基于解決實際問題的初中化學復習教學設計

劉四根

一、問題提出

《普通高中化學課程標準（2017年版）》提出：教師在組織教學內容時應高度重視化學知識的結構化設計，充分認識知識結構化對于學生化學學科核心素養(yǎng)發(fā)展的重要性。但目前很多教師的復習教學缺乏設計，仍然是知識對知識的重復教學，尤其是化學計算類復習課，變成了純粹的數(shù)學課，忽略了化學計算的學科本質?；瘜W與生活、生產聯(lián)系緊密，因此，創(chuàng)設化學計算的真實使用情境，結構化化學計算思維模型，讓學生感受到化學計算的學科本質和實際應用價值顯得尤其重要。本設計以盆栽缺肥引起的一系列問題作為真實問題情境，將初中化學計算有關的知識按學生的認知邏輯組織教學，談談解決實際問題的九年級化學復習教學的認識與思考。

二、教學過程

任務1：盆栽病情診斷

展示實物：一盆栽矮小瘦弱，葉片發(fā)黃的盆栽。

師：生病的盆栽得了什么病？請同學們利用所學化學知識診斷其病因并對其進行專業(yè)救治？

生：新鮮、好奇并負有使命感，陸續(xù)有學生提供答案——缺氮肥。

師：同學們對化學肥料這一知識學得很好，請同學們回憶一下，常見的氮肥有哪些？含氮量如何？引出課題：初中化學計算專項復習。

生：常見的氮肥有氨水、銨鹽、尿素、硝酸鈉等含氮物質。

利用真實問題情境引出課題，針對情境提出問題，診斷學生對化學肥料的性質及用途的認識水平，發(fā)展元素觀。

任務2：選化肥

師：如何為生病的盆栽選擇合適的氮肥？要考慮哪些因素？

生：選擇含氮量高的且價格便宜的。

師：銨態(tài)氮肥是性價比比較合適，常見的銨態(tài)氮肥有碳酸氫銨、氯化銨、硝酸銨、硫酸銨，請寫出它們的化學式，并計算其相對分子質量、組成元素的原子個數(shù)比、組成元素的質量比、含氮元素的質量分數(shù)。

生：計算并填寫其計算結果。

教師補充并投影有關化學式的計算（略）。

師：選擇氮肥時，除了考慮含氮量、價格外，還需考慮什么因素？

生：儲存、運輸便利性，另外還要考慮土壤酸堿性等。

通過對銨態(tài)氮肥有關化學式的計算，構建化學式計算的結構化思維模型，診斷并發(fā)展有關化學式定量計算的結構化水平。

任務3：買化肥

師：我們已經(jīng)診斷出這盆栽是缺氮肥，下面請同學們去買氮肥。路邊圍墻上有一則化肥廣告，請同學們根據(jù)所學知識對廣告的真實性做出判斷，并提供證據(jù)。

生：根據(jù)氮元素的質量分數(shù)快速作出判斷，該廣告是虛假廣告。

依據(jù)計算結果判斷化肥廣告的真實性，診斷學生應用化學知識辨識真?zhèn)蔚哪芰Α?/p>

任務4：驗化肥

師：我們認為此廣告產品不可信，今有一袋50公斤的碳酸氫銨，取樣品7.9克溶于水，與足量的鹽酸反應，產生氣體3.7克，請判斷此袋化肥為純凈的碳酸氫銨？

生：列方程式計算，得出產生氣體3.7克，對應碳酸氫銨的質量為6.64克，據(jù)此判斷化肥為不純的碳酸氫銨。

師：化學方程式反映的是實際參加反應的反應物與生成物的質量關系，如果信息給出的物質不是純凈物，就要換算成純凈物的質量進行計算。另外，數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)也可能是以圖表方式呈現(xiàn)，還可能要進行數(shù)據(jù)分析才能得到。

