基于五星教學模式的初中科學概念教學嘗試
——以“化學式”一課為例

浙江杭州市余杭區杭州英特外國語學校（311100） 吳婷婷

五星教學模式是國際著名教育心理學家梅里爾（M.David Merrill）教授提出的教學理論。五星教學模式包括聚焦問題解決、激活原有知識、展示論證新知、嘗試應用練習和融會貫通掌握五大步驟。將五星教學模式應用于初中科學概念教學，可使學生在解決問題的過程中逐漸生成概念、理解概念、內化概念并應用概念，從而真正掌握概念的本質。文章以“化學式”一課為例探討如何基于五星教學模式進行概念教學設計。

一、教材分析

“化學式”出自浙教版科學教材八年級下冊第2 章第6 節“表示物質的符號”的第1 課時。本節課的主要內容有：化學式的定義，單質和化合物的化學式的寫法，化學式的讀法以及化學式代表的意義。本節課旨在從符號代表科學事物的角度出發導出化學式，幫助學生理解、掌握化學式的讀寫規律。

二、學情分析

學生經過前面內容的學習，大致建立了物質分類的觀念，知道了構成物質的微粒有分子、原子、離子，體驗了使用符號來表示元素、科學事物的必要性和簡便性。這為本節課用化學式來表示物質提供了知識遷移的基礎。但是，學生對從宏觀和微觀兩個角度去描述物質的認知尚不清晰。

三、素養目標

科學觀念：知道可以從宏觀和微觀兩個角度去描述物質，體會用符號表示物質的必要性和簡便性，建立化學式的概念。

科學思維：有效探究化學式的讀寫規律，學會運用觀察法和歸納法，能用科學語言表達出不同符號的宏觀和微觀意義，探尋符號表示的意義。

科學態度與責任：了解物質化學式確定的科學史，明確化學式不是憑空想象出來而是必須由實驗確定的，培養嚴謹求實、勇于探索的科學態度和精神。

四、教學重難點

1.建立化學式作為符號既能從宏觀角度描述物質又能從微觀角度描述物質的認知。

2.探究單質和化合物的化學式的讀寫規律。

3.理解化學式和元素符號表示的含義。

五、教學設計思路

基于五星教學模式的教學設計流程如圖1所示：

圖1

六、教學過程

（一）聚焦問題解決

［師生活動］學生分別從宏觀和微觀角度描述圖2 所示的水、鋁、氯化鈉三種物質。待學生完成任務后，教師提問：有沒有能夠表示上述物質特征的符號呢？

圖2

評析：教師通過圖片展示水分子、鋁原子、鈉離子和氯離子等的聚集以及水分子、鋁原子、鈉離子和氯離子等的微觀結構，有意識地提醒學生從宏觀和微觀角度來描述物質，進而明確符號的引入是為了用科學語言簡潔地描述物質，并建立起用符號連接物質宏觀和微觀橋梁的概念。

（二）激活原有知識

［師生活動］

教師：在前面的學習中是否出現過能夠代表多種含義的符號呢？

學生：如元素符號N，既能表示氮元素，又能表示一個氮原子；又如元素符號Al，既能表示鋁元素，又能表示一個鋁原子，還能表示鋁這種物質。

評析：學生剛學過表示元素的符號，所以很容易想到元素符號所表示的含義，這為用元素符號來表示物質順利搭建了支架。

（三）展示論證新知

［師生活動］

活動1：教師展示多種物質的化學式，讓學生觀察它們的異同點。

學生通過討論得出結論：有些化學式只有一種元素符號，有些則有幾種；有些化學式的元素符號的右下角有數字，有些則沒有。

活動2：教師明確可以用元素符號加數字來表示物質，引出化學式的概念（如圖3）。

圖3

教師：物質化學式的確定有沒有依據呢？任何物質都有化學式嗎？同一種物質可以有多個化學式嗎？

學生在回顧水的化學式確定的科學史的基礎上，通過討論得出結論：化學式不是憑空想象出來而是必須實驗確定的，每種物質只有一個化學式。

活動3：教師展示圖4，引導學生觀察并思考單質的化學式的書寫規律。

圖4

學生通過討論得出結論：（1）金屬單質、非金屬單質中的稀有氣體、絕大多數的固態非金屬單質可直接用元素符號來表示；（2）液態、氣態非金屬單質和氣態單質要先寫元素符號，再寫構成分子的原子數量。

