基于“學科觀念”培養的初中化學教學探討

穆小艷

新課程以進一步提高學生科學素養為宗旨，而化學科學素養的主要內涵是化學學科觀念.化學學科觀念不是具體的化學知識，也不是化學知識的簡單組合，而是學生通過化學學習后在頭腦中建立起來的概括性認識，也就是在深入理解化學學科特征的基礎上所獲得的對化學的總括性認識.

關于化學學科觀念的內涵，國內外學者從多種不同角度展開研究.最為簡明的表述是將化學基本觀念分為知識類、方法類和情意類觀念三個維度，繼而又分為元素觀、微粒觀、變化觀、實驗觀和分類觀6個方面.中學化學學科觀念的教學研究價值主要有：①有利于激發學生對化學學習的持久興趣；②有利于增進學生對化學知識的深入理解；③有利于促進學生化學學科素養的全面發展.

下面結合自己的教學實踐，以“依據化學方程式的計算”為例，從化學學科知識、方法及情感態度價值觀三個維度，以“問題串”形式層層展開，就如何實現基于學科觀念的化學教學談談自己的體驗與設計.

一、創設情境、引入課題

觀看自拍視頻——高錳酸鉀制氧氣.

問題串1：準備收集4瓶氧氣，為什么才收集到第三瓶氧氣，導管口就沒有氣泡呢？

問題串2：制取4瓶氧氣至少需要多少高錳酸鉀呢？如何才能知道收集一定量氧氣究竟需要多少高錳酸鉀呢？

設計意圖：結合滬教版學生基礎實驗一，通過學生親身實踐，引起共鳴，感受化學計算的必要性.

二、新聞鏈接、關注時事

觀看網絡視頻——遙感衛星18號升空.

問題串3：已知火箭的第三級推進器中燃料是液氫，助燃劑是液氧.當火箭攜帶7t液氫時，需要多少液氧才能滿足這些液氫的完全燃燒呢？如果過多或過少會出現什么后果？

設計意圖： 創設情境，通過教師提問所加燃料的多或少，讓學生深刻感受到化學方程式計算的必要性、重要性及嚴謹性.同時感受科技的偉大，感嘆我國航天科技的發展.

三、復習鞏固、過渡新知

化學方程式含義的教學.

問題串4：你能寫出氫氣在氧氣中燃燒的化學方程式嗎？

設計意圖：將高科技知識轉化為學生熟悉的情境，體驗化學服務于生活，服務于科技的觀念.

問題串5：依據方程式計算，首先應充分理解方程式的含義：①從物質變化的角度，你能獲得什么信息？②從物質構成的角度看這個反應方程式，你又能獲得什么信息？ ③從質量的角度看，你又獲得了什么信息呢？

設計意圖：化學方程式的含義講解時，借助“最近發展區”理論，適當延伸學習內容，從物質構成角度和提供的元素相對原子質量引申出物質的質量含義，從而過渡到新知識的學習.讓學生感受到化學方程式不僅是表示化學反應的符號，同時包含著非常豐富的信息；不僅有宏觀與微觀的含義，同時也包含定性與定量的含義.而依據化學方程式計算的核心：就是利用了具體的化學反應中各物質的質量比例是固定且唯一的事實.

問題串6：如果有4t氫氣需要多少氧氣才能恰好完全燃燒？生成多少水呢？ 如果有16t氧氣能夠供給多少氫氣充分燃燒，生成的水又是多少呢？

設計意圖：通過已知量的變換，讓學生體會到化學方程式計算中反應物、生成物質量間存在某種必然的且唯一的比例關系.

四、角色扮演、體現主體

問題串7：請你當回火箭推進器的設計師，當確定火箭的燃料艙內攜帶7t液氫時，助燃倉內需要攜帶多少液氧才能讓液氫恰好完全反應呢？

問題串8：結合學生的成果展示情況，x哪來的？代表什么？4、32哪兒來的？你又是依據了什么列出了這個比例式呢？

設計意圖：讓學生感受方程式中各個量之間的比例關系.讓學生自主歸納解題過程與步驟，體會化學解題的規范性、嚴謹性和必要性.另外，訓練學生的邏輯思維，避免單一的模仿.讓學生感受到：化學方程式計算就應該這樣，而不是老師規定我們必須這樣.

五、規范格式、完善步驟

問題串9：以上過程，大家完成的規范嗎？請同學們模仿課本例題和黑板上的內容，完善自己的解題過程吧！

設計意圖：用感知到的解題步驟和閱讀課本例題去自我完善.

問題串10：你能小結化學方程式計算的解題步驟嗎？

設計意圖：及時地歸納與總結有利于學生形成嚴謹的解題步驟.

六、學以致用、提升能力

問題串11：為了使120g碳恰好完全燃燒，需要多少克

O2？生成物CO2的質量為多少呢？

問題串12：同學們，你還能用其他方法計算CO2的質量嗎？

問題串13：為什么化學反應前后質量守恒呢？你能從微觀角度分析嗎？如果結合這個化學反應呢？

問題串14：正因為碳原子完全轉移到CO2分子中了，即碳元素完全轉移到CO2中，CO2中碳元素的質量就等于碳的質量，現在已知碳元素的質量，如何計算出CO2的質量呢？

設計意圖：煤炭作為徐州的重要資源，是學生非常熟悉的物質，從學生的生活實際出發，更能引起學生的共鳴，同時也能讓學生深切感受到化學方程式計算在生產中所起的巨大作用.結合質量守恒定律、化學式計算和化學方程式計算形成新的知識網絡.同時，發現三種不同的計算有著共同的思想——守恒.

問題串15：請大家幫助淮安同學解決高錳酸鉀制氧氣實驗中遇到的問題吧！實驗室用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，如果準備收集這樣的4瓶氧氣，至少生成1.6g的氧氣，需要多少高錳酸鉀呢？

設計意圖：回歸到本節開篇的問題，讓學生充分體會到化學計算在解決計量問題發揮的巨大作用.同時也體驗到解決問題的成就感.

問題串16：同學們都采用了化學方程式計算嗎？還有其他的計算方法嗎？

問題串17：為什么兩種計算結果不同呢？

小結：化學方程式計算更能直觀本質地揭示化學反應中各物質之間的質量關系，化學方程式計算是一種非常重要的計算形式，具有非常廣泛的應用，也是同學們必須掌握的一項技能.

設計意圖：通過對比化學式計算與化學方程式計算結果的差異，發現化學方程式計算更能直觀本質揭示反應中各物質之間的質量關系.

七、課堂小結、達成共識

學生總結 ：知識層面、方法層面、學科觀念角度.

教師總結：在化學變化中，物質可以變化，但組成物質的元素不變；物質之間可以互相轉化，可以由一種物質轉化為另一種物質，但在質量等量的方面，還存在著必然的聯系.正因為如此，使得化學反應具有更廣泛的應用.

設計意圖：談收獲，學生回顧一節課的內容，既收獲了知識技能，收獲了分析化學反應的方法，更收獲了化學反應中守恒的觀念.

綜上所述，在“依據化學方程式的計算”教學過程中，筆者緊緊圍繞化學學科觀念——學科知識、學科方法和學科情意類觀念三個方面，實踐了對學生強化觀念、培養學科素養的教學.通過本設計的課堂實踐發現：學生思維動起來了，課堂活起來了，課堂效果好起來了.學科觀念教學是一個永恒的話題，通過我們的不斷領會、深入研究，必將在實踐中不斷提升.