基于學(xué)科觀念建構(gòu)的單元復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)
——以“認(rèn)識(shí)化學(xué)變化”為例

唐 良

（淮安市周恩來紅軍中學(xué) 江蘇 淮安 223200）

一、設(shè)計(jì)背景

“認(rèn)識(shí)化學(xué)變化”屬于滬教版初中化學(xué)上冊(cè)第四章學(xué)習(xí)內(nèi)容，作為承啟第三章和第五章的學(xué)習(xí)內(nèi)容，旨在讓學(xué)生從學(xué)會(huì)用“宏-微結(jié)合”的方式認(rèn)識(shí)化學(xué)物質(zhì)逐步轉(zhuǎn)向運(yùn)用“宏-微結(jié)合”、“從定性到定量”和用“化學(xué)方程式”系統(tǒng)表示的視角認(rèn)識(shí)化學(xué)變化，同時(shí)為第五章“金屬的性質(zhì)和冶煉”的學(xué)習(xí)，建構(gòu)學(xué)習(xí)思路、鋪墊學(xué)習(xí)方法。對(duì)比上一版課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本單元的內(nèi)容要求，《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》［1］進(jìn)一步優(yōu)化主題結(jié)構(gòu)，凝練了“物質(zhì)的變化與轉(zhuǎn)化”的大概念。以“化學(xué)反應(yīng)及質(zhì)量守恒定律”為核心知識(shí)，細(xì)化了從物質(zhì)轉(zhuǎn)化、能量變化、反應(yīng)條件及現(xiàn)象、反應(yīng)類型和質(zhì)量守恒等視角認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的思路與方法。除此之外還明確提出“能根據(jù)真實(shí)的問題情境，多角度分析和解決生產(chǎn)生活中有關(guān)變化的簡單問題”、“能利用化學(xué)反應(yīng)及綠色環(huán)保理念設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，完成常見物質(zhì)的制備、檢驗(yàn)等任務(wù)”、“能利用化學(xué)反應(yīng)相關(guān)知識(shí)分析和解釋自然界、生產(chǎn)生活、實(shí)驗(yàn)中的常見現(xiàn)象”等學(xué)業(yè)質(zhì)量要求。

學(xué)生通過前四單元的學(xué)習(xí)，已經(jīng)對(duì)化學(xué)變化有了較為深刻的認(rèn)識(shí)，初步具備了一定的探究意識(shí)以及從宏、微觀視角認(rèn)識(shí)物質(zhì)，從定性、定量層面分析化學(xué)變化的能力。同時(shí)，初三學(xué)生對(duì)于身邊的物質(zhì)及變化保有很強(qiáng)的好奇心和探知欲?；谏鲜龇治?，筆者將本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)分別設(shè)計(jì)如下：

（1）重點(diǎn)：復(fù)習(xí)燃燒與滅火、化學(xué)方程式的書寫等相關(guān)知識(shí)，從宏觀和微觀視角認(rèn)識(shí)質(zhì)量守恒；

（2）難點(diǎn)：在運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的過程中建構(gòu)“物質(zhì)的變化與轉(zhuǎn)化”的大概念，發(fā)展學(xué)科觀念、培養(yǎng)科學(xué)思維。

二、教學(xué)實(shí)錄

（一）設(shè)計(jì)理念

新版課程標(biāo)準(zhǔn)提出了五條課程基本理念，強(qiáng)調(diào)重視開展核心素養(yǎng)導(dǎo)向的化學(xué)教學(xué)；基于大概念的建構(gòu)，整體設(shè)計(jì)和合理實(shí)施單元教學(xué)；創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，更加倡導(dǎo)“做中學(xué)”、“用中學(xué)”和“創(chuàng)中學(xué)”。初三是化學(xué)學(xué)習(xí)的啟蒙階段，課堂教學(xué)不僅是為了應(yīng)對(duì)升學(xué)考試而傳授學(xué)科知識(shí)，更重要的是引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)學(xué)科價(jià)值、發(fā)展學(xué)科思維、形成學(xué)科觀念，從而更好促進(jìn)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的全面發(fā)展。學(xué)科知識(shí)乃至學(xué)科思想，隨著時(shí)間的推移都會(huì)漸漸被淡忘，但是建構(gòu)形成的學(xué)科觀念則會(huì)伴隨學(xué)生一生成長。

