基于化學基本觀念構建的中考化學深度復習策略

錢靜

摘要：作為科學素養重要組成部分的化學基本觀念，是對化學科學的本質、特征、價值的總觀性認識。它不僅是高效課堂教學的核心，而且對學生終身學習和發展起著重要的作用。文章以“水的組成再認識”復習課為例，設計了一系列探究問題和學生活動，幫助學生構建化學基本觀念，培養學科綜合能力，從而提高中考化學復習課的效率。

關鍵詞：基本觀念;深度學習;中考復習;水的組成

文章編號：1008-0546（2020）02-0059-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.02.018

一、問題的提出

九年級化學的復習課是初中化學教學的重要環節，是鞏固知識、優化思維、提升能力的重要階段。傳統的化學復習中，教師都是先在課堂上把前面學過的知識進行簡單機械的羅列，接著就是大量的習題訓練。這樣的復習課缺乏針對性和有效性，長期下來容易散失學生學習的主動性和積極性。南京師范大學馬宏佳教授曾提出：“化學復習要從知識的層面飛躍到能力的層面”，筆者認為單一的練習是無法達到能力層面的。那么，如何才能調動學生在化學復習課上的主動性和積極性，提高化學學科綜合能力，應該是每一位化學老師積極探尋的第一要務。

二、教學設計思路

“水的組成”是九年級化學重要的學習內容，主要涉及課程標準“身邊的化學物質”和“物質構成的奧秘”兩個一級主題。該部分內容的學習為學生探究物質的組成提供了模型，具有認識物質的科學思想和方法的工具性功能和價值。基于能力立意的中考，不僅僅是對學生基礎知識的考查，更是對學生學科思維能力的考查。因此，在“水的組成”專題復習課中，除了幫助學生整合基礎知識并構建知識網絡之外，要更加注重學生學科思維的培養和綜合能力的提高。本文在深度學習理念的指導下，以畢華林教授的“觀念建構”模型為理論基礎，設計了如圖1所示的教學。

三、教學設計實錄

1.環節一：師生合作，溫故驗證水組成的兩個實驗

（1）利用史料，引出復習的課題

師：播放拉瓦錫認識水組成的視頻，將學生帶入今天復習的課題中。

提問：我們都知道水是由氫、氧兩種元素組成的，那么我們又該如何驗證這一結論呢？。

生：氫氣燃燒、電解水實驗。

（2）觀看微課，回顧整理驗證水組成的兩個實驗以及相關核心知識

師：播放氫氣燃燒與電解水實驗的微課。

生：完成學案核心知識點的梳理，并進行互評。

（3）探尋驗證水組成的理論依據，構建化學學科的基本觀念

師：氫氣燃燒與電解水，這兩個實驗能夠驗證水組成的理論依據是什么？

生：化學反應前后元素的種類不變……

師：物質是由元素組成的，這就是化學上的“元素觀”，化學反應前后元素的種類不變，即元素守恒，“守恒觀”。

師：實際上“元素觀”和“守恒觀”是我們解決化學問題時，經常要用到的化學基本觀念。我們接下來試試看。

設計意圖：在視頻的沖擊下，學生積極主動地溫習舊知識，形成完整的知識體系，讓學生真切地感受到學習的樂趣和成就感。接著以提問的方式引導學生從元素的角度來認識化學物質及其變化，滲透化學科學的基本觀念——“變化觀”“元素觀”和“守恒觀”。

例題一：①下列反應中，能用來確定水由氫、氧元素組成的是——

設計意圖：精選與教學目標相一致的練習，及時反饋，評價教與學，促進學生有效學習。同時也為后面的教學作鋪墊，為學生思考其他的方法用于測定水中氫、氧元素的質量比提供了思路。

2.環節二：師生探究，測定（驗證）水分子中氫、氧原子的個數比

師：其實，我們要想給出水的化學式，除了要知道水的組成元素，還需要知道水中各元素原子的個數比。通常，各元素原子的個數比是通過各元素的質量比來計算得到的。

（1）探究“氫氣燃燒”和“電解水”的實驗能否測定水中氫、氧元素的質量比

師：那么，我們又該如何測定水中氫、氧兩種元素的質量比呢？

教師引導：“氫氣燃燒”和“電解水”的實驗，在現有的實驗情境下，能用來同時驗證水中氫氧元素的質量比嗎？（已知常溫常壓下，p（H2）=0.089g/L，p（O2）=1.42g/L）

