基于化學反應本質理解促進學生深度復習
——以“探究二氧化碳與氫氧化鈉是否反應”為例

施鳳鶴

（晉江市教師進修學校，福建 泉州 362200）

中考試題多以教材為原型進行改造，故教師在復習教學時，首先要理解問題本質，深入挖掘應用教材“內涵”，讓學生學會靈活運用所學知識與思維方法分析問題、解決問題，才能“以不變應萬變”。本文從化學反應的本質入手，運用分類思想、遷移思維的方法，引導學生設計實驗，在“教、學、評”中促進學生深度復習。

一、化學反應本質和深度復習的內涵

（一）化學反應本質的理解

“化學是在原子、分子水平上研究物質的組成、結構、性質及其應用的一門基礎自然科學，其特征是研究物質和創造物質。”［1］從這個界定看，化學研究物質及其轉化，這就涉及物質的化學變化，化學反應的本質問題。而化學反應的本質是原子間的重新組合，即反應物中舊鍵斷裂和生成物中新鍵形成，在這個過程中，舊鍵斷裂吸收能量，新鍵形成放出能量。對初中學生來講，化學反應的本質可以從反應物的消耗、新物質的生成以及反應過程中的能量變化來理解。

（二）化學深度復習的內涵

深度學習是一種學習狀態，包括學習的投入程度、思維層次和認知體驗等諸多層面，是對知識本質的理解，是對學科思想與方法的遷移應用，是以問題探究為核心，提高思維品質的有效學習。［2］由于在復習階段，故也稱為深度復習。化學淺層復習停留在對化學事實性的記憶、基本知識的再現等表面上，往往不能融會貫通、遷移應用。基于此，復習教學不應僅是簡單知識再現，而要深入挖掘教材“內涵”，引導學生理解化學本質，讓學生主動建構知識，運用化學思想觀念、化學思維方法去分析、解決真實問題。

二、基于化學反應本質理解促進學生深度復習的實踐

復習教學時，要根據教材內容，提煉相應的化學學科本質問題與學科思維方法，來指導組織整個教與學過程。比如，CO2通入氫氧化鈉溶液中，沒有明顯現象，這就涉及如何判斷化學反應是否發生，回歸到討論化學反應本質的問題。滬教版九年級《化學（下冊）》只是簡單提了“NaOH 能吸收二氧化碳氣體（給出化學方程式）”［3］這句話，并未進行實驗探究。筆者通過知網查閱有關二氧化碳與氫氧化鈉反應的文獻，大多是二氧化碳與氫氧化鈉反應的實驗探究［4-5］，涉及探究二氧化碳與氫氧化鈉反應如何進行的教學很少，運用理論或學科思想方法指導教學的極少。為此，筆者以“探究二氧化碳與氫氧化鈉是否反應”為例，闡述如何基于化學反應本質理解，促進學生深度復習。

（一）拋出主題問題

問題：如何證明二氧化碳與氫氧化鈉是否反應？

復習教學目的在于使學生在原有學習的基礎上進一步提升，所以拋出研究的主題，讓學生自己回顧知識，頭腦風暴式地進行實驗設計。問題的難點在于對化學反應過程無明顯現象的，需借助一定手段將“看不到”的現象變為“看得到”。通過學生的實驗方案了解學生研究的視角及將反應變為“可視”的依據，了解學生已有的認知水平及思維層次。

（二）探究設計原理

學生活動：依據提供的藥品及器材，8 人一組設計一至兩個方案，并實驗驗證。通過實驗，學生可直觀感受實驗設計的效果，轉變學生復習學習時只“動腦、動口”的習慣，讓實驗方案的評價顯得有理有據。

