化學(xué)方程式教學(xué)策略有效性的實(shí)驗(yàn)研究

蔡 紅龔正元

（1江蘇省徐州市潘塘中學(xué) 江蘇 徐州 221111；2南京師范大學(xué)教師教育學(xué)院 江蘇 南京 210097）

一、研究的起因

化學(xué)方程式作為一種語(yǔ)言符號(hào)，是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具。它有利于學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)，同時(shí)也有利于進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。通過(guò)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：凡是能正確熟練的書寫化學(xué)方程式的同學(xué)，他們的化學(xué)成績(jī)都不差。所以說(shuō)化學(xué)方程式的學(xué)習(xí)直接影響到學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的水平。

根據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，筆者發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)方程式的內(nèi)容基本以死記硬背為主，化學(xué)方程式的學(xué)習(xí)需要花很長(zhǎng)的時(shí)間，需要幾個(gè)來(lái)回默寫記憶才能掌握。這樣加劇了學(xué)生思維的僵化，給化學(xué)學(xué)習(xí)帶來(lái)諸多不利因素。特別是進(jìn)入酸堿鹽的學(xué)習(xí)，學(xué)生接觸到的化學(xué)反應(yīng)數(shù)量明顯增加，而且化學(xué)方程式的難度也有所提高。若不改變?cè)械膶W(xué)習(xí)習(xí)慣，仍然采用以死記硬背為主的方法學(xué)習(xí)化學(xué)方程式，則往往效果很差，甚至還影響到學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。筆者在教學(xué)中也發(fā)現(xiàn)：化學(xué)方程式是學(xué)生學(xué)習(xí)的分化點(diǎn)之一。為了進(jìn)行更好的教學(xué)，于是筆者查閱了國(guó)內(nèi)外相關(guān)的資料，進(jìn)行學(xué)習(xí)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：雖然有很多關(guān)于化學(xué)方程式的教學(xué)策略的文章，但是細(xì)細(xì)看來(lái)，發(fā)現(xiàn)關(guān)于化學(xué)方程式的教學(xué)策略大同小異。查閱資料中還產(chǎn)生了一些疑問(wèn)：這些為數(shù)不多的教學(xué)策略真的有效嗎？其有效性能達(dá)到多少？這些方法中哪一種更有效？這些疑問(wèn)促使筆者對(duì)這些教學(xué)策略進(jìn)行歸納總結(jié)，并通過(guò)相關(guān)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，獲得有關(guān)的數(shù)據(jù)，比較這些策略的有效度。

二、化學(xué)方程式教學(xué)的基本策略

通過(guò)查閱資料和多年的教學(xué)實(shí)踐，歸納總結(jié)以下學(xué)習(xí)化學(xué)方程式的策略：

1.讓學(xué)生親身經(jīng)歷完整的化學(xué)方程式書寫過(guò)程

化學(xué)方程式的書寫不單是一個(gè)知識(shí)的再現(xiàn)過(guò)程，從某種意義上說(shuō)，化學(xué)方程式的書寫過(guò)程也是一個(gè)問(wèn)題解決的過(guò)程。在解決問(wèn)題的過(guò)程中，僅僅在記憶中貯存一定數(shù)量的組塊還不夠，還必須有產(chǎn)生式系統(tǒng)，即把知識(shí)組織起來(lái)的若干程序。學(xué)生不能完整再現(xiàn)化學(xué)方程式，尤其不能根據(jù)給定的條件正確書寫化學(xué)方程式，都與產(chǎn)生式系統(tǒng)的缺乏有關(guān)。不經(jīng)歷真正的知識(shí)形成過(guò)程而是簡(jiǎn)單接受的知識(shí)，是很難深刻和靈活應(yīng)用的。一些學(xué)生想當(dāng)然地認(rèn)為背誦是學(xué)習(xí)化學(xué)方程式最好的方法，卻從沒有深入思考化學(xué)方程式各部分間的聯(lián)系，沒有經(jīng)歷一次完整的化學(xué)方程式書寫過(guò)程。因此，在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷完整的化學(xué)方程式書寫過(guò)程，能夠促進(jìn)學(xué)生產(chǎn)生式系統(tǒng)的形成，提高化學(xué)方程式的學(xué)習(xí)效率。

