基于初三學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的化學(xué)式教學(xué)

周云飛

摘要：以“純凈物化學(xué)式的書寫”的教學(xué)為例，結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐提出在化學(xué)式書寫教學(xué)中的具體措施、教學(xué)策略，以及進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化的思路。

關(guān)鍵詞：初三；認(rèn)知規(guī)律；化學(xué)式；化學(xué)式書寫

文章編號(hào)：1008-0546（2014）05-0016-03 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.05.006

化學(xué)式是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具，正確、規(guī)范地書寫化學(xué)式是每個(gè)初三學(xué)生必須具備的化學(xué)基本技能，它是進(jìn)一步學(xué)好后續(xù)知識(shí)的起點(diǎn)和關(guān)鍵。從多年的教學(xué)實(shí)踐來看，化學(xué)式的學(xué)習(xí)是初三學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中的第一個(gè)分化點(diǎn)。那么如何做好這部分內(nèi)容的教學(xué)？怎樣分化難點(diǎn)，幫助學(xué)生平穩(wěn)地渡過這一難關(guān)？本文擬以滬教版九年級(jí)化學(xué)“物質(zhì)的組成”（第二課時(shí)）為例，談一談筆者在教學(xué)過程中的一些嘗試與思考。

一、加強(qiáng)識(shí)記，提前感知

在第一、二章的教學(xué)中，學(xué)生已經(jīng)接觸到了一些常見物質(zhì)，譬如：氧氣、二氧化碳、水、過氧化氫、高錳酸鉀等等，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要，可要求學(xué)生先了解并識(shí)記這兩章中涉及到的一些常見物質(zhì)的化學(xué)式，使他們對(duì)這些常見物質(zhì)的組成先有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，也為進(jìn)入第三章的學(xué)習(xí)做一個(gè)鋪墊。

二、領(lǐng)會(huì)課標(biāo)，把握方向

課程標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于對(duì)滬教九年級(jí)化學(xué)“物質(zhì)的組成”這一節(jié)的具體要求是：1.能說出幾種常見元素的化合價(jià)；2.能用化學(xué)式表示某些常見物質(zhì)的組成；3.利用相對(duì)原子質(zhì)量、相對(duì)分子質(zhì)量進(jìn)行物質(zhì)組成的簡(jiǎn)單計(jì)算。4.能看懂某些商品標(biāo)簽上標(biāo)示的組成元素及其含量。

根據(jù)初三學(xué)生的已有基礎(chǔ)和認(rèn)知規(guī)律，并結(jié)合滬教版教材的特點(diǎn)，在教學(xué)中將本節(jié)課劃分為五個(gè)課時(shí)：第一課時(shí)：化學(xué)式的意義；第二課時(shí)：純凈物化學(xué)式的書寫；第三課時(shí)：化學(xué)式、化合價(jià)的應(yīng)用；第四課時(shí)：有關(guān)化學(xué)式的簡(jiǎn)單計(jì)算；第五課時(shí)：商品標(biāo)簽的認(rèn)識(shí)、有效數(shù)據(jù)的獲取與簡(jiǎn)單計(jì)算。

三、課例實(shí)踐，自主探究

下面以第二課時(shí)純凈物化學(xué)式的書寫為例：

導(dǎo)入：上節(jié)課我們和同學(xué)們一起學(xué)習(xí)了化學(xué)式的意義，你們知道哪些物質(zhì)才有化學(xué)式嗎？（學(xué)生問答：純凈物），今天這節(jié)課我們就跟同學(xué)們一起學(xué)習(xí)純凈物化學(xué)式的書寫。

[問題1] 請(qǐng)寫出下列單質(zhì)的化學(xué)式，你還能寫出其它兩種單質(zhì)的化學(xué)式嗎？

銅 鎂 紅磷 硫磺 木炭 氧氣 氮?dú)?氦氣

設(shè)計(jì)意圖：1. 檢測(cè)學(xué)生對(duì)單質(zhì)化學(xué)式的記憶情況；2. 通過“你還能寫出其它兩種物質(zhì)的化學(xué)式嗎？”引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維，在頭腦中梳理與此同類別的物質(zhì)，并寫出它們的化學(xué)式。進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生歸納單質(zhì)的化學(xué)式書寫規(guī)則：（1）大多數(shù)單質(zhì)直接用元素符號(hào)表示其化學(xué)式；（2）少數(shù)單質(zhì)需要在元素符號(hào)的右下角標(biāo)上適當(dāng)?shù)臄?shù)字。此處，強(qiáng)調(diào)：右下角的數(shù)字不一定全都是2，譬如臭氧（O3）、碳-60（C60）等。

