符愛(ài)琴 李 軍
(1 常州市北環(huán)中學(xué);2 常州市教育科學(xué)研究院 江蘇 常州 213017)
本課對(duì)水的認(rèn)識(shí)進(jìn)入到分子層面,因此,“水的組成”蘊(yùn)含著豐富的知識(shí)價(jià)值和方法論價(jià)值。主要體現(xiàn)在:
第一,可以幫助學(xué)生初步形成基本的化學(xué)元素觀念。人教版教材以人類認(rèn)識(shí)水的組成的史實(shí)引入對(duì)水的研究,從水的生成和分解兩個(gè)方面展開(kāi),體現(xiàn)了研究物質(zhì)組成的一般方法,物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化本質(zhì)是元素原子間的重新組合,凸顯了化學(xué)變化前后元素種類不變的思想方法,元素具有守恒性,從而幫助學(xué)生初步形成基本的化學(xué)元素觀念。幫助學(xué)生形成基本的化學(xué)觀念是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)重要教學(xué)目標(biāo)[1]。
第二,可以幫助學(xué)生進(jìn)一步理解三重表征的一致性。水是一種重要的化合物,通過(guò)水的生成和水的分解,可以引導(dǎo)學(xué)會(huì)從宏觀和微觀層面來(lái)分析化學(xué)變化本質(zhì),通過(guò)球棍模型和動(dòng)畫等教學(xué)手段,讓學(xué)生加深對(duì)分子、原子等微粒的概念及化學(xué)變化本質(zhì)的理解,有助于學(xué)生進(jìn)一步了解化學(xué)微觀概念, 即抽象化、本質(zhì)化的微觀化學(xué)知識(shí)。
第三,可以幫助學(xué)生進(jìn)一步理解“元素守恒”。質(zhì)量守恒定律是物質(zhì)科學(xué)中的一條重要規(guī)律,它幫助我們認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)的重要理論。質(zhì)量守恒定律與原子的概念、化學(xué)變化的微觀實(shí)質(zhì)之間存在著內(nèi)在聯(lián)系,因此,可以用下列線索去理解質(zhì)量守恒定律的實(shí)質(zhì):原子概念→化學(xué)變化的微觀實(shí)質(zhì)→化學(xué)變化前后物質(zhì)總質(zhì)量守恒。這一線索體現(xiàn)在人教版化學(xué)教材中的具體內(nèi)容是:原子是化學(xué)變化中的最小粒子,因此,化學(xué)變化的過(guò)程,實(shí)質(zhì)上是反應(yīng)物的原子重新構(gòu)成新物質(zhì)的分子或直接構(gòu)成新物質(zhì)的過(guò)程, 在這一過(guò)程中,原子的種類、數(shù)目、質(zhì)量都沒(méi)有發(fā)生變化,所以參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。因此,教材在第五單元“化學(xué)方程式”之前已經(jīng)安排了3 次機(jī)會(huì)來(lái)幫助學(xué)生“螺旋式上升”地理解質(zhì)量守恒定律,本節(jié)課就是其中第3 次認(rèn)識(shí)“元素守恒”的機(jī)遇,從定性到定量了解化學(xué)變化中“元素守恒”。
水是學(xué)生非常熟悉的物質(zhì)。學(xué)生對(duì)水的物理性質(zhì)和用途等已經(jīng)有了較多的認(rèn)識(shí),對(duì)水參與的如光合作用的物質(zhì)轉(zhuǎn)化規(guī)律有了淺層次的認(rèn)識(shí)。學(xué)生在第二單元“我們周圍的空氣”已經(jīng)學(xué)過(guò)氧氣的性質(zhì),學(xué)會(huì)了帶火星的木條檢驗(yàn)氧氣。在第三單元已經(jīng)學(xué)過(guò)物質(zhì)構(gòu)成的奧秘,對(duì)分子、原子和元素等概念有了一定的了解,對(duì)“化學(xué)變化中元素種類不變”有了初步的認(rèn)識(shí),但對(duì)“物質(zhì)”、“元素”、“宏觀”與“微觀”概念的理解還不到位。在第四單元已經(jīng)學(xué)習(xí)了水存在、用途、物理性質(zhì)及凈化等知識(shí), 因此本節(jié)課可以直接切入探究水的組成。