基于化學變化觀的初中化學教學策略

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

化學的特征之一是通過化學變化創造物質。化學變化觀概括著人們對化學變化的特征、本質、規律、價值、研究方法以及有關認識的發生、發展等重要問題的認識和看法[1]。建構化學變化觀，有助于學生全面認識物質發生的化學變化。《義務教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“課程標準”）頒布后，教學中要幫助學生建構化學變化觀，需要依據課程標準要求，理解初中化學變化觀的內涵，明晰其在初中化學課程中的學習要求和地位，探討其建構的教學策略。下面對此逐一進行探討。

1初中化學變化觀的內涵和學習要求

1.1 初中化學變化觀的內涵

課程標準是整體建構初中化學變化觀內涵的重要依據。梳理“課程目標”“課程內容”“學業質量”等部分對建構變化觀提出的相關要求，初中化學變化觀可以從知識、方法、價值等維度進行建構，各維度包含的內容見表1。

通過對表1的分析，借鑒吳俊明[2]、王磊[3]、吳星4、畢華林[5等關于“化學變化觀的基本內涵”的相關闡述，本文認為初中化學變化觀的內涵可以表述為：物質在一定條件下會發生變化，包括物理變化和化學變化等；化學變化有新物質生成，其過程伴隨著能量變化；化學變化的本質是原子的重新組合，可以從微觀視角解釋化學變化；化學變化經歷變化過程并遵循一定的規律，化學變化的條件是可調控的。實驗探究與實踐是認識和研究物質化學變化的常用方法。利用化學變化轉化和創造物質，可以滿足人類生產生活的需要，推動現代社會文明和科技的進步。

1.2初中化學變化觀的學習要求

分析表1可知，初中化學變化觀在知識維度的內涵，主要涵蓋了認識化學變化的“特征”“類型”“條件”“規律”等層面的學科知識。結合課程標準中“課程內容”和“學業質量標準”，可以確定學生建構變化觀的學習要求（見表2）。

“認識特征”維度主要回答化學變化有什么特征？化學變化的特征包括本質特征和基本特征。本質特征是指有新物質生成；基本特征是指物質視角的反應物或生成物的種類多少和質量變化，現象視角的能量變化、顏色、光或火焰、生成沉淀、產生氣體等反應現象[]。深人認識化學變化的特征，可以幫助學生建立從“物質變化”“反應現象”和“能量變化”視角認識化學反應的思路。

“認識類型”維度主要回答化學變化有哪些類型？分類標準不同，反應類型也不同。對化學反應的合理分類/劃分應建立在化學反應規律基礎之上[7]。初中階段，可以依據化學變化的基本特征對化學反應進行分類，其主要體現在兩個方面：一方面是基于物質視角制定劃分標準，如根據反應物和生成物的種類及數量進行劃分，可以把化學變化分為化合反應、分解反應、置換反應和復分解反應等類型；根據反應物或生成物的類屬進行劃分，可以把化學變化分為金屬、酸、堿等性質的反應等，這種劃分可以反映各類物質性質、制取等方面的規律。另一方面是基于現象視角制定劃分標準，如根據反應現象和能量效應劃分的沉淀反應、吸熱反應、放熱反應等。深人認識化學變化的類型，可以幫助學生建立從“反應類型”視角認識化學反應的思路。

“認識條件”維度主要回答影響化學反應的條件有哪些？如何設計實驗探究影響化學反應的條件？化學反應的條件包括內部條件和外部條件。內部條件包括反應物的種類、性質、濃度、接觸面積、定量關系等，以及生成物的種類、性質等；外部條件包括溫度、通電、催化劑、壓強、酸堿度等[8]。控制變量和對比實驗的實驗設計方法，常用于探究影響化學反應的條件。深入認識化學反應的條件，可以幫助學生建立從“反應條件”視角認識化學反應的思路。

“認識規律”維度主要回答化學變化有什么規律？如何運用規律？化學變化的規律包括從宏觀、微觀、符號及其關聯視角認識化學反應的規律性。宏觀視角主要是從物質類別及數量（如四大反應類型、中和反應等）和質量、元素的種類和質量等視角認識化學反應的規律;微觀視角主要是從分子、原子、離子視角認識化學反應的微觀本質，從微粒的種類、數目、質量等方面認識化學反應的規律°；符號視角主要是從宏觀與微觀、定性與定量視角理解化學方程式的意義（見圖1）。深入認識化學變化的規律，可以幫助學生建立從“元素守恒”視角認識化學反應的思路，有利于他們形成從宏觀一微觀-符號、定性到定量認識化學反應規律的系統思維。

