化學(xué)主題教學(xué)的實(shí)踐與感悟
——以“發(fā)熱包引發(fā)的探究”為例

■潘志妹

一、學(xué)情分析

“發(fā)熱包引發(fā)的探究”這節(jié)課的施教對(duì)象是九年級(jí)第一學(xué)期期末的學(xué)生，他們對(duì)金屬的性質(zhì)、用途、檢驗(yàn)、制備等知識(shí)點(diǎn)比較熟悉。通過(guò)對(duì)班級(jí)不同層次的學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，多數(shù)學(xué)生在物質(zhì)主題學(xué)習(xí)方面存在著幾類問(wèn)題。

一是學(xué)生對(duì)獨(dú)立知識(shí)點(diǎn)掌握得較好，但對(duì)知識(shí)與知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)性理解不夠，難以形成系統(tǒng)的知識(shí)框架。如筆者提出三個(gè)問(wèn)題：1.鐵的物理性質(zhì)有哪些？2.化學(xué)性質(zhì)有哪幾條？3.如何檢驗(yàn)鐵粉？學(xué)生回答第三個(gè)問(wèn)題的正確率明顯低于前兩個(gè)。究其原因，學(xué)生在理解物質(zhì)的性質(zhì)以及利用物質(zhì)的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行物質(zhì)的檢驗(yàn)這些知識(shí)的關(guān)聯(lián)上是相互割裂的，所以不會(huì)利用第1個(gè)、第2個(gè)問(wèn)題來(lái)解決第3個(gè)問(wèn)題。甚至有些學(xué)生缺乏對(duì)知識(shí)內(nèi)在聯(lián)系的理解，采用背誦記憶的方法來(lái)學(xué)習(xí)化學(xué)。試想，在化學(xué)的章節(jié)復(fù)習(xí)階段，當(dāng)背默成為常態(tài)時(shí)，這種方式怎能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、誘發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望、開發(fā)學(xué)生的情智呢？

二是學(xué)生對(duì)教材上重點(diǎn)要求的物質(zhì)的知識(shí)掌握尚好，但是對(duì)研究未知物質(zhì)的思路方法掌握不夠。例如學(xué)生知道鐵的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、制備、生銹、檢驗(yàn)等，但是面對(duì)如何在混合物中檢驗(yàn)鐵等問(wèn)題時(shí)就無(wú)從下手了。只有在知識(shí)的不斷運(yùn)用、問(wèn)題的不斷解決中才能逐步走出困境。

三是學(xué)生平時(shí)動(dòng)手操作的實(shí)驗(yàn)大多數(shù)是定性檢驗(yàn)或鑒別，而定量分析、測(cè)定并計(jì)算的實(shí)驗(yàn)相對(duì)較少。設(shè)計(jì)定量實(shí)驗(yàn)、獲取關(guān)鍵數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性、精確性以及實(shí)驗(yàn)誤差的分析能力有待訓(xùn)練和提高。

綜上所述，筆者認(rèn)為，物質(zhì)主題教學(xué)的目的不僅在于幫助學(xué)生掌握常見的幾種物質(zhì)的知識(shí)，還必須幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)學(xué)科研究物質(zhì)的一般思路與方法。而這光靠講解與告知是不能達(dá)成的，學(xué)生必須在不斷的發(fā)現(xiàn)過(guò)程中去體會(huì)，在多次運(yùn)用過(guò)程中不斷領(lǐng)悟，才能轉(zhuǎn)化為自身的科學(xué)素養(yǎng)。

基于以上對(duì)課標(biāo)、學(xué)情的分析以及主題教學(xué)的認(rèn)識(shí)，筆者在激發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí)物質(zhì)主題方面做了一些思考與實(shí)踐，“一袋發(fā)熱包引發(fā)的探究”一課就是復(fù)習(xí)階段的典型課例。筆者從知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)維度設(shè)計(jì)了本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。

一是以超能量發(fā)熱包為背景，再認(rèn)識(shí)金屬的性質(zhì)，進(jìn)而掌握金屬的制備與運(yùn)用。

二是通過(guò)設(shè)計(jì)方案并定性驗(yàn)證超能量發(fā)熱包中是否含有鐵粉，定量測(cè)定其中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，鞏固物質(zhì)的鑒別、檢驗(yàn)、化學(xué)計(jì)算、相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作技能，體驗(yàn)科學(xué)探究的方法，提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和探究的能力。