學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的好奇心強(qiáng),對(duì)化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)物質(zhì)的一般思路(組成與結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與變化、制備與用途)有基本認(rèn)知,同時(shí)對(duì)化學(xué)的興趣除了直覺(jué)興趣和操作興趣外,還有掌握一些概括性的知識(shí)或規(guī)律的渴望。學(xué)生已初步具備了收集、分析、提取有用信息的能力,也初步具備了與人合作、交流、分析、解決問(wèn)題的能力。
鑒于以上對(duì)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)情的分析,筆者將球棍模型用于水組成的微觀分析,讓學(xué)生更深層次地體會(huì)化學(xué)反應(yīng)中原子和元素的守恒,學(xué)會(huì)從宏觀和微觀層面來(lái)分析化學(xué)變化本質(zhì),引導(dǎo)學(xué)生從表層學(xué)習(xí)進(jìn)入深層學(xué)習(xí)建立學(xué)科觀念,為學(xué)生理解化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)打下良好的基礎(chǔ),為學(xué)生后續(xù)將要學(xué)習(xí)的質(zhì)量守恒定律掃清理解障礙。
(1)通過(guò)氫氣燃燒的實(shí)驗(yàn),感知?dú)錃獾南嚓P(guān)性質(zhì),初步了解氫氣驗(yàn)純的方法。
(2)通過(guò)水電解的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,推斷水的組成,掌握相關(guān)化學(xué)方程式。
(1)通過(guò)球棍模型直觀演變,促進(jìn)對(duì)三重表征(宏觀表征、微觀表征和符號(hào)表征)的一致性認(rèn)識(shí),加深對(duì)宏觀現(xiàn)象背后的微觀成因的理解。
(2)通過(guò)定性和定量推斷水的元素組成,初步了解驗(yàn)證物質(zhì)組成的多種原理和方法。
感受學(xué)習(xí)的樂(lè)趣,在體驗(yàn)物質(zhì)變幻之魅中,初步建立包括元素觀、微粒觀和轉(zhuǎn)化觀等在內(nèi)的學(xué)科觀念。
環(huán)節(jié)一 實(shí)驗(yàn)激趣:導(dǎo)入課題
[師]水是生命之源,同時(shí)水還能發(fā)生很多神奇的反應(yīng)。這是一瓶純凈水,用玻璃棒蘸取一滴水,去點(diǎn)燃酒精燈。
[演示實(shí)驗(yàn)]滴水點(diǎn)燈。
[師]大家很驚訝吧?
[生]老師用的是水嗎?
[師]同學(xué)們對(duì)我產(chǎn)生信任危機(jī)了。我喝一口給大家看一下。
[生]是水。
[師]就是我們非常熟悉的水,它對(duì)于我們的生命活動(dòng)是不可或缺的, 而且還具有一些很神奇的性質(zhì)。要想揭開(kāi)這層神秘的面紗,我們得先研究它的組成。
設(shè)計(jì)意圖:課堂伊始便以“滴水點(diǎn)燈”的演示實(shí)驗(yàn)引發(fā)學(xué)生的思考,激發(fā)學(xué)生的好奇心,激活學(xué)生的求知欲,提出問(wèn)題,重新認(rèn)識(shí)水,自然地導(dǎo)入本節(jié)課——以水為背景而展開(kāi)教學(xué)。
環(huán)節(jié)二 實(shí)驗(yàn)感知:水的電解
[師]水是由什么元素組成的呢? 關(guān)于這個(gè)水的組成,曾經(jīng)困擾了人們幾百年,在幾代科學(xué)家的共同努力下,才有了你們現(xiàn)在的答案。今天我們就將科學(xué)家的研究歷程走一遍。
[師]我們首先用電解水的方法來(lái)驗(yàn)證水是由氫氧元素組成的。請(qǐng)同學(xué)們注意觀察實(shí)驗(yàn)所加反應(yīng)物、實(shí)驗(yàn)所需的條件、電源的正負(fù)極。你觀察到什么現(xiàn)象?