1.從反應物消耗的視角看待化學反應的本質

學生看到礦泉水瓶，很多人想到“滬教版九年級《化學（上冊）》中往裝有CO2的瓶中加入水，振蕩，瓶子變癟的實驗”，然后依樣畫葫蘆地把水換成NaOH 溶液進行實驗。這是典型的知識遺忘或考慮問題不全，知識碎片化，以為瓶子變癟了就是發生了反應，屬于認知水平較低。筆者把這種思維界定為第1 層次。學生小組評析后，認為CO2溶于水也能使礦泉水瓶變癟，缺乏科學嚴謹性，于是增加了“往裝有CO2的瓶中加入水”的對比實驗。學生懂得做對比實驗，排除干擾因素，學生認知水平達到第2 層次。由此確定，從反應物CO2是否被消耗，能判斷化學反應是否發生。為了讓學生學會“氣體消耗產生壓強差”這一思維方法的遷移，可鼓勵學生從CO2消耗的對比實驗角度再設計。復習教學時，教師要適時引導學生回歸教材、理解教材、應用教材。如教材“固體氫氧化鈉能吸收二氧化碳氣體而變質”［3］，可啟發學生利用這個知識點設計實驗，證明CO2被消耗，與前面為排除水干擾而做對比實驗產生認知沖突。這樣可以進一步拓寬學生認識的廣度，實現從培養學生創新意識到培養創新精神層面的進階，達到思維能力第3 層次。

2.從新物質生成的視角看待化學反應的本質

圖1 探究是否有新物質Na2CO3生成

選擇從生成Na2CO3角度設計的小組展示，如圖1。讓學生從新物質生成的視角來看待化學反應的本質。教師繼續追問，與上面儀器藥品一樣，還有其他變式嗎？雖然原理相同，只是把氣球從瓶外變為瓶內，但可以讓學生學會變通，拓寬思維廣度。

前面的實驗方案，學生往往只想到一種物質就進行設計，沒有嚴謹的程序性思維。為此，教師要引導學生從化學反應的本質入手，讓學生從反應物消耗和新物質生成兩個視角來判斷，逐漸提升思維能力，這樣學生的認知就達到第4 層次。

（三）抓住本質問題

教學進行到此時，雖然已能從化學反應的本質入手，但只是小碎片連成了大碎片，應繼續深入。繼續引導學生認識，反應物除了CO2還有NaOH，生成物除了Na2CO3還有H2O。多角度研究問題，提高認識的深刻性，逐步建構整體觀。在“教、學、評”過程中，教師要善于應用隱藏的觀念與方法，讓學生主動建構知識與思維體系。如生成Na2CO3的判斷，不是用它能與鹽酸這種具體單一的物質反應的方法，而是要用多種物質共同類屬的方法，即從分類的角度來分析、解決問題。在此環節中，幫助學生建構分類觀，滲透分類思想，使思維能力進一步提升，從而達到第5 層次。

從能量變化的視角，學生往往容易忽略。教師可運用學生對燃燒放熱這個已有的認知，啟發學生從能量變化的視角進行實驗探究設計。至此，從反應物消耗、新物質生成、能量變化三個視角來理解化學反應的本質，建構整體觀，為最高層次，即第6 層次。

