基于學科核心素養(yǎng)的主題式復習課教學研究
——以初中化學“水”的主題式復習課為例

鄭林群

（福州華僑中學，福建 福州 350004）

一、教學主題內(nèi)容及教學現(xiàn)狀分析

傳統(tǒng)初中化學復習課一般是通過歸納、概括等手段來重現(xiàn)有關(guān)化學基礎(chǔ)知識和基本方法，再進行典型例題分析和講解。這種復習方式忽略了學生學習能力的培養(yǎng)，不利于學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

復習應是從更高層次、更新角度對原有分散、孤立、疑難的知識進行重新梳理，通過復習將各知識點整合成有機、系統(tǒng)、完整的知識體系，使學習者進一步提高分析問題和解決問題的能力，發(fā)展獨立思維，進而實現(xiàn)學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。一堂良好的復習課，應該是教學內(nèi)容有新意，學習過程有感悟。復習中，通過教師的引導和學生的活動，實現(xiàn)知識梳理和鞏固；達到思維內(nèi)化、提升和拓展；培養(yǎng)學生思維能力，落實學科思想和方法，從而發(fā)展學科核心素養(yǎng)。

本文以科粵版初中化學第4 單元《生命之源——水》為復習內(nèi)容，［1］以“水”為主題，進行主題式復習。

二、主題式復習課教學思想及創(chuàng)新價值

（一）基于實驗事實，建立化學觀念

事實性知識被人們稱為“真正意義上的化學”，因為它是學生學習其他化學知識的基礎(chǔ)。［2］本節(jié)課從“水電解”實驗入手，借助“模型認知”，幫助學生從宏微結(jié)合的視角理解并掌握化學方程式的配平。通過這一環(huán)節(jié)的學習，在多重聯(lián)系學習策略的指導下，使學生認識到化學變化存在“宏觀、微觀、符號”三重表征這一重要的學科思想。

（二）通過證據(jù)推理，構(gòu)建物質(zhì)聯(lián)系

學生通過“證據(jù)推理”，認識到物質(zhì)間存在普遍聯(lián)系、相互轉(zhuǎn)化的辯證關(guān)系，初步建立學科素養(yǎng)中的“變化觀念”；引導學生運用建模思維初步學會以知識網(wǎng)絡(luò)的形式歸納物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，使“零散”的知識整體化、結(jié)構(gòu)化。

（三）學習化學計算，認識定量研究方法

為了使學生進一步認識質(zhì)量守恒定律在定量研究化學問題中的重要性，設(shè)計了“定量計算2”教學環(huán)節(jié)，借助該環(huán)節(jié)的學習，讓學生初步形成元素守恒觀，［3］初步建立學科核心素養(yǎng)中的“平衡思想”。

三、教學目標

1.復習水電解實驗，借助模型工具，學生體驗化學反應中物質(zhì)變化的微觀過程，初步學習從“宏觀、微觀、符號”三重表征的角度認識和表達化學變化；

2.復習相關(guān)知識，幫助學生構(gòu)建與水有關(guān)的各物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化及能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，初步培養(yǎng)學生的思維建模能力；

3.學生通過課堂練習，加深對質(zhì)量守恒定律的理解，初步認識利用定量研究的方法解決化學問題。

四、流程設(shè)計

該復習課的教學流程如圖1 所示。

圖1 教學流程圖

五、教學模塊及其實施路徑

（一）根據(jù)實驗事實，書寫化學方程式

1.回眸水電解——知識復習

【教師】請回顧本單元“水電解”實驗的相關(guān)現(xiàn)象并在學案上書寫；學生代表回答“水電解”實驗的相關(guān)現(xiàn)象。

【學生活動1】在學案上完成以下有關(guān)“宏觀現(xiàn)象”的活動內(nèi)容

學生甲：電解器中的水在通電的條件下，正、負極周圍分別產(chǎn)生許多氣泡，用帶火星的木條檢驗正極周圍產(chǎn)生的氣體，木條復燃，說明該氣體是氧氣；用火柴點燃負極周圍產(chǎn)生的氣體，氣體燃燒，將干冷的燒杯罩在火焰上方，內(nèi)壁出現(xiàn)白霧。

學生乙：從霍夫曼水電解器的U 型管刻度上看，產(chǎn)生的氫氣體積約是氧氣的2 倍。

表1 學案示例

【學法指導】對物質(zhì)的變化既要從宏觀角度進行辨識，又要從微觀角度進行探析；不但要從定性角度認識，還要從定量角度分析，這樣才能揭示物質(zhì)的本質(zhì)。