[生]有氣泡產(chǎn)生。
[師]注意觀察氣泡,氣泡聚集到玻璃管上端,兩邊的體積是怎樣的?
[生]一多一少,大約是2∶1。
[師]同學(xué)們推斷產(chǎn)生的氣體可能是什么? 如何檢驗(yàn)生成的氣體?
[生1]可能是氧氣和氫氣。
[生2]可以用帶火星的木條來(lái)檢驗(yàn)氧氣。
[生3]可以用點(diǎn)燃的方法檢驗(yàn)氫氣是否具有可燃性。
[演示實(shí)驗(yàn)]用帶火星的木條檢驗(yàn)電源正極產(chǎn)生的氣體,木條復(fù)燃。點(diǎn)燃負(fù)極產(chǎn)生的氣體,發(fā)現(xiàn)氣體能燃燒,在火焰上方罩上一只干而冷的小燒杯,有水珠生成。
[師]我們一起來(lái)小結(jié)一下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。正負(fù)兩極都有氣泡產(chǎn)生,產(chǎn)生的氣體體積之比約為2:1,正極氣體能使帶火星的木條復(fù)燃,負(fù)極氣體能燃燒,有水珠生成。我用8 個(gè)字小結(jié),那就是正氧負(fù)氫,氧1 氫2。
[師]水通電能得出什么結(jié)論?
[生1]水通電生成了氫氣和氧氣。
[生2]水是由氫元素和氧元素組成的。
[師]同學(xué)們寫出反應(yīng)的文字表達(dá)式和符號(hào)表示式,并判斷基本反應(yīng)類型。
設(shè)計(jì)意圖: 循著科學(xué)家的足跡來(lái)研究水的組成,一步步引導(dǎo)學(xué)生猜想、假設(shè)、提出方案,實(shí)驗(yàn)和觀察,通過(guò)電解水的實(shí)驗(yàn)來(lái)形成研究物質(zhì)的思路和方法,分析判斷得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論, 驗(yàn)證水是由氫氧元素組成的,感知水的奧秘。
環(huán)節(jié)三 實(shí)驗(yàn)感知:水的生成
[師]我們?cè)賮?lái)研究一下氫氣的燃燒。通過(guò)剛才的實(shí)驗(yàn),除了知道氫氣的可燃性,同學(xué)們還感知到了氫氣的哪些性質(zhì)呢?
[生]如圖1。
圖1 感知?dú)錃?/p>
設(shè)計(jì)意圖:生活處處是化學(xué)。通過(guò)“回放”檢驗(yàn)氫氣的實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生提升觀察和思考的品質(zhì),氫氣的5 點(diǎn)物理性質(zhì)便能總結(jié)出來(lái)了。
[師]這些性質(zhì)都屬于氫氣的物理性質(zhì)。接下來(lái)我們用一套裝置和藥品來(lái)制取氫氣。
[演示實(shí)驗(yàn)]啟普發(fā)生器制取氫氣,檢驗(yàn)氫氣的純度并點(diǎn)燃。
[師]當(dāng)氫氣混有空氣或氧氣遇到明火可能發(fā)生爆炸,因此需要檢驗(yàn)氫氣的純度。同學(xué)們注意驗(yàn)純的方法。純凈的氫氣在空氣中燃燒有什么現(xiàn)象?
