚认识到其内在的两层含义，以免挂一漏一，“顾此失彼”。我们将会看到，根据这一素质教育观，可以分析和思考当前我国素质教育理论研究和实践活动中遇到的许多重要问题。考察潘懋元先生对素质教育与全面发展教育关系的论述，有助于我们进一步把握其素质教育观。素质教育和全面发展教育是极易引起混淆的两个概念。什么是全面发展教育?从潘懋元先生的思想沿革看，它不是一个脱离实践和认识发展的一成不变的概念。早在上世纪80年代，潘懋元先生即在《高等教育学讲座》中阐述了“德、智、体、美全面发展”［23］的教育思想。这反映了当时我国的教育方针，也在不同程度上接受了他所景仰的前辈蔡元培、陈嘉庚、杨贤江、王亚南等人思想的影响。到90年代末，文章《试论素质教育》详细了论述二者关系。他认为，一方面，它们“方向一致、目的一致、基本内涵一致”［24］;另一方面，“素质教育是全面发展教育方针目的同具体教育实践的中介”［25］，同时其内容“有一些是全面发展教育学说所未提及，或虽包含在全面发展教育之中但不明确的”［26］。2001年，他又进一步认为全面发展教育中美育的地位开始大为升高，不再是单纯培养审美素质的狭义美育，而是一个兼顾原先不曾顾及的“情感的素质”和“心理素质”的“广义的美育的范畴”［27］。至此，除了继续以“中介”环节彰显其特殊性外，其第一层含义的素质教育与全面发展教育的基本内涵趋于一致。
三、潘懋元素质教育观的启示
(一)理论启示
在理论上，潘懋元素质教育观为分析、澄清和评价当今教育界、教育学界关于素质教育的种种思想提供了一个可靠的理论视角。这里，我们据之解读《教育规划纲要》有关素质教育的基本思想，也用以分析、评价关于素质教育流传已久的一些误解。《纲要》提出，本阶段我国教育的战略目标是“两基本、一进入”:“基本实现教育现代化，基本形成学习型社会，进入人力资源强国行列。”为了达到战略目标，要贯彻三大战略主题:“坚持德育为先”，“坚持能力为重”和“坚持全面发展”。从潘懋元素质教育观看，可以这样理解，三大战略主题的基本内容都属于素质教育范畴。“坚持德育为先”的目的在于培养学生的思想道德素质，使他们“学会做人”，这是潘懋元素质教育观第一层含义强调的内容。“坚持能力为重”，就是重视培养学生的三项能力———“学习能力”、“实践能力”和“创新能力”，从而纠正传统教育“重知识、轻智能”的不良倾向，这相当于潘懋元素质教育第二层含义所强调的内容。“坚持全面发展”，就是“全面加强和改进德育、智育、体育、美育”的全面发展教育，实际上相当于第一层含义的潘懋元素质教育:培养学生的“思想道德素质、文化科学素质、心理素质、身体素质”。此外，从潘懋元素质教育观还可看出，道德目标和能力目标尽管为《纲要》所着重强调，但它们终究属于素质教育的两个目标而非全部目标，我们不应将素质教育的品德追求和能力追求简单视为素质教育的全部任务。在此，潘懋元素质教育观为我们分析、理解《纲要》有关素质教育的基本思想确立了一个良好的解释视角。潘懋元素质教育观有助于我们澄清目前学界对于素质教育概念及其他概念的一些误解。有学者主张:“所谓素质教育，指的是以提高国民素质为根本宗旨，以面向全体学生，培养学生创新精神和创新能力为重点，使学生在德智体美等方面全面、充分、和谐发展的教育。”［28］也有学者声称:“从严格的定义来讲，素质教育是指:以全面传授更有价值的知识为基础，以促使知识深刻内化为关键，以激活每个受教育者的个性潜能发展为核心，以促进所有学生共有和特有的精神品质和谐形成与不断提高为目标的整个教育活动。”［29］从潘懋元素质教育观看:其一，“面向全体学生”或“促进所有学生……”不能成为素质教育概念的固有内涵。不然，素质教育在将全体教育对象、特别是包括校外教育对象完全纳入教育过程之前，根据定义不能称为严格意义的素质教育，因为一种教育从部分学生推广到全体学生毕竟是一个复杂的、长期的过程。那么，这种处于推广“进行时”中的“教育”的性质如何?它与传统教育、素质教育分别有何关系?我们应当怎样界定?这将引起学界思想上的困惑和混乱。其二，不能用全面发展教育概念来界定素质教育。从潘懋元对素质教育的释义，以及对它和全面发展教育关系的论述看，全面发展教育毕竟还是一个有别于素质教育的概念;并且，从某个方面说它较素质教育更为抽象。因此，将素质教育界定为“……使学生在德智体美等方面全面、充分、和谐发展的教育”，并没有使有待明确的概念内涵得到明确，不合逻辑定义的基本要求。其三，培养“创新精神”和“创新能力”不应直接列入素质教育的定义之中。从潘懋元素质教育观的第二层含义分析可知，知识和智能的协调发展已经包含着培养学生的“创新精神”和“创新能力”，但与此同时，这种协调发展导致的积极结果远远不限于此。对素质教育的科学定义理应涉及所有可能的结果。因此，诸如此类流行的说法作为强调的重点是有意义的，作为科学定义有待商榷。此外，上述分析还启发我们，创新教育并不是一种有充分理由可以独立于素质教育之外的教育，相反，它隐含在素质教育之中，所以大可不必脱离素质教育的大道，另辟蹊径，搞一套有别于素质教育的“创新教育”。
(二)实践启示
[关键词] 教育教学 中学化学 化学方程式含义
化学方程式的教学是化学教学中最重要的内容之一，也是教学难点之一，是教育教学中老话题。其中化学方程式的含义尤其重要。在对化学方程式的含义的研究中，较多的是关于化学方程式的“质”“量”的两方面的阐述，虽然有许多新成果，但是或多或少具有一定的缺点，不能做到理论清晰，使得学生很难理解、很难掌握。笔者在十几年的教学实践中发现并运用比较研究的方法，通过比较研究揭示化学方程式的含义，理论清晰，易于理解，利于使用，教学实践中简单易学，深受学生欢迎，效果很良好。现将笔者自己的一点所得做个介绍，以期抛砖引玉，供广大同行朋友指正、参考。
一、过去研究中化学方程式表示意义的一般表述
在过去研究中化学方程式表示意义的研究文章中，一般表述化学方程式的含义是从“质”和“量”两个方面表达了化学反应的意义：①“质”的含义 表示什么物质参加了反应，生成了什么物质，以及反应是在什么条件下进行的。②“量”的含义 从宏观看，表示了各反应物、生成物间的质量比。如果反应物都是气体，还能表示他们在反应时的体积比。从微观看，如果各反应物、生成物都是由分子构成的，那么化学方程式还表示各反应物、生成物间的分子个数比。
例如，化学方程式：
“质”的含义：过氧化氢（俗称双氧水）在MnO2存在下，发生分解反应生成水和氧气。 “量”的含义：从宏观看，每68份质量过氧化氢发生分解反应生成36份质量的水和32份质量的氧气，即该化学反应中，过氧化氢、水和氧气的质量比为68：36：32即17：9：8.从微观看，过氧化氢、水和氧气都是由分子构成的，因此，这个化学方程式还表示了每2个过氧化氢分子反应能够生成2个水分子、1个氧分子。
这种对化学方程式的含义表述是缺乏完整性的，比如生成氧气的气体符号的含义没有交代，对等号的含义，对化学式中各个符号的含义都没有交代。再如MnO2的作用没有交代。在教学中，教师一般都会单独做出交代，但是这没有给出一般理论依据，学生感觉琐碎，不系统，缺乏逻辑性。运用比较研究，就能够将化学方程式的含义揭示的深刻、透彻、完整。
二、表示化学反应的三个式子
在现行中学化学教材中一般都出现了如下两种式子：
为了更好的通过比较来彰显、揭示化学方程式的含义，笔者在教育教学实践中提出了另外一种式子：
我把第①种式子叫做化学反应的文字表达式，把第③ 种式子叫做化学反应的符号表达式，第②种式子就是化学反应的化学方程式。通过这三个式子的比较，我们家能够更清晰的解释、揭示化学方程式的含义。
三、通过比较得出化学方程式最难过表示出化学反应的信息
第①种式子即文字表达式能够表示出化学反应的实质是生成了新物质，能够表示出化学反应的条件。但是不能表示出化学反应中各种物质的组成和相互之间的关系，不能表示出各物质是否含有同种元素，不能表示出每种物质是有哪些元素组成，不能表示出每种物质的构成粒子是分子、是原子、还是离子，不能表示出物质中的元素的化合价如何，也不能表示出化学反应的一些现象比如有气体生成……等等。
与第①种式子相比较，第③ 种式子即符号表达式就能够表示出更多的含义。如第③ 种式子能够表示出化学反应有新物质生成，能够表示出反应条件，能够表示出各种物质的组成，能够表示出各种物质是否含有同种元素，能够表示出各种物质是有哪些元素组成，能够表示出各种物质的构成粒子是分子、是原子、还是离子，能够表示出各种物质中的元素的化合价，……等等。但是第③ 种式子不能够表示出化学反应中各物质之间的质量关系，而各物质之间的质量关系是化学反应中最重要的信息或者说含义，不能表示出化学反应中各物质之间的质量关系，就不能够解决实践中的各种计算，因此第③ 种式子不宜用来表示化学反应，需要寻找更适合的式子，这个式子就是第②种式子就是化学反应的化学方程式。
与第③种式子相比较，第②种式子不仅能够表示出第③种式子可以表示出的信息或含义，更能够表示出化学反应中各物质之间的质量关系，元素之间的关系，分子、原子、离子的关系，能够表示出化学方程式遵守质量守恒定律，所以化学方程式中间用=符号，――其他两种式子中间只能用符号。所以能够解决实践中的各种有关化学计算问题。
通过上述比较可以看出，化学反应的含义很丰富，可以通过不同的式子逐层次表示出来。通过上述比较可以看出，只有化学方程式才能够最好的表示出化学反应的信息。
四、揭示化学方程式的含义
化学方程式的含义就是它所表示出来的化学反应的信息，总结上面的比较，可以得出化学方程式具有以下含义：
