基于化學(xué)學(xué)科認(rèn)識方式的試題研究與復(fù)習(xí)教學(xué)

張志紅

初中化學(xué)教學(xué)應(yīng)使學(xué)生初步學(xué)會從化學(xué)的角度認(rèn)識物質(zhì)世界，初步形成運(yùn)用化學(xué)和科學(xué)的知識、方法來分析、解決跟化學(xué)有關(guān)的一些簡單的實(shí)際問題，初步形成進(jìn)行科學(xué)探究的能力，增強(qiáng)他們的發(fā)展?jié)撃堋；瘜W(xué)的思維方式能使學(xué)生在認(rèn)識世界時增添新的內(nèi)容，達(dá)到新的深度，有利于他們認(rèn)識世界的能力和科學(xué)思維、智慧水平上升到新的層次，得到新的發(fā)展。初中化學(xué)教師應(yīng)研究試題中對化學(xué)學(xué)科認(rèn)識方式的考查，針對學(xué)生存在的認(rèn)識缺陷設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)教學(xué)，促進(jìn)化學(xué)學(xué)科認(rèn)識發(fā)展，提升學(xué)生化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的關(guān)鍵能力。

一、 研究試題對學(xué)科認(rèn)識方式的考查，分析學(xué)生瓶頸問題

義務(wù)教育《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011年版）“物質(zhì)的化學(xué)變化”主題描述：物質(zhì)世界充滿了化學(xué)變化，人類的生產(chǎn)生活離不開化學(xué)變化?；瘜W(xué)變化是化學(xué)研究的重要內(nèi)容，它對認(rèn)識和確定物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)等有著極其重要的作用。本主題主要包括化學(xué)變化的特征、化學(xué)反應(yīng)的類型、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化以及質(zhì)量守恒定律和化學(xué)反應(yīng)的表示方法等內(nèi)容。下面以2018年福建省泉州市初中學(xué)業(yè)質(zhì)量檢測化學(xué)試卷對該主題的考查試題為例進(jìn)行闡述。

試題1.氧氣在降溫、加壓的條件下可變成淡藍(lán)色液體，此過程中發(fā)生變化的是

A.氧分子的大小 B.氧分子之間的間隔

C.氧氣的化學(xué)性質(zhì) D.構(gòu)成氧分子的原子種類

【命題分析】考查化學(xué)變化的基本特征、物質(zhì)的微粒性、用微粒的觀點(diǎn)解釋某些現(xiàn)象，是宏微結(jié)合典型試題。以課本中實(shí)例情境為載體，既考查了化學(xué)學(xué)習(xí)能力，又考查了化學(xué)信息能力（對化學(xué)物質(zhì)及其變化信息初步的識別、結(jié)構(gòu)化）。

【數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)】考后全區(qū)（福建省泉州市豐澤區(qū)，考生數(shù)2901人）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見下表。

【閱卷分析】此題答案是B，卻有13.6%的考生選C，說明部分考生一葉障目，被“淡藍(lán)色”迷惑，誤以為發(fā)生了化學(xué)變化。把化學(xué)變化中常伴隨的一些現(xiàn)象看成判斷化學(xué)變化的標(biāo)準(zhǔn)?？忌鷮τ诨瘜W(xué)變化的概念爛熟于胸，具體運(yùn)用解決實(shí)際問題時，卻不能從紛雜的表面現(xiàn)象中找出化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，也說明這部分學(xué)生對“新物質(zhì)”與“舊物質(zhì)”不能從原子—分子微觀角度理解兩者的不同，僅僅是從宏觀觀察解答。

試題2.右圖中A、B、C、D、E五種物質(zhì)是初中化學(xué)常見的金屬單質(zhì)、非金屬氧化物、酸、堿、鹽中的一種，相鄰物質(zhì)能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。A與B之間可發(fā)生置換反應(yīng)生成經(jīng)常用于制作導(dǎo)線的紫紅色物質(zhì)。請回答：

（1）A的化學(xué)式 （寫一個）。

（2）B與C反應(yīng)的化學(xué)方程式可能是 。

（3）E的用途是 。

（4）D還能與圖中不相鄰的一種物質(zhì)反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式可能是 。

【命題分析】考查金屬、一氧化碳、酸、堿、鹽的化學(xué)性質(zhì)以及物質(zhì)類別、反應(yīng)類型、物質(zhì)的用途和化學(xué)式、化學(xué)方程式的書寫。突出考查學(xué)生的化學(xué)信息能力（物質(zhì)變化的信息結(jié)構(gòu)化、推理等）和化學(xué)學(xué)習(xí)能力（分類研究、符號表征等）。

【數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)】考后全區(qū)（福建省泉州市豐澤區(qū)，考生數(shù)2901人）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見下表。