單元復(fù)習(xí)課作為實(shí)施單元教學(xué)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)于落實(shí)單元整體教學(xué)目標(biāo)、建構(gòu)單元知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，發(fā)展科學(xué)思維、提升探究能力、培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任以及形成化學(xué)觀念都有著至關(guān)重要的作用。單元復(fù)習(xí)不應(yīng)是對(duì)已學(xué)單元知識(shí)的簡單重現(xiàn)，它需要教者具有更高位的全局觀，通過精心設(shè)計(jì)的問題情境、教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐的過程中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，在問題解決中實(shí)現(xiàn)知識(shí)的深層理解、遷移和運(yùn)用。從而最終實(shí)現(xiàn)單元核心知識(shí)優(yōu)化重組、深度整合，以及單元大概念中所明確的化學(xué)觀念的滲透。

（二）設(shè)計(jì)思路

（三）教學(xué)過程

環(huán)節(jié)一：情境創(chuàng)設(shè)

［開場］近日老師在家日夜苦練了一門武林絕學(xué)——火焰掌。現(xiàn)在總算初窺門徑，在這里給大家展示一下。

［展示］火焰掌

［問］厲害嗎？想不想學(xué)？

［答］想！（滿懷期待，鼓掌歡迎，觀看表演，思考原理。）

［揭秘］秘訣就在老師抓的這把特制的肥皂泡里。老師事先在肥皂水中沖入了一定量的丁烷氣體。也就是說，其實(shí)我們看到的火焰是肥皂泡中的丁烷氣體在燃燒。

［學(xué)生］恍然大悟，期待體驗(yàn)。

設(shè)計(jì)意圖：以極具視覺沖擊的趣味實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生好奇心和學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)從情境中引發(fā)問題，為后續(xù)丁烷燃燒產(chǎn)物和丁烷組成的探究埋好伏筆。

環(huán)節(jié)二：從燃燒識(shí)變化

［問］那么，你們知道丁烷燃燒發(fā)生了什么變化嗎？

［答］化學(xué)變化！

［問］能說說你判斷的依據(jù)嗎？

［答］有新物質(zhì)生成。

［質(zhì)疑］你確定生成了新物質(zhì)嗎？

［答］不確定，燃燒是一種發(fā)光、發(fā)熱的化學(xué)變化。

［投影］燃燒定義及常見的燃燒現(xiàn)象。

［問］你們能根據(jù)圖片中的燃燒現(xiàn)象，判斷出是哪些物質(zhì)燃燒嗎？請(qǐng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。

［學(xué)生］交流討論，書寫反應(yīng)方程式：略。

［問］說說你們依據(jù)的特征現(xiàn)象是什么？

［答］白光、火星、耀眼的白光和白煙……

［總結(jié)、啟思］說得很好！結(jié)合同學(xué)們書寫的方程式我們不難發(fā)現(xiàn)，物質(zhì)燃燒時(shí)不僅伴隨著發(fā)光、放熱這些能量的變化，也確實(shí)會(huì)有新物質(zhì)生成。那么，丁烷燃燒的生成物又是什么呢？

［調(diào)度］來！實(shí)驗(yàn)幫你解答！老師想請(qǐng)一位小助手，跟我一起完成實(shí)驗(yàn)。誰肯幫忙？

［學(xué)生］積極請(qǐng)求參與，協(xié)助完成“丁烷燃燒產(chǎn)物檢驗(yàn)”。

［組織探究］丁烷燃燒產(chǎn)物的檢驗(yàn)。（引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象）

①將干冷的燒杯罩在火焰上方；

②將涂有澄清石灰水的燒杯罩在火焰上方。

［問］給大家說說，你看到了哪些現(xiàn)象？這些現(xiàn)象能說明什么？

［答］①干冷的燒杯內(nèi)壁有水珠產(chǎn)生；②燒杯內(nèi)壁的澄清石灰水變渾濁。說明丁烷燃燒產(chǎn)生水和二氧化碳。

設(shè)計(jì)意圖：從燃燒的角度認(rèn)識(shí)化學(xué)變化，通過復(fù)習(xí)常見的燃燒反應(yīng)及燃燒現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)化學(xué)變化過程中伴隨著物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量變化。在不斷的設(shè)問和啟發(fā)中引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究丁烷燃燒產(chǎn)物，培養(yǎng)探究意識(shí)、發(fā)展科學(xué)探究能力、形成變化觀念。