第一，能够表示出化学反应的本质即有新物质生成，化学反应是不同物质之间的转变。
第二，能够表示出各种物质的组成元素、构成粒子（分子、原子、离子等），能够表示出化学反应中各物质之间的元素关系、粒子关系。
第三，能够表示出反应条件。
第四，能够表示出一定的反应现象，如有气体生成的符号，有沉淀生成等。很多教材没有吧这一问题交代清楚，只是说有时候用符号和，但是为什么用？实际是能够观察出的现象。但是很多能够观察出的现象是无法表示出的，比如颜色的变化。所以，教材没有交代清楚，学生的疑惑就没有办法解决。如果能够指出化学方程式能够表示出一定的现象，而不是表示出全部的现象，学生就容易接受了。
了解元素概念的涵义及元素符号的表示意义；学会元素符号的正确写法；了解并记忆常见的24种元素符号。
理解单质和化合物的概念。
理解氧化物的概念。
能力目标：
培养学生归纳概括能力及查阅资料的能力。
情感目标：
树立量变引起质变的辩证唯物主义观点。
教学建议
教学重难点
重点：元素概念的形成及理解。
难点：概念之间的区别与联系。
教材分析：
本节要求学生学习的概念有元素、单质、化合物、氧化物等，而且概念比较抽象，需要学生记忆常见的元素符号及元素名称也比较多，学生对这些知识的掌握程度将是初中化学的学习一个分化点。这节课是学生学好化学的基础课，所以在教学中要多结合实例，多做练习，使学生在反复实践中去加深理解和巩固，是所学的化学用语、概念得到比较清晰的对比、区分和归类。
化学用语的教学：
元素符号是化学学科重要的基本的化学用语，必须将大纲中规定要求记住的常见元素符号记牢，为以后的学习打下坚实的基础。元素符号的读法、写法和用法，它需要学生直接记忆并在以后的运用中直接再现的知识和技能。教学中应最好采用分散记忆法，在此过程中，进行元素符号发展简史的探究活动，课上小组汇报。这样既增加了学生的兴趣、丰富了知识面，又培养了学生的查阅资料及表达能力。
关于元素概念的教学
元素的概念比较抽象，在教学时应从具体的物质着手，使他们知道不同物质里可以含有相同种类的原子，然后再指出这些原子之所以相同：是因为它们具有相同的核电荷数，并由此引出元素的概念。
例如：说明以下物质是怎样构成的？
氧气氧分子氧原子
水水分子氧原子和氢原子
二氧化碳二氧化碳分子氧原子和碳原子
五氧化二磷五氧化二磷氧原子和磷原子
这些物质分子的微粒中都含有氧原子，这些氧原子的核电荷数都是8，凡是核电荷数是8的原子都归为同一类，称氧元素。此外，把核电荷数为6的同一类原子称为碳元素；将核电荷数为15的同一类原子称为磷元素等等。这时再让学生自己归纳出元素的概念。从而也培养了学生的归纳总结能力。
为了使学生更好地理解元素的概念，此时应及时地进行元素和原子的比较，使学生清楚元素与原子的区别与联系。注意元素作为一个宏观概念的意义及说法。
关于单质和化合物的分类过程中，学生也容易出错，关键在于理解单质和化合物是纯净物这个前提下进行分类的，即它们首先必须是纯净物。
教学设计示例
课时安排：2课时
重点：元素概念的形成及理解
难点：概念之间的区别与联系
第一课时
复习提问：说明以下物质是怎样构成的？
氧气氧分子氧原子
水水分子氧原子和氢原子
二氧化碳二氧化碳分子氧原子和碳原子
五氧化二磷五氧化二磷氧原子和磷原子
以上这些物质分子的微粒中都含有氧原子，这些氧原子的核电荷数都是8，凡是核电荷数是8的原子都归为同一类，称氧元素。此外，把核电荷数为6的同一类原子称为碳元素；将核电荷数为15的同一类原子称为磷元素等等。
请同学们给元素下定义：[学生讨论归纳]
（1）元素：
①定义：元素是具有相同核电荷数（即核内质子数）的一类原子的总称。
[学生讨论思考]
a、判断是否为同种元素的根据是什么？
b、学习元素这个概念的目的何在？
c、元素与原子有什么区别和联系？
教师引导得出结论：
a、具有相同核电荷数（即质子数）是判断是否为同种元素的根据。但中子数不一定相同。
b、元素是一个描述某一类原子的种类概念，在讨论物质的组成成分时，只涉及到种类的一个宏观概念，只讲种类不讲个数。
c、元素与原子的区别于联系：[投影片展示]元素
原子
联系
具有相同核电荷数（即核内质子数）
的一类原子的总称。
化学变化中的最小粒子
区别
着眼于种类，不表示个数，没有数量
多少的含义
既表示种类，又讲个数，有数量的
含义
举例
用于描述物质的宏观组成。例：水是
由氢元素和氧元素组成的，但不能说：“水是由两个氢元素和一个氧元素组
成的”。
用于描述物质的微观构成。例：一个
水分子是由两个氢原子和一个氧原子
所构成的。不能说：“一个水分子是
由氢元素和氧元素所组成的”。
投影片展示：教材图2-8介绍地壳中所含各种元素的质量分数
②地壳中含量较多的元素：氧、硅、铝、铁
③元素的分类：金属元素、非金属元素、稀有气体元素。到目前为止，已发现的元素有一百多种，而这一百多种元素组成的物质却达三千多万种。
（2）物质分类：
学生阅读课本P36前三段，理解单质、化合物、氧化物的概念。
思考讨论：我们已经学过的物质中那些是单质？哪些是化合物？哪些是氧化物？
布置研究课题：元素的故事。分组布置任务，要求以讲故事的形式向全班汇报。
第二课时
（3）元素符号：
①元素的分类：
金属元素：“钅”旁，汞除外
非金属元素：“氵”“石”“气”旁表示其单质在通常状态下存在的状态
稀有气体元素：“气”
②元素符号的写法：一大二小的原则：Fe、Cu、Mg、Cl、H等
③元素符号表示的意义：表示一种元素（种类）：表示这种元素的一个原子（微粒）：（知道一种元素，还可查出该元素的相对原子质量）
学生讨论回答：下列符号表示的意义：Fe、2N
用卡片的形式帮助学生记忆元素符号及元素名称。
课堂练习记忆元素符号名称及写法、读法。
（4）探究活动汇报：元素的故事。
增加学生学习兴趣，巩固加深对元素的理解和记忆。
4、板书设计：
第三节元素元素符号
一．元素：
1．定义：元素是具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称。
2．地壳中含量较多的元素：氧、硅、铝、铁
3．元素的分类：金属元素、非金属元素、稀有气体元素
二．物质分类
三．元素符号
1．写法：一大二小
2．意义：表示一种元素
表示这种元素的一个原子
四．元素的故事
探究活动
关键词:元素符号;化学思维方式;化学观念教学
文章编号:1005-6629(2010)08-0048-05 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
1 教学分析
1.1 教学内容分析
在学生基本建立了“物质是由微粒构成”的观念后,本课题《认识原子并用符号表示》安排了三个方面的教学内容: (1)认识金属等物质是由原子构成的,建立不同原子的表象; (2)学会用元素符号表示原子; (3)领会元素符号的含义。这节课对整个初中化学的学习具有至关重要的作用。因为:(1)元素符号是化学符号语言的最基本单元,它是化学的一个发明,具有简洁、规范、国际统一的特点。由元素符号开端,发展形成了初中化学的符号语言体系。因此这节课具有今后化学用语教学的模版作用。(2)元素符号对宏观组成和微观原子具有双重指代作用,成为连接宏观和微观的桥梁。元素符号是对人类原子论认识成果的表达,富含化学观念,理解元素符号的含义也就初步建立了“宏观―微观―符号”相互联系的思维方式,这正是化学入门的关键。
1.2 学生情况分析
学生学习原子及元素符号时,会遇到较大困难。一是由于原子的抽象性,虽然通过前面几节课的学习,学生已初步建立了“物质是由微粒构成”的微粒观,但对“哪些物质由原子构成”并不了解,更没有“看到宏观物体就能想象到构成它的原子”的认识习惯;二是元素符号的抽象性,元素符号既有宏观意义又有微观意义,比如“Fe”这个元素符号,既可指代铁钉又可指代一个铁原子还可指代补血营养液中的铁元素,至于所指的是这些含义中的哪一个,学生要根据当时的语境做出判断,思维需要在宏观和微观之间跳进跳出,这也是较困难的。通过符号搭建宏观和微观相互联系的桥梁,正是学生化学入门所要解决的难题。
1.3 教学现状分析
有些教师认为,化学符号就是一种人为规定,只要告诉学生怎么写,记住、背过,多加练习就行了。我们认为符号具有指代作用,如果对它指代的对象不熟悉甚至一无所知,符号就是空洞的,对空洞符号的学习是没有意义的。学生记住有关符号含义的条文并不难,难的是形成这样一种思维方式:比如,当他看到“Au”这个元素符号时自然就会想到金光灿灿的金饰品、想到具有特定质量和半径的金原子。一些学生虽然通过了化学考试甚至成绩不错,却依旧把物质、原子、元素符号看成是互不联系的三类知识,认定了化学就是一个死记硬背的学科,以至于把化学称为第二外语,这正是以往化学教学的一种尴尬。如何让学生顺利建立“宏观―微观―符号”相联系的化学思想方法是元素符号等化学用语教学必须解决的核心任务。
1.4 教学目标设计
(1)知道哪些物质是由原子构成的。看到实物,能写出组成原子的元素符号;看到元素符号能说出原子的名称。
(2)说出元素符号的含义。
(3)建立“宏观―微观―符号”相联系的化学思维方法,形成表象和联想的能力。
(4)了解人类认识原子的历史,感受符号在化学发展中的作用。
2 教学实录
[师]在上节课布置的“先学作业”中,同学们提出了很多很好的问题。
[投影学生的问题]
(1)物质微粒分不分种类?微粒到底是怎样构成物质的?