[生]純凈的氫氣能安靜燃燒,放熱,罩在火焰上方的U 形管的另一端有水珠出現(xiàn)。
設(shè)計(jì)意圖: 從細(xì)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究品質(zhì),U形管不易燙手,而且這頭的水蒸氣難以觀察,但到另一頭便會(huì)冷凝成水珠,容易觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
[師]是的。但是還有一個(gè)現(xiàn)象不能忽略,氫氣燃燒發(fā)出了淡藍(lán)色火焰, 但由于玻璃管中某些物質(zhì)影響,導(dǎo)致我們看到的是黃色火焰。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)物是氫氣和氧氣,生成物是水。請(qǐng)寫出此反應(yīng)的文字表達(dá)式和符號(hào)表示式并判斷反應(yīng)類型。
設(shè)計(jì)意圖:引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并利用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推斷實(shí)驗(yàn)結(jié)論。以水為載體,根據(jù)水在通電后生成了氫氣和氧氣, 氫氣燃燒生成水的實(shí)驗(yàn)事實(shí),依據(jù)化學(xué)反應(yīng)中元素不變,認(rèn)識(shí)到水是由氫、氧兩種元素組成的。
環(huán)節(jié)四 宏觀分析:元素守恒
[師]科學(xué)家認(rèn)為,氫氣燃燒生成水和水通電分解這2 個(gè)實(shí)驗(yàn)都能證明水中含有氫元素和氧元素,這是為什么?
[生1]我講一下水通電分解,在化學(xué)變化前后,生成物中的元素均來(lái)自于反應(yīng)物, 而反應(yīng)物只有一種,因此氫氧元素均來(lái)自于水。
[師]利用化學(xué)變化前后元素不變,來(lái)證明水的組成。
[生2]在氫氣燃燒生成水的化合反應(yīng)中,氫氣與氧氣反應(yīng),氫氣中的氫元素、氧氣中的氧元素反應(yīng)后全部到了一種生成物中。因此這種生成物中就含有氫氧元素。
[師]也是利用化學(xué)變化前后元素不變,來(lái)證明水的組成。只不過(guò)一個(gè)是化合反應(yīng)一個(gè)是分解反應(yīng)。同學(xué)們,18 世紀(jì)的時(shí)候英國(guó)普利斯特里、卡文迪許都做了這個(gè)實(shí)驗(yàn),可惜當(dāng)時(shí)他們沒(méi)有意識(shí)到水是由氫氧元素組成的。他們認(rèn)為水是由水元素組成。在他們這個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上, 法國(guó)科學(xué)家拉瓦錫發(fā)現(xiàn)了水的組成,課本81 頁(yè)有相關(guān)介紹。
設(shè)計(jì)意圖:對(duì)物質(zhì)組成的分析,是形成化學(xué)元素觀的基礎(chǔ)。初步建立元素觀之后,也就有了下面這些認(rèn)識(shí)物質(zhì)的思路和基礎(chǔ)。
[師]聯(lián)系我們前面學(xué)過(guò)的知識(shí),能否證明過(guò)氧化氫中含有氧元素? 證明二氧化碳中含有氧元素?
[生2]證明二氧化碳中含有氧元素,可以通過(guò)已知物C 和O2反應(yīng),只要證明生成物是二氧化碳,就可以證明二氧化碳中含有氧元素。
[師]剛才兩位同學(xué)分別從反應(yīng)物的視角和生成物的視角來(lái)驗(yàn)證物質(zhì)的組成, 這是二種常用的方法:一是讓未知物發(fā)生分解反應(yīng),如果生成物中有某元素就可以證明; 二是讓已知的反應(yīng)物發(fā)生化合反應(yīng),生成物中的元素都來(lái)自于反應(yīng)物。
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)本課的學(xué)習(xí),不止是要在知識(shí)層面了解水的組成,而且在能力方法上了解驗(yàn)證物質(zhì)組成的多種原理和方法,培養(yǎng)學(xué)生的物質(zhì)轉(zhuǎn)化觀,感受化學(xué)世界探尋規(guī)律的樂(lè)趣和師生共同探究的情趣。
