基于“整本書"構思的初中化學新授課教學實錄與反思

徐惠勇

摘要：以人教版九年級上冊“質量守恒定律”為例，實錄課堂，反思基于“整本書”構思的新授課課堂教學在引導學生深度思維、提升學生核心素養方面的價值意義，為初中化學深度備課、結構化教學提供些許參考。

關鍵詞：“整本書”構思;實錄;深度學習;結構化教學

文章編號：1008-0546（2021）05-0065-03中圖分類號：G632.41文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.05.017

一、問題的提出

化學是義務教育階段九年級新開設的一門課程， 由于其開設年級的特殊性，初中化學教師每年的教學內容幾乎相同。但凡從教初中化學有了三五年的一線教師，對教材內容幾乎爛熟于心，很容易產生“教材倦怠”。因此，部分化學教師開始“拋棄”教材，“備課”也就成了“溫課”——將往年的教學思路重溫一遍，更有甚者“備課”早已不知所蹤。

其實，教材中內容的編寫、章節的安排、實驗的設計以及習題的選擇都是經過學科專家們反復推敲和打磨才得以確定的，它們之間存在一定的相關性和互補性。因此教師在備課時，不僅要備教學內容，更要挖掘教材編寫中的一些邏輯關系和編寫依據，進行教材整合（即“整本書”構思），以便幫助學生更好地建構化學知識體系，進而提升化學學科素養。本文以“質量守恒定律”一課為例，實錄課堂，結合不同版本教材之間的橫向整合以及人教版教材（以下簡稱“教材”）內容的縱向整合，闡述“整本書”構思在教學設計中的音義⑴

二、課堂實錄

1.初識守恒之意

[引入]同學們，化學變化的基本特征是產生新物質，那么在質變的同時是否存在量變呢？讓我們一起走進今天的課堂——化學反應中的質量關系⑵O

[演示實驗]在錐形瓶底的細沙上放少量白磷，瓶口套一個氣球，將裝置放在天平上，待天平平衡后，用激光筆照射瓶中的白磷。

[學生]觀察現象，小組交流。

[提問]你觀察到了什么？

[學生]白磷燃燒了，產生大量白煙;氣球先膨脹后縮小;天平保持平衡;指針有略微的向右晃動，后來又居中了……

[追問]通過這個實驗你能猜想出化學反應前后的質量關系嗎？

[學生]反應前后物質的總質量不變。

[投影]質量守恒定律：參加化學反應的各物質的質量總和等于反應后生成的各物質的質量總和。

（整合意圖：教材中課題為“質量守恒定律”，滬教版教材中課題為“化學反應中的質量關系”，相比之下選擇后者作為課題更能體現知識的建構過程。將教材中探究實驗的方案一轉化為開門見山的演示實驗，并通過激光筆引燃白磷，這樣處理更易激發學生的學習興趣，且避免了插拔活塞時內外氣體的交換，使實驗更具嚴謹性和說服力，同時讓學生不僅能夠知曉反應前后的質量守恒，還能觀察到反應過程中的質量不變。）

2.了解守恒之史

[問題]質量守恒定律是怎樣被人們發現的呢，請認真閱讀以下化學史（圖2），思考波義耳與質量守恒定律擦肩而過的原因？

認真閱讀以下化學史（圖2），思考波義耳與質量守恒定律擦肩而過的原因？

[學生]波義耳的實驗是在敞口的容器中進行的;

[追問]為什么“敞口”前后質量就不相等了呢？

[學生]因為“敞口”，有一部分參加反應的氧氣就沒有稱到質量。

[小結]質量守恒定律是指參加反應的所有物質的質量總和與反應后生成的所有物質的質量總和相等。

（整合意圖：“化學給人以知識，化學史給人以智慧”，將滬教版教材中的化學史介紹整合進課堂，一方面是為了增強學生的學科興趣，培養學生的探究精神，另一方面也為學生深入理解質量守恒定律的內涵做鋪墊。）