(2)物质微粒有各自的性质吗?
(3)分子、原子是什么?它们有什么不一样?有大小之分吗?
(4)为什么温度升高,物质微粒之间的间隔增大?
[师]有些物质是由原子构成的,有些物质是由分子构成的,有些物质是由离子构成的。这些粒子通过相互作用构成物质。这些,在今天看来已经成为科学的常识,但原子、分子、离子由猜想到发现的历史,却有着非常激动人心的故事,希望同学们课下能够多多了解这些故事。
[板书]一、构成物质的微粒有三种:分子、原子和离子
今天我们先来学习哪些物质是由原子构成的以及如何表示原子。
学生活动一:认识原子
[投影]学生“先学作业”中填写的金属的用途(表1)。
[生]观察一组等体积的铜、铁、铝圆柱体。
[师]你们发现这些等体积的铜、铁、铝有什么不同?
[生]颜色、手感、轻重不同,密度不同。
形成对不同金属的丰富感性认识
[师]猜猜看,它们的密度为什么不同?
[生]构成微粒的大小不同;微粒的间隔不同。
[师] 还有其他猜想吗?
[生] 构成它们的微粒质量不同
[投影]铜、铝等“实物照片”对应的“原子堆积示意图”(见图1、图2)。
[想象]如果把这些金属体放大10亿倍,这些直径2 cm的金属体会变成20000 km直径的金属体,这时我们才会看到它们都是由一个个的原子排列组成的,这些原子的直径约为1～2 cm,如同壹分或贰分硬币那么大。
通过“猜测”“想象”,学生将宏观金属物体和原子微粒建立联系,在头脑中形成关于原子的表象。
[投影]扫描隧道显微镜下放大1亿倍的原子图像(见图3、图4)。
[师]请阅读表2中“原子半径”、 “原子质量”。
[生] 按座位挨次读出表中的数据。
通过数据形成对原子更为清晰的表象。
[师]原子这样小,人们是怎样测得原子的直径和质量的呢?这里面的故事也非常精彩,希望同学们课下读读科学家认识原子的历史。
[师]请同学们参照上表中的“模型直径”数据,在硬纸板上用圆规画出6个圆,用剪刀剪下,写上原子名称。
检查学生制作的原子模型,提醒同学们想象这可是放大了约50亿倍的原子啊。
通过动手操作,感受原子。
[投影]金属晶体原子排列图(见图5、图6所示)
[展示]金刚石、石墨的球棍模型(注意说明“棍”表示原子之间的相互作用)。
以上均说明原子的排列方式不同,原子之间的间隔大小不同。
[小结] 金属、金刚石、石墨、硅等,都是由原子直接构成的物质。不同的原子,构成了不同的物质。因构成金属的原子的体积、质量、间隔大小不同,因此,不同的金属密度不同。如石墨、金刚石、硅等。
[生] 填写表3中“构成微粒”一栏;依次读出各物质组成原子的名称。
[板书] 二、由原子构成的物质:铁、铜、锌、
通过观察实物、联想、猜测、数据、动手操作等活动、以及模型、示意图等信息,建立“宏观―微观”的密切联系。
以上用时约18分钟。
学生活动二 如何表示原子
[师]从金刚石模型和石墨模型上分别拆下一些原子,这些原子都是相同的碳原子,属于同一类原子,我们把这一类原子称为碳元素。同理,我们把不管来自何种物质的铁原子、铜原子分别称为铁元素、铜元素……。同一类原子总称为元素。因为元素是同种原子的总称,表示原子的符号当然也可以表示元素。
[师]如何表示1个原子呢?
[生] 阅读以下ppt投影的信息:
“在古希腊时人们就已经用符号来表示当时发现和使用的物质,随着炼金术的发展,炼金家也有了自己表示物质的符号;到了19世纪初,道尔顿用圆圈配以不同的图案和字母来表示各种原子”
[投影]元素符号的演变史[1,2](见图7、图8、图9)[师]你们看到这些符号,有什么感受?
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[生]太麻烦、繁琐、不好记,不统一……
[师]怎样解决符号的繁琐、难记、不统一造成的混乱?
1818年瑞典化学家贝采利乌斯提出用元素拉丁文开头字母作为元素符号的建议。
[投影]
(1)国际上统一采用元素拉丁文名称的第一个字母来表示,如果几种元素拉丁文名称的第一个字母相同时,就附加一个小写字母来区别。
(2)元素符号的书写规则:由一个字母表示的元素符号要大写;由两个字母表示的元素符号,第一个字母要大写,第二个字母小写。
[生]观看flash:贝采利乌斯的“表示元素的符号”。尝试说出书写元素符号的规则。
[投影] 表4 元素的名称和符号
[板书]三、元素符号的书写规则: “一大二小”
[投影]四线格的规范书写,让学生模仿写在表3中“元素符号”一栏。
学习竞赛:看谁能在4分钟内记下11个元素符号。让一学生去黑板板演。矫正书写不规范的地方。
在制作的各种原子模型在背面写上元素符号(见表5所示)。
甲同学拿原子模型正面,让乙同学猜背面的符号,然后两人换过来猜。看谁猜对的多。记下猜对的数目。
通过以上活动让学生感受元素符号的人为规定性、简洁、规范、国际统一等特点,并练习书写元素符号。
以上用时约12分钟。
学生活动三 领会元素符号的意义
[师]符号是为了表达和交流的需要,你认为元素符号表达了哪些含义?比如,元素符号 C可以表示什么?3C表示什么?为什么可以表示这些含义?
[生]尝试说出“C”表示1个碳原子、碳元素或金刚石,“3C”表示3个碳原子。以及表示上述这些涵义的合理性。
学生按座位挨次说出“Cu”“Zn”等元素符号的含义,随后填写表3中“元素符号的含义”一栏。矫正“1个元素”的说法。
从个别到一般, 让学生尝试归纳元素符号的意义。
[板书]四、元素符号的意义:表示1个原子;表示1种元素;表示由该原子直接构成的物质。
[活动]挑战记忆力比赛。
通过该活动,反思本节课的学习内容和学习方法,建立“宏观――微观――符号”三者相互联系的思维方式。
[小结]让学生说说这节课学习了什么,是怎样学习的。
[布置作业]
巩固性作业:
1. 把家中的金属制品贴上它们的符号。可参阅课本后的元素周期表。
2. 用硬纸片或废扑克牌制作镁、铝、锌、铜、铁、碳元素符号卡片(见图10所示)。
3. 请写出下列元素符号所表示的意义
①Cu表示____________
②2Mg表示___________
③3Al表示____________
下节课的先学作业(略)
宣布下课。
3 教学反思与分析评价
(1)这节课首先强化了原子与原子构成的实物之间的联系。物质由原子构成,原子可以被观察,是具有一定质量、大小的微观粒子。这些在学生心中就成为一种思维中的真实。对于学生动手制作原子模型的活动,有人认为花费了5分钟,似乎不必要,我们认为动手产生的体验是其他活动所不能替代的,花些时间是值得的。
(2)怎样表示原子、元素或由原子直接构成的物质?通过前人解决这个问题的历史,学生体会到元素符号的人为规定性、简洁、规范、国际统一的特点。
(3)除了掌握元素符号的书写技能之外,更重要的是重视元素符号意义的教学,充分挖掘元素符号中的化学观念,帮助学生体悟没有道尔顿的原子学说,没有人类对物质构成的认识,就没有元素符号。元素符号所指代的意义是由人类对物质结构的认识成果所决定的。学生学习化学符号就要切实建立符号与宏观和微观的联系,体会到元素符号内在的涵义,为以后化学式、化学方程式的学习扎下一个“根”。
参考文献:
[1] [英]J.R柏廷顿.化学简史[M]. 北京:商务印书馆,1979: 186～187.