引例：請(qǐng)寫出二氧化碳、水、氧化鎂的化學(xué)式，分析比較它們?cè)诮M成上有哪些共同點(diǎn)和不同點(diǎn)。組織學(xué)生進(jìn)行交流、討論后得出結(jié)論：化學(xué)式不僅可以反映化合物中的元素組成，還能反映出中各元素的原子個(gè)數(shù)比；不同化合物中元素的原子個(gè)數(shù)比不同。

設(shè)問：化學(xué)式右下角的小數(shù)字能隨意改動(dòng)嗎？為什么？

學(xué)生討論后，小結(jié)：化學(xué)式是用來表示物質(zhì)組成的，而任何純凈物都有固定的組成，表示每種物質(zhì)的化學(xué)式只有一個(gè)，因此，化學(xué)式右下角的數(shù)字不能隨意改動(dòng)。

設(shè)計(jì)意圖：從學(xué)生熟悉的物質(zhì)入手，通過對(duì)元素組成、原子個(gè)數(shù)比等問題的分析，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)“化學(xué)式是物質(zhì)組成的真實(shí)反映”這一觀點(diǎn)的認(rèn)同和理解，為下面引入元素化合價(jià)的知識(shí)作一鋪墊。

講解：科學(xué)家通過大量的實(shí)驗(yàn)，研究了許許多多的化合物，發(fā)現(xiàn)化合物中各元素的原子個(gè)數(shù)都有一定的比值，而體現(xiàn)這種關(guān)系的比值被稱為元素的化合價(jià)，也就是說，化合價(jià)反映了化合物中不同元素的原子之間相互化合的數(shù)目。

設(shè)計(jì)說明：教材中沒有化合價(jià)的概念，課程標(biāo)準(zhǔn)也不要求學(xué)生掌握化合價(jià)的概念，學(xué)生可能對(duì)化合價(jià)這一名詞感到陌生，甚至不理解，課堂中不宜對(duì)其概念做過多的糾纏，否則可能會(huì)陷入“越想講清反而越講不清”的泥潭。因此，用一種簡(jiǎn)化的方式讓學(xué)生了解化合價(jià)的由來，認(rèn)識(shí)化合價(jià)的作用即可。

展示常見元素和原子團(tuán)的化合價(jià)的表格，引導(dǎo)學(xué)生尋找其中的規(guī)律，并在組內(nèi)進(jìn)行交流討論，小組匯報(bào)。歸納出化合價(jià)的一般規(guī)律。其設(shè)計(jì)意圖是使學(xué)生對(duì)元素的化合價(jià)有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。通過“你還有什么疑問嗎？”，引導(dǎo)學(xué)生自我反思，勇于質(zhì)疑?？尚〗M討論解決，也可采取學(xué)生問、教師答的方式幫助學(xué)生理順脈絡(luò)。

[問題2]請(qǐng)?jiān)谙铝谢瘜W(xué)式中的各元素的正上方標(biāo)上化合價(jià)。

HCl NaCl MgO H2O AlCl3

你有什么發(fā)現(xiàn)嗎？

設(shè)計(jì)意圖：1. 使學(xué)生知道元素化合價(jià)的標(biāo)注方法；2. 引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并歸納化合價(jià)規(guī)則：在化合物里，各元素的化合價(jià)的代數(shù)和為零。此處，不僅要用眼看，還要用心去理解，更要能用語言表述出來。