如在學(xué)習(xí)《石灰石的利用》這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，教師可以讓學(xué)生閱讀課本，找出三種含鈣的物質(zhì)——碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣，讓學(xué)生了解其物理化學(xué)性質(zhì)，并寫出它們之間相互轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式。在分析碳酸鈣的類別（碳酸鹽）之后，引導(dǎo)學(xué)生回憶并寫出實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O，由此推測(cè)出碳酸鹽的通性——“遇酸冒氣泡”，從而學(xué)會(huì)碳酸鹽的檢驗(yàn)方法，再寫Na2CO3、K2CO3與HCl的反應(yīng)就容易得多了。讓學(xué)生嘗試完成上述所列出的化學(xué)方程式，使學(xué)生經(jīng)歷完整的化學(xué)方程式的書寫過(guò)程，有利于學(xué)生邏輯思維的養(yǎng)成，發(fā)現(xiàn)化學(xué)方程式書寫的內(nèi)在規(guī)律。

2.利用實(shí)驗(yàn)作載體，加強(qiáng)直觀，名實(shí)互現(xiàn)

化學(xué)用語(yǔ)的教學(xué)應(yīng)與所表示的具體物質(zhì)、反應(yīng)及有關(guān)的概念、理論等內(nèi)容密切聯(lián)系，不能孤立地講化學(xué)用語(yǔ)?？吹匠Ｒ姷奈镔|(zhì)能寫出化學(xué)式，遇到常見的反應(yīng)完成化學(xué)方程式。相反，從化學(xué)式、化學(xué)方程式中聯(lián)想到具體的物質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)。化學(xué)實(shí)驗(yàn)是加強(qiáng)直觀、名實(shí)結(jié)合的橋梁。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，不僅可以激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的自覺性和積極性，同時(shí)還可以幫助學(xué)生形成化學(xué)概念、理解鞏固化學(xué)知識(shí)，還可以培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象，歸納綜合、抽象概括和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。例如：在講實(shí)驗(yàn)室煉鐵的原理時(shí)，首先展示氧化鐵和一氧化碳?xì)怏w，讓學(xué)生觀察顏色、狀態(tài)，寫出化學(xué)式為Fe2O3和CO；然后，教師連接實(shí)驗(yàn)裝置，講明裝置的特點(diǎn)、操作步驟及原因；最后指導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并用磁鐵來(lái)吸引固體生成物。做完實(shí)驗(yàn)后，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，什么物質(zhì)，在什么條件下反應(yīng)，生成了什么物質(zhì)。學(xué)生很容易推出Fe2O3和CO在高溫條件下反應(yīng)，生成了Fe和CO2的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式Fe2O3+而且記憶深刻。這就從具體實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象抽象出了化學(xué)方程式；相反，要求學(xué)生由化學(xué)方程式Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2能聯(lián)想到CO通入盛有Fe2O3的玻璃管中加熱，紅色Fe2O3就會(huì)變成黑色的鐵粉，同時(shí)生成能使澄清的石灰水變渾濁這一化學(xué)現(xiàn)象。經(jīng)常進(jìn)行這種“名實(shí)互現(xiàn)”的訓(xùn)練，不但促進(jìn)了學(xué)生對(duì)化學(xué)用語(yǔ)的掌握，而且培養(yǎng)了學(xué)生的觀察、分析和推理的能力。

3.根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)歸納規(guī)律進(jìn)行學(xué)習(xí)

教學(xué)中，如果學(xué)生對(duì)新的化學(xué)方程式難以理解，在正式學(xué)習(xí)新知識(shí)之前，教師可以向?qū)W生介紹一些他們比較熟悉的材料，這些材料同時(shí)又高度概括地包含了正式學(xué)習(xí)材料的關(guān)鍵內(nèi)容。這些材料的內(nèi)容介于新舊知識(shí)之間，在學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解中充當(dāng)橋梁作用，使學(xué)生易于同化新知識(shí)。例如在學(xué)習(xí)金屬活動(dòng)順序時(shí)，可在學(xué)習(xí)前復(fù)習(xí)第五章里學(xué)習(xí)過(guò)的金屬間的置換反應(yīng)規(guī)律，作為先行組織者，通過(guò)己熟悉的反應(yīng)（性質(zhì)）進(jìn)行比較，有利于對(duì)新知識(shí)的同化。

