基于學(xué)科觀念的初中化學(xué)概念教學(xué)
——“物質(zhì)的化學(xué)變化”主題教學(xué)與思考

◎馮彥成

引言：物質(zhì)的化學(xué)變化是貫穿于初中化學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的一條主線，從化學(xué)變化的視角研究物質(zhì)的性質(zhì)和用途，是初中化學(xué)教學(xué)的核心內(nèi)容，也是初中生認(rèn)識(shí)和了解化學(xué)世界中物質(zhì)及其相互轉(zhuǎn)化的方法與途徑。初中化學(xué)教材基于學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，從定性到定量、從宏觀到微觀逐步揭示化學(xué)變化的內(nèi)涵與實(shí)質(zhì)，認(rèn)識(shí)和了解化學(xué)變化的一般規(guī)律，以此來(lái)解釋生產(chǎn)生活中的一些實(shí)際問(wèn)題，有條件的實(shí)現(xiàn)物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化。

一、從不同的視角認(rèn)識(shí)化學(xué)變化

1.定性認(rèn)識(shí)物質(zhì)的化學(xué)變化 初中研究物質(zhì)的化學(xué)變化，首先是讓學(xué)生知道物質(zhì)是變化的，物質(zhì)的多樣性是由變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。利用化學(xué)變化可以認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)，可以改造和消除物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化。物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化是有條件的，條件可能影響化學(xué)反應(yīng)的速率，也可能影響反應(yīng)的產(chǎn)物，人們通過(guò)控制反應(yīng)條件，使得化學(xué)變化為人類所用。化學(xué)變化又伴隨著能量的變化，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為其它形式的能，對(duì)于解決當(dāng)前能源危機(jī)和環(huán)境污染也有著重要的意義。

2.定量認(rèn)識(shí)物質(zhì)的化學(xué)變化 “質(zhì)量守恒定律”是初中化學(xué)學(xué)習(xí)的重要定律之一，它是在學(xué)生從“質(zhì)”的角度初步認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的基礎(chǔ)上，從“量”的角度進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和理解化學(xué)變化。初中化學(xué)既要求學(xué)生要從定量的測(cè)量去感知參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和，又要從化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)去理解質(zhì)量為什么守恒。要注意的是反應(yīng)物、生成物各物質(zhì)的質(zhì)量并不存在守恒，但它們之間存在著一定的反應(yīng)關(guān)系，即：反應(yīng)物、生成物間的質(zhì)量比，利用這種質(zhì)量關(guān)系，可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)變化由定性研究向定量研究的轉(zhuǎn)化。

3.微觀的角度認(rèn)識(shí)化學(xué)變化 化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)是微粒的交換和重組。從初中化學(xué)的角度，氣固相物質(zhì)之間的反應(yīng)多為原子的重新組合，而溶液中物質(zhì)間的反應(yīng)則多為離子的相互交換。從微粒的性質(zhì)可以揭示相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)以及可能發(fā)生的變化；從不同微粒之間的性質(zhì)差異，可以幫助我們區(qū)別不同物質(zhì)；從微粒的交換與重組的過(guò)程，可以幫助學(xué)生理解建立化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的一般條件等。總之，用微粒的觀點(diǎn)看待化學(xué)變化，可以使學(xué)生“由表及里”，更全面地認(rèn)識(shí)化學(xué)變化。

二、基于學(xué)科觀念的初中化學(xué)變化教學(xué)策略

1.基于“物質(zhì)觀”的化學(xué)變化的認(rèn)識(shí)教學(xué) 自然界中的物質(zhì)千變?nèi)f化，而這些變化涵蓋了物質(zhì)的形態(tài)和物質(zhì)的本體變化。判斷一個(gè)變化是否是化學(xué)變化有著不同的層次標(biāo)準(zhǔn)，即：有新物質(zhì)生成、物質(zhì)的組成分子發(fā)生了變化、化學(xué)鍵發(fā)生了變化等。初中化學(xué)對(duì)于化學(xué)變化的認(rèn)識(shí)是基于新物質(zhì)的出現(xiàn)，對(duì)變化前后的物質(zhì)進(jìn)行性質(zhì)對(duì)比，是判斷一個(gè)變化是否是化學(xué)變化的重要手段。但對(duì)于初中生而言，要準(zhǔn)確甄別不同物質(zhì)不是一件容易的事情，如金剛石和石墨，因?yàn)樗鼈兌际翘荚匦纬傻膯钨|(zhì)，而學(xué)生又不具備認(rèn)識(shí)這兩種物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí)的能力，因此要判斷石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是物理變化還是化學(xué)變化只能是教師越俎代庖，學(xué)生被動(dòng)接受罷了。另外，對(duì)于化學(xué)變化的定義，初中化學(xué)各種版本的教材也都是根據(jù)一些具體物質(zhì)變化的實(shí)例概括“像— —的變化稱為化學(xué)變化”，教師不必要去讓學(xué)生更深入的理解物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變所引起的化學(xué)變化，應(yīng)該有效把控好教學(xué)的尺度。