環(huán)節(jié)三：從守恒識(shí)變化

［問］據(jù)此，你能推測出丁烷是由什么元素組成的嗎？

［答］一定含有C、H，可能含有O。

［追問］說說你判斷的依據(jù)又是什么？

［答］①質(zhì)量守恒定律；②化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變。

［承啟］說得很好！如果我們還想進(jìn)一步確定丁烷組成中是否含有氧元素，就要引入定量研究的方法了。老師這里提供一組數(shù)據(jù)，大家討論一下，能否從中獲得一些啟示？［投影數(shù)據(jù)：已知丁烷的相對(duì)分子質(zhì)量為58，11.6 g 丁烷在氧氣中完全燃燒，產(chǎn)生35.2 g 二氧化碳和18 g 水。（C-12，H-1，O-16）］

［學(xué)生］結(jié)合數(shù)據(jù)、定量分析；交流討論、匯報(bào)總結(jié)。

［問］哪組同學(xué)先來匯報(bào)一下你們的思考結(jié)果？（追問論證細(xì)節(jié)）

［答］①丁烷中不含氧元素；②丁烷的化學(xué)式為C4H10……

［評(píng)價(jià)］你們聽明白了嗎？老師覺得此處應(yīng)有掌聲。

［學(xué)生］收獲滿滿，掌聲鼓勵(lì)。

［問］這次我們利用的是什么守恒呢？

［答］元素質(zhì)量守恒。

設(shè)計(jì)意圖：通過收集證據(jù)、分析論證，推理丁烷組成，促進(jìn)知識(shí)建構(gòu)和探究能力的提升；通過質(zhì)量守恒定律的運(yùn)用，促進(jìn)學(xué)生從定性、定量的視角認(rèn)識(shí)化學(xué)變化，培養(yǎng)學(xué)生的元素觀、守恒觀，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維、變化觀念。

［問］很好?，F(xiàn)在，咱們能寫出丁烷燃燒的化學(xué)方程式了嗎？（引導(dǎo)學(xué)生自評(píng)、修正）

［答］書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式。

［問］我們應(yīng)該從哪些角度判斷反應(yīng)方程式書寫是否正確呢？

［答］反應(yīng)物、生成物的化學(xué)式、反應(yīng)條件、氣體、沉淀符號(hào)和配平……

［問］我們是依據(jù)什么給方程式配平的呢？

［答］①質(zhì)量守恒定律；②反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目不變。

［問］誰能從反應(yīng)的微觀本質(zhì)角度分析一下，為什么反應(yīng)前后原子守恒呢？

［答］丁烷分子和氧氣分子拆分成碳、氫、氧原子，原子再重新結(jié)合成水分子和二氧化碳分子。

［投影總結(jié)］：化學(xué)變化的微觀本質(zhì)——原子之間的重新組合。

設(shè)計(jì)意圖：通過丁烷燃燒方程式的書寫，體會(huì)配平過程、探析配平依據(jù)，宏微結(jié)合體會(huì)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生微粒觀、守恒觀的建構(gòu)。同時(shí)使學(xué)生對(duì)化學(xué)變化從物質(zhì)、能量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)向用化學(xué)方程式系統(tǒng)地表達(dá)，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的變化觀念。

［承啟］微觀上的原子守恒也就決定了宏觀上的元素種類、質(zhì)量不變，也進(jìn)一步?jīng)Q定了物質(zhì)的總質(zhì)量在反應(yīng)前后不變，這就是同學(xué)們所說的質(zhì)量守恒定律。而化學(xué)方程式則是對(duì)質(zhì)量守恒定律最好的體現(xiàn)。

［問］除了我們剛剛分析出來的這些宏微觀守恒，你還能從化學(xué)方程式中獲得哪些重要信息呢？

［答］反應(yīng)物和生成物之間存在固定的微粒個(gè)數(shù)比和質(zhì)量比……

［問］明確化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的質(zhì)量比有什么作用呢？

［答］進(jìn)行化學(xué)方程式計(jì)算。

［問］來！咱們操練一下！哪位同學(xué)愿意上來展示一下？［投影問題：11.6 g丁烷完全燃燒，消耗氧氣的質(zhì)量是多少？（C-12，H-1，O-16）］

