基于“學(xué)科觀念”培養(yǎng)的初中化學(xué)教學(xué)探討

穆小艷

新課程以進(jìn)一步提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨，而化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)的主要內(nèi)涵是化學(xué)學(xué)科觀念.化學(xué)學(xué)科觀念不是具體的化學(xué)知識(shí)，也不是化學(xué)知識(shí)的簡(jiǎn)單組合，而是學(xué)生通過化學(xué)學(xué)習(xí)后在頭腦中建立起來的概括性認(rèn)識(shí)，也就是在深入理解化學(xué)學(xué)科特征的基礎(chǔ)上所獲得的對(duì)化學(xué)的總括性認(rèn)識(shí).

關(guān)于化學(xué)學(xué)科觀念的內(nèi)涵，國內(nèi)外學(xué)者從多種不同角度展開研究.最為簡(jiǎn)明的表述是將化學(xué)基本觀念分為知識(shí)類、方法類和情意類觀念三個(gè)維度，繼而又分為元素觀、微粒觀、變化觀、實(shí)驗(yàn)觀和分類觀6個(gè)方面.中學(xué)化學(xué)學(xué)科觀念的教學(xué)研究?jī)r(jià)值主要有：①有利于激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的持久興趣；②有利于增進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的深入理解；③有利于促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的全面發(fā)展.

下面結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，以“依據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算”為例，從化學(xué)學(xué)科知識(shí)、方法及情感態(tài)度價(jià)值觀三個(gè)維度，以“問題串”形式層層展開，就如何實(shí)現(xiàn)基于學(xué)科觀念的化學(xué)教學(xué)談?wù)勛约旱捏w驗(yàn)與設(shè)計(jì).

一、創(chuàng)設(shè)情境、引入課題

觀看自拍視頻——高錳酸鉀制氧氣.

問題串1：準(zhǔn)備收集4瓶氧氣，為什么才收集到第三瓶氧氣，導(dǎo)管口就沒有氣泡呢？

問題串2：制取4瓶氧氣至少需要多少高錳酸鉀呢？如何才能知道收集一定量氧氣究竟需要多少高錳酸鉀呢？

設(shè)計(jì)意圖：結(jié)合滬教版學(xué)生基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)一，通過學(xué)生親身實(shí)踐，引起共鳴，感受化學(xué)計(jì)算的必要性.

二、新聞鏈接、關(guān)注時(shí)事

觀看網(wǎng)絡(luò)視頻——遙感衛(wèi)星18號(hào)升空.

問題串3：已知火箭的第三級(jí)推進(jìn)器中燃料是液氫，助燃劑是液氧.當(dāng)火箭攜帶7t液氫時(shí)，需要多少液氧才能滿足這些液氫的完全燃燒呢？如果過多或過少會(huì)出現(xiàn)什么后果？

設(shè)計(jì)意圖： 創(chuàng)設(shè)情境，通過教師提問所加燃料的多或少，讓學(xué)生深刻感受到化學(xué)方程式計(jì)算的必要性、重要性及嚴(yán)謹(jǐn)性.同時(shí)感受科技的偉大，感嘆我國航天科技的發(fā)展.

三、復(fù)習(xí)鞏固、過渡新知

化學(xué)方程式含義的教學(xué).

問題串4：你能寫出氫氣在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式嗎？

設(shè)計(jì)意圖：將高科技知識(shí)轉(zhuǎn)化為學(xué)生熟悉的情境，體驗(yàn)化學(xué)服務(wù)于生活，服務(wù)于科技的觀念.

問題串5：依據(jù)方程式計(jì)算，首先應(yīng)充分理解方程式的含義：①從物質(zhì)變化的角度，你能獲得什么信息？②從物質(zhì)構(gòu)成的角度看這個(gè)反應(yīng)方程式，你又能獲得什么信息？ ③從質(zhì)量的角度看，你又獲得了什么信息呢？

設(shè)計(jì)意圖：化學(xué)方程式的含義講解時(shí)，借助“最近發(fā)展區(qū)”理論，適當(dāng)延伸學(xué)習(xí)內(nèi)容，從物質(zhì)構(gòu)成角度和提供的元素相對(duì)原子質(zhì)量引申出物質(zhì)的質(zhì)量含義，從而過渡到新知識(shí)的學(xué)習(xí).讓學(xué)生感受到化學(xué)方程式不僅是表示化學(xué)反應(yīng)的符號(hào)，同時(shí)包含著非常豐富的信息；不僅有宏觀與微觀的含義，同時(shí)也包含定性與定量的含義.而依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的核心：就是利用了具體的化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的質(zhì)量比例是固定且唯一的事實(shí).

問題串6：如果有4t氫氣需要多少氧氣才能恰好完全燃燒？生成多少水呢？ 如果有16t氧氣能夠供給多少氫氣充分燃燒，生成的水又是多少呢？

設(shè)計(jì)意圖：通過已知量的變換，讓學(xué)生體會(huì)到化學(xué)方程式計(jì)算中反應(yīng)物、生成物質(zhì)量間存在某種必然的且唯一的比例關(guān)系.