三是通過(guò)小組合作的探究形式，增強(qiáng)學(xué)生合作意識(shí)，鍛煉學(xué)生組內(nèi)、組間的交流評(píng)價(jià)能力，感受團(tuán)隊(duì)合作的重要性，在交流與匯報(bào)中，培養(yǎng)學(xué)生傾聽的習(xí)慣和互相尊重的態(tài)度。

二、主題教學(xué)的實(shí)踐

本節(jié)課主要包含四個(gè)環(huán)節(jié)。

環(huán)節(jié)一、引入發(fā)熱包。

問(wèn)題：戶外探險(xiǎn)人士想要吃上熱騰騰的飯菜，怎么辦？展示發(fā)熱包，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)：取樣并加水，觀察到很快放出大量熱，產(chǎn)生很多蒸汽。從中提取相關(guān)信息，根據(jù)已學(xué)知識(shí)猜測(cè)發(fā)熱包中有什么，依據(jù)又是什么。

學(xué)生匯報(bào)交流：發(fā)熱包中可能含有氧化鈣，原因是氧化鈣與水反應(yīng)放熱；也有可能含有氫氧化鈉固體，原因是氫氧化鈉固體溶解于水中放出熱量；也有可能是鐵粉，學(xué)生從原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)得出鐵的生銹、鐵的緩慢氧化也會(huì)釋放熱量。

設(shè)計(jì)意圖：從市面上的超能量發(fā)熱包引入，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，由發(fā)熱包遇水產(chǎn)生大量熱，很自然地調(diào)動(dòng)學(xué)生探究其發(fā)熱原理的欲望。通過(guò)對(duì)成分的猜測(cè)，回顧暖寶寶的工作原理，也進(jìn)一步復(fù)習(xí)了鐵與氧氣的兩種氧化反應(yīng)，由暖寶寶的成分分析其中鹽的作用是加快反應(yīng)速率。那發(fā)熱包中到底有沒(méi)有鐵粉呢？自然過(guò)渡到第二環(huán)節(jié)。

環(huán)節(jié)二、檢驗(yàn)發(fā)熱包中是否含有鐵粉。

問(wèn)題：在進(jìn)行猜測(cè)后，本節(jié)課以金屬為研究對(duì)象，請(qǐng)同學(xué)們思考如何驗(yàn)證發(fā)熱包中是否含有鐵粉。

學(xué)生回顧鐵的相關(guān)性質(zhì)，明確在排除四氧化三鐵干擾的情況下，利用“鐵能被磁鐵吸引”這條性質(zhì)檢驗(yàn)鐵粉最為簡(jiǎn)便。接著根據(jù)教師展示的發(fā)熱包中的成分——焙燒硅藻土、鐵粉、鋁粉、木炭粉、鹽等，在明確發(fā)熱包成分的基礎(chǔ)上，提出新的問(wèn)題：若只由冒氣泡或者產(chǎn)生亮紅色的固體能否確定發(fā)熱包中含有鐵粉？在此基礎(chǔ)上，由特殊到一般，最終由鐵、鋁的性質(zhì)歸納金屬的化學(xué)性質(zhì)。

問(wèn)題：在有鋁干擾的情況下，如何檢驗(yàn)其中的鐵粉？

學(xué)生思考后交流并提出方案：①化學(xué)反應(yīng)除去鋁，驗(yàn)證鐵的存在；②磁鐵吸出，驗(yàn)證鐵；③直接加酸或者硫酸銅溶液，修正對(duì)現(xiàn)象的全面觀察與表述。在此基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生一起歸納得出混合物中物質(zhì)的檢驗(yàn)思路：如雜質(zhì)無(wú)干擾，可以忽略雜質(zhì)的影響；若雜質(zhì)有干擾，則采取合適的方法除去雜質(zhì)或提取出待檢測(cè)物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)或者修正對(duì)需觀察現(xiàn)象的表述。