1.反映一個客觀存在定性 2.反映哪些分子、原的變化事實，通過 子或離子等微粒在它可以很方便地知 進行相互作用和轉道反應物、生成物 化，通過它可以確和反應條件 定反應前后微粒的化學方程 種類宏觀 微觀式的意義3.體現化學反應中的 4.體現微粒是按一定的各物質間存在定量 數目關系（即化學計關系（即“化學計 量數之比）相互作用量數×相對分子質 的，各種變化的微粒量”之比） 定量之間存在定量關系

2化學變化觀在初中化學課程學習中的地位

2.1基于課程內容的學習主題分析

“物質的性質與應用”“物質的組成與結構”“物質的化學變化\"3個學習主題屬于化學學科本體論層面的內容，它們既相互獨立又存在關聯（見圖2）。具體表現為，第一，人們研究物質的組成、結構和反應問題是從物質的性質問題人手的[1]。物質的性質反映組成、結構，物質的組成、結構決定性質；物質的性質決定變化，物質的變化體現性質。第二，化學反應系統實質上是化學物質系統之間發生化學相互作用所形成的系統[2]，對化學物質系統中“物質的組成與結構”的認識是認識化學反應系統中“物質的化學變化”的基礎。第三，由于化學反應的結果是物質轉化[13]，物質轉化即創造物質，所以要把握化學“通過化學變化創造物質”的特征，“物質的化學變化”是初中階段學習化學的核心內容。先對“物質的性質與應用”“物質的組成與結構”進行學習，能更好地認識“物質的化學變化”。從這一意義上講，在化學主要觀念中，化學變化觀是最重要的，因為各種各樣的化學變化是化學的核心。

2.2基于蘊含的素養發展功能分析

建構“化學變化觀”，有利于落實課程目標的要求，發展學生的核心素養。這是因為：其一，“化學變化觀”能將化學變化、化學反應的特征、反應類型、質量守恒定律、化學方程式等核心知識結構化，有助于促使學生的變化觀念從狀態變化發展到物種變化，從宏觀現象發展到微觀本質，從單一物質發展到化學反應體系，從定性發展到定量認識[14]。其二，“化學變化觀”能引導學生建立物質變化、能量變化、反應條件、反應現象、反應類型和定量關系等核心認識角度，發展宏觀與微觀、定性與定量、動態系統地認識物質的化學變化的思維方式。其三，建構“化學變化觀”過程中通過開展有關物質變化與化學反應的探究和實踐活動，如證明氫氧化鈉與鹽酸是否發生了化學反應等，有利于提高學生對物質變化和化學反應的科學探究與實踐能力。其四，形成“化學變化觀”能增強學生對化學反應在生產生活實際應用中的價值體驗，深化他們對“合理利用、調控化學反應的重要性”的認識，有利于提升學生的科學態度與社會責任素養。

3初中化學變化觀的教學實踐策略

化學變化觀，是有關物質變化與化學反應方面的核心素養的重要組成部分。化學變化觀的形成不是一蹴而就的，需要通過一個個單元、一個個課時的教學實踐持續建構才能形成。在教學實踐中，采取恰當的教學策略能有效幫助學生建構變化觀，

3.1教學目標指向變化觀

教學自標是學生通過一定的教學活動后要達到的預期學習結果（有時也稱為“學習目標”）。由于教學具有階段性，從課時到單元再到學期逐步進階，相應的，教學目標也有不同層次，可分為課時教學目標、單元教學目標和學期教學目標[15]。教師制定指向變化觀的不同層次教學目標，有利于學生建構變化觀。制定單元課時教學目標，需要將教學單元與課程目標、課程內容和學業質量結合起來思考，一般有如下四個步驟：

（1）明確教學單元承載的素養發展功能；（2）分析學生在各素養方面的已有表現、發展點和障礙點；（3）敘寫教學單元的教學目標；（4）將單元教學目標有機分解為課時目標。以“第4章認識化學反應（2024年滬教版義務教育化學教科書九年級上冊）”為例，按照上述步驟制定的單元/課時教學目標內容見表3。

表3中，單元教學目標 ① 側重發展化學觀念和科學思維，指向變化觀的“知識”“方法”維度，其主要是通過實現課時目標 ①②④⑥⑦⑧ 來達成；單元教學目標② 側重提升科學探究與實踐能力，指向變化觀的“方法”維度，其主要是通過實現課時目標 ②③④ 來達成；單元教學目標 ③ 側重科學態度與責任的培養，指向變化觀的“價值”維度，其主要是通過實現課時目標 ② ⑤⑥⑧ 來達成。