教学目标
（1）了解什么是化学式及化学式的意义;
（2）熟记常见元素及原子团的化合价;
（3）能利用化学式简单推求化合价，进而能用化学式正确地表示常见物质的组成;
（4）学会简单化学式的读法。
教学重点
1.熟记常见元素及原子团的化合价;
2.用化学式表示某些物质的组成，并利用化合价推求化学式。
教学难点
1.化学式的书写;
2.利用化合价写化学式。
第一课时
化学式
1、下列符号分别代表某些物质，从组成中所含元素的种类判断各属哪一类物质(单质、化合物、氧化物)
Al、CuO、He、H2、NH3、SO2、ZnO、NaCl、KMnO4
一、化学式
1.定义：用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子叫做化学式
［提问］
化学式有什么意义呢？我们以水的化学式“H2O”为例进行学习。
2.注意：①纯净物的化学式是唯一的，混合物无化学式；
②书写化学式必须以事实为基础；
③由原子构成的单质的化学式与元素符号一样。
3、意义（以H2O为例）
［提问］
水中是否含氢气、氧气？理解右下角小数字的正确含义。2H2O表示什么？
［回答］
水中没有氢气和氧气；右下角的2表示一个水分子中有2个氢原子；2H2O表示2个水分子。
［练习］
请以水的化学式表示的意义为参考，说说二氧化碳的化学式（CO2）表示的意义。
［讨论］
符号H、2H、H2、2H2、2H+各具有几个意义？分别是什么？
3.化学式的写法和读法
(1)单质用元素符号表示：
①金属（铁Fe、铜Cu等）
②固态非金属（如碳C、磷P、硫S等）
③稀有气体（氦He、氖Ne、氩Ar等）
④双原子构成的分子：如氢气H2、氧气O2、氮气N2、氟气F2、氯气Cl2、溴Br2、碘I2等。
（2）化合物（只研究两种元素组成的化合物）
①写法：a.氧化物：如CuO、P2O5，“氧在后”。
b.金属与非金属元素组成的化合物：如NaCl、ZnS，“金左，非右”。
（注意）1.化学式中原子个数为1时，“1”不标出。
2.化学式中右下方的小数字一般为最简整数比。
②读法：一般从右向左读作“某化某”，例如：ZnS读作硫化锌。非金属氧化物还要读出化学式中各种元素的原子个数，如P2O5。
板书设计
课题4
化学式与化合价
一、化学式
1.定义：用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子叫做化学式
2.意义（以水为例）
宏观
微观
3.化学式的写法和读法
［课堂练习］
1.上册课本P87习题
1.(1)(2)(3)(4)
2.2CO2表示（
）
A.2个二氧化碳分子
B.2个碳原子和4个氧原子
C.2个碳原子和2个氧分子
D.2个碳原子和2个氧原子
第二课时
化合价
二、化合价
实验测知，化合物均有固定的组成，即形成化合物的元素有固定的原子个数比。
物质
HCl
H2O
NaCl
Fe2O3
原子个数比
1∶1
2∶1
1∶1
2∶3
通过观察我们可以得出：物质不同，原子个数比可能不同。
［分析］
原因是在形成化合物时，各原子为了使其结构达到稳定，即最外层电子数达到8，不同原子的个数比是电子数目不同造成的。
1、化学上用“化合价”来表示原子之间相互化合的数目。化合价是元素化合时表现出来的性质。
看书本P85表4--2
常见元素和根的化合价
2、注意：①化合价有正价和负价之分，有些元素有多种化合价
②单质中元素化合价为0
③金属元素只有正价，非金属元素一般显负价
④在化合物中正负化合价的代数和为0
⑤氧元素通常显—2价，氢元素通常显+1价。
［观察］
Ca（OH）2、NaOH
、
CaCO3、Na2CO3、CuSO4、
NH4NO3
、(NH4)2SO4这些化合物中加横线的部分有什么特点？
3、原子团：
有些物质如Ca（OH）2、CaCO3中的一些原子集团，作为整体参加化学反应，这样的原子集团叫做原子团，也叫根，根也有化合价。
原子团
化学式
化合价
原子团
化学式
化合价
氢氧根
OH
-1
硝酸根
NO3
-1
碳酸根
CO3
-2
硫酸根
SO4
-2
铵根
NH4
+1
高锰酸根
MnO4
-1
原子团的化合价是其组成元素的化合价的代数和。
4、化合价的书写：在元素符号的正上方先标“+”“—”，后标数值。
H(+1)
O(-2)
Mg(+2)
S(-2)
［练习］
请同学们标出下列物质中各元素的化合价。讨论常见化合物中，正、负化合价的代数和有什么相同之处？
［总结］
1.许多元素的原子在不同的条件下可显示不同的化合价。
2.在化合物里正负化合价的代数和为零。
3化合价口诀：
一价钾氯氢钾钠银，二价氧钡钙镁锌；三铝四硅五价磷，二三铁，二四碳，二四六硫都齐全
注意：Fe有+2、+3；Cu有+1、+2，高价时读作铁或铜，低价时读作亚铁或亚铜。
例如：FeCl2读作氯化亚铁，FeCl3读作氯化铁。Cu2O读作氧化亚铜，CuO读作氧化铜。
[探究]化合价的表示与离子符号有何区别？
如：+3价铁元素
Fe(+3)
铁离子
Fe3+
（两同两不同）
三、化合价的应用
1.已知化合价书写化学式（知价写式）
［例题］
已知磷为+5价，氧为-2价，写出磷的氧化物的化学式。
解：（1）写出组成化合物的两种元素的符号，正价的写在左边，负价的写在右边。
P
O
（2）求两种元素正、负化合价绝对值的最小公倍数。
5×2=10
（3）求各元素的原子数：
最小公倍数
正价数（或负价数
）
原子数
P：
10
÷5
=2
O：
10
÷2
=5
（4）把原子数写在各元素符号的右下方，即得化学式：P2O5
（5）检查化学式，当正价总数与负价总数的代数和等于0时，化学式才算是正确的。
（+5）×2+（-2）×5=+10-10=0
答：这种磷的化合物的化学式是P2O5。
［小结］
知价写式一般步骤：
（1）写出元素符号，正价在左，负价在右。
（2）求两种元素正、负化合价绝对值的最小公倍数。
（3）求各元素的原子数。
（4）把原子数写在各元素符号的右下方，即得化学式。
（5）按正负化合价代数和为0的原则检查化学式。
［练习］
写出溴化钠、氧化钙、氧化铝、二氧化氮的化学式。
答案：NaBr、CaO、Al2O3、NO2
［补充］
十字交叉法写化学式
一排序，二标价，三约简，四交叉，五检查
例如：写出下列物质的化学式
氧化铝
硫化氢
水
氯化镁
练习：写出下列物质的化学式
氧化钠
氯化钡
氯化银
答案：Na2O
BaCl2
AgCl
2.已知化学式书写化合价（知式写价）
例：根据在化合物中，正、负化合价代数和为0的原则，已知氧元素为-2价，计算二氧化硫里硫的化合价。
解：SO2：根据正负化合价代数和为零可知：S元素的化合价为+4。
练习：标出下列加点元素的化合价：
S、SO2、SO3、H2SO4
NO、NO2、N2O5、NH4NO3
答案：、、、
、、、
［课堂小结］
通过本节课的学习，我们知道表示物质的组成可以用化学式，化学式既可以表示该物质中有哪几种元素，又可表示出该物质中的一个分子中每种原子各有几个。化学式是通过实验测定的，除此以外我们还可以通过化合价推求化学式。同时我们还知道了化合价表示原子之间相互化合的数目。
板书设计
课题4
化学式与化合价
二、化合价
1.化合价表示原子之间相互化合的数目
2.原子团：作为一个整体参加反应的原子集团，也叫根
3.注意事项：
4.应用
(1)已知化合价书写化学式
(2)已知化学式书写化合价
布置作业
1.上册课本P87习题3、5、6
2.某宝石的主要成分是SiO2，SiO2中硅元素的化合价是（
）
A.+1
B.+2
C.+3
D.+4
3.某含铁盐溶液能够在高浓度的碱性环境下长期稳定存在，且具有较强的灭菌消毒功能，该盐是一种绿色、无污染的净水剂，其化学式为Na2FeO3。则其中铁元素的化合价是（
）
A.+2
B.+3
C.+4
D.+6
4.我国科学家发现，亚硒酸钠能消除加速人体衰老的活性氧。亚硒酸钠中硒元素（Se）为+4价，氧元素为-2价，则亚硒酸钠的化学式为（
）
A.Na2SeO3
B.Na2SeO4
C.NaSeO3
D.Na2SeO2
答案：2.D
3.C
4.A
教学反思
通过本节课的教学，发现化合价概念较抽象使学生接受有一定的困难，所以应分散难点。前面的离子、元素等知识的学习不容忽视，它是这节课的重要基础。记忆化合价十分枯燥，组织好本课的活动与探究，让学生主动投入到学习活动中。在课下让学生编化合价的歌谣，利于学生记忆，有的学生编得挺不错！
第三课时
根据化学式的计算
相对分子质量：就是化学式中各原子的相对原子质量的总和。（符号为Mr）
1.根据化学式计算相对分子质量
［例1］
计算H2O的相对分子质量。
解：H2O的相对分子质量=2×1+16×1=18
［练习］
计算3HNO3、NH4NO3、(NH4)2SO4的相对分子质量。
2.根据化学式计算组成物质的元素质量比
［例］
计算H2O中H、O元素的质量比。
在物质中各元素的质量比就是同种原子的相对原子质量之和之比。
解：H2O中H、O元素的质量比=(2×1)∶(16×1)=2∶16=1∶8（化为最简整数比）
计算二氧化碳中各元素的质量比m(C)∶m(O)=(12×1)∶(16×2)=12∶32=3∶8
计算硫酸中各元素的质量比：m(H)∶m(S)∶m(O)=(1×2)∶32∶(16×4)
=1∶16∶32
计算硫酸铵中各元素的质量比：m(N)∶m(H)∶m(S)∶m(O)=(2×14)∶(1×8)∶32∶(16×4)=7∶2∶8∶16
［练习］
计算HNO3、NH4NO3中各元素的质量比。
3.计算物质中某一元素的质量分数。（质量分数又称为质量百分含量）
［例］
计算水中H元素的质量分数
×100%=×100%
=11.1%
答：水中氢元素的质量分数为11.1%。
［练习］
计算NH4NO3中各元素的质量分数。
4.根据化学式的其他计算
（1）计算化合物中的原子个数之比
如：Fe2O3中，铁原子与氧原子个数比就是2∶3，CaCO3中钙、碳、氧原子个数比为1∶1∶3。
注意某些物质的化学式中，同种元素并不写在一起的，这时要注意原子个数。
如：NH4NO3中，氮、氢、氧原子个数比应该为2∶4∶3
Cu2(OH)2CO3中，铜、碳、氢、氧原子个数比为2∶1∶2∶5
（2）计算一定质量的化合物中某元素的质量
某元素的质量=物质的质量×该元素在物质中的质量分数
［例1］
求
60
g
MgSO4
中含有氧的质量。
解：m（O）=m（MgSO4）×w(O)=60
g×=32
g
［例2］
多少克碳酸氢铵（
NH4HCO3
）与
400
g
硝酸铵（NH4NO3
）含氮元素质量相等?