在教學(xué)中還可以采用歸納規(guī)律的方法，根據(jù)反應(yīng)的特點(diǎn)、書寫規(guī)則進(jìn)行高度概括，把繁雜難記的內(nèi)容編成幾個(gè)句子。比如：學(xué)習(xí)初中化學(xué)中的四種基本反應(yīng)類型的特點(diǎn)可以這樣歸納：化合反應(yīng)——“多變一”；分解反應(yīng)——“一變多”；置換反應(yīng)——“單質(zhì)+化合物→單質(zhì)+化合物”，復(fù)分解反應(yīng)——“兩相換，價(jià)不變”，特別是學(xué)習(xí)復(fù)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式時(shí)，筆者帶領(lǐng)同學(xué)一起找出其交換規(guī)律——“前不動(dòng)，后交換”，比如：NaOH+HCl=NaCl+H2O，按照這個(gè)規(guī)律只交換畫線部分，學(xué)生就很容易的進(jìn)行交換：保持“Na”和“H”的位置不動(dòng)，仍放在前面，把“OH”和“Cl”進(jìn)行交換，再根據(jù)各自的化合價(jià)寫出正確的化學(xué)式，最后配平即可。經(jīng)過(guò)2年的教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)特別是學(xué)習(xí)第七章《酸堿鹽的應(yīng)用》時(shí)，這種教學(xué)方法更有利于學(xué)生接受，效果不錯(cuò)。

三、化學(xué)方程式的幾種學(xué)習(xí)策略的對(duì)比實(shí)驗(yàn)

【研究對(duì)象】2011年9月新升入初三的本校九（2）班學(xué)生，共32人，根據(jù)期中考試中的化學(xué)成績(jī)分成了3個(gè)平行組，第一組11人，化學(xué)平均成績(jī)38.2分 （滿分60分）；第二組11人，平均成績(jī)是37.9分；第三組10人，平均成績(jī)是38.8分。

【研究方法】試卷測(cè)評(píng)法、談話法

【研究過(guò)程】展示任務(wù)：6個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式：

（1）鎂帶在空氣中的燃燒；（2）高錳酸鉀加熱分解；（3）鐵和稀硫酸反應(yīng)；（4）氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液的反應(yīng)；（5）氫氧化鈣和稀鹽酸的反應(yīng)；（6）碳酸鈉和稀鹽酸的反應(yīng)。

分別給3組學(xué)生布置學(xué)習(xí)任務(wù)：

第一組：直接提供給他們這6個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式，直接背誦，記錄默寫到全對(duì)時(shí)，各自所需要的時(shí)間；

第二組：到實(shí)驗(yàn)室里邊做實(shí)驗(yàn)，邊根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等討論完成這六個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式，記憶并默寫至全對(duì)，記錄各自所需要的時(shí)間；

第三組：在教師的引導(dǎo)下，先按照反應(yīng)類型進(jìn)行歸類，找出其內(nèi)在的反應(yīng)規(guī)律（反應(yīng)1是化合反應(yīng)，“多變一”；反應(yīng)2是分解反應(yīng)，“一變多”；第3個(gè)反應(yīng)是置換反應(yīng)，“單質(zhì)+化合物→單質(zhì)+化合物”；第 4、5、6都是復(fù)分解反應(yīng)，“兩相換，價(jià)不變”，“前不動(dòng)，后交換”），學(xué)生相互討論交流彼此的心得，記憶并默寫至全對(duì)，記錄各自所需要的時(shí)間。

時(shí)間組別最快者需要的時(shí)間 最慢者需要的時(shí)間 全組平均時(shí)間 結(jié)論第一組 8分12秒45分鐘的實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)未能完成，延長(zhǎng)15分鐘才完成28分鐘26秒第二組 6分20秒 34分鐘48秒 18分鐘42秒第三組 5分52秒 28分鐘35秒 14分11秒找內(nèi)在規(guī)律的方法更有利于化學(xué)方程式的學(xué)習(xí)。