[師]大家用到的化合和分解2 種方法都是利用了元素在化學(xué)變化前后不變。其實(shí)利用元素守恒,我們還可以計(jì)算出氫氧元素質(zhì)量比。我們已經(jīng)知道氫氣、氧氣的體積比為2∶1,氫氣、氧氣的密度分別為0.0899g/L 和1.429g/L。推斷水中氫氧元素質(zhì)量比。
[生]氫氣質(zhì)量=水中氫元素質(zhì)量,氧氣質(zhì)量=水中氧元素質(zhì)量,水中氫元素與氧元素質(zhì)量之比=2×0.0899/1×1.429≈1/8。
[師]同學(xué)們推出的結(jié)論是水中氫氧元素質(zhì)量之為1∶8。根據(jù)元素質(zhì)量比和相對(duì)原子質(zhì)量,就能求出水的化學(xué)式是H2O。
設(shè)計(jì)意圖:在定性分析水的組成的基礎(chǔ)上,從定量角度研究水中氫氧元素質(zhì)量比,讓學(xué)生能夠理解水中的氫氧原子個(gè)數(shù)比是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上計(jì)算出來(lái)的,而不是憑空想象捏造出來(lái)的,以此幫助學(xué)生從定量角度建立元素質(zhì)量觀。
環(huán)節(jié)五 微觀分析:原子守恒
[師]水是由水分子構(gòu)成, 每個(gè)水分子由2 個(gè)氫原子和1 個(gè)氧原子構(gòu)成。利用元素守恒可以證明物質(zhì)的元素組成,利用元素守恒可以進(jìn)行定量計(jì)算,但是同學(xué)們有沒(méi)有想過(guò),為什么反應(yīng)前后元素種類不變?
[師]以電解水為例。我們來(lái)從微觀角度來(lái)剖析化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)。結(jié)合桌上的球棍模型,同學(xué)們依次說(shuō)出微粒的名稱和符號(hào),如圖2。
圖2 微粒名稱、示意圖與符號(hào)
設(shè)計(jì)意圖:用球棍模型搭建微粒模型,用直觀的方式理解微粒結(jié)構(gòu),促進(jìn)對(duì)微粒的多重表征的認(rèn)識(shí)和理解。
[師]同學(xué)們對(duì)微觀粒子的符號(hào)、微觀粒子的名稱、微觀粒子的模型,有了一致性的認(rèn)識(shí)! 那你們能否利用手上的球棍模型,搭建出氫分子、氧分子和水分子,并演示水電解的微觀過(guò)程。
[生]如圖3。
圖3 用球棍模型表示水電解
設(shè)計(jì)意圖:學(xué)生動(dòng)手操作球棍模型,直觀演變水電解的微觀過(guò)程,認(rèn)識(shí)反應(yīng)的中間過(guò)程,認(rèn)識(shí)分子和原子在化學(xué)變化中的“行為”,促進(jìn)對(duì)化學(xué)反應(yīng)微觀過(guò)程的理解,有助于微粒觀的建立。
[師]在拆拆裝裝過(guò)程中,你們體會(huì)到化學(xué)變化是怎樣的一個(gè)過(guò)程?
[生]就是把原子重新組合一下。
[師]化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)就被你們揭示出來(lái)了,化學(xué)變化就是分子變成原子,原子重新組合的過(guò)程。在這個(gè)化學(xué)變化過(guò)程中,有哪些微觀粒子發(fā)生了變化? 哪些粒子沒(méi)有發(fā)生改變?
[生1]分子變,原子不變。
[生2]原子的種類沒(méi)有變、原子的數(shù)目沒(méi)有變。
[師]在化學(xué)變化中,由于原子沒(méi)有發(fā)生變化,所以元素在反應(yīng)前后也不變。因?yàn)樵厥峭活愒拥目偡Q,原子不變,元素也不變。分子改變,宏觀物質(zhì)就改變。
設(shè)計(jì)意圖:微粒的“直觀呈現(xiàn)”加深學(xué)生對(duì)宏觀現(xiàn)象背后的微觀成因的理解,為學(xué)生理解化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)打下良好的基礎(chǔ),通過(guò)一句話“微觀的改變導(dǎo)致宏觀的變化”小結(jié)了物質(zhì)轉(zhuǎn)化的根本原因,讓學(xué)生從微觀又回到宏觀。
[師]回過(guò)頭來(lái),我們?cè)賮?lái)看符號(hào)表示式,如何體現(xiàn)原子總數(shù)不變?