設(shè)計(jì)意圖：金屬的化學(xué)性質(zhì)是初中化學(xué)中必須掌握的內(nèi)容，如果只回顧一下所學(xué)知識(shí)，應(yīng)用這些知識(shí)解幾道題，雖不能說(shuō)這種教學(xué)無(wú)效，但是這種教學(xué)方式是不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的，更加無(wú)法讓學(xué)生形成研究物質(zhì)的思路與方法。但是本環(huán)節(jié)中將所學(xué)的知識(shí)置于平時(shí)的生活情境之中，所設(shè)計(jì)的問(wèn)題對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)有一定的挑戰(zhàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望高漲，在問(wèn)題的解決之中不斷提升素養(yǎng)。

環(huán)節(jié)三、測(cè)定發(fā)熱包中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

問(wèn)題：發(fā)熱包中成分復(fù)雜，故將問(wèn)題簡(jiǎn)化?，F(xiàn)在有一鐵粉、木炭粉、食鹽的混合樣品，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測(cè)定樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

學(xué)生經(jīng)過(guò)交流與討論，分組匯報(bào)以下一些方案（每一步均需稱取樣品的質(zhì)量m1）。

方案一：稱取一定質(zhì)量的樣品m1，另用磁鐵吸出鐵粉，測(cè)剩余固體的質(zhì)量為m2，由此計(jì)算出鐵的質(zhì)量為（m1-m2）。

方案二：稱取一定質(zhì)量的樣品m1，再用磁鐵吸出其中的鐵粉，接著將鐵粉刮下，稱量鐵粉的質(zhì)量為m2。

方案三：稱取一定質(zhì)量的樣品m1，稱取燒杯的質(zhì)量為m，向其中加入足量稀鹽酸，質(zhì)量為m2，將其中的鐵粉完全反應(yīng)后，燒杯及燒杯中剩余物質(zhì)的總質(zhì)量為m3，則產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量為（m1+m+m2-m3），根據(jù)化學(xué)方程式，可求出發(fā)熱包中鐵粉的質(zhì)量為28×（m1+m+m2-m3）。

當(dāng)筆者問(wèn)大家以上三個(gè)方案，哪個(gè)比較好？理由是什么？學(xué)生之間相互評(píng)價(jià)，思維活躍，以下是學(xué)生的發(fā)言片段：

學(xué)生1：我認(rèn)為方案二比較簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)的獲得也比較方便。

學(xué)生2：方案二其實(shí)存在一些誤差。在磁鐵吸出鐵粉時(shí)可能會(huì)帶出木炭粉或者食鹽。

學(xué)生3：這樣看來(lái)，其實(shí)方案一也存在著類似的誤差。

學(xué)生4：方案三其實(shí)也會(huì)有一些誤差，因?yàn)闅錃庖莩鰰r(shí)會(huì)帶出水蒸氣，導(dǎo)致最終的結(jié)果偏大。

設(shè)計(jì)意圖：在這一教學(xué)環(huán)節(jié)中，學(xué)生的思維發(fā)散，依托金屬的性質(zhì)設(shè)計(jì)方案，經(jīng)過(guò)交流匯總，把物理方法與一些化學(xué)方法都想到了，當(dāng)然學(xué)生所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，本節(jié)課學(xué)生充分領(lǐng)悟了化學(xué)的思辨之美。而在方案交流、互評(píng)質(zhì)疑的環(huán)節(jié)中民主開放、氛圍活躍，學(xué)生在不斷地傾聽與質(zhì)疑的過(guò)程中，強(qiáng)化了化學(xué)實(shí)驗(yàn)觀，培養(yǎng)了科學(xué)探究的創(chuàng)新精神。

環(huán)節(jié)四、制備鐵粉

任務(wù)：根據(jù)所提供的由低碳鋼制備鐵粉的工業(yè)流程圖，書寫在焙燒爐與帶式還原爐中的化學(xué)方程式。

問(wèn)題：思考工業(yè)在使用帶式還原爐時(shí)的安全注意事項(xiàng)。

設(shè)計(jì)意圖：真正認(rèn)識(shí)一種物質(zhì)，需要對(duì)它有一個(gè)全面的了解。通過(guò)這一環(huán)節(jié)問(wèn)題的設(shè)計(jì)，學(xué)生不僅了解了鐵粉的消亡途徑，即鐵的生銹，也了解鐵粉的制備途徑，其中一些問(wèn)題的設(shè)計(jì)更是對(duì)實(shí)驗(yàn)室煉鐵的復(fù)習(xí)，工業(yè)流程圖的出示也是鍛煉學(xué)生捕捉有效信息的能力和綜合分析的能力。在本節(jié)課的最后，筆者引導(dǎo)學(xué)生從中提煉物質(zhì)探究的一般過(guò)程，讓學(xué)生初步領(lǐng)悟探究未知物質(zhì)的思路與方法。