為了檢驗(yàn)記憶的持久度，一周后，筆者又對(duì)這6個(gè)化學(xué)方程式進(jìn)行了默寫，結(jié)果如下：

數(shù)目組別 全對(duì) 錯(cuò)1個(gè) 錯(cuò)2個(gè) 錯(cuò)3個(gè) 錯(cuò)4個(gè) 錯(cuò)5個(gè) 錯(cuò)6個(gè)人第一組（11人）數(shù) 2人 1人 2人 2人 1人 2人 1人比率18.2%9.09%18.2%18.2%9.09%18.2%9.09%人第二組（11人）數(shù) 3人 2人 1人 3人 1人 1人 0人比率27.3%18.2%9.09%27.3%9.09%9.09% 0%人第三組（10人）數(shù) 4人 2人 2人 0人 1人 1人 0人比率 40% 20% 20% 0% 10% 10% 0%

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)論和反思

通過(guò)化學(xué)方程式教學(xué)策略的有效性研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：采用恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行教和學(xué)的確能夠有效地提高學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)成績(jī)。通過(guò)研究，筆者發(fā)現(xiàn)在初中化學(xué)用語(yǔ)教學(xué)中，學(xué)習(xí)化學(xué)方程式最有效的方法是找內(nèi)在規(guī)律法。當(dāng)然，最有效不代表唯一。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)深入學(xué)生，進(jìn)行了仔細(xì)的觀察，并和各層次的學(xué)生進(jìn)行了交談，也了解到了一些問(wèn)題：化學(xué)學(xué)習(xí)程度越差的學(xué)生，學(xué)習(xí)這部分越困難，雖然費(fèi)了很大的力氣，仍然會(huì)丟三落四，如化學(xué)式不會(huì)寫，不會(huì)配平，丟掉反應(yīng)條件或者氣體符號(hào)、沉淀符號(hào)等等，感覺比背英語(yǔ)課本還難。記憶的持久性更不能保證，學(xué)習(xí)后保持一天就不錯(cuò)了。究其原因，還是化學(xué)用語(yǔ)的相承性造成的，前面的元素符號(hào)，化學(xué)式、化合價(jià)等內(nèi)容沒學(xué)會(huì)，沒吃透，后面的學(xué)習(xí)就遇到了各種困難，更加證明了“空中樓閣“是不可能實(shí)現(xiàn)的。對(duì)這部分基礎(chǔ)較差的同學(xué)還是要盡量補(bǔ)上前面欠缺的知識(shí)，否則就只能采取死記硬背的方法了；而對(duì)于程度中等以上的學(xué)生，還是多使用找反應(yīng)規(guī)律的學(xué)習(xí)策略，進(jìn)行理解性學(xué)習(xí)，更有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。筆者認(rèn)為，可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，不同程度的學(xué)生采用不同的教學(xué)方法，在教學(xué)中靈活使用多種教學(xué)方法，因材施教，將會(huì)更有利于學(xué)生積極、主動(dòng)地學(xué)習(xí)。

［1］ 吳俊明，王祖浩.化學(xué)學(xué)習(xí)論［M］.南寧∶廣西教育出版社，1996

［2］ 中華人民共和國(guó)教育部制定.化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）［M］.北京：人民教育出版社，2003

［3］ 朱秀蓮.初中化學(xué)用語(yǔ)學(xué)習(xí)現(xiàn)狀調(diào)查及其教學(xué)策略研究［D］.陜西師范大學(xué)，2009

［4］ 任紅艷.化學(xué)問(wèn)題解決及其教學(xué)的研究［D］.南京師范大學(xué)，2005

［5］ 馬暉等.提高學(xué)生化學(xué)方程式學(xué)習(xí)效率初探［J］.化學(xué)教與學(xué)，2011，（4）

［6］ 黃靜.初中生化學(xué)符號(hào)學(xué)習(xí)的調(diào)查及評(píng)測(cè)研究［D］.華東師范大學(xué)，2011