化學主題教學的實踐與感悟
——以“發熱包引發的探究”為例

■潘志妹

一、學情分析

“發熱包引發的探究”這節課的施教對象是九年級第一學期期末的學生，他們對金屬的性質、用途、檢驗、制備等知識點比較熟悉。通過對班級不同層次的學生進行問卷調查發現，多數學生在物質主題學習方面存在著幾類問題。

一是學生對獨立知識點掌握得較好，但對知識與知識之間的關聯性理解不夠，難以形成系統的知識框架。如筆者提出三個問題：1.鐵的物理性質有哪些？2.化學性質有哪幾條？3.如何檢驗鐵粉？學生回答第三個問題的正確率明顯低于前兩個。究其原因，學生在理解物質的性質以及利用物質的性質來進行物質的檢驗這些知識的關聯上是相互割裂的，所以不會利用第1個、第2個問題來解決第3個問題。甚至有些學生缺乏對知識內在聯系的理解，采用背誦記憶的方法來學習化學。試想，在化學的章節復習階段，當背默成為常態時，這種方式怎能激發學生的學習興趣、誘發學生的學習欲望、開發學生的情智呢？

二是學生對教材上重點要求的物質的知識掌握尚好，但是對研究未知物質的思路方法掌握不夠。例如學生知道鐵的物理性質、化學性質、制備、生銹、檢驗等，但是面對如何在混合物中檢驗鐵等問題時就無從下手了。只有在知識的不斷運用、問題的不斷解決中才能逐步走出困境。

三是學生平時動手操作的實驗大多數是定性檢驗或鑒別，而定量分析、測定并計算的實驗相對較少。設計定量實驗、獲取關鍵數據、處理數據、提高實驗的準確性、精確性以及實驗誤差的分析能力有待訓練和提高。

綜上所述，筆者認為，物質主題教學的目的不僅在于幫助學生掌握常見的幾種物質的知識，還必須幫助學生認識化學學科研究物質的一般思路與方法。而這光靠講解與告知是不能達成的，學生必須在不斷的發現過程中去體會，在多次運用過程中不斷領悟，才能轉化為自身的科學素養。

基于以上對課標、學情的分析以及主題教學的認識，筆者在激發學生深度學習物質主題方面做了一些思考與實踐，“一袋發熱包引發的探究”一課就是復習階段的典型課例。筆者從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個維度設計了本節課的教學目標。

一是以超能量發熱包為背景，再認識金屬的性質，進而掌握金屬的制備與運用。

二是通過設計方案并定性驗證超能量發熱包中是否含有鐵粉，定量測定其中鐵的質量分數，鞏固物質的鑒別、檢驗、化學計算、相關實驗操作技能，體驗科學探究的方法，提升實驗設計、評價和探究的能力。

三是通過小組合作的探究形式，增強學生合作意識，鍛煉學生組內、組間的交流評價能力，感受團隊合作的重要性，在交流與匯報中，培養學生傾聽的習慣和互相尊重的態度。

二、主題教學的實踐

本節課主要包含四個環節。

環節一、引入發熱包。

問題：戶外探險人士想要吃上熱騰騰的飯菜，怎么辦？展示發熱包，引導學生進行分組實驗：取樣并加水，觀察到很快放出大量熱，產生很多蒸汽。從中提取相關信息，根據已學知識猜測發熱包中有什么，依據又是什么。

學生匯報交流：發熱包中可能含有氧化鈣，原因是氧化鈣與水反應放熱；也有可能含有氫氧化鈉固體，原因是氫氧化鈉固體溶解于水中放出熱量；也有可能是鐵粉，學生從原有的知識經驗得出鐵的生銹、鐵的緩慢氧化也會釋放熱量。

設計意圖：從市面上的超能量發熱包引入，學生分組實驗，由發熱包遇水產生大量熱，很自然地調動學生探究其發熱原理的欲望。通過對成分的猜測，回顧暖寶寶的工作原理，也進一步復習了鐵與氧氣的兩種氧化反應，由暖寶寶的成分分析其中鹽的作用是加快反應速率。那發熱包中到底有沒有鐵粉呢？自然過渡到第二環節。

環節二、檢驗發熱包中是否含有鐵粉。

問題：在進行猜測后，本節課以金屬為研究對象，請同學們思考如何驗證發熱包中是否含有鐵粉。

學生回顧鐵的相關性質，明確在排除四氧化三鐵干擾的情況下，利用“鐵能被磁鐵吸引”這條性質檢驗鐵粉最為簡便。接著根據教師展示的發熱包中的成分——焙燒硅藻土、鐵粉、鋁粉、木炭粉、鹽等，在明確發熱包成分的基礎上，提出新的問題：若只由冒氣泡或者產生亮紅色的固體能否確定發熱包中含有鐵粉？在此基礎上，由特殊到一般，最終由鐵、鋁的性質歸納金屬的化學性質。

問題：在有鋁干擾的情況下，如何檢驗其中的鐵粉？

學生思考后交流并提出方案：①化學反應除去鋁，驗證鐵的存在；②磁鐵吸出，驗證鐵；③直接加酸或者硫酸銅溶液，修正對現象的全面觀察與表述。在此基礎上，教師引導學生一起歸納得出混合物中物質的檢驗思路：如雜質無干擾，可以忽略雜質的影響；若雜質有干擾，則采取合適的方法除去雜質或提取出待檢測物質進行檢驗或者修正對需觀察現象的表述。