解：根据所含氮元素质量相等来列等式
设需要碳酸氢铵的质量为x，则质量为x的碳酸氢铵中含有氮元素的质量为m1（N）=x·=17.7%·x
400
g硝酸铵中含有氮元素质量为m2（N）=400××100%=400
g×35%
根据题意：17.7%·x=400
g×35%；x=790
g
（3）有关混合物中元素的质量分数的计算
［例1］
硝酸铵样品中含有杂质10%（杂质中不含氮元素），求样品中氮元素的质量分数。
解：先求出纯净的硝酸铵中氮的质量分数为：
w(N)=×100％=×100％=35％
设不纯的硝酸铵中氮元素的质量分数为x，则有如下关系：
，x=31.5%
［例2］
某不纯的尿素〔CO(NH2)
2〕中氮元素的质量分数为
42.4%
，求这种尿素中杂质（不含氮元素）的质量分数。
解：尿素的相对分子质量=12+16+（14+2×1）×2=60
尿素中氮元素的质量分数w(N)=×100％=×100％=46.7％
设不纯的尿素中含尿素的质量分数为x，则有如下的关系:
，x=90.8%
所以该尿素中所含杂质的质量分数是w(杂)=1-90.8%=9.2%
［课堂练习］
1.计算下列相对分子质量。
H2SO4__________
98__________________
2Ca(OH)2__________148________________
2.计算NH4HCO3中N、H、C、O四种元素的质量比。
（14∶5∶12∶48）
3.计算12.25
g
KClO3中含有氧元素的质量。（4.8
g）
4.计算120
g
NH4NO3中含N元素的质量与多少克CO(NH2)2中所含N元素的质量相等？（90
g）
布置作业
1.上册课本P87
习题7、8、9、10
2.锌是人体健康必需的元素，锌缺乏容易造成发育障碍，易患异食癖等病症，使人体免疫功能低下。市售的葡萄糖酸锌口服液对治疗锌缺乏症具有较好的疗效。下图是某品牌葡萄糖酸锌口服液的标签，请根据标签信息回答：
××牌口服液
主要成分:葡萄糖酸锌
化学式:C12H22O14Zn
含锌量:每支口服液含锌6.5
mg
××制药厂
（1）葡萄糖酸锌的相对分子质量为_____455____________；
（2）葡萄糖酸锌中锌元素的质量分数为_____14.3%________。（精确到0.1%）
3.蛋白质在人体胃肠内与水反应，最终生成氨基酸被人体吸收。丙氨酸(化学式为C3H7O2N)就是其中的一种。请回答下列问题：
(1)丙氨酸分子中C、H、O、N原子个数比为___3∶7∶2∶1__________。
(2)丙氨酸的相对分子质量是___89__，氮元素的质量分数为___15.7％__(计算结果精确到0.1％)。
(3)合格奶粉每100
g中含蛋白质约18
g，蛋白质中氮元素的平均质量分数为16％。现测定某奶粉每100
g中含有氮元素的质量为2
g。请通过计算判断该奶粉是否属于合格奶粉。{
(3)氮元素的质量：18
g×16％=2.88
g>2
g，不合格奶粉(或蛋白质的质量：2
g÷16％=12.5
g
g，不合格奶粉)}
教学目标
（1）了解什么是化学式及化学式的意义;
（2）熟记常见元素及原子团的化合价;
（3）能利用化学式简单推求化合价，进而能用化学式正确地表示常见物质的组成;
（4）学会简单化学式的读法。
教学重点
1.熟记常见元素及原子团的化合价;
2.用化学式表示某些物质的组成，并利用化合价推求化学式。
教学难点
1.化学式的书写;
2.利用化合价写化学式。
第一课时
化学式
1、下列符号分别代表某些物质，从组成中所含元素的种类判断各属哪一类物质(单质、化合物、氧化物)
Al、CuO、He、H2、NH3、SO2、ZnO、NaCl、KMnO4
一、化学式
1.定义：用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子叫做化学式
［提问］
化学式有什么意义呢？我们以水的化学式“H2O”为例进行学习。
2.注意：①纯净物的化学式是唯一的，混合物无化学式；
②书写化学式必须以事实为基础；
③由原子构成的单质的化学式与元素符号一样。
3、意义（以H2O为例）
［提问］
水中是否含氢气、氧气？理解右下角小数字的正确含义。2H2O表示什么？
［回答］
水中没有氢气和氧气；右下角的2表示一个水分子中有2个氢原子；2H2O表示2个水分子。
［练习］
请以水的化学式表示的意义为参考，说说二氧化碳的化学式（CO2）表示的意义。
［讨论］
符号H、2H、H2、2H2、2H+各具有几个意义？分别是什么？
3.化学式的写法和读法
(1)单质用元素符号表示：
①金属（铁Fe、铜Cu等）
②固态非金属（如碳C、磷P、硫S等）
③稀有气体（氦He、氖Ne、氩Ar等）
④双原子构成的分子：如氢气H2、氧气O2、氮气N2、氟气F2、氯气Cl2、溴Br2、碘I2等。
（2）化合物（只研究两种元素组成的化合物）
①写法：a.氧化物：如CuO、P2O5，“氧在后”。
b.金属与非金属元素组成的化合物：如NaCl、ZnS，“金左，非右”。
（注意）1.化学式中原子个数为1时，“1”不标出。
2.化学式中右下方的小数字一般为最简整数比。
②读法：一般从右向左读作“某化某”，例如：ZnS读作硫化锌。非金属氧化物还要读出化学式中各种元素的原子个数，如P2O5。
板书设计
课题4
化学式与化合价
一、化学式
1.定义：用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子叫做化学式
2.意义（以水为例）
宏观
微观
3.化学式的写法和读法
［课堂练习］
1.上册课本P87习题
1.(1)(2)(3)(4)
2.2CO2表示（
）
A.2个二氧化碳分子
B.2个碳原子和4个氧原子
C.2个碳原子和2个氧分子
D.2个碳原子和2个氧原子
第二课时
化合价
二、化合价
实验测知，化合物均有固定的组成，即形成化合物的元素有固定的原子个数比。
物质
HCl
H2O
NaCl
Fe2O3
原子个数比
1∶1
2∶1
1∶1
2∶3
通过观察我们可以得出：物质不同，原子个数比可能不同。
［分析］
原因是在形成化合物时，各原子为了使其结构达到稳定，即最外层电子数达到8，不同原子的个数比是电子数目不同造成的。
1、化学上用“化合价”来表示原子之间相互化合的数目。化合价是元素化合时表现出来的性质。
看书本P85表4--2
常见元素和根的化合价
2、注意：①化合价有正价和负价之分，有些元素有多种化合价
②单质中元素化合价为0
③金属元素只有正价，非金属元素一般显负价
④在化合物中正负化合价的代数和为0
⑤氧元素通常显—2价，氢元素通常显+1价。
［观察］
Ca（OH）2、NaOH
、
CaCO3、Na2CO3、CuSO4、
NH4NO3
、(NH4)2SO4这些化合物中加横线的部分有什么特点？
3、原子团：
有些物质如Ca（OH）2、CaCO3中的一些原子集团，作为整体参加化学反应，这样的原子集团叫做原子团，也叫根，根也有化合价。
原子团
化学式
化合价
原子团
化学式
化合价
氢氧根
OH
-1
硝酸根
NO3
-1
碳酸根
CO3
-2
硫酸根
SO4
-2
铵根
NH4
+1
高锰酸根
MnO4
-1
原子团的化合价是其组成元素的化合价的代数和。
4、化合价的书写：在元素符号的正上方先标“+”“—”，后标数值。
H(+1)
O(-2)
Mg(+2)
S(-2)
［练习］
请同学们标出下列物质中各元素的化合价。讨论常见化合物中，正、负化合价的代数和有什么相同之处？
［总结］
1.许多元素的原子在不同的条件下可显示不同的化合价。
2.在化合物里正负化合价的代数和为零。
3化合价口诀：
一价钾氯氢钾钠银，二价氧钡钙镁锌；三铝四硅五价磷，二三铁，二四碳，二四六硫都齐全
注意：Fe有+2、+3；Cu有+1、+2，高价时读作铁或铜，低价时读作亚铁或亚铜。
例如：FeCl2读作氯化亚铁，FeCl3读作氯化铁。Cu2O读作氧化亚铜，CuO读作氧化铜。
[探究]化合价的表示与离子符号有何区别？
如：+3价铁元素
Fe(+3)
铁离子
Fe3+
（两同两不同）
三、化合价的应用
1.已知化合价书写化学式（知价写式）
［例题］
已知磷为+5价，氧为-2价，写出磷的氧化物的化学式。
解：（1）写出组成化合物的两种元素的符号，正价的写在左边，负价的写在右边。
P
O
（2）求两种元素正、负化合价绝对值的最小公倍数。
5×2=10
（3）求各元素的原子数：
最小公倍数
正价数（或负价数
）
原子数
P：
10
÷5
=2
O：
10
÷2
=5
（4）把原子数写在各元素符号的右下方，即得化学式：P2O5
（5）检查化学式，当正价总数与负价总数的代数和等于0时，化学式才算是正确的。
（+5）×2+（-2）×5=+10-10=0
答：这种磷的化合物的化学式是P2O5。
［小结］
知价写式一般步骤：
（1）写出元素符号，正价在左，负价在右。
（2）求两种元素正、负化合价绝对值的最小公倍数。
（3）求各元素的原子数。
（4）把原子数写在各元素符号的右下方，即得化学式。
（5）按正负化合价代数和为0的原则检查化学式。
［练习］
写出溴化钠、氧化钙、氧化铝、二氧化氮的化学式。
答案：NaBr、CaO、Al2O3、NO2
［补充］
十字交叉法写化学式
一排序，二标价，三约简，四交叉，五检查
例如：写出下列物质的化学式
氧化铝
硫化氢
水
氯化镁
练习：写出下列物质的化学式
氧化钠
氯化钡
氯化银
答案：Na2O