[師]我們?cè)賮?lái)體會(huì)一下化合反應(yīng),用球棍模型建模,演示氫氣燃燒的微觀過(guò)程。
[生]如圖4。
圖4 用球棍模型表示氫氣燃燒
[師]通過(guò)微觀分析,我們明白了化學(xué)反應(yīng)前后為什么元素會(huì)守恒,原來(lái)是因?yàn)樵硬蛔?。帶著我們的理解,我們?lái)應(yīng)用一下這些原理和方法。
設(shè)計(jì)意圖: 將球棍模型用于水組成的微觀分析,讓學(xué)生更深層次地體會(huì)化學(xué)反應(yīng)中原子和元素的守恒, 學(xué)會(huì)從宏觀和微觀層面來(lái)分析化學(xué)變化本質(zhì),引導(dǎo)學(xué)生從表層學(xué)習(xí)進(jìn)入深層學(xué)習(xí),為學(xué)生后續(xù)將要學(xué)習(xí)的質(zhì)量守恒定律掃清理解障礙。
環(huán)節(jié)六 方法應(yīng)用:石蠟組成
[師]你們能否利用我們今天所學(xué)知識(shí)來(lái)證明石蠟的元素組成。大家可以分小組討論,各種方案的可行性,然后選擇一種方案進(jìn)行交流匯報(bào)。
[生]我想可以通過(guò)石蠟分解或者有什么物質(zhì)可以生成石蠟,進(jìn)而再推斷石蠟的組成,但是要查閱資料后才知道,現(xiàn)在我還不太清楚。
[師]運(yùn)用化合反應(yīng)、分解反應(yīng)或者儀器分析法等方法都有可能,但也不是每種方法都萬(wàn)能的。大家還可以從學(xué)過(guò)的一些反應(yīng)入手。
[生]通過(guò)石蠟燃燒,驗(yàn)證生成物,進(jìn)而推斷反應(yīng)物的元素組成。我們討論后認(rèn)為石蠟一定含有碳元素和氫元素,可能含有氧元素。
[師]如果要確定氧元素究竟有沒(méi)有,需要通過(guò)具體的測(cè)定和計(jì)算才能確定。
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)石蠟組成的探究,鞏固與應(yīng)用今天所涉及到的原理和方法,有助于學(xué)生更深刻地理解“質(zhì)量守恒定律”的內(nèi)涵即元素守恒。
[師]這節(jié)課以水為載體,我們了解了水電解、氫氣在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,從中總結(jié)出確定物質(zhì)元素組成,可以采用化合、分解等方法,同時(shí)挖掘了這個(gè)宏觀現(xiàn)象背后的原理,是微觀粒子在發(fā)生著作用。對(duì)于我們課堂上提到過(guò)的物質(zhì),你們能否讓它們發(fā)生一個(gè)神奇的轉(zhuǎn)化。其中ABCD 全部由氫氧元素組成的純凈物,如圖5。ABCDE 是什么物質(zhì)? 這個(gè)問(wèn)題和課前“滴水點(diǎn)燈”的謎底,留給大家課后再思考。
圖5 物質(zhì)轉(zhuǎn)化
本課時(shí)學(xué)完后,筆者對(duì)學(xué)生作了一個(gè)訪談,多數(shù)學(xué)生表示對(duì)三重表征一致性認(rèn)識(shí)的印象太深刻了,他們認(rèn)為以水為例,從宏觀和微觀層面來(lái)分析化學(xué)變化本質(zhì),加深了對(duì)化學(xué)變化中“元素守恒”,從而也了解了研究物質(zhì)組成的常見(jiàn)方法?;仡櫤头此急菊n,有二點(diǎn)值得借鑒和思考:
化學(xué)元素觀是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)中的核心觀念?;瘜W(xué)元素觀的建構(gòu)有利于中學(xué)生對(duì)物質(zhì)世界形成有序的認(rèn)識(shí),有利于中學(xué)生形成化學(xué)的思維方法。梁永平認(rèn)為,化學(xué)元素觀建構(gòu)的基本策略是在專題性學(xué)習(xí)中建構(gòu)化學(xué)元素觀,在元素觀指導(dǎo)下的應(yīng)用性學(xué)習(xí)中豐富元素觀[2]。