教師補充并投影有關化學方程式的計算（略）。

依據(jù)化學方程式計算結果提供證據(jù)，對化肥是否純凈進行判斷，診斷學生從“量”的視角理解物質的轉化水平，豐富學生從物質變化、質量關系及實際應用層面對化學反應的認識角度，發(fā)展“宏、微、符”認識水平。

任務5：施化肥

師：我們已為盆栽買好了碳酸氫銨氮肥，并證明其貨真價實，接下來就是為其施肥，如何正確施肥？

生：配成溶液。

師：直接將氮肥施在農作物上會造成植物局部燒傷，需將它配成溶液進行施肥。

學生練習：今有16克碳酸氫銨樣品，要將其配成質量分數(shù)為35%的碳酸氫銨溶液，要加水多少克？此溶液是否為飽和溶液？（20℃，碳酸氫銨的溶解度為21.7克）。

教師補充并投影有關溶液的計算（略）。

師：質量分數(shù)計算是初中化學計算的重要類型，選化肥—買化肥—驗化肥—施化肥的過程中，我們計算了碳酸氫銨中氮元素的質量分數(shù)、化肥產品中碳酸氫銨的質量分數(shù)、碳酸氫銨溶液的質量分數(shù)，三者均計算質量分數(shù)，我們能否構建一個計算質量分數(shù)的模型？構建計算質量分數(shù)的模型，可依據(jù)質量分數(shù)的定義，抽提其數(shù)學特征，建立分數(shù)模型，明確分子、分母的對象。

生：學生小組合作、交流，試著建模。

師：建立分數(shù)模型后，關鍵是對各類質量分數(shù)概念的理解，據(jù)此模型我們可計算單一物質體系中某元素的質量分數(shù)及混合物體系某元素或某物質的質量分數(shù)。

學生練習：上例化肥廣告為虛假廣告，取樣分析測得其氮元素質量分數(shù)為11.0％，請計算該產品中碳酸氫銨的質量分數(shù)？

通過對質量分數(shù)相關計算的知識結構化，發(fā)展學生對質量分數(shù)模型建構、遷移、應用水平。

三、教學反思與感悟

1.創(chuàng)設真實情境，統(tǒng)領復習教學

新課標強調“真實的問題情境是培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)的重要平臺，作為知識載體的教學情境應該具體全程性和發(fā)展性，應統(tǒng)領整個教學過程，在教學中起到激發(fā)、推動、發(fā)展學生的認知思維。本設計以一盆矮小瘦弱，葉片發(fā)黃的盆栽作為教學情境引入課題，并以此作為知識的生長點，引發(fā)了如何治療“生病的盆栽”的一系列與化學計算有關的問題。

2.設計問題任務，促進深度學習

深度學習的課堂需要深度思考，因此，教師要設計具有挑戰(zhàn)性的問題任務，引導學生主動探索、深刻理解、深度參與。本案例設計了“生病的盆栽得了什么??？”“如何為生病的盆栽選合適的氮肥？”“如何買到貨真價實的化肥？”等，通過問題解決觸發(fā)學生深度思維并深度體驗學科的應用價值。

3.建構計算模型，豐富知識體系

復習的目標在于促進學生對所涉知識關聯(lián)結構化，形成解決一類問題的思路和方法，并能夠應用這些學科思想與學科方法解決實際問題。本設計通過對初中化學計算類型結構化，建構各類化學計算的思維模型，從宏觀角度和微觀角度對模型進行分析應用，從而進一步認識化學計算的學科本質是定量研究化學物質及其轉化。

化學計算教學不是化學計算題的教學，教師要克服從知識到知識的慣性教學方式，嘗試從實際情境出發(fā)，創(chuàng)設問題任務，讓學生思考、歸納、總結，強化對學科概念原理的理解，形成知識關聯(lián)結構化和問題解決思路、方法的結構化，建構起定量研究化學物質組成、結構、性質及其轉化的基本思維方式，發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)。

責任編輯? 韋英哲