教師講解：由于化合價(jià)是不同種元素在形成化合物時(shí)表現(xiàn)出來的，因此，我們規(guī)定單質(zhì)中元素的化合價(jià)為零。

應(yīng)用化合價(jià)1：計(jì)算下列物質(zhì)中錳元素的化合價(jià)，并按由高到低的順序排列：

MnO2 KMnO4 Mn K2MnO4

設(shè)計(jì)說明：學(xué)生運(yùn)用剛剛學(xué)習(xí)的化合價(jià)規(guī)則計(jì)算Mn元素的化合價(jià)，其目的是要求學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用化合價(jià)規(guī)則求未知元素或具有可變價(jià)態(tài)元素的化合價(jià)。進(jìn)而加深對(duì)化合價(jià)規(guī)則的理解。

應(yīng)用化合價(jià)2：計(jì)算下列原子團(tuán)中劃線元素的化合價(jià)

CO32- SO42- NH4+ NO3-

設(shè)計(jì)意圖：要求學(xué)生進(jìn)一步運(yùn)用化合價(jià)規(guī)則求原子團(tuán)中某元素的化合價(jià)，其目的是要學(xué)生搞清原子團(tuán)不是物質(zhì)，它們的化合價(jià)并非是零。

應(yīng)用化合價(jià)3：試標(biāo)出硝酸銨（NH4NO3）中氮元素的化合價(jià)。

設(shè)計(jì)說明：在上題的練習(xí)中學(xué)生已經(jīng)分別計(jì)算出了銨根和硝酸根中氮元素的化合價(jià)，通過“你發(fā)現(xiàn)了什么”問題思考，使學(xué)生感悟到在同一種物質(zhì)中，即使是同一種元素，它的化合價(jià)也可能是不同的。

[問題3] 已知鋁元素的化合價(jià)是+3價(jià)，氧元素的化合價(jià)是-2價(jià)，試寫出氧化鋁的化學(xué)式，與你的同桌交流。

設(shè)計(jì)說明：讓學(xué)生利用化合價(jià)規(guī)則，試著寫出氧化鋁的化學(xué)式，學(xué)生可能有多種辦法解決，也有學(xué)生可能一籌莫展，無從下手，這時(shí)可讓已經(jīng)寫出的學(xué)生上臺(tái)來展示其書寫過程。其目的是凸顯學(xué)生的主體地位，使學(xué)生在運(yùn)用現(xiàn)學(xué)知識(shí)解決新問題的過程中找到成就感。此處摒棄了過去 “老師講學(xué)生聽，老師寫學(xué)生看”的傳統(tǒng)方法。將學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和教師的適當(dāng)引導(dǎo)融為一體，進(jìn)而師生共同歸納化合物化學(xué)式書寫的一般步驟。

思考：你覺得正確書寫化合物的化學(xué)式要注意些什么？需要解決哪些問題？

歸納：① 確定元素種類——根據(jù)物質(zhì)名稱；② 確定元素書寫順序——與讀的順序相反（正前負(fù)后）；③ 確定原子個(gè)數(shù)比——根據(jù)名稱 （或根據(jù)化合價(jià)規(guī)則）

趁熱打鐵：根據(jù)化合價(jià)書寫下列化合物的化學(xué)式

氧化鈣 氯化鋅 氧化鐵 氯化銅

碳酸鉀 硫酸鋁 氫氧化鈉 硫酸銨

設(shè)問：你遇到什么困難了嗎？你能解決它嗎？

設(shè)計(jì)說明：學(xué)生運(yùn)用化學(xué)式書寫的一般步驟書寫上述物質(zhì)的化學(xué)式時(shí)，可能會(huì)遇到以下問題：1. 原子團(tuán)的個(gè)數(shù)超過1時(shí)，怎么辦？2. 氧化鐵中的鐵元素是+2價(jià)還是+3價(jià)？此處設(shè)置障礙的目的就是讓學(xué)生在書寫過程中，產(chǎn)生認(rèn)知沖突，進(jìn)而通過交流討論歸納出解決問題的辦法，而不是把注意事項(xiàng)先告訴學(xué)生，然后讓學(xué)生去模仿書寫。實(shí)踐證明：前者給學(xué)生留下的印象更深刻。