生：分析實驗及其反應的表達式，嘗試利用化學反應前后元素質量不變來解決問題，進一步體會和理解“變化觀”和“守恒觀”。

師：在現有的實驗情境下，根據化學反應前后元素質量不變，“電解水”的實驗理論上是可以用來測定水中氫、氧元素的質量比的。實際上又是怎樣的呢？

PPT：給出氫氣、氧氣的溶解度。氫氣的溶解度0.0182，氧氣的溶解度為0.0311。

生：學生發現，由于氫氣與氧氣在水中的溶解度不同，理論上“電解水”產生氫氣與氧氣的體積比為2：1，但實際通過實驗得到的氫氣與氧氣的體積比是大于2：1的。

設計意圖：復習課如果只是簡單地重溫基礎知識，會讓學生覺得枯燥無味，體現不了復習課的價值。通過分析物質化學式的意義，引導學生從定量的角度認識水的組成。學生在深度理解“氫氣燃燒”和“電解水”實驗的基礎上，探討如何測定水中氫、氧元素的質量比，逐步建立化學科學的基本觀念——“變化觀”“元素觀”和“守恒觀”，并初步形成認識物質的科學思想和方法。此外，氣體溶解度是學生容易忽視和混淆的知識，將“電解水”實驗中涉及到的氣體溶解度的知識顯現出來，一方面促進了學生知識點之間的相互遷移，另一方面彌補了學生知識的漏洞。

（2）探究“氫氣還原氧化銅”的實驗能否測定水中氫、氧元素的質量比

師：有沒有其他的方法可用于測定水中氫、氧元素的質量比？

師：展示可用于發生“氫氣還原氧化銅”反應的玻璃管，并設問：利用該實驗如何測出水中氫、氧元素的質量比，需要測定哪些物理量？

生1：利用元素守恒，我們需要測定參加反應的H。的質量，以及參加反應的CuO的質量。

師：參加反應的H2和CuO的質量如何測呢？

生1：……

生2：測參加反應CuO質量的目的是為了計算CuO中氧元素的質量。反應時，玻璃管中固體CuO轉化成固體cu時，固體減少的質量就是CuO中氧元素的質量。所以只要稱量反應前后玻璃管中固體的質量即可，其差值就是參加反應的cuO中氧元素的質量。

師生：鼓掌！回答的非常棒！

師：可是參加反應的H2的質量我們又該如何測呢？

生：討論。

生3：可以通過測定生成水的質量來間接測定水中氫元素的質量（用生成水的質量減去氧元素的質量）。我們可以通過一個吸水的裝置來吸水，稱量該裝置吸水前后的質量，其質量差即為生成水的質量。

師：肯定學生討論的實驗方案，并請同學們利用實驗桌上提供的儀器搭建一套完整的裝置來測定水中氫、氧元素質量比。（不同組別的實驗桌上給出的產生氫氣的裝置以及干燥的裝置是不相同的。）

生：合作搭建裝置，并上臺展示，解說設計意圖，過程中請同學在別組的啟發下不斷完善本組的裝置。

師：播放老師課前利用完整的裝置進行實驗的微課。發現最終測出的水中氫、氧元素質量比>1：8。請同學們分析誤差的原因有哪些？

生：對播放的實驗視頻很感興趣，認真分析老師操作的每個細節，討論并尋找出現誤差的原因。

設計意圖：南京市秦淮區2018屆九年級化學一模考試的實驗探究題，是用純凈干燥的氫氣還原氧化銅的實驗為主反應，利用各裝置質量的變化來測定水分子中氫氧原子個數比。無獨有偶，同年的建鄴區一模考試的實驗探究題也是利用各實驗裝置質量變化測定雙氫青蒿素的組成。通過考試分析數據來看，學生對該類實驗探究題的設計思路和邏輯結構缺乏理解，普遍存在憑感覺答題的問題。于是本節課設計了用“氫氣還原氧化銅”的實驗測定水中氫、氧兩種元素的質量比。在前面學習的基礎上，學生通過完成情境分析、設計方案、搭建實驗裝置、觀看實驗視頻、誤差分析等活動，構建該類實驗探究題的設計原型，形成探究物質組成的一般思路和方法，不僅有利于學生構建化學基本觀念，而且有助于培養學生的科學探究能力，提高學生的化學學科素養。

3.環節三：總結歸納，形成探究物質組成的一般方法，提升思維品質

板書總結（圖2）。

設計意圖：現代教學媒體的大量涌現不僅沒有使板書退出課堂教學的舞臺，反而更加彰顯板書不可替代的功能和價值。在本節課的最后，師生合作，共同梳理整節課的知識脈絡和思想方法，并以板書的形式呈現給學生，一方面便于學生直觀地了解本節課的核心內容，另一方面有助于學生建立模型、發展學生的思維品質。

四、結語

清華大學宋心琦先生曾指出：“學生能否牢固地、準確地、哪怕只是定性地建立起基本的化學觀念，應當是中學化學教學的第一目標。”本節復習課的實踐證明：以建構化學基本觀念為目標的教學不僅可以促進學生對知識的理解，而且可以培養學生的能力，發展學生的思維，形成長久而穩定的學科素養。