教師展示部分化合物的化學式或名稱，讓學生再次觀察，之后引導學生總結化學式的一般讀寫規律。

評析：

活動1 通過引導學生觀察大量不同類別的單質、化合物的化學式，助推學生建構化學式的總體框架，使學生能正確書寫化學式。

活動2 通過引導學生回顧水的化學式確定的科學史，讓學生明確化學式必須經由實驗確定，從而培養學生嚴謹求實、勇于探索的科學態度和精神。

活動3 通過引導學生觀察大量典型的單質的化學式，使學生能有效總結歸納化學式的一般讀寫規律，進而掌握科學探究的一般方法。

（四）嘗試應用練習

［師生活動］

教師呈現練習1和練習2。

練習1“又讀又寫”：運用化學式的讀寫規律，寫出下列單質和化合物的分子式，并讀出其名稱。（單質和化合物略）

練習2“火眼金睛”：判斷下列化學式的書寫是否正確，如有錯請改正。（化學式略）

教師：你能總結出有關化學式的書寫注意事項嗎？

學生通過討論得出結論：

1.化學式的元素符號之間的間隔不能太大。

2.化學式的書寫順序為“先讀的后寫”。

3.由兩個字母組成的元素符號中，第二個字母要小寫。

4.數字要寫在化學式元素符號的右下角。

評析：

練習1 通過設置實踐環節，讓學生有動手操練的機會，幫助學生牢固掌握化學式的讀寫規律。

練習2 通過設置糾錯環節，為學生提供運用所學知識的機會，并使學生進一步認識到規范書寫化學式的重要性。

（五）融會貫通掌握

［師生活動］

教師：通過今天的學習，我們知道了表示物質的化學式有宏觀和微觀兩大方面的意義。你能說出CO2這個化學式的所有含義嗎？

學生：表示二氧化碳這種物質，表示該物質由碳元素和氧元素組成，表示一個二氧化碳分子由一個碳原子和兩個氧原子構成，表示一個二氧化碳分子。

教師：你能說出O2這個化學式的所有含義嗎？

（學生回答略）

教師：你能說出Fe這個化學式的所有含義嗎？

學生：表示鐵這種物質，表示鐵由鐵元素組成，表示一個鐵原子。

教師：你能說出N 這個符號的所有含義嗎？它是化學式嗎？

學生：它表示氮元素或一個氮原子。它不是化學式。

教師：你能說出2H2O這一符號的所有含義嗎？

學生：表示兩個水分子，表示一個水分子由兩個氫原子和一個氧原子構成。

教師：你能對符號表示的含義進行梳理嗎？

學生討論后，師生總結（如圖5）。

圖5

評析：學生通過探究前兩個問題，知曉由分子構成的物質其化學式具有4 種意義，即在宏觀方面既表示該物質，又表示該物質的元素組成；在微觀方面既表示該物質的一個分子，又表示一個分子的構成。學生通過探究第三個問題，知曉由原子構成的物質其化學式僅具有3 種意義，因為其在微觀方面只能表示該物質的一個原子。學生通過探究第四個問題，知曉當符號不能代表該物質時，其意義只有2 種。學生通過探究第五個問題，知曉當化學式前面加上數字時，便只具有微觀意義，而不再具有宏觀意義。由此，學生能對符號和化學式的含義進行統一梳理。

七、板書設計

“化學式”一課的板書設計如圖6所示。

圖6

八、教學反思

本節課的教學應用了五星教學模式，通過設置環環相扣的關鍵問題，引導學生在解決問題的過程中逐漸掌握化學式的讀寫規律，理解符號表示物質的宏觀和微觀意義。本節課還多次使用了列舉法，如在研究單質化合物的化學式書寫規律時，列舉了多種相關物質的化學式，給學生創設了一個真實的學習情境，以充分調動學生的主觀能動性，促進學生通過觀察分析歸納出化學式的讀寫規律。

本節課教學設計的立足點不僅在于讓學生掌握化學式的一般讀寫規律，還在于讓學生深入探究“為什么要引入符號和化學式來表示物質”這一問題，即引導學生關注所研究的科學問題是否具有意義，以使學生不僅落實概念學習，還知道為什么要引入概念，進而實現對概念的深刻理解和有效應用。