四、角色扮演、體現(xiàn)主體

問題串7：請(qǐng)你當(dāng)回火箭推進(jìn)器的設(shè)計(jì)師，當(dāng)確定火箭的燃料艙內(nèi)攜帶7t液氫時(shí)，助燃倉內(nèi)需要攜帶多少液氧才能讓液氫恰好完全反應(yīng)呢？

問題串8：結(jié)合學(xué)生的成果展示情況，x哪來的？代表什么？4、32哪兒來的？你又是依據(jù)了什么列出了這個(gè)比例式呢？

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生感受方程式中各個(gè)量之間的比例關(guān)系.讓學(xué)生自主歸納解題過程與步驟，體會(huì)化學(xué)解題的規(guī)范性、嚴(yán)謹(jǐn)性和必要性.另外，訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維，避免單一的模仿.讓學(xué)生感受到：化學(xué)方程式計(jì)算就應(yīng)該這樣，而不是老師規(guī)定我們必須這樣.

五、規(guī)范格式、完善步驟

問題串9：以上過程，大家完成的規(guī)范嗎？請(qǐng)同學(xué)們模仿課本例題和黑板上的內(nèi)容，完善自己的解題過程吧！

設(shè)計(jì)意圖：用感知到的解題步驟和閱讀課本例題去自我完善.

問題串10：你能小結(jié)化學(xué)方程式計(jì)算的解題步驟嗎？

設(shè)計(jì)意圖：及時(shí)地歸納與總結(jié)有利于學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕忸}步驟.

六、學(xué)以致用、提升能力

問題串11：為了使120g碳恰好完全燃燒，需要多少克

O2？生成物CO2的質(zhì)量為多少呢？

問題串12：同學(xué)們，你還能用其他方法計(jì)算CO2的質(zhì)量嗎？

問題串13：為什么化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量守恒呢？你能從微觀角度分析嗎？如果結(jié)合這個(gè)化學(xué)反應(yīng)呢？

問題串14：正因?yàn)樘荚油耆D(zhuǎn)移到CO2分子中了，即碳元素完全轉(zhuǎn)移到CO2中，CO2中碳元素的質(zhì)量就等于碳的質(zhì)量，現(xiàn)在已知碳元素的質(zhì)量，如何計(jì)算出CO2的質(zhì)量呢？

設(shè)計(jì)意圖：煤炭作為徐州的重要資源，是學(xué)生非常熟悉的物質(zhì)，從學(xué)生的生活實(shí)際出發(fā)，更能引起學(xué)生的共鳴，同時(shí)也能讓學(xué)生深切感受到化學(xué)方程式計(jì)算在生產(chǎn)中所起的巨大作用.結(jié)合質(zhì)量守恒定律、化學(xué)式計(jì)算和化學(xué)方程式計(jì)算形成新的知識(shí)網(wǎng)絡(luò).同時(shí)，發(fā)現(xiàn)三種不同的計(jì)算有著共同的思想——守恒.

問題串15：請(qǐng)大家?guī)椭窗餐瑢W(xué)解決高錳酸鉀制氧氣實(shí)驗(yàn)中遇到的問題吧！實(shí)驗(yàn)室用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，如果準(zhǔn)備收集這樣的4瓶氧氣，至少生成1.6g的氧氣，需要多少高錳酸鉀呢？

設(shè)計(jì)意圖：回歸到本節(jié)開篇的問題，讓學(xué)生充分體會(huì)到化學(xué)計(jì)算在解決計(jì)量問題發(fā)揮的巨大作用.同時(shí)也體驗(yàn)到解決問題的成就感.

問題串16：同學(xué)們都采用了化學(xué)方程式計(jì)算嗎？還有其他的計(jì)算方法嗎？

問題串17：為什么兩種計(jì)算結(jié)果不同呢？

小結(jié)：化學(xué)方程式計(jì)算更能直觀本質(zhì)地揭示化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系，化學(xué)方程式計(jì)算是一種非常重要的計(jì)算形式，具有非常廣泛的應(yīng)用，也是同學(xué)們必須掌握的一項(xiàng)技能.

設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)比化學(xué)式計(jì)算與化學(xué)方程式計(jì)算結(jié)果的差異，發(fā)現(xiàn)化學(xué)方程式計(jì)算更能直觀本質(zhì)揭示反應(yīng)中各物質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系.

七、課堂小結(jié)、達(dá)成共識(shí)

學(xué)生總結(jié) ：知識(shí)層面、方法層面、學(xué)科觀念角度.

教師總結(jié)：在化學(xué)變化中，物質(zhì)可以變化，但組成物質(zhì)的元素不變；物質(zhì)之間可以互相轉(zhuǎn)化，可以由一種物質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種物質(zhì)，但在質(zhì)量等量的方面，還存在著必然的聯(lián)系.正因?yàn)槿绱耍沟没瘜W(xué)反應(yīng)具有更廣泛的應(yīng)用.

設(shè)計(jì)意圖：談收獲，學(xué)生回顧一節(jié)課的內(nèi)容，既收獲了知識(shí)技能，收獲了分析化學(xué)反應(yīng)的方法，更收獲了化學(xué)反應(yīng)中守恒的觀念.

綜上所述，在“依據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算”教學(xué)過程中，筆者緊緊圍繞化學(xué)學(xué)科觀念——學(xué)科知識(shí)、學(xué)科方法和學(xué)科情意類觀念三個(gè)方面，實(shí)踐了對(duì)學(xué)生強(qiáng)化觀念、培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)的教學(xué).通過本設(shè)計(jì)的課堂實(shí)踐發(fā)現(xiàn)：學(xué)生思維動(dòng)起來了，課堂活起來了，課堂效果好起來了.學(xué)科觀念教學(xué)是一個(gè)永恒的話題，通過我們的不斷領(lǐng)會(huì)、深入研究，必將在實(shí)踐中不斷提升.