BaCl2
AgCl
2.已知化学式书写化合价（知式写价）
例：根据在化合物中，正、负化合价代数和为0的原则，已知氧元素为-2价，计算二氧化硫里硫的化合价。
解：SO2：根据正负化合价代数和为零可知：S元素的化合价为+4。
练习：标出下列加点元素的化合价：
S、SO2、SO3、H2SO4
NO、NO2、N2O5、NH4NO3
答案：、、、
、、、
［课堂小结］
通过本节课的学习，我们知道表示物质的组成可以用化学式，化学式既可以表示该物质中有哪几种元素，又可表示出该物质中的一个分子中每种原子各有几个。化学式是通过实验测定的，除此以外我们还可以通过化合价推求化学式。同时我们还知道了化合价表示原子之间相互化合的数目。
板书设计
课题4
化学式与化合价
二、化合价
1.化合价表示原子之间相互化合的数目
2.原子团：作为一个整体参加反应的原子集团，也叫根
3.注意事项：
4.应用
(1)已知化合价书写化学式
(2)已知化学式书写化合价
布置作业
1.上册课本P87习题3、5、6
2.某宝石的主要成分是SiO2，SiO2中硅元素的化合价是（
）
A.+1
B.+2
C.+3
D.+4
3.某含铁盐溶液能够在高浓度的碱性环境下长期稳定存在，且具有较强的灭菌消毒功能，该盐是一种绿色、无污染的净水剂，其化学式为Na2FeO3。则其中铁元素的化合价是（
）
A.+2
B.+3
C.+4
D.+6
4.我国科学家发现，亚硒酸钠能消除加速人体衰老的活性氧。亚硒酸钠中硒元素（Se）为+4价，氧元素为-2价，则亚硒酸钠的化学式为（
）
A.Na2SeO3
B.Na2SeO4
C.NaSeO3
D.Na2SeO2
答案：2.D
3.C
4.A
教学反思
通过本节课的教学，发现化合价概念较抽象使学生接受有一定的困难，所以应分散难点。前面的离子、元素等知识的学习不容忽视，它是这节课的重要基础。记忆化合价十分枯燥，组织好本课的活动与探究，让学生主动投入到学习活动中。在课下让学生编化合价的歌谣，利于学生记忆，有的学生编得挺不错！
第三课时
根据化学式的计算
相对分子质量：就是化学式中各原子的相对原子质量的总和。（符号为Mr）
1.根据化学式计算相对分子质量
［例1］
计算H2O的相对分子质量。
解：H2O的相对分子质量=2×1+16×1=18
［练习］
计算3HNO3、NH4NO3、(NH4)2SO4的相对分子质量。
2.根据化学式计算组成物质的元素质量比
［例］
计算H2O中H、O元素的质量比。
在物质中各元素的质量比就是同种原子的相对原子质量之和之比。
解：H2O中H、O元素的质量比=(2×1)∶(16×1)=2∶16=1∶8（化为最简整数比）
计算二氧化碳中各元素的质量比m(C)∶m(O)=(12×1)∶(16×2)=12∶32=3∶8
计算硫酸中各元素的质量比：m(H)∶m(S)∶m(O)=(1×2)∶32∶(16×4)
=1∶16∶32
计算硫酸铵中各元素的质量比：m(N)∶m(H)∶m(S)∶m(O)=(2×14)∶(1×8)∶32∶(16×4)=7∶2∶8∶16
［练习］
计算HNO3、NH4NO3中各元素的质量比。
3.计算物质中某一元素的质量分数。（质量分数又称为质量百分含量）
［例］
计算水中H元素的质量分数
×100%=×100%
=11.1%
答：水中氢元素的质量分数为11.1%。
［练习］
计算NH4NO3中各元素的质量分数。
4.根据化学式的其他计算
（1）计算化合物中的原子个数之比
如：Fe2O3中，铁原子与氧原子个数比就是2∶3，CaCO3中钙、碳、氧原子个数比为1∶1∶3。
注意某些物质的化学式中，同种元素并不写在一起的，这时要注意原子个数。
如：NH4NO3中，氮、氢、氧原子个数比应该为2∶4∶3
Cu2(OH)2CO3中，铜、碳、氢、氧原子个数比为2∶1∶2∶5
（2）计算一定质量的化合物中某元素的质量
某元素的质量=物质的质量×该元素在物质中的质量分数
［例1］
求
60
g
MgSO4
中含有氧的质量。
解：m（O）=m（MgSO4）×w(O)=60
g×=32
g
［例2］
多少克碳酸氢铵（
NH4HCO3
）与
400
g
硝酸铵（NH4NO3
）含氮元素质量相等?
解：根据所含氮元素质量相等来列等式
设需要碳酸氢铵的质量为x，则质量为x的碳酸氢铵中含有氮元素的质量为m1（N）=x·=17.7%·x
400
g硝酸铵中含有氮元素质量为m2（N）=400××100%=400
g×35%
根据题意：17.7%·x=400
g×35%；x=790
g
（3）有关混合物中元素的质量分数的计算
［例1］
硝酸铵样品中含有杂质10%（杂质中不含氮元素），求样品中氮元素的质量分数。
解：先求出纯净的硝酸铵中氮的质量分数为：
w(N)=×100％=×100％=35％
设不纯的硝酸铵中氮元素的质量分数为x，则有如下关系：
，x=31.5%
［例2］
某不纯的尿素〔CO(NH2)
2〕中氮元素的质量分数为
42.4%
，求这种尿素中杂质（不含氮元素）的质量分数。
解：尿素的相对分子质量=12+16+（14+2×1）×2=60
尿素中氮元素的质量分数w(N)=×100％=×100％=46.7％
设不纯的尿素中含尿素的质量分数为x，则有如下的关系:
，x=90.8%
所以该尿素中所含杂质的质量分数是w(杂)=1-90.8%=9.2%
［课堂练习］
1.计算下列相对分子质量。
H2SO4__________
98__________________
2Ca(OH)2__________148________________
2.计算NH4HCO3中N、H、C、O四种元素的质量比。
（14∶5∶12∶48）
3.计算12.25
g
KClO3中含有氧元素的质量。（4.8
g）
4.计算120
g
NH4NO3中含N元素的质量与多少克CO(NH2)2中所含N元素的质量相等？（90
g）
布置作业
1.上册课本P87
习题7、8、9、10
2.锌是人体健康必需的元素，锌缺乏容易造成发育障碍，易患异食癖等病症，使人体免疫功能低下。市售的葡萄糖酸锌口服液对治疗锌缺乏症具有较好的疗效。下图是某品牌葡萄糖酸锌口服液的标签，请根据标签信息回答：
××牌口服液
主要成分:葡萄糖酸锌
化学式:C12H22O14Zn
含锌量:每支口服液含锌6.5
mg
××制药厂
（1）葡萄糖酸锌的相对分子质量为_____455____________；
（2）葡萄糖酸锌中锌元素的质量分数为_____14.3%________。（精确到0.1%）
3.蛋白质在人体胃肠内与水反应，最终生成氨基酸被人体吸收。丙氨酸(化学式为C3H7O2N)就是其中的一种。请回答下列问题：
(1)丙氨酸分子中C、H、O、N原子个数比为___3∶7∶2∶1__________。
(2)丙氨酸的相对分子质量是___89__，氮元素的质量分数为___15.7％__(计算结果精确到0.1％)。
(3)合格奶粉每100
g中含蛋白质约18
g，蛋白质中氮元素的平均质量分数为16％。现测定某奶粉每100
g中含有氮元素的质量为2
g。请通过计算判断该奶粉是否属于合格奶粉。{
(3)氮元素的质量：18
g×16％=2.88
g>2
g，不合格奶粉(或蛋白质的质量：2
g÷16％=12.5
g
g，不合格奶粉)}
化学是初中学生面临的一门新学科，在学习化学式与化合价之前，很多学生被化学实验的独特魅力所吸引，对这门学科产生了浓厚的兴趣.但从化学式和化合价这部分内容开始，不少学生在“读、写、用”三方面都有很大困难，感到越学越难学、越学越糊涂，丧失了学好化学的信心，进而造成分化，从此整个初中化学学习进入低谷.现针对这一课题的教学谈点自己的教后反思.
一、微观问题宏观化，抽象问题具体化
化学式的意义包含宏观和微观两层含义，由分子构成的物质，宏观上表示物质以及物质由什么元素组成，微观上表示物质的一个分子以及一个分子由哪些原子构成.由于化学式所包含的意义比较多，学生容易混淆，且记忆起来是件很费力的事情.我建议对于微观含义将其内容宏观具体化.教师要注意引导，使学生能完整准确地表述出化学式的微观含义.化学式的意义还要举例让学生进行练习，比如学会水的化学式意义以后，立刻用另一种物质，比如二氧化碳进行练习和反馈.在学生的认识得到进一步的巩固之后，尝试将元素和化学式的意义进行对比和总结，使学生对化学式的意义得到深层次的理解.当然，对于由原子直接构成的物质，我们在表述它的化学式的意义时，要注意和由分子构成的物质化学式意义的不同，这一点也需要在具体的练习中给学生指出并加以说明.
二、循序渐进，整合教材内容
按人教版教材的顺序，学生在学习第三单元的内容时，已经学习了离子并能书写出离子符号.具体的方法是，按原子结构示意图判定原子得失电子的情况，确定形成的离子所带的电荷数，书写出离子的符号.这个过程对于能力稍弱的学生来说，很困难，并且像原子团以及原子序数在20号以后的元素的离子，初中阶段的学生是无法用这种方法写出的，就给一部分学生留下了意犹未尽的感觉.化学式与化合价这一课题的内容能很好地解决这个问题，利用多数元素的化合价与对应的离子所带的电荷数值相等，可以教会学生利用化合价来书写离子符号.需要指出的是，教学中不能忽略由原子结构示意图来推导出离子符号的这种做法，因为原子结构示意图是初中化学教学的重点，也是中考的一个重要考点.毕竟这两种方法所涉及的知识点是相得益彰的，如果学生能将这两种方法都熟练掌握并加以理解，将会对化学用语知识的认识有进一步的提升，帮助学生理解并学好高一阶段的化学知识.
