化學方程式教學策略有效性的實驗研究

蔡 紅龔正元

（1江蘇省徐州市潘塘中學 江蘇 徐州 221111；2南京師范大學教師教育學院 江蘇 南京 210097）

一、研究的起因

化學方程式作為一種語言符號，是學習化學的重要工具。它有利于學生更好地認識化學反應的實質，同時也有利于進一步發展學生的思維能力和創新能力。通過多年的教學經驗發現：凡是能正確熟練的書寫化學方程式的同學，他們的化學成績都不差。所以說化學方程式的學習直接影響到學生學習化學的水平。

根據以往的教學經驗，筆者發現很多學生學習化學方程式的內容基本以死記硬背為主，化學方程式的學習需要花很長的時間，需要幾個來回默寫記憶才能掌握。這樣加劇了學生思維的僵化，給化學學習帶來諸多不利因素。特別是進入酸堿鹽的學習，學生接觸到的化學反應數量明顯增加，而且化學方程式的難度也有所提高。若不改變原有的學習習慣，仍然采用以死記硬背為主的方法學習化學方程式，則往往效果很差，甚至還影響到學生學習化學的興趣。筆者在教學中也發現：化學方程式是學生學習的分化點之一。為了進行更好的教學，于是筆者查閱了國內外相關的資料，進行學習。結果發現：雖然有很多關于化學方程式的教學策略的文章，但是細細看來，發現關于化學方程式的教學策略大同小異。查閱資料中還產生了一些疑問：這些為數不多的教學策略真的有效嗎？其有效性能達到多少？這些方法中哪一種更有效？這些疑問促使筆者對這些教學策略進行歸納總結，并通過相關的教學實驗，獲得有關的數據，比較這些策略的有效度。

二、化學方程式教學的基本策略

通過查閱資料和多年的教學實踐，歸納總結以下學習化學方程式的策略：

1.讓學生親身經歷完整的化學方程式書寫過程

化學方程式的書寫不單是一個知識的再現過程，從某種意義上說，化學方程式的書寫過程也是一個問題解決的過程。在解決問題的過程中，僅僅在記憶中貯存一定數量的組塊還不夠，還必須有產生式系統，即把知識組織起來的若干程序。學生不能完整再現化學方程式，尤其不能根據給定的條件正確書寫化學方程式，都與產生式系統的缺乏有關。不經歷真正的知識形成過程而是簡單接受的知識，是很難深刻和靈活應用的。一些學生想當然地認為背誦是學習化學方程式最好的方法，卻從沒有深入思考化學方程式各部分間的聯系，沒有經歷一次完整的化學方程式書寫過程。因此，在教學中引導學生經歷完整的化學方程式書寫過程，能夠促進學生產生式系統的形成，提高化學方程式的學習效率。

如在學習《石灰石的利用》這一節內容時，教師可以讓學生閱讀課本，找出三種含鈣的物質——碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣，讓學生了解其物理化學性質，并寫出它們之間相互轉化的化學方程式。在分析碳酸鈣的類別（碳酸鹽）之后，引導學生回憶并寫出實驗室制取二氧化碳的反應原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O，由此推測出碳酸鹽的通性——“遇酸冒氣泡”，從而學會碳酸鹽的檢驗方法，再寫Na2CO3、K2CO3與HCl的反應就容易得多了。讓學生嘗試完成上述所列出的化學方程式，使學生經歷完整的化學方程式的書寫過程，有利于學生邏輯思維的養成，發現化學方程式書寫的內在規律。

2.利用實驗作載體，加強直觀，名實互現

化學用語的教學應與所表示的具體物質、反應及有關的概念、理論等內容密切聯系，不能孤立地講化學用語。看到常見的物質能寫出化學式，遇到常見的反應完成化學方程式。相反，從化學式、化學方程式中聯想到具體的物質、化學反應。化學實驗是加強直觀、名實結合的橋梁。通過實驗，不僅可以激發學生的興趣，提高學生學習化學的自覺性和積極性，同時還可以幫助學生形成化學概念、理解鞏固化學知識，還可以培養學生觀察現象，歸納綜合、抽象概括和分析問題、解決問題的能力。例如：在講實驗室煉鐵的原理時，首先展示氧化鐵和一氧化碳氣體，讓學生觀察顏色、狀態，寫出化學式為Fe2O3和CO；然后，教師連接實驗裝置，講明裝置的特點、操作步驟及原因；最后指導學生觀察實驗現象，并用磁鐵來吸引固體生成物。做完實驗后，引導學生根據實驗現象分析，什么物質，在什么條件下反應，生成了什么物質。學生很容易推出Fe2O3和CO在高溫條件下反應，生成了Fe和CO2的實驗結論，并寫出反應的化學方程式Fe2O3+而且記憶深刻。這就從具體實驗現象抽象出了化學方程式；相反，要求學生由化學方程式Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2能聯想到CO通入盛有Fe2O3的玻璃管中加熱，紅色Fe2O3就會變成黑色的鐵粉，同時生成能使澄清的石灰水變渾濁這一化學現象。經常進行這種“名實互現”的訓練，不但促進了學生對化學用語的掌握，而且培養了學生的觀察、分析和推理的能力。

3.根據反應特點歸納規律進行學習

教學中，如果學生對新的化學方程式難以理解，在正式學習新知識之前，教師可以向學生介紹一些他們比較熟悉的材料，這些材料同時又高度概括地包含了正式學習材料的關鍵內容。這些材料的內容介于新舊知識之間，在學生對新知識的理解中充當橋梁作用，使學生易于同化新知識。例如在學習金屬活動順序時，可在學習前復習第五章里學習過的金屬間的置換反應規律，作為先行組織者，通過己熟悉的反應（性質）進行比較，有利于對新知識的同化。