三、對(duì)初中化學(xué)主題教學(xué)的感悟

整節(jié)課的設(shè)計(jì)，筆者圍繞學(xué)生的好奇、好問(wèn)、好動(dòng)，精心設(shè)計(jì)，環(huán)環(huán)相扣，引領(lǐng)學(xué)生圍繞著發(fā)熱包去一步一步地發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，把整節(jié)課的難點(diǎn)逐步分散。作為整節(jié)課的學(xué)習(xí)主體，學(xué)生深刻體驗(yàn)到自己是有能力去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并且完成探究實(shí)驗(yàn)的。在方案交流設(shè)計(jì)的過(guò)程中，教師走入學(xué)生中間，共同參與科學(xué)探究過(guò)程，了解學(xué)生探究時(shí)的困惑，并適時(shí)點(diǎn)撥，使同學(xué)之間的交流討論達(dá)到深化理解新知識(shí)、掌握思路、學(xué)懂弄通的目的。

經(jīng)過(guò)實(shí)踐，筆者認(rèn)為主題教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)是：一是立足于以學(xué)生為本的思想。筆者為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題情境，以發(fā)熱包的研究引出主題，對(duì)于這種成分未知的物質(zhì)，以成分的猜想、驗(yàn)證、含量的測(cè)定及制備這幾個(gè)問(wèn)題貫穿本節(jié)課，具有情境之美。這些問(wèn)題情境，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，喚醒學(xué)生的主體意識(shí)。二是讓學(xué)生自由地去解讀情境。通過(guò)小組的合作交流，提倡學(xué)生發(fā)表自己的觀點(diǎn)，追求的目標(biāo)不是唯一正確的答案，而是注重學(xué)生思維過(guò)程的展開，具有邏輯之美。三是教師不再是知識(shí)的權(quán)威與講解者，而是教學(xué)的組織者。在平等自由的環(huán)境之中，學(xué)生與學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間產(chǎn)生思維的碰撞，構(gòu)建民主、平等、合作的師生關(guān)系。

筆者發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)主題教學(xué)的過(guò)程中，最關(guān)鍵的是選擇合適的主題，即恰當(dāng)?shù)膯?wèn)題情境。課堂內(nèi)學(xué)生能否研討起來(lái)？研討的問(wèn)題是否深刻？能否在復(fù)習(xí)課中促進(jìn)學(xué)生思維能力的提升？教師在課前所設(shè)置的主題如果太簡(jiǎn)單，學(xué)生就會(huì)缺乏研究的興趣，那么主題教學(xué)就不能順利展開。反之，如果設(shè)置的主題太難，學(xué)生理解不了，無(wú)法利用所學(xué)的知識(shí)建立聯(lián)系，探究同樣無(wú)法進(jìn)行。所以，教師必須平時(shí)善于留心身邊的化學(xué)物質(zhì)，做個(gè)有心人；同時(shí)也需要了解學(xué)情，吃透知識(shí)，選擇合適的問(wèn)題進(jìn)行探究；對(duì)于拋出的問(wèn)題一定要生動(dòng)有趣、難度適宜。

主題教學(xué)要努力給學(xué)生打下兩個(gè)底子：學(xué)習(xí)的底子和精神的底子。在九年級(jí)的化學(xué)復(fù)習(xí)課堂上提高復(fù)習(xí)效率并使學(xué)生能夠始終保持積極主動(dòng)的心態(tài)是非常必要的，學(xué)生在主題教學(xué)的課堂中表現(xiàn)得愿學(xué)、樂(lè)學(xué)、會(huì)學(xué)、善學(xué)，身處在自由平等的環(huán)境氛圍中，才能提升各方面的能力。