［學(xué)生］依據(jù)方程式計(jì)算所需氧氣總質(zhì)量（一位同學(xué)板演，其余同學(xué)完成后，相互評(píng)價(jià)）。

［例析方程式計(jì)算］老師這有一套計(jì)算過程（投影），你們能幫忙分析一下，存在哪些問題嗎？

［投影］

解：設(shè)消耗xg 氧氣

設(shè)計(jì)意圖：通過分析化學(xué)方程式中反應(yīng)物、生成物的微粒個(gè)數(shù)和質(zhì)量關(guān)系，拓展學(xué)生對(duì)質(zhì)量守恒定律和方程式價(jià)值的再認(rèn)識(shí)；通過化學(xué)方程式計(jì)算例析，鞏固計(jì)算步驟要點(diǎn)，進(jìn)一步規(guī)范要求，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。

環(huán)節(jié)四：燃燒與滅火

［問］說得很好！老師還有個(gè)問題想考考大家，為什么表演時(shí)手沒有燒起來？誰能從燃燒條件的角度，給我們作出分析。

［答］手的溫度沒有達(dá)到著火點(diǎn)。

［追問］為什么這么說呢？

［答］手上有水，水汽化吸熱，降低了手的溫度。

［問］是不是有點(diǎn)類似課本上燒不壞的手帕實(shí)驗(yàn)？你們還記得燃燒的另外兩個(gè)條件是什么嗎？

［答］①物質(zhì)具有可燃性；②可燃物與氧氣接觸。

［問］如果我們破壞其中一個(gè)條件，是不是就能滅火了。誰能說說對(duì)應(yīng)的滅火原理呢？

［答］①隔離可燃物；②隔絕氧氣；③降低可燃物溫度到著火點(diǎn)以下。

［問］結(jié)合這三個(gè)原理，我們?cè)趺聪邕@支燃著的打火機(jī)呢？

［任務(wù)活動(dòng)］嘗試從不同原理熄滅打火機(jī)。

［學(xué)生討論方案，匯報(bào)］：①松開氣閥；②蓋滅；③吹滅……

設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)從主情境中再次引發(fā)問題，復(fù)習(xí)燃燒條件、滅火原理，在運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的過程中實(shí)現(xiàn)了溫故知新和學(xué)生思維的發(fā)展。

環(huán)節(jié)五：不完全燃燒

［情境設(shè)疑］老師課前用一塊白瓷板嘗試蓋滅打火機(jī)火焰時(shí)，意外地發(fā)現(xiàn)白瓷板底部被熏上了不少黑煙（投影圖片），你們知道是怎么形成的嗎？

［答］丁烷不完全燃燒產(chǎn)生。

［問］不完全燃燒通常發(fā)生在什么情況下？與完全燃燒相比有哪些特征呢？

［答］①氧氣不足；②可燃物與氧氣接觸不充分；③燃燒慢、發(fā)熱少、有污染……

［總結(jié)］這樣既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。現(xiàn)在你知道點(diǎn)火槍的槍口上為什么會(huì)有這些氣孔了吧？

［答］使丁烷與氧氣充分接觸，促進(jìn)完全燃燒。

設(shè)計(jì)意圖：圍繞熄滅打火機(jī)引入新的問題情境，復(fù)習(xí)不完全燃燒，再次培養(yǎng)、發(fā)展學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。

環(huán)節(jié)六：爆炸與消防

［情境］小小的打火機(jī)給我們?nèi)粘Ｉ顜砹撕艽蟮谋憷?，但如果使用不?dāng)也會(huì)成為不小的隱患。（播放視頻：“危險(xiǎn)”的打火機(jī)?。?/p>

［思考］①生活中的哪些物質(zhì)燃燒易引起爆炸？②爆炸發(fā)生的條件是什么？

［答］面粉、燃油、天然氣等可燃性的氣體、液體或粉塵在有限的空間內(nèi)發(fā)生急速燃燒。

［問］那么我們?nèi)粘Ｉ钪?，使用打火機(jī)這類易爆品時(shí)要注意些什么呢？

［答］避免撞擊、遠(yuǎn)離火源、放在通風(fēng)處……

設(shè)計(jì)意圖：通過打火機(jī)爆炸視頻創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生從物理、化學(xué)角度復(fù)習(xí)爆炸產(chǎn)生的條件及常見的易爆物。在此過程中，體會(huì)化學(xué)指導(dǎo)我們合理的利用物質(zhì)，培養(yǎng)消防安全意識(shí)。