【閱卷分析】考后發(fā)放調(diào)查問卷調(diào)查該題學(xué)生的答題思路：

從紫紅色物質(zhì)可判斷B是銅鹽，根據(jù)“A與B之間可發(fā)生置換反應(yīng)”可判斷A是單質(zhì)的依據(jù)是

a.鐵可與硫酸銅反應(yīng)? ? ? ? b.B屬于鹽? ? ? ? c.B是化合物

統(tǒng)計(jì)調(diào)查問卷：72.9%的考生選a、 0.03%的考生選b、24.1%的考生選c。調(diào)查結(jié)果顯示：學(xué)生在判別A物質(zhì)的思路是在頭腦中搜尋學(xué)過的化學(xué)方程式，而不是從題目信息中的“置換反應(yīng)”概念出發(fā)，根據(jù)物質(zhì)的分類進(jìn)行判別。如果問什么是置換反應(yīng)，學(xué)生大多對答如流，但是卻不會運(yùn)用，缺乏學(xué)科認(rèn)識方式。

試題3.（節(jié)選）

以下是實(shí)驗(yàn)室利用石灰石（雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)且不溶于水）制備碳酸鈣的流程。

（3）請將步驟②發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整。

CaCl₂+ CO₂ +2NH₃+_________=_________+2NH₄Cl

【命題分析】以流程圖呈現(xiàn)問題情境，考查學(xué)生依據(jù)物質(zhì)名稱書寫化學(xué)式和運(yùn)用質(zhì)量守恒定律書寫化學(xué)方程式的能力。程

【數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)】閱卷數(shù)據(jù)只有此題整題的數(shù)據(jù)，沒有對各小題的數(shù)據(jù)。

【閱卷分析】考后發(fā)放抽樣調(diào)查問卷調(diào)查該題學(xué)生的答題思路：

第（3）題第一空的反應(yīng)物推斷的思路是：

a.根據(jù)混合溶液的成分? ? ?b.根據(jù)質(zhì)量守恒定律，從生成物的各原子個數(shù)推斷

統(tǒng)計(jì)調(diào)查問卷：有45.8%的考生選a、46.6%考生選b，只有7.6%學(xué)生ab都選。

調(diào)查結(jié)果顯示：近半數(shù)學(xué)生不能從微觀角度運(yùn)用質(zhì)量守恒定律，學(xué)生擁有質(zhì)量守恒知識卻不會使用，說明教學(xué)中缺乏學(xué)科認(rèn)識方式的引導(dǎo)。

二、研究設(shè)計(jì)認(rèn)識實(shí)踐活動，突破學(xué)生認(rèn)識瓶頸問題

以上試題考查情況反饋出教學(xué)中教師過多關(guān)注學(xué)生對具體知識的獲得與掌握，學(xué)生雖然記住了核心概念，但是在實(shí)際問題中并不會運(yùn)用，沒有認(rèn)識問題的思路和解決問題的關(guān)鍵能力?；瘜W(xué)知識具有公認(rèn)的、客觀的、靜態(tài)的屬性，而化學(xué)認(rèn)識是個體的、主觀的、動態(tài)的，掌握了化學(xué)知識的學(xué)生不一定具有化學(xué)學(xué)科認(rèn)識。教師需要對核心概念和觀念隱含的認(rèn)識功能進(jìn)行研究，通過具體的認(rèn)識實(shí)踐活動將概念知識轉(zhuǎn)化為學(xué)生觀察、分析現(xiàn)象和問題的化學(xué)視角和思維。學(xué)科知識需要經(jīng)過學(xué)習(xí)和理解、應(yīng)用和實(shí)踐、遷移和創(chuàng)新等關(guān)鍵能力活動，才能完成從具體知識到認(rèn)識方式的外部定向、獨(dú)立操作和自覺內(nèi)化，知識只有變?yōu)樽杂X主動的認(rèn)識角度和認(rèn)識思路才能轉(zhuǎn)化為學(xué)科能力和學(xué)科素養(yǎng)【6】。

（一）充分研究核心概念和觀念的認(rèn)識深度進(jìn)階和認(rèn)識思路

化學(xué)學(xué)科認(rèn)識方式有“宏觀—微觀”、“靜止的孤立觀—動態(tài)的相互觀”、“定性—定量”、“文字表征—化學(xué)語言符號表征”四類，可從這四方面對課程標(biāo)準(zhǔn)充分挖掘出核心概念中認(rèn)識深度進(jìn)階和認(rèn)識思路。例如：

也就是說，經(jīng)過初中化學(xué)學(xué)習(xí)之后，學(xué)生對化學(xué)變化初步達(dá)到微觀、定量、動態(tài)和化學(xué)用語的認(rèn)識深度，建立的基本認(rèn)識思路是：面對實(shí)際情境，能判斷并提取出相關(guān)化學(xué)變化，書寫相應(yīng)的化學(xué)方程式，判斷化學(xué)反應(yīng)類型，能分析微觀模型圖，能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明化學(xué)變化的發(fā)生，能從半定量的視角分析反應(yīng)的進(jìn)程，動態(tài)地看待化學(xué)變化，能根據(jù)質(zhì)量守恒定律進(jìn)行化學(xué)方程式計(jì)算，認(rèn)識該反應(yīng)在科研或生活生產(chǎn)中的應(yīng)用。