三、夯实基础，化繁为简
迄今为止人类已经发现了元素周期表上110种元素中的90种元素在自然界存在，正是这90种元素构成了地球上的一切生命与非生命，包括动物、植物和矿物。因此，对地壳中所有元素精确含量和分布的探测，对于了解地球演化、生命起源、解决人类所面临的资源和环境问题具有重大意义。
要实现对地壳物质成分的探测，首先需要解决探测技术问题:高精度地壳化学成分分析技术地壳深部物质成分的地球化学示踪技术盆地穿透性地球化学探测技术海量地球化学数据库管理与图形显示技术。其次，对地壳化学元素的精确探测，需要一套基准参考数据作为探测数据可靠性的标尺，这就要求我们必须建立一个覆盖全国的地球化学基准网，按照地球化学基准网格，建立中国各主要大地构造单元不同时代地层、侵入岩和疏松物的76种元素基准值，制作元素含量基准地球化学图，为全面地壳物质成分精确探测提供基准参考数据和图件。在上述技术研制和基准参考值建立基础上，通过选择穿越不同大地构造单元和重要成矿区带的3个走廊带的试验与示范，精确探测走廊带内地壳的元素含量和时空变化，构建走廊带上不同大地构造单元的地壳地球化学模型，揭示不同大地构造单元物质成分演化历史和大型矿集区的成矿物质背景。最终成果表达需要一套搜索和检索软件，能对地球上化学成分信息(海量数据、图像、空间坐标等)在全球不同尺度的分布进行快速检索和图形化显示。类似于GoogleEarth软件。我们暂且称其为“化学地球”(GeochemicalEarth)。
1地壳全元素探测的国内外研究现状
1.地壳化学元素组成、丰度、分布和基准值研究现状
科学家经历了一个多世纪的努力，对地壳物质成分的研究已取得很大进展。迄今为止人类已经发现了元素周期表上110种元素中的90种元素在地壳中的存在(其他为人工合成的）尽管地球化学家对地壳元素的丰度的研究已取得很大进展(Clarke18891908;Clarke&Washington,1924；Goldschmidt1933;Taylor,1964；黎彤和倪守斌，1990;Taylor&McLennan，1995;Rudnick&Fountain，1995;WedepohL1995;Gaoetal.,1998;鄢明才和迟清华1997)但人类至今对这90种元素在地球的分布知之甚少(王学求等，2006)。这里所说的分布包括在地壳表层的分布和地壳不同层圈的分布。
地球化学家一直在探索使用具有均一化的代表性样品来研究元素在地壳表层的分布，并用地球化学图来刻画元素的空间分布。这种刻画化学元素在空间上分布的地球化学图为资源和环境问题的解决发挥了巨大作用（谢学锦，2008a2008b;Garretetal.,2008)。全球地球化学基准计划（GlobalGeochemicalBaselineIGCP360)(Darnleyetal.，1995)目的就是为了尽快获得化学元素在全球尺度的分布，并为研究全球变化提供参考基准。在全球部署5000个基准网格覆盖整个地球陆地面积，每个格子大小为160kmX160km,落在中国的网格约500个(包括边界不完整网格)。具有均一化特点的泛滥平原沉积物或河漫滩沉积物被广泛接受作为全球基准值计划采样介质（Bolviken，1986;Darnleyetal.，1995;Xieetal.，1997;Salminen,2005)。这种次生均一化介质可以反映化学元素的空间变化特征，但它的缺陷是无法反映具有时间特性的地质演化特征。因此，要满足对化学元素在全球时空分布和演化的了解，就需要能反映时间尺度的原生介质一岩石。
从平面上研究化学元素的空间分布在技术层面比较容易实现，而对于垂向上的分布就要构建地壳参考模型才能实现。Staudigel等（1998)提出了地球的地球化学参考模型GERM(GeochemicalEarthReferenceModel)这一模型为我们研究包括大陆地壳在内的地球不同圈层及地球化学储库的化学性质提供有力的参考依据。张本仁等(19942003)构筑了东秦岭地区华北陆块南缘、北秦岭、南秦岭和扬子陆块北缘4个构造单元的地壳结构一岩石组成一地球化学模型,RudnickandGao
2总结了大陆地壳物质组成和演化方面的研究成果。
地壳化学成分和分布的探测存在的问题主要有:①对元素周期表上所有元素含量的精确测定还存在困难;②对化学元素的含量的了解较多，但对其分布了解非常有限，如中国区域化探扫面计划，只分析了39种元素，覆盖的面积也只有6X106km2(Xieetal.，1997);③对元素分布的了解还仅限于使用次生的水系沉积物介质，这种介质是表生均一化以后的分布情况，还缺少对化学元素在各个时代地层和侵入岩中时空分布的了解，迫切需要能反映时间属性的原生介质来研究化学成分在中国大陆的演化历史和成矿的物质背景;④地球化学基准参考值还没有建立起来，也就缺少衡量元素分布和研究未来变化的标尺;⑤对中下地壳化学成分的认识还缺少有针对性的地壳地球化学模型和实测数据。
1，大规模成矿物质背景一元素的巨量聚集研究现状
大规模成矿作用的必要和充分条件是必须有巨量成矿元素的聚集。地球化学省或地球化学块体就是巨量兀素聚集的体现。Hawkes和Webb(1962)将地球化学省定义为:较大的地壳单元，其化学组分与平均值有很大差异。地球化学省是进行矿产资源的区域评价的有效方法。人们对地球化学省的认识大多是从矿床分布的密集程度以及有限的岩石和矿物分析数据而提出来的，如Peru和Chile的铜省、加拿大Abitibi带的金省、东南亚的锡省、东格陵兰的锶省等。20世纪70年代以后，许多国家范围的大规模的地球化学勘查计划覆盖了越来越大的地区，特别是中国区域化探全国扫面的全面开展，覆盖面积的不断扩大，从而使许多地球化学省，甚至更大的地球化学模式被发现(Xie&Yin1993)。
Doe(1991)提出地球化学块体（geochemicalblock)的概念，将其解释为“具有某种或某些元素高含量的大岩块，能够为矿床的形成提供物质源'但他并没有说明如何圈定这种块体。谢学锦院士提出利用区域化探扫面数据圈定地球化学块体，并将地球化学块体定义为面积大于1000km2以上的地球化学异常(Xie,1995;谢学锦和向运川，1999)。地球化学块体实际上是大规模立体地球化学异常，即在平面上具有一系列套合的地球化学异常结构，在垂向上具有一定的深度，也就是说具有较大规模立体异常的地壳物质体(王学求和谢学锦，2000)。
地球化学省与成矿省是密不可分的，地球化学省或地球化学块体在资源评价中能较早的圈定出 来，而成矿省或矿集区直到发现大量矿床才能确定，二者的关系更像是因果关系，地球化学省可以作为确定成矿省的地球化学依据，地球化学块体可以作为确定矿集区的依据（王学求等，2007)。过去在使用水系沉积物圈定地球化学省，进而发现矿床起了巨大作用，但水系沉积物这种表生均一化介质，无法确定矿源层，也无法给出地球化学块体的厚度，因此使用原生介质圈定地球化学省或地球化学块体，追踪矿源层和进行资源量预测将更为科学。这就给我们提出了一个问题:如何去圈定这种立体的地球化学块体，更为科学地预测资源量？对全国元素分布的了解还仅限于使用水系沉积物或泛滥平原沉积物做为采样介质，这种介质是表生均一化以后的分布情况。尽管对找矿发挥了巨大作用，但对深入研究中国大陆元素的时间演化历史就无能为力。也无法知道地球化学异常源是来自于那个时代，那个地层。对地球化学省、地球化学块体的圈定用于资源评价都是使用的表生介质，要真正圈定立体的地球化学块体，追索矿源层还需要利用原生介质，目前利用原生介质圈定地球化学省或地球化学块体还是空白。1.3千米深度穿透性地球化学研究现状
人类所赖以生存的地球资源都集中在地表及不超过几千米深度之内，因此对地壳千米深度的物质组成和时空分布的探测具有重要的现实意义。澳大利亚的“玻璃地球计划（GlassEarth)”主要目的是查明1km以内的金属矿产资源。对金属矿而言，中国约占1/2的陆地已被盆地和各种覆盖层所掩盖，成为找矿的“处女地”或“甚低工作区”。据统计我国500m深覆盖区面积约50X104~80X104km2，相当于我国已调查、勘探的陆地面积的1/5，是一片极具潜力的金属矿产的新区或“找矿新空间”。因此对能探测这一深度的矿产资源直接信息的地球化学勘查技术的要求已迫在眉睫。
自上个世纪70年代开始，国际找矿界都在致力于研究能探测更大深度的地球化学找矿方法，统称为‘深穿透地球化学”（王学求，1998;谢学锦和王学求，2003)。这些深穿透地球化学方法包括电地球化学方法(CHIM)(Ryss&Goldberg1973)，地气法(GEOGAS)(Kristiansson&Malmqvist，1982);酶提取法(ENZYMELEACH)(Clark,1993)，活动态金属离子法（MMI)(Mannetal.,1995)金属元素活动态提取方法（MOMEO)(Wang,1998)和动态地球气纳微金属测量法（NAMEG)(Wangetal.,
地下水化学测量和活动金属离子测量列入探测技术研究内容。
目前国内外深穿透地球化学技术的发展趋势是:①建立覆盖区元素从深层向表层传输和分散的三维地球化学模型，为覆盖区地球化学勘查提供理论支撑;②将探测技术扩展到盆地地球化学调查和几百米覆盖区;③发展专用提取试剂和技术的标准化与可操作化;④建立能适应各种复杂景观、各种比例尺和各种矿种的技术系列。
2地壳全元素探测的关键技术
要实现对地壳物质成分的探测，必须重点突破地壳物质成分探测的4项关键技术，包括①地壳全元素精确分析技术;②深部物质成分识别技术;③盆地穿透性地球化学探测技术;④多层次海量地球化学数据管理与图形显示技术。
2.1地壳全元素精确分析技术