緊接著師生共同歸納化合物化學(xué)式的書寫方法：1. 步驟：一排二標(biāo)三交四約五查；2. 注意：（1）+2價(jià)的鐵被稱為亞鐵；（2）化學(xué)式中當(dāng)原子團(tuán)的個(gè)數(shù)超過“1”時(shí)，需要將原子團(tuán)加上括號(hào)。

進(jìn)而給出一組常見物質(zhì)，要求學(xué)生寫出它們的化學(xué)式，其目的是進(jìn)一步鞏固化學(xué)式的書寫方法。讓學(xué)生在“實(shí)戰(zhàn)”中加深對(duì)化學(xué)式書寫方法的掌握。

最后師生共同回顧并歸納本節(jié)課所學(xué)知識(shí)。使學(xué)生對(duì)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容有一個(gè)整體的把握。

四、教后反思，剖析得失

對(duì)本堂課教學(xué)過程的反思：可取之處：（1）本節(jié)課充分尊重學(xué)生的主體地位，整堂課以學(xué)生的自主探索為主線，教師起到了“穿針引線”的橋梁作用；（2）讓學(xué)生在自我學(xué)習(xí)中歸納整理、誘發(fā)他們不斷地發(fā)現(xiàn)問題、提出問題進(jìn)而解決問題，從而提高他們分析、判斷、整理的能力。不足之處：（1）探索化學(xué)式書寫規(guī)律花了較長(zhǎng)的時(shí)間，課堂上也就沒有足夠的時(shí)間去練習(xí)化學(xué)式的書寫，給人感覺“頭重腳輕”之嫌；（2）課堂容量大，一節(jié)課不僅涉及到了單質(zhì)的化學(xué)式的書寫方法、常見元素的化合價(jià)、化合價(jià)規(guī)則、化合物化學(xué)式的書寫，還牽涉到帶有原子團(tuán)的化學(xué)式書寫，增加了學(xué)生接受和理解的難度；（3）對(duì)原子團(tuán)中元素化合價(jià)的計(jì)算以及硝酸銨中氮元素的化合價(jià)的討論有偏離主題之嫌，浪費(fèi)了一部分時(shí)間，導(dǎo)致后面學(xué)生練習(xí)化學(xué)式書寫的時(shí)間偏少。改進(jìn)想法：（1）布置預(yù)習(xí)：課前考慮提前一周安排學(xué)生記憶常見元素和原子團(tuán)的化合價(jià)，以及原子團(tuán)符號(hào)的書寫。以口訣的形式讓學(xué)生先記住，從而減輕本堂課中學(xué)生理解和運(yùn)用的難度，也可以節(jié)省一部分時(shí)間用于學(xué)生化學(xué)式書寫的訓(xùn)練。（2）刪繁就簡(jiǎn)：刪除對(duì)原子團(tuán)中某元素化合價(jià)的計(jì)算以及硝酸銨中氮元素化合價(jià)的討論，直奔主題。（3）分類整理：對(duì)實(shí)際存在的化合物化學(xué)式的書寫進(jìn)行歸納時(shí)，可分三種情況：一是“見名知式”型：如CO2、P2O5、Fe3O4等；二是一般型：即可用化合價(jià)規(guī)則書寫出的化合物；三是特殊型，如NH3、H2O2、H2O等，需要學(xué)生根據(jù)不同情況加以區(qū)別對(duì)待。（4）是否考慮融入適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)情境，以使略顯枯燥的課堂生動(dòng)起來，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

當(dāng)然，對(duì)于化學(xué)式的書寫教學(xué)不僅僅是本堂課的所要完成的任務(wù)，更要滲透到以后的每一節(jié)課中，要在后續(xù)的學(xué)習(xí)中不斷地加以鞏固和強(qiáng)化。教師要根據(jù)初三學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，制定出切實(shí)可行的方法和措施并落實(shí)到實(shí)際教學(xué)中，才能實(shí)現(xiàn)夯實(shí)基礎(chǔ)、平穩(wěn)“過渡”的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國教育部制定. 義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）[S]. 北京：北京師范大學(xué)出版社，2012

[2] 王祖浩主編. 義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書九年級(jí)化學(xué)（上冊(cè)）[M]. 上海：上海教育出版社，2012