最后，教師可運用手持技術展示探究CO2與NaOH反應的新方法，如溫度傳感器等，拓寬學生視野。

（四）評價反思提升

1.輔以試題，檢驗深度復習效果

基于深度復習，課堂上更應有思維層次較高的試題，以檢驗學生課堂深度復習的效果。

例：（2019 年廈門5 月質檢）探究二氧化碳與氫氧化鈉是否反應。

［查閱資料］

①乙醇不與NaOH、Na2CO3、CO2反應；

②25℃時，NaOH 和Na2CO3在乙醇中的溶解度：

［實驗裝置］如圖2。

圖2 探究二氧化碳與氫氧化鈉是否反應

［實驗步驟］

①打開K1，關閉K2，從導管口a 通入CO2氣體，直至觀察到A 試管中產生大量沉淀，停止通CO2；

②從導管口a 通入足量氮氣；

③關閉K1，打開K2，向A 中滴入足量的稀鹽酸。

師：這個實驗的目的是什么？

師：該實驗方案根據什么視角進行探究？裝置中A、B 實驗依據的原理是什么？分析氣體的流向。

［設計意圖］培養學生養成實驗探究的思維習慣，鞏固研究化學反應本質的方法，尋找解題的關鍵點。

本題第一個關鍵點：對信息的分析、應用；第二關鍵點：實驗過程中K1、K2的開與關，這影響到試管A 中氣體流向以及相關性質判斷。分析氣體流向時使思維可視化，能幫助相對薄弱的學生突破思維障礙。題目設計較新穎，是新情境下的實驗探究，它通過改變溶劑，便可直接觀察到有沉淀產生，說明有新物質生成。這是對前面實驗設計的補充，也是檢驗學生對化學反應本質理解的程度。第三個關鍵點：分析從導管口a 通入足量氮氣的目的。在試管A 中出現兩次的CO2——作為反應物和作為產物的檢驗，其實驗目的不同。厘清這個關鍵，就能解決通入足量氮氣的目的。

2.歸納總結，評價優劣反思提升

在復習教學的最后，讓學生對本節知識、方法進行歸納總結（見表1），重構知識與思維體系，深度理解化學反應的本質。同時，讓學生反思評價各個實驗方法的優劣，達到提升思維能力的目的。

表1 總結歸納

三、基于化學反應本質理解促進學生深度復習的建議

深度復習需要立足問題本質，重構知識脈絡，衍生關鍵能力，提升學生化學核心素養。通過本案例的實踐，筆者認為可以從以下四個方面進行。

（一）選準復習內容，深挖教材價值

深度復習不是唯一的復習教學方式，如果復習內容沒有合適的探究點，如一些化學事實性知識——元素與人體健康等，那就沒必要進行深度復習。深度復習要通過挖掘教材價值，創設情景，開展問題探究，及時反思總結來理解復習內容的內涵，促進學生思維能力提升。如本案例建立在學生已經掌握二氧化碳能溶于水，二氧化碳與氫氧化鈉能發生反應生成碳酸鈉和水，碳酸鈉能與某些酸、堿、鹽發生復分解反應等知識的基礎上，挖掘化學反應的本質、分類思想、實驗方法等，根據“最近發展區”理論，在教師引導、學生討論中逐步提升學生的創新能力及思維層次。

（二）把握問題本質，促進深度理解

深度復習需要理解問題本質，運用化學思想與方法，運用批判性思維，建構知識體系，促進深度理解，才能在中考新情景中融會貫通，應對自如。本案例不是簡單地探究二氧化碳與氫氧化鈉這個具體的反應，而是在探究過程中讓學生學會方法的遷移、視角的遷移、思想應用的遷移、一類反應的遷移，在深度理解化學反應本質、探究實驗方法、滲透化學學科思想上，提升學生思維品質，進而順利解決新問題。如，探究酸與堿是否發生反應，可以利用本案例學到的思維方法進行遷移應用，從化學反應本質的三個視角入手，將同樣是“看不到”的現象變為“看得到”。這樣的復習才能事半功倍。

（三）轉變復習方式，促進深度對話

化學是以實驗為基礎的學科，即使在復習階段，也可讓學生實驗探究、合作交流，在師生、生生對話及實驗直觀感受中提高認識的層次性、深刻性和創新性。轉變灌輸式的復習方式，以學生為主體，教師適當的提問進行引導，重過程、重方法，讓學生處于積極思維興奮的狀態，在深度對話中主動構建知識體系，不斷提升思維層次，提高復習有效性。

（四）精選典型試題，反思總結提升

復習階段，當堂做題檢測，是評價學生本節課學習效果的手段之一。對深度復習教學的課堂，應當精選具有一定思維層次的典型試題，才能更好地檢驗學習效果。歸納總結是課堂重要的一個環節，是知識與方法的內化，是思維能力的升華。在“教-學-評”過程中，通過學生不斷反思總結，促進本質問題的理解、觀念的滲透、方法的遷移、能力的提升。