環(huán)節(jié)七：總結(jié)提升

［總結(jié)］同學(xué)們的這些建議都很棒！今天我們結(jié)合丁烷氣的燃燒給大家將第四單元的重點(diǎn)進(jìn)行了簡要回顧。

［網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)］

［價(jià)值觀升華］人的一生好比燃燒，是養(yǎng)料的不斷吸取，是能量的充分釋放，在付出與收獲中不斷平衡。從無光熱，不燃而去，豈不遺憾。所以，親愛的少年！拼盡全力，燃燒自我，縱是點(diǎn)點(diǎn)星火，也能匯聚星辰之輝。

設(shè)計(jì)意圖：在知識(shí)建構(gòu)的基礎(chǔ)上，形成和發(fā)展學(xué)科觀念、科學(xué)思維，感悟?qū)W科價(jià)值，最終實(shí)現(xiàn)價(jià)值觀的引領(lǐng)和升華。

［檢測］請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合復(fù)習(xí)內(nèi)容，思考下列問題。

1.根據(jù)視頻內(nèi)容，回答下列問題：

（1）燃燒不一定要有________參加，一定條件下，________也能支持燃燒。

（2）金屬鎂著火________（填“能”或“不能”）用CO2滅火。

（3）反應(yīng)后集氣瓶中有黑色和白色兩種固體產(chǎn)生，則反應(yīng)的方程式為：_____________________。

設(shè)計(jì)意圖：根據(jù)單元學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)業(yè)質(zhì)量要求，基于鎂條在二氧化碳中燃燒的視頻為情境，啟發(fā)學(xué)生對(duì)燃燒條件的再思考，進(jìn)一步發(fā)展性質(zhì)決定用途的學(xué)科觀念。

2.根據(jù)下圖回答問題

（1）反應(yīng)物中缺少某種物質(zhì)，在反應(yīng)前方框內(nèi)應(yīng)補(bǔ)充的微粒是______（填序號(hào)）。

（2）該反應(yīng)中B 和C 的個(gè)數(shù)比為__________。反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________。

設(shè)計(jì)意圖：以化學(xué)反應(yīng)的微觀過程創(chuàng)設(shè)問題情境，宏微結(jié)合，探析學(xué)科本質(zhì)，融合對(duì)質(zhì)量守恒定律、化學(xué)方程式書寫等相關(guān)知識(shí)的考查，發(fā)展元素觀、變化觀、守恒觀。

三、教學(xué)反思

傳統(tǒng)的“練習(xí)——講解——?dú)w納”復(fù)習(xí)課教學(xué)組織形式，在當(dāng)前教育改革大背景下，已難以滿足教——學(xué)互動(dòng)、教——學(xué)生長的需求，也無力推動(dòng)知識(shí)的深度學(xué)習(xí)和思維的深層發(fā)展［2］。因此，從“知識(shí)教學(xué)”走向“觀念建構(gòu)”的方式轉(zhuǎn)變變得尤為重要。就化學(xué)學(xué)科而言，復(fù)習(xí)課教學(xué)絕不能是知識(shí)的堆壘，必須以發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)為最終目標(biāo)，通過精心的設(shè)計(jì)將書本知識(shí)與所要解決的實(shí)際情境關(guān)聯(lián)起來，結(jié)構(gòu)化地呈現(xiàn)。對(duì)初中學(xué)生而言，他們對(duì)于身邊的化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)變化有著強(qiáng)烈的好奇心和探求欲，教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，教師應(yīng)該抓住學(xué)生的這一心理特點(diǎn)，圍繞學(xué)生感興趣的話題創(chuàng)設(shè)問題情境?；诖耍竟?jié)課教師以“火焰掌”為情境，以“丁烷燃燒”為主線，以發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為目標(biāo)，以問題驅(qū)動(dòng)為路徑展開教學(xué)，培養(yǎng)探究意識(shí)、強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用、發(fā)展化學(xué)觀念，達(dá)到了較好的復(fù)習(xí)教學(xué)效果。