（二）把化學(xué)學(xué)科認(rèn)識方式貫穿于學(xué)習(xí)活動中

教學(xué)中把核心概念知識轉(zhuǎn)化為學(xué)生的認(rèn)識，需要在學(xué)習(xí)活動中依據(jù)學(xué)生學(xué)情選擇適切的素材開展，在復(fù)習(xí)階段更要從促使學(xué)生完成認(rèn)識深度進(jìn)階方面去選材開展認(rèn)識實(shí)踐活動，促使學(xué)生內(nèi)化概念知識，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析現(xiàn)象和問題的化學(xué)視覺和思路，讓學(xué)生形成穩(wěn)定的認(rèn)識方式。

例如，復(fù)習(xí)酸堿中和反應(yīng)時，以鹽酸與氫氧化鈉反應(yīng)為例引導(dǎo)學(xué)生從不同視角豐富認(rèn)識，依據(jù)物質(zhì)類別的化學(xué)性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明反應(yīng)的發(fā)生，形成認(rèn)識思路。

問題1：用實(shí)驗(yàn)證明反應(yīng)物氫氧化鈉不存在

教師追問：氫氧化鈉屬于哪類物質(zhì)？可以用什么物質(zhì)檢驗(yàn)它的存在或不存在？強(qiáng)調(diào)：要有明顯現(xiàn)象。沿著這個思路，學(xué)生順利想到酸堿指示劑、pH試紙和硫酸銅溶液。

問題2：用實(shí)驗(yàn)證明反應(yīng)物鹽酸不存在

經(jīng)過上述學(xué)生學(xué)習(xí)活動，學(xué)生對于認(rèn)識方式有足夠的體驗(yàn)，再組織學(xué)生將獲得的認(rèn)識應(yīng)用于這個環(huán)節(jié)實(shí)踐活動中，可形成穩(wěn)定的認(rèn)識行為。而且該環(huán)節(jié)活動更豐富，更能訓(xùn)練學(xué)生認(rèn)識的完整性。依據(jù)酸的化學(xué)性質(zhì)，只要反應(yīng)現(xiàn)象明顯均可用于檢驗(yàn)鹽酸的存在，沒有相應(yīng)的現(xiàn)象也就說明鹽酸的不存在，如紫色石蕊試液、pH試紙、活潑金屬（鐵、鋁等）、金屬氧化物（鐵銹、氧化銅等）、碳酸鹽等。

關(guān)注化學(xué)學(xué)科認(rèn)識方式的復(fù)習(xí)教學(xué)，應(yīng)注重以下幾個方面：

（1）課前備課：教師精選情境素材，了解學(xué)生學(xué)生認(rèn)識障礙，從理清認(rèn)識思路，拓展認(rèn)識視角，升華認(rèn)識高度的目標(biāo)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動程序。

（2）課中教學(xué)：學(xué)生深度參與，充分暴露知識的缺漏和認(rèn)識的偏差，教師應(yīng)充分放手讓學(xué)生預(yù)測、設(shè)計(jì)、模型建構(gòu)、分析、解釋、評價(jià)、表達(dá)和書寫。教師在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行追問（為什么、怎么辦）、證據(jù)反駁、思路外顯、認(rèn)識方式的評價(jià)、認(rèn)識思路及核心觀念的結(jié)構(gòu)化。

（3）課后經(jīng)常通過訪談或調(diào)查問卷了解學(xué)生失分題的認(rèn)識困惑，反思教學(xué)，針對性的調(diào)整教學(xué)節(jié)奏。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]肖紅.高中生化學(xué)核心概念學(xué)習(xí)中認(rèn)識方式的研究[D].北京師范大學(xué)，2005.

[2]吳俊明.初中化學(xué)的育人功能與觀念滲透[J].化學(xué)教學(xué)，2017（2）.

[3]吳俊明.起點(diǎn)合理規(guī)則明確層次不亂突出特點(diǎn)——化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)具體內(nèi)容厘定之我見[J].化學(xué)教學(xué)，2017（9）.

[4]王磊.學(xué)科能力構(gòu)成及其表現(xiàn)研究—基于學(xué)習(xí)理解、應(yīng)用實(shí)踐與遷移創(chuàng)新導(dǎo)向的多維整合模型[J].教學(xué)研究，2016（9）.

[5]張銀屏.促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識發(fā)展的單元整體教學(xué)——以化學(xué)教學(xué)為例[J].教育科學(xué)研究，2014（8）.