【任務1】請思考水分解的微觀變化過程，并用模型展示思考結(jié)果。

【學生活動2】學生分組討論后，部分小組拼出如圖2，教師給予肯定。

圖2 水分子分解微觀示意圖

教師：從微觀上看，當水分子分解時，生成氫原子和氧原子，2 個氫原子結(jié)合成1 個氫分子，2 個氧原子結(jié)合成1 個氧分子。［5］

【任務2】根據(jù)圖2 用化學式表達水分解的微觀變化。

【學生活動3】交流、討論、思考，大部分學生寫出以下式子：

教師追問：該化學方程式是否完整？

【學生活動4】大部分學生寫出以下式子：

【板書】

教師巡視、糾正、點評學生中出現(xiàn)的錯誤。

2.回眸水電解——知識遷移

【任務1】請用模型展示“氫氣在空氣中燃燒，生成水”這一實驗事實。

【師生互動】學生在討論的基礎(chǔ)上，構(gòu)建相關(guān)模型。

教師巡視、指導，利用交互式白板工具將發(fā)現(xiàn)的錯誤情況提交全體學生點評、糾正。最終師生共同完成圖3 模型的建構(gòu)。

【任務2】用化學方程式表達圖3 的微觀變化。

圖3 氫氣燃燒微觀示意圖

【學生活動】課堂觀察，大部分學生寫出以下式子：

【板書】

（二）依托物質(zhì)變化，構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)

1.知識建構(gòu)一

【任務1】根據(jù)“水電解實驗”和“氫氣在空氣中燃燒實驗”，能否從反應物與生成物的變化中發(fā)現(xiàn)物質(zhì)間相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系？

【師生互動1】教師深入學生小組，指導討論的方向，并根據(jù)小組討論情況給予必要的啟發(fā)。

【板書】化學反應中物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化

水在通電條件下，可以轉(zhuǎn)化為氫氣和氧氣；氫氣和氧氣在一定條件下，又可以轉(zhuǎn)化為水。

2.知識建構(gòu)二

教師追問：水電解實驗中，點燃氫氣時，觸摸干冷燒杯外壁有什么感覺？說明了什么？

學生：燒杯外壁發(fā)熱，說明有熱量散發(fā)。

【任務2】化學變化過程還伴隨著能量的變化，能否根據(jù)“水電解實驗”和“氫氣在空氣中燃燒實驗”，粗略歸納出化學反應的能量變化關(guān)系？

【師生互動2】教師指導學生小組討論，初步得出結(jié)論

【板書】化學反應中能量間的轉(zhuǎn)化

電能可以轉(zhuǎn)化為化學能，化學能也可以轉(zhuǎn)化為熱能。

教師：因此，在觀察化學變化時，除了關(guān)注物質(zhì)間的變化關(guān)系外，也要關(guān)注能量間的轉(zhuǎn)換，而后者往往被學習者忽略。

3.回顧已學知識——知識建構(gòu)三

【任務1】聯(lián)系氧氣的實驗室制取原理，豐富物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系。

【師生互動】學生小組討論，教師指導、啟發(fā)，小組間繪出不同的圖形，選擇典型的圖形如圖4。

圖4 過氧化氫、水、氧氣的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系圖一

【板書】化學反應中物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系

【學法指導】化學是研究物質(zhì)及其變化的一門科學，而物質(zhì)種類繁多，學會合理地構(gòu)建物質(zhì)間的相互聯(lián)系有利于更好地把握化學知識，雖然各小組繪出不同的相互聯(lián)系圖，但圖3 結(jié)構(gòu)相對較合理。

物質(zhì)間相互轉(zhuǎn)化關(guān)系利用恰當?shù)母拍顖D呈現(xiàn)，可以使零散的知識網(wǎng)絡(luò)化，便于知識的記憶和理解。

【任務2】請寫出實驗室利用過氧化氫制取氧氣的化學方程式，對配平仍有困難的同學，可借助磁扣工具進行模型建構(gòu)，分析反應的微觀變化過程，理解化學方程式的配平原理。