而學(xué)過(guò)元素概念不代表就形成了化學(xué)元素觀,吳俊明等認(rèn)為 “化學(xué)元素觀與化學(xué)元素概念不是一回事,化學(xué)元素觀的形成要晚于化學(xué)元素概念,它們不應(yīng)該同步形成。由于化學(xué)元素觀的基礎(chǔ)知識(shí)、基本概念是分散安排的,化學(xué)元素觀的形成應(yīng)該是逐步充實(shí),逐步強(qiáng)化的,切忌急于求成,一步到位[3]?!?質(zhì)量守恒定律能否理解與應(yīng)用的前提也是化學(xué)元素觀的形成。
因此,筆者遵循教材循序漸進(jìn)的內(nèi)容安排,利用水的組成這一課時(shí)充分展開(kāi)化學(xué)元素觀的教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變,通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定物質(zhì)的元素組成,幫助學(xué)生應(yīng)用“化學(xué)反應(yīng)中元素原子重新組合生成新物質(zhì),元素種類不變”這一規(guī)律解釋、解決有關(guān)問(wèn)題,在深化理解、強(qiáng)化體驗(yàn)中提升對(duì)化學(xué)元素觀的認(rèn)識(shí)。
模型教學(xué)可以有效地展示化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,可以幫助學(xué)生更好理解微觀結(jié)構(gòu)和微觀反應(yīng)本質(zhì)[4]。在本節(jié)課教學(xué)中,筆者以微粒觀為主線,充分借助學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn), 設(shè)計(jì)了許多具有一定思維容量、難度密度適宜、有思考價(jià)值的問(wèn)題,凸現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)[5],將球棍模型用于水組成的微觀分析,模型教學(xué)將微粒的多重表征等抽象難懂的知識(shí)變得形象直觀,讓學(xué)生更深層次地體會(huì)化學(xué)反應(yīng)中原子和元素的守恒,學(xué)會(huì)從宏觀和微觀層面來(lái)分析化學(xué)變化本質(zhì),引導(dǎo)學(xué)生從表層學(xué)習(xí)進(jìn)入深層學(xué)習(xí), 幫助學(xué)生掌握知識(shí)的生成過(guò)程,從而突破難點(diǎn)[6]。
在本節(jié)課教學(xué)中, 筆者充分利用問(wèn)題導(dǎo)向教學(xué),運(yùn)用模型教學(xué)滲透元素觀等學(xué)科教學(xué)觀念,增強(qiáng)教與學(xué)的交互性和趣味性, 增強(qiáng)學(xué)習(xí)的自主性和探究性,有計(jì)劃、有步驟地進(jìn)行了化解難點(diǎn)、突破難點(diǎn),為學(xué)生理解化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)打下了良好的基礎(chǔ),為學(xué)生后續(xù)將要學(xué)習(xí)的質(zhì)量守恒定律掃清了理解障礙。
[1]胡巣生.構(gòu)建初中化學(xué)元素觀的基本視角及教學(xué)價(jià)值[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2013,(12)
[2]梁永平.論中學(xué)生化學(xué)元素觀的建構(gòu)[J].化學(xué)教育,2007,(11)
[3]吳俊明,吳敏.元素概念的演變與化學(xué)元素觀的教學(xué)——關(guān)于科學(xué)觀念和科學(xué)觀念教育的思考之三[J].化學(xué)教學(xué),2014,(6)
[4]李娟,錢揚(yáng)義.采用模型教學(xué)策略實(shí)現(xiàn)“分子和原子”概念辨析的實(shí)踐研究——以“氧化汞分子、水分子、氯化氫分子”球棍模型為例[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2014,(9)
[5]王國(guó)崢.例談化學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的“主線”與“暗線”[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2014,(5)