設計意圖：金屬的化學性質是初中化學中必須掌握的內容，如果只回顧一下所學知識，應用這些知識解幾道題，雖不能說這種教學無效，但是這種教學方式是不能激發學生的學習興趣的，更加無法讓學生形成研究物質的思路與方法。但是本環節中將所學的知識置于平時的生活情境之中，所設計的問題對學生來說有一定的挑戰，學生的學習欲望高漲，在問題的解決之中不斷提升素養。

環節三、測定發熱包中鐵的質量分數。

問題：發熱包中成分復雜，故將問題簡化。現在有一鐵粉、木炭粉、食鹽的混合樣品，請設計實驗，測定樣品中鐵的質量分數。

學生經過交流與討論，分組匯報以下一些方案（每一步均需稱取樣品的質量m1）。

方案一：稱取一定質量的樣品m1，另用磁鐵吸出鐵粉，測剩余固體的質量為m2，由此計算出鐵的質量為（m1-m2）。

方案二：稱取一定質量的樣品m1，再用磁鐵吸出其中的鐵粉，接著將鐵粉刮下，稱量鐵粉的質量為m2。

方案三：稱取一定質量的樣品m1，稱取燒杯的質量為m，向其中加入足量稀鹽酸，質量為m2，將其中的鐵粉完全反應后，燒杯及燒杯中剩余物質的總質量為m3，則產生的氫氣質量為（m1+m+m2-m3），根據化學方程式，可求出發熱包中鐵粉的質量為28×（m1+m+m2-m3）。

當筆者問大家以上三個方案，哪個比較好？理由是什么？學生之間相互評價，思維活躍，以下是學生的發言片段：

學生1：我認為方案二比較簡單，數據的獲得也比較方便。

學生2：方案二其實存在一些誤差。在磁鐵吸出鐵粉時可能會帶出木炭粉或者食鹽。

學生3：這樣看來，其實方案一也存在著類似的誤差。

學生4：方案三其實也會有一些誤差，因為氫氣逸出時會帶出水蒸氣，導致最終的結果偏大。

設計意圖：在這一教學環節中，學生的思維發散，依托金屬的性質設計方案，經過交流匯總，把物理方法與一些化學方法都想到了，當然學生所設計的實驗方案遠遠不止這些，本節課學生充分領悟了化學的思辨之美。而在方案交流、互評質疑的環節中民主開放、氛圍活躍，學生在不斷地傾聽與質疑的過程中，強化了化學實驗觀，培養了科學探究的創新精神。

環節四、制備鐵粉

任務：根據所提供的由低碳鋼制備鐵粉的工業流程圖，書寫在焙燒爐與帶式還原爐中的化學方程式。

問題：思考工業在使用帶式還原爐時的安全注意事項。

設計意圖：真正認識一種物質，需要對它有一個全面的了解。通過這一環節問題的設計，學生不僅了解了鐵粉的消亡途徑，即鐵的生銹，也了解鐵粉的制備途徑，其中一些問題的設計更是對實驗室煉鐵的復習，工業流程圖的出示也是鍛煉學生捕捉有效信息的能力和綜合分析的能力。在本節課的最后，筆者引導學生從中提煉物質探究的一般過程，讓學生初步領悟探究未知物質的思路與方法。

三、對初中化學主題教學的感悟

整節課的設計，筆者圍繞學生的好奇、好問、好動，精心設計，環環相扣，引領學生圍繞著發熱包去一步一步地發現并解決問題，把整節課的難點逐步分散。作為整節課的學習主體，學生深刻體驗到自己是有能力去設計實驗并且完成探究實驗的。在方案交流設計的過程中，教師走入學生中間，共同參與科學探究過程，了解學生探究時的困惑，并適時點撥，使同學之間的交流討論達到深化理解新知識、掌握思路、學懂弄通的目的。

經過實踐，筆者認為主題教學的優點是：一是立足于以學生為本的思想。筆者為學生創設了有挑戰性的問題情境，以發熱包的研究引出主題，對于這種成分未知的物質，以成分的猜想、驗證、含量的測定及制備這幾個問題貫穿本節課，具有情境之美。這些問題情境，有利于激發學生的學習興趣和探究欲望，喚醒學生的主體意識。二是讓學生自由地去解讀情境。通過小組的合作交流，提倡學生發表自己的觀點，追求的目標不是唯一正確的答案，而是注重學生思維過程的展開，具有邏輯之美。三是教師不再是知識的權威與講解者，而是教學的組織者。在平等自由的環境之中，學生與學生之間、學生與教師之間產生思維的碰撞，構建民主、平等、合作的師生關系。

筆者發現在設計主題教學的過程中，最關鍵的是選擇合適的主題，即恰當的問題情境。課堂內學生能否研討起來？研討的問題是否深刻？能否在復習課中促進學生思維能力的提升？教師在課前所設置的主題如果太簡單，學生就會缺乏研究的興趣，那么主題教學就不能順利展開。反之，如果設置的主題太難，學生理解不了，無法利用所學的知識建立聯系，探究同樣無法進行。所以，教師必須平時善于留心身邊的化學物質，做個有心人；同時也需要了解學情，吃透知識，選擇合適的問題進行探究；對于拋出的問題一定要生動有趣、難度適宜。

主題教學要努力給學生打下兩個底子：學習的底子和精神的底子。在九年級的化學復習課堂上提高復習效率并使學生能夠始終保持積極主動的心態是非常必要的，學生在主題教學的課堂中表現得愿學、樂學、會學、善學，身處在自由平等的環境氛圍中，才能提升各方面的能力。