【學生活動】部分學生借助磁扣工具分析反應的微觀變化過程（圖5）。

圖5 過氧化氫分子分解微觀示意圖

【教師】巡視、指導、點評

（三）通過計算分析，學習定量研究方法

1.定量計算一

【問題驅(qū)動】實驗室用鋅與稀硫酸反應制取氫氣，若需制取0.2g 的氫氣，求所需鋅的質(zhì)量是多少？

（相關(guān)反應的化學方程式：Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑）

【學生活動】學生在學案上完成上述習題的解答

【師生互動】教師巡視，將錯誤的答題情況通過交互式白板上傳，師生共同點評、糾錯，幫助學生進一步理解“根據(jù)化學方程式計算”的原理，掌握解題的6 個基本步驟。

2.定量計算二

教師：質(zhì)量守恒定律不僅是書寫化學方程式的理論依據(jù)，根據(jù)該定律原理還可以解決許多化學問題。

【問題驅(qū)動】4g 的某純凈物R 充分燃燒后，生成11g

二氧化碳和9g 水，請根據(jù)所提供的信息，推測該物質(zhì)的化學式。

教師：首先，依據(jù)題意寫出該反應的表達式：

R+O2CO2+H2O

根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應前后元素種類不變且同種元素質(zhì)量相等。試推斷R 中有哪些元素？

【師生互動】教師啟發(fā)、引導、組織學生討論。

從表達式可推斷，R 中一定有碳、氫元素，可能有氧元素；且R 中碳、氫元素質(zhì)量分別與二氧化碳、水中的碳、氫元素質(zhì)量相當。

【任務1】請應用根據(jù)化學式的相關(guān)計算，算出R中碳、氫元素的質(zhì)量

【學生活動1】

教師追問：從計算數(shù)據(jù)可否推斷R 中氧元素的存在？

學生：碳、氫元素質(zhì)量之和為4g，與R 物質(zhì)的質(zhì)量相當，所以R 物質(zhì)中沒有氧元素。

教師：因此，R 的化學式可假設(shè)為CxHy，現(xiàn)在的關(guān)鍵是確定x 與y 的最簡個數(shù)比。

【任務2】請應用根據(jù)化學式的相關(guān)計算，推導出R 物質(zhì)的化學式

【學生活動2】

所以R 的化學式為CH4

教師：根據(jù)計算結(jié)果，可知R 為甲烷。

【學法指導】通過該習題的訓練，進一步認識質(zhì)量守恒定律在解決實際問題中的應用，強化定量思維，有關(guān)該定律更廣泛的應用將在今后進一步學習。

3.知識建構(gòu)四

教師：甲烷（CH4）燃燒也能生成水。因此，將圖4進一步拓展為圖6。

圖6 過氧化氫、水、氧氣相互轉(zhuǎn)化關(guān)系圖二

【板書】三、化學反應中物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系

（四）課堂小結(jié)

【教師】通過本節(jié)課的學習，請談談學習過程中有何感想？

【師生互動】學生口頭表達，教師總結(jié)：

1.要從“宏觀——微觀”兩個維度認識物質(zhì)的化學變化，并學會用化學用語準確表達變化過程；

2.事物是普遍聯(lián)系的，要善于捕捉、歸納物質(zhì)間的相互聯(lián)系，將零散的知識網(wǎng)絡(luò)化；

3.要善于借助工具，化難為易，學會化學方程式的配平；

4.通過化學計算，進一步認識從定量角度研究物質(zhì)變化的重要性。

六、教學反思

化學復習課的意義主要在于系統(tǒng)梳理知識，提升知識的遷移和應用能力，實現(xiàn)思維的進階。物質(zhì)間相互轉(zhuǎn)化的同時也伴隨著能量的變換，這一點恰是學生易忽略的重要知識點。復習“水電解實驗”和“氫氣在空氣中燃燒實驗”，目的之一在于引導學生關(guān)注化學變化時伴隨能量變化，認識此種能量轉(zhuǎn)化的重要性［3］，喚醒學生的“感知興趣”和“操作興趣”。

化學計算是一種重要的定量研究化學問題的方法。通過二種不同類型的化學計算題，讓學生意識到研究物質(zhì)不僅要定性認識，還要定量研究；意識到學習化學知識方法的多樣性、靈活性，逐步學會多維度思考、分析、解決化學問題。

主題式復習是精細化的系統(tǒng)學習，要求授課教師對整個學段的知識體系有精準而獨到的認識，并投入大量精力去尋找合適的主題，構(gòu)建起各知識之間的相互關(guān)聯(lián)，激發(fā)學生學習本能，促使化學學科核心素養(yǎng)的落地，因此，這種復習模式對集備組的力量及教師個人的專業(yè)素養(yǎng)有比較高的要求。此外，主題式復習對學生的知識掌握程度及知識應用能力也有一定的要求，對“待優(yōu)生”的授課效果有待進一步提升。