3.驗證守恒之美

[過渡]一個定律的發現和提出，要經過大量的實驗加以佐證，今天也讓我們站在巨人的肩膀上，用不同的反應來驗證一下質量守恒定律。

[學生實驗]按照圖3所示裝置和藥品，分組進行實驗，觀察現象，比較反應前后總質量是否發生變化。

[提問]如何讓燒杯和試管中的物質相互混合接觸發生反應？

[回答]將試管中的物質倒入燒杯中

[追問]倒完以后試管放哪兒？為什么？

[回答]放回燒杯中，因為反應前的總質量包含了試管的質量。

[學生]動手操作，觀察現象。

[小組匯報]反應1：產生藍色絮狀不溶物，反應前后質量相等。反應2：產生氣泡，反應之后質量變小了。

[提問]為什么相同的裝置，不同的反應，結論卻不相同呢？難道反應2不符合質量守恒定律？

[回答]因為反應2生成了氣體，逸散到空氣中，沒有稱量，故反應后質量變小了。

[追問]如何改進實驗裝置，用反應2來驗證質量守恒定律？

[學生1]將燒杯換成錐形瓶，并用橡皮塞塞緊瓶口（圖4改進1）。

[學生2]產生的氣體會將橡皮塞沖出，實驗失敗。

[學生3]在錐形瓶口套一個氣球，即可密封錐形瓶，又能緩沖氣壓防止瓶塞沖出（圖4改進2）。

[學生實驗]根據改進2的方案，重新實驗。

[問題]反應前后的總質量近似相等了，可細看還是比反應前略小呢？

[討論回答]該反應產生氣體，反應后氣球一直膨脹著，受空氣浮力作用，使得稱得的質量比反應前略小。

[講解]返看老師的演示實驗過程中指針有略微的向右晃動，應該也與氣球的膨脹有關，只不過后來氣球又縮小了，天平逐漸平衡。

[小結]實驗證實，一切化學反應都是遵循質量守恒定律的。如果要用有氣體參加或者生成的反應來驗證質量守恒定律，一定要在密閉的容器中進行實驗。

（整合意圖：鑒于學生已經初步認識了質量守恒定律，教材中的探究實驗似乎顯得“假而空”，將教材中的探究實驗改為驗證實驗顯得更切合學情。驗證實驗選擇在相同的裝置中進行不同的反應，通過對比現象的不同，引導學生分析原因，進而改進實驗方案，再次實驗，得出質量守恒定律的外延，增強了學生發現分析解決問題的能力，也強化了科學探究的意識。實驗操作過程，通過尋問試管的放置位置，默化質量守恒要全面考慮各個物質的質量，同時誤差分析注重學科間的融合，拓寬了學生思維的廣度。）

4.深化守恒之識

[質疑]教材93頁（方案二：Fe+CuSO4^Cu+FeSO4（圖5）），用此反應來驗證質量守恒定律，是否有必要在瓶口塞上橡皮塞？試說說你的理由。

[學生]根據反應表達式該反應既沒有氣體參加也沒有氣體生成，故不需要塞瓶塞。

[教師]單從這個反應來看是不需要瓶塞的，但是為什么編教材的專家老師們要給瓶子塞上塞子呢？

[學生]可能這個實驗過程中會發生其他的反應， 有氣體參加或生成。

[點評]你分析得很到位，同學們課后可以查閱相關資料，更深入地了解鐵和硫酸銅溶液的反應。

[知識運用]試解釋：為什么紙燃燒，余下灰燼的質量比原來紙的質量小？

[學生1]生成的氣體逸散到空氣中沒有稱量;

[學生2]紙燃燒也會消耗空氣中的氧氣，反應物中也有氣體沒有稱量;

[學生3]原因是生成的氣體質量大于參加反應的氧氣的質量，故反應后留下灰燼的質量比紙的質量小。

（整合意圖：通過對教材實驗裝置的“質疑”一方面彌補了驗證實驗部分沒有介紹鐵與硫酸銅溶液反應的缺失，另一方面從學以致用的角度診斷了學生的對知識的掌握情況，同時還為下冊鹽溶液可能呈酸性的學習做鋪墊。“知識運用”選擇了教材中課后習題第3題的（2），是對之前波義耳實驗中忽略了反應物中的氣體，驗證反應2中忽略了生成物中的氣體的補充，通過對反應前后都有氣體且質量不同的案例進行分析， 培養學生的深度思維能力。）

5.辨析守恒之本

[教師]實驗和思辨幫助我們深入理解了質量守恒定律的內涵和外延，而宏觀守恒現象的背后存在著怎樣的微觀辨析，為什么化學反應都遵循質量守恒定律？

[動畫展示]氫氣燃燒的微觀變化過程。

[學生]化學反應的實質是分子中原子的重新組合。化學反應前后，原子的種類、數目和質量都不變， 所以反應前后物質的總質量不變。

[總結]質量守恒定律幫助我們從定量的角度認識了化學反應，如何通過定量的符號表達式將化學反應中原子的種類、數目和質量關系展示出來？讓我們下節課繼續討論。

（整合意圖：對于質量守恒的原因，回歸教材設計，從微觀角度引領學生分析探究化學反應的本質，幫助學生強化宏微結合的思想。）

三、對“整本書”構思的些許思考

（1）前后呼應，成結構化。教材第六單元講“木炭具有疏松多孔的結構，因而具有吸附性”到第九單元講“鐵銹很疏松，不能阻礙里層的鐵繼續與氧氣、水反應”，看似沒有關系的兩個知識點，其實通過邏輯推理就能串聯在一起。由于鐵銹疏松多孔因而具有吸附性，會吸附更多的氧氣和水蒸氣從而加速鐵的生銹， 與生活中所謂的“銹吃鐵”不謀而合。在教學中若能做到“前呼后應”，則更能促進學生的深度思維和知識結構化。

（2）左右逢源，去碎片化。教材中從碳高溫還原氧化銅，到一氧化碳加熱還原氧化銅，再到一氧化碳高溫還原氧化鐵，這些看似沒有邏輯性的反應條件， 學生容易犯錯的碎片化知識，其實隱含著一氧化碳比碳更易還原金屬氧化物，且鐵比銅更難被冶煉的化學道理，某種程度上也就印證了人類使用金屬的先后順序是銅、鐵、鋁的史實。倘若在教學中加以整合，既能突破教學難點，又能幫助學生將碎片化的知識體系化。

（3）上下布局，顯層次化。教材上冊序言部分介紹的四種新材料（納米銅、隔水透氣的高分子膜、單晶硅和玻璃鋼）也就對應了整個初中化學需要認識的四種材料：金屬材料、有機合成材料、無機非金屬材料和復合材料。教師若能從宏觀上把握教材編寫的意圖， 則其教學也會顯得更有層次化。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.全日制義務教育化學課程標準（2011版）[S].北京：北京師范大學出版社，2012

[2]陸軍.對幾則質量守恒定律教學設計的比較和思考[J].化學教學，2010（8）：3-6