2.基于“元素論和微粒觀”的化學(xué)變化的理解教學(xué) 化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)是組成物質(zhì)的元素和微粒的“交換與重組”。元素作為組成物質(zhì)的成分，在化學(xué)變化中成為了反應(yīng)物向生成物轉(zhuǎn)化的一個(gè)“紐帶”。初中化學(xué)教材通過(guò)“水可以制取氫氣，而不可能變成油”、“鐵礦石能煉成鐵，而不能煉成金”等實(shí)例，為學(xué)生初步建立了化學(xué)變化中元素不變的觀點(diǎn)。而在教學(xué)中，教師要從多個(gè)角度、多個(gè)事例，讓學(xué)生體驗(yàn)和體會(huì)是元素的“交換和重組”實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化和新物質(zhì)的產(chǎn)生，是物質(zhì)組成的變化造就了物質(zhì)的化學(xué)變化。如含碳的物質(zhì)燃燒可能會(huì)產(chǎn)生黑煙、含氧化合物才有可能用來(lái)制取氧氣、生命體的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化依賴于自然界的碳氧循環(huán)等。這里，特別要強(qiáng)調(diào)的是電解水的實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)是學(xué)生第一次通過(guò)分解的方法研究化合物的組成，第一次通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證物質(zhì)的組成，而且該反應(yīng)也作為微觀認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的一個(gè)案例，它的作用不言而喻。那么對(duì)于該實(shí)驗(yàn)及其發(fā)生的變化，教師必須從物質(zhì)層面、元素層面、分子原子層面去加以分析，把宏觀的現(xiàn)象與微觀的本質(zhì)加以結(jié)合，以幫助學(xué)生深化對(duì)化學(xué)變化的理解和認(rèn)識(shí)。需要提醒的是，初中對(duì)于化學(xué)變化的認(rèn)識(shí)僅基于分子、原子層面，應(yīng)盡可能不要涉及到電子和離子層面，否則會(huì)給學(xué)生的理解帶來(lái)障礙，也會(huì)加重學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。

3.從定性到定量，揭示化學(xué)變化的應(yīng)用價(jià)值教學(xué) 初中化學(xué)化學(xué)變化的應(yīng)用主要有：①預(yù)測(cè)與驗(yàn)證物質(zhì)的組成與性質(zhì)；②實(shí)現(xiàn)物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化和制取新物質(zhì)；③定量計(jì)算等。化學(xué)變化的認(rèn)識(shí)首先服務(wù)于物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的探索，其次是實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。我們研究物質(zhì)的性質(zhì)以及應(yīng)用，就是通過(guò)研究物質(zhì)的化學(xué)變化來(lái)實(shí)現(xiàn)，有時(shí)還要通過(guò)化學(xué)變化的操控來(lái)實(shí)現(xiàn)它的應(yīng)用。因此，學(xué)習(xí)化學(xué)變化，要在認(rèn)識(shí)其本質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，對(duì)其能量變化、反應(yīng)規(guī)律、影響因素、應(yīng)用的可行性等方面進(jìn)行適度的拓展研究，為實(shí)現(xiàn)化學(xué)變化應(yīng)用和造福人類提供更多的選擇性。如：牙膏摩擦劑需要純凈的碳酸鈣，那么怎樣從自然界的石灰石制備純凈的碳酸鈣？該習(xí)題需要學(xué)生從鈣元素和二氧化碳轉(zhuǎn)化兩個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)碳酸鈣的有效轉(zhuǎn)化。初中化學(xué)中化學(xué)變化的應(yīng)用還涉及到定量計(jì)算，教師在教學(xué)中，要把握好質(zhì)量守恒定律的教學(xué)，從質(zhì)變到量變，分析反應(yīng)前后反應(yīng)物、生成物微粒的數(shù)量關(guān)系和質(zhì)量關(guān)系，建立化學(xué)方程式計(jì)算的一個(gè)基本模型，即：利用反應(yīng)物、生成物之間的質(zhì)量比建立一個(gè)等比關(guān)系。但要注意的是，化學(xué)方程式的計(jì)算不能理想化的脫離實(shí)際，要體現(xiàn)它的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，要關(guān)注反應(yīng)物的純度（或濃度）以及反應(yīng)進(jìn)行的程度等因素的影響，切不可為了計(jì)算而計(jì)算，尤其是要避免故意設(shè)計(jì)思維陷阱，這樣不僅會(huì)使學(xué)生對(duì)化學(xué)方程式計(jì)算產(chǎn)生畏懼感，也會(huì)挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，教學(xué)設(shè)計(jì)不僅能體現(xiàn)教師的綜合素質(zhì)，而且能體現(xiàn)教師對(duì)具體課題的教學(xué)主張、教學(xué)理念、教育思想以及教學(xué)理論指導(dǎo)下的行為構(gòu)建。教學(xué)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、形式主要體現(xiàn)在教師的設(shè)計(jì)思路、教學(xué)方法和創(chuàng)新構(gòu)想上。