3.2情境問題涉及變化觀

“觀”和觀念雖然都有“表示對事物認識和看法”的意思，它們之間有一定的相似性，但兩者也有明顯的區別。觀念更側重于具體看法，屬于認識范疇，其本質是知識[16]。而“觀\"更側重于宏觀層面，含有運用觀念解決真實問題能力的含義[1]。從嚴格意義上說，化學觀念只是形成化學課程所要培養的核心素養的基礎，而并非化學課程所要培養的核心素養本身，形成化學觀念的科學探究和實踐過程、應用化學觀念指導科學探究實踐和解決情境問題，才能培養和發展核心素養[18]。故在教學實踐中，要促進學生變化觀的形成，教師要設計恰當的涉及變化觀的真實生活情境問題，讓學生在探究和解決這類問題的過程中逐步形成變化觀。如在“探究燃燒條件”教學中，基于理解燃燒的“化學反應認識模型”（見圖3），可以設計與燃燒條件相對應的三組真實生活情境問題（見表4），讓學生在問題探究與解決中逐步認識化學反應需要一定的條件，初步形成條件控制的意識，發展變化觀。

3.3科學探究聚焦變化觀

課程標準把“科學探究與化學實驗”作為課程內容的5大學習主題之一，把“科學探究與實踐”作為初中化學課程要培養的核心素養之一，說明科學探究不僅是初中化學課程內容的重要部分，也是初中化學課程要培養的重要核心素養。因此，在教學實踐中，聚焦變化觀，開展實驗探究，讓學生經歷科學探究的一般過程，不僅是建構變化觀的需要，也是落實課程目標的重要途徑。如在進行“酸、堿、鹽及其應用”單元復習教學時，筆者以“莫爾鹽”為大情境，在“初識莫爾鹽”教學中設計了“任務1探究莫爾鹽的宏觀性質”“任務2探究莫爾鹽的微觀構成”“任務3探究莫爾鹽受熱分解的產物”三個學習任務。任務1環節，學生通過3個化學實驗認識到“莫爾鹽是一種易溶于水的淺綠色固體，水溶液呈淺綠色；能與硝酸鋇溶液反應生成不溶于稀硝酸的白色沉淀；能與氫氧化鈉溶液反應生成氨氣”，這有利于他們形成利用化學反應探究物質性質的思路，并體會到“物質的變化體現性質，物質的性質決定變化”；任務2環節，學生通過莫爾鹽的性質定性推理出“莫爾鹽中含有銨根離子、硫酸根離子和亞鐵離子”，有效促進了他們對“物質的性質與組成有關”的認識；任務3環節，在課堂上現場演示“加熱莫爾鹽固體”實驗，讓學生根據“有紅棕色固體產生、產生有刺激性氣味的氣體、試管內壁產生大量小水珠”等實驗現象猜想莫爾鹽分解的產物，并設計實驗方案驗證猜想，有效提升了他們運用化學變化中元素不變定性分析和解釋相關化學現象的能力。整個課時的教學，有效促進了學生對“物質變化與組成、性質之間存在學科邏輯關聯”的理解，有助于他們形成利用化學反應探究物質性質和組成的基本思路和方法。

3.4 問題解決應用變化觀

怎樣才算形成了變化觀，關鍵在于能不能正確地自主應用，包括用來解釋與化學相關的現象和事實、解決與化學相關的實際問題。在教學實踐中，教師應圍繞生活生產實際中的真實問題設計學習任務，讓學生自主調用變化觀解決問題，完成學習任務，在問題解決中鞏固有關變化觀的知識并使其結構化，并通過遷移來深化理解、強化體驗、修正錯誤，提升對變化觀的認識。如曹梅姣[1在進行初中化學計算專題復習教學時，首先圍繞“同學們眼前的珍珠是天然珍珠，還是養殖珍珠？”這一真實問題設計學習任務：結合兩類珍珠中的碳酸鈣含量，思考可以通過什么方法知道它是天然珍珠還是養殖珍珠？然后讓學生根據提供的實驗儀器和試劑，自主設計實驗方案并動手實驗，依據實驗獲得的真實數據計算珍珠中碳酸鈣的質量分數；最后從節約試劑或成本的角度引導學生思考稀鹽酸是“一次性全部加人”，還是“分批加入”更好？并指導學生對“分批加入”獲得的真實實驗數據進行處理，利用處理后的數據再次進行計算。在實驗探究與實踐中，學生親身經歷了實驗數據的產生與分析過程，清晰的數據來源有助于學生感受根據化學方程式進行計算的價值；精準的數據分析滲透了物質轉化觀念，有助于啟發學生的計算思維；在整個問題解決過程中，學生能從化學角度去思考為何要進行計算、數據如何得來等問題，而不只是單純機械地進行數學計算，這有助于他們體會定量研究化學反應對化學科學進步和社會發展的重要價值。

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