在教學中還可以采用歸納規律的方法，根據反應的特點、書寫規則進行高度概括，把繁雜難記的內容編成幾個句子。比如：學習初中化學中的四種基本反應類型的特點可以這樣歸納：化合反應——“多變一”；分解反應——“一變多”；置換反應——“單質+化合物→單質+化合物”，復分解反應——“兩相換，價不變”，特別是學習復分解反應的化學方程式時，筆者帶領同學一起找出其交換規律——“前不動，后交換”，比如：NaOH+HCl=NaCl+H2O，按照這個規律只交換畫線部分，學生就很容易的進行交換：保持“Na”和“H”的位置不動，仍放在前面，把“OH”和“Cl”進行交換，再根據各自的化合價寫出正確的化學式，最后配平即可。經過2年的教學實踐，發現特別是學習第七章《酸堿鹽的應用》時，這種教學方法更有利于學生接受，效果不錯。

三、化學方程式的幾種學習策略的對比實驗

【研究對象】2011年9月新升入初三的本校九（2）班學生，共32人，根據期中考試中的化學成績分成了3個平行組，第一組11人，化學平均成績38.2分 （滿分60分）；第二組11人，平均成績是37.9分；第三組10人，平均成績是38.8分。

【研究方法】試卷測評法、談話法

【研究過程】展示任務：6個化學反應方程式：

（1）鎂帶在空氣中的燃燒；（2）高錳酸鉀加熱分解；（3）鐵和稀硫酸反應；（4）氫氧化鈉溶液和硫酸銅溶液的反應；（5）氫氧化鈣和稀鹽酸的反應；（6）碳酸鈉和稀鹽酸的反應。

分別給3組學生布置學習任務：

第一組：直接提供給他們這6個反應的化學方程式，直接背誦，記錄默寫到全對時，各自所需要的時間；

第二組：到實驗室里邊做實驗，邊根據實驗現象等討論完成這六個反應的化學方程式，記憶并默寫至全對，記錄各自所需要的時間；

第三組：在教師的引導下，先按照反應類型進行歸類，找出其內在的反應規律（反應1是化合反應，“多變一”；反應2是分解反應，“一變多”；第3個反應是置換反應，“單質+化合物→單質+化合物”；第 4、5、6都是復分解反應，“兩相換，價不變”，“前不動，后交換”），學生相互討論交流彼此的心得，記憶并默寫至全對，記錄各自所需要的時間。

時間組別最快者需要的時間 最慢者需要的時間 全組平均時間 結論第一組 8分12秒45分鐘的實驗時間內未能完成，延長15分鐘才完成28分鐘26秒第二組 6分20秒 34分鐘48秒 18分鐘42秒第三組 5分52秒 28分鐘35秒 14分11秒找內在規律的方法更有利于化學方程式的學習。

為了檢驗記憶的持久度，一周后，筆者又對這6個化學方程式進行了默寫，結果如下：

數目組別 全對 錯1個 錯2個 錯3個 錯4個 錯5個 錯6個人第一組（11人）數 2人 1人 2人 2人 1人 2人 1人比率18.2%9.09%18.2%18.2%9.09%18.2%9.09%人第二組（11人）數 3人 2人 1人 3人 1人 1人 0人比率27.3%18.2%9.09%27.3%9.09%9.09% 0%人第三組（10人）數 4人 2人 2人 0人 1人 1人 0人比率 40% 20% 20% 0% 10% 10% 0%

四、實驗結論和反思

通過化學方程式教學策略的有效性研究，實驗結果表明：采用恰當的方法進行教和學的確能夠有效地提高學生的化學學習成績。通過研究，筆者發現在初中化學用語教學中，學習化學方程式最有效的方法是找內在規律法。當然，最有效不代表唯一。在實驗過程中，通過深入學生，進行了仔細的觀察，并和各層次的學生進行了交談，也了解到了一些問題：化學學習程度越差的學生，學習這部分越困難，雖然費了很大的力氣，仍然會丟三落四，如化學式不會寫，不會配平，丟掉反應條件或者氣體符號、沉淀符號等等，感覺比背英語課本還難。記憶的持久性更不能保證，學習后保持一天就不錯了。究其原因，還是化學用語的相承性造成的，前面的元素符號，化學式、化合價等內容沒學會，沒吃透，后面的學習就遇到了各種困難，更加證明了“空中樓閣“是不可能實現的。對這部分基礎較差的同學還是要盡量補上前面欠缺的知識，否則就只能采取死記硬背的方法了；而對于程度中等以上的學生，還是多使用找反應規律的學習策略，進行理解性學習，更有助于培養學生的邏輯思維能力。筆者認為，可以根據學生的實際情況，不同程度的學生采用不同的教學方法，在教學中靈活使用多種教學方法，因材施教，將會更有利于學生積極、主動地學習。

［1］ 吳俊明，王祖浩.化學學習論［M］.南寧∶廣西教育出版社，1996

［2］ 中華人民共和國教育部制定.化學課程標準（實驗）［M］.北京：人民教育出版社，2003

［3］ 朱秀蓮.初中化學用語學習現狀調查及其教學策略研究［D］.陜西師范大學，2009

［4］ 任紅艷.化學問題解決及其教學的研究［D］.南京師范大學，2005

［5］ 馬暉等.提高學生化學方程式學習效率初探［J］.化學教與學，2011，（4）

［6］ 黃靜.初中生化學符號學習的調查及評測研究［D］.華東師范大學，2011