要实现对地壳成分的精确了解，发展能分析地壳中所有元素(约80个）的分析技术是关键。建立81个指标(含78种元素)配套分析方案和难分析样品的精确分析技术重点是突破含碳质岩石和有机物土壤的贵金属（金、铂族）元素精确分析技术。配套分析方案是以现代先进的大型分析仪器等离子体质谱仪(ICP-MS)，等离子体光学发射光谱仪(ICP-OES)和X射线荧光光谱仪(XRF)为主，配合其他多种专用分析仪器及技术而组成的方法体系（表1)，所有元素的检出限、报出率、准确度、精密度等指标均已达到国际领先水平。
2.2中下地壳物质成分识别技术
深部地壳物质组成研究的现有方法主要包括:①根据因构造运动抬升出露到地表的深部物质（如麻粒岩、榴辉岩、角闪岩等）②根据产于火山岩中的深部地壳包体如麻粒岩包体;③根据地球物理测深与深部岩石物理性质的高温高压实验测定结果之间的拟合;④壳源岩浆岩源区地球化学示踪法。由于以上4种深部地壳物质成分组成研究方法均存在不确定性，因此对深部地壳研究最好是各种方法相互结合，互为补充。
根据中国大陆地壳特点，不同构造单元出露的岩石类型，初步构建地学断面的岩石组成模型;不同构造单元内各类岩石的地震波速高温高压实验室测试;将实验获得的岩石地震波速数据与实测地震波速数据进行拟合，完善地学断面的地壳结构一岩石
球化学示踪研究成果，综合限定和进一步约束区域地壳结构一岩石组成模型;根据获得的不同岩石单点样的地球化学数据，计算每类岩石单位的平均成分;在所建立的地壳结构一岩石组成模型基础上，按照有关的每类岩石单位在地壳每个结构层中所占的比例，进行面积加权平均计算地壳每个结构层的元素丰度;按照每个有关结构层在整个地壳中所占体积比例，通过体积加权平均计算出地壳总体的元素丰度;根据其他学科研究的最新成果，检验深部地壳物质成分计算结果的合理性。
图1是Wedepohl所构建的大陆地壳岩石组成模型（Wedepohl，1995)，根据其代表性岩石组成，就可以获得元素的含量，构建地球化学模型。张本仁等(2003)、路风香等(2006)以东秦岭造山带各类岩石实验测定的v,,值与地震测深获得的秦岭地壳v,,观察值的相互拟合为主，配合岩石变质相、深部岩石包体、壳源岩浆源区等研究，构筑了东秦岭地区华北陆块南缘、北秦岭、南秦岭和扬子陆块北缘4个构造单元的地壳结构一岩石组成一地球化学模型。
1.盆地穿透性地球化学探测技术
盆地及其周边蕴涵着重要的战略性资源，如盆地中的地浸型砂岩型铀矿、石油等，盆地边缘的大型金属矿。但盆地及周边被认为区域化探扫面禁区，覆盖物的影响、技术条件不具备和获取指标的单一，难以满足对盆地及周边资源潜力的全面了解。发展能探测盆地矿产资源直接信息的穿透性地球化学技术，将地表采样与钻探取样相结合，建立立体地球化学分散模式，为盆地及周边覆盖区深部矿产资源调查提供有效方法。
对盆地千米深度探测有两种途径:一是利用深穿透地球化学技术，在地表快速获取深部信息;二是利用钻探手段，直接获取深部样品。
深穿透地球化学（Deejrpenetrationgeochemistry)是探测深部隐伏矿或地质体发出的直接信息的勘查地球化学理论与方法(王学求，1998)。矿床本身及其围岩中的成矿元素或伴生元素，可以在某种或某几种营力作用下(地下水、地球流、离子扩散、蒸发作用、电化学剃度)，被迁移至地表，在地下水和地表土壤介质中形成异常含量，使用水化学测量技术、地球气测量技术、元素活动态提取技术和电化学测量技术可有效发现深部隐伏矿信息。
深穿透地球化学方法有以下几类:①物理分离提取技术；②电化学测量技术；③活动态提取技术(MOMEO);④气体和地气测量技术;⑤水化学测量技术;⑥生物测量技术。澳大利亚的“玻璃地球计划(GlassEarth)”在地球化学技术上使用地下水化学测
即使少部分地区进行了区域化探扫面工作，但由于量和活动金属离子测量技术中国的盆地深穿透地
球化学探测拟使用4种技术:①细粒级采样与分离技术;②金属活动态测量技术;③ICP-MS地下水化学测量技术等;④空气动力返循环钻探粉末取样技术。图2是使用穿透性地球化学技术在吐哈盆地对砂岩型铀矿的探测试验，可以有效探测300m埋深的砂岩型铀矿(王学求等，2002;Wangetd.,2007)。
3全国地球化学基准网的建立
对地壳化学元素的精确探测，需要一套基准参考数据作为探测数据可靠性的标尺，这就要求我们必须建立一个覆盖全国的地球化学基准网，按照地球化学基准网格，建立中国各主要大地构造单元不同时代地层、侵入岩和疏松物沉积物的76种元素基准值，制作元素含量基准地球化学图，为全面地壳物质成分精确探测提供基准参考数据和图件。地球化学基准值的建立，对我国基础地质、理论地球化学、勘查地球化学、矿产资源潜力预测、大地构造划分、地球动力学、生态与环境、农业、卫生与健康等研究领域提供准确可靠的基础地球化学数据,对中国大陆化学元素的时学基准值研究体系，对全球地球化学基准值的建立和最终建立‘化学地球”具有重要奠基性意义。
地球化学基准值（GeochemicalBaselines)的概念来源于全球地球化学基准值计划（GlobalGeochemicalBaselinesProjectIGCP360)它的原意是用系统的全球网格化采样，获得全球地球化学基线图，作为未来衡量全球化学元素含量变化的参照标尺。从它的原创性含义不难看出：地球化学基准值不仅以数据的形式表述含量特征（abundance),而且还以图件的形式表述空间分布特征(distribution),它是用一组数据来刻画元素含量的总体变化水平。这种刻画比采用单一的丰度值能更为客观地反映地质体或某一区域元素的含量值分布。可以是系统采集均一化介质的土壤、水系沉积物、泛滥平原沉积物等来刻画元素的总体分布，也可以是采集不同时代的典型岩石来刻画元素在某一特定地质体中的分布值。基准值既可以作为“点”上某种物质成分含量的基准参考值，又可以作为“面”上元素含量变化的基准地球化学图，用于衡量元素在空分布和演化历史的研宄’对创建全新的中国地球化自然界含量和分布的标尺。克拉克值和元素丰度不
考虑空间分布，只用数值来表达，而地球化学基准值要考虑空间分布，可以制作出基准地球化学图，因此它既可以以数值来表达，也可以以图件的形式来表达。克拉克值和元素丰度表述的是含量特征，而地球化学基准值不仅表述含量特征，而且还表述空间样品地质年代表述时间属性，因此地球化学基准值具有时空分布特征。
根据上述特点，笔者将地球化学基准值定义为:按照统一的基准网系统采集有代表性的样品，在严格标准监控下实测元素含量，以一组数据和图件形尺，即它不仅表示元素含量，还表示元素分布。
“全球地球化学基准计划”(GlobalGeochemicalBaselines)部署5000个基准网格覆盖整个地球陆地面积（Darnleyetal.，1995)。全球基准参考网网格(GlobalReferenceNetworkGrid,GRN)大小为160kmX160km,全球共有约5000个网格。落在中国的网格约500个，完整格子300个左右（图3)。此次全国地球化学基准值的建立将遵循国家基准值数据密度应高于全球数据密度的原则，将每个全球地球化学基准网格划分成4个子网格作为中国基准网格，每个网格大小相当于1个1:20万图幅，因此根据中国的实际和便于岩石样品的采集以及地质解释需要，将采用1:20万图幅作为中国的地球化学基准网格。中国大约有1500个1:20万图幅，也就是布设1500个基准网格。在每个1:20万基准网格内系统采集有代表性的不同时代沉积岩、火成岩、变质岩和疏松沉积物组合样品，总样品量约18000件，精确分析元素的含量，建立中国大陆地球化学基准值，制作化学元素时空分布基准地球化学图。为下一步地壳物质探测提供基础参考数据，并为研究元素在中国大陆的时空分布奠定基础。
4地球化学走廊带试验与示范
地球化学走廊带是指沿着穿越不同大地构造单元和重要成矿区带的地质剖面，并跨越一定的宽度，构建一条化学元素的含量和时空变化走廊。国内外尚无可借鉴的现成技术和经验。将“地壳全元素探测技术与实验示范”项目的其他3个课题所发展的技术(全元素分析技术、深穿透地球化学技术、地壳地球化学模型构建技术和图形显示技术）进行地球化学走廊带探测试验，为下一步地壳探测奠定技术基础，并起到示范作用。
选择穿越不同大地构造单元和重要成矿区带的3条地球化学走廊带进行试验与示范（图4)。3条
走廊带总长度3300km,每条走廊带宽度100km,
预计样品数约14000件。通过常量元素分析、微量元素分析和同位素分析，精确探测走廊带内沉积盖层与结晶基底，不同时代岩浆岩、沉积岩和变质岩76种元素的含量和变化，构建地球化学模型，揭示大型矿集区形成的物质背景和地球化学标志。编制3条走廊带元素时空分布地球化学图，提供给社会使用。
4.1华北陆块一兴冡造山带走廊带
华北陆块一兴蒙造山带地球化学走廊带（约1500km)精确探测地球化学走廊带内76种元素含量和变化，构建走廊带地壳地球化学模型，研究华北陆块北缘和大兴安岭大型矿集区地球化学特征和找矿标志。东海县大陆科学钻为起点，穿过郯庐断裂、胜利油田、燕山造山带、兴蒙造山带。该走廊带具有重要科学意义和找矿意义。如跨越两大地质单家16个油田中金含量最高的油田，石油中金含量可达0.132~1.06g/1(林清等，1993)。Wang(1998)发现沿郯庐断裂存在巨大金异常带，同时在胜利油田上方和胶东金矿上方出现Au高含量浓集中心。胜利油田金来源与胶东金矿金来源有什么关系？是因为胶东隆起剥蚀的物源沉积到渤海湾盆地带来的高含量金，还是金是来自于深部(油金同源）？
4.2华南造山带一扬子陆块东南缘走廊带
华南造山带一扬子陆块东南缘（武夷山一南岭一扬子陆块东南缘）走廊带(约1000km)穿过武夷山成矿带和南岭成矿带，精确探测地球化学走廊带内76种元素含量和变化，构建走廊带地壳地球化学模型，提供大型矿集区成矿的地球化学背景和找矿标志。
4.3西秦岭一阿拉善走廊带
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