基于初三學生認知規律的化學式教學

周云飛

摘要：以“純凈物化學式的書寫”的教學為例，結合自身的教學實踐提出在化學式書寫教學中的具體措施、教學策略，以及進一步改進和優化的思路。

關鍵詞：初三；認知規律；化學式；化學式書寫

文章編號：1008-0546（2014）05-0016-03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.05.006

化學式是學習化學的重要工具，正確、規范地書寫化學式是每個初三學生必須具備的化學基本技能，它是進一步學好后續知識的起點和關鍵。從多年的教學實踐來看，化學式的學習是初三學生在化學學習過程中的第一個分化點。那么如何做好這部分內容的教學？怎樣分化難點，幫助學生平穩地渡過這一難關？本文擬以滬教版九年級化學“物質的組成”（第二課時）為例，談一談筆者在教學過程中的一些嘗試與思考。

一、加強識記，提前感知

在第一、二章的教學中，學生已經接觸到了一些常見物質，譬如：氧氣、二氧化碳、水、過氧化氫、高錳酸鉀等等，根據教學內容的需要，可要求學生先了解并識記這兩章中涉及到的一些常見物質的化學式，使他們對這些常見物質的組成先有一個感性的認識。同時，也為進入第三章的學習做一個鋪墊。

二、領會課標，把握方向

課程標準中關于對滬教九年級化學“物質的組成”這一節的具體要求是：1.能說出幾種常見元素的化合價；2.能用化學式表示某些常見物質的組成；3.利用相對原子質量、相對分子質量進行物質組成的簡單計算。4.能看懂某些商品標簽上標示的組成元素及其含量。

根據初三學生的已有基礎和認知規律，并結合滬教版教材的特點，在教學中將本節課劃分為五個課時：第一課時：化學式的意義；第二課時：純凈物化學式的書寫；第三課時：化學式、化合價的應用；第四課時：有關化學式的簡單計算；第五課時：商品標簽的認識、有效數據的獲取與簡單計算。

三、課例實踐，自主探究

下面以第二課時純凈物化學式的書寫為例：

導入：上節課我們和同學們一起學習了化學式的意義，你們知道哪些物質才有化學式嗎？（學生問答：純凈物），今天這節課我們就跟同學們一起學習純凈物化學式的書寫。

[問題1] 請寫出下列單質的化學式，你還能寫出其它兩種單質的化學式嗎？

銅 鎂 紅磷 硫磺 木炭 氧氣 氮氣 氦氣

設計意圖：1. 檢測學生對單質化學式的記憶情況；2. 通過“你還能寫出其它兩種物質的化學式嗎？”引導學生進行發散思維，在頭腦中梳理與此同類別的物質，并寫出它們的化學式。進而引導學生歸納單質的化學式書寫規則：（1）大多數單質直接用元素符號表示其化學式；（2）少數單質需要在元素符號的右下角標上適當的數字。此處，強調：右下角的數字不一定全都是2，譬如臭氧（O3）、碳-60（C60）等。

引例：請寫出二氧化碳、水、氧化鎂的化學式，分析比較它們在組成上有哪些共同點和不同點。組織學生進行交流、討論后得出結論：化學式不僅可以反映化合物中的元素組成，還能反映出中各元素的原子個數比；不同化合物中元素的原子個數比不同。

設問：化學式右下角的小數字能隨意改動嗎？為什么？

學生討論后，小結：化學式是用來表示物質組成的，而任何純凈物都有固定的組成，表示每種物質的化學式只有一個，因此，化學式右下角的數字不能隨意改動。

設計意圖：從學生熟悉的物質入手，通過對元素組成、原子個數比等問題的分析，進一步加深學生對“化學式是物質組成的真實反映”這一觀點的認同和理解，為下面引入元素化合價的知識作一鋪墊。

講解：科學家通過大量的實驗，研究了許許多多的化合物，發現化合物中各元素的原子個數都有一定的比值，而體現這種關系的比值被稱為元素的化合價，也就是說，化合價反映了化合物中不同元素的原子之間相互化合的數目。

設計說明：教材中沒有化合價的概念，課程標準也不要求學生掌握化合價的概念，學生可能對化合價這一名詞感到陌生，甚至不理解，課堂中不宜對其概念做過多的糾纏，否則可能會陷入“越想講清反而越講不清”的泥潭。因此，用一種簡化的方式讓學生了解化合價的由來，認識化合價的作用即可。

展示常見元素和原子團的化合價的表格，引導學生尋找其中的規律，并在組內進行交流討論，小組匯報。歸納出化合價的一般規律。其設計意圖是使學生對元素的化合價有進一步的認識。通過“你還有什么疑問嗎？”，引導學生自我反思，勇于質疑。可小組討論解決，也可采取學生問、教師答的方式幫助學生理順脈絡。

[問題2]請在下列化學式中的各元素的正上方標上化合價。

HCl NaCl MgO H2O AlCl3

你有什么發現嗎？

設計意圖：1. 使學生知道元素化合價的標注方法；2. 引導學生發現并歸納化合價規則：在化合物里，各元素的化合價的代數和為零。此處，不僅要用眼看，還要用心去理解，更要能用語言表述出來。

教師講解：由于化合價是不同種元素在形成化合物時表現出來的，因此，我們規定單質中元素的化合價為零。

應用化合價1：計算下列物質中錳元素的化合價，并按由高到低的順序排列：

MnO2 KMnO4 Mn K2MnO4

設計說明：學生運用剛剛學習的化合價規則計算Mn元素的化合價，其目的是要求學生學會運用化合價規則求未知元素或具有可變價態元素的化合價。進而加深對化合價規則的理解。

應用化合價2：計算下列原子團中劃線元素的化合價

CO32- SO42- NH4+ NO3-

設計意圖：要求學生進一步運用化合價規則求原子團中某元素的化合價，其目的是要學生搞清原子團不是物質，它們的化合價并非是零。

應用化合價3：試標出硝酸銨（NH4NO3）中氮元素的化合價。

設計說明：在上題的練習中學生已經分別計算出了銨根和硝酸根中氮元素的化合價，通過“你發現了什么”問題思考，使學生感悟到在同一種物質中，即使是同一種元素，它的化合價也可能是不同的。

[問題3] 已知鋁元素的化合價是+3價，氧元素的化合價是-2價，試寫出氧化鋁的化學式，與你的同桌交流。

設計說明：讓學生利用化合價規則，試著寫出氧化鋁的化學式，學生可能有多種辦法解決，也有學生可能一籌莫展，無從下手，這時可讓已經寫出的學生上臺來展示其書寫過程。其目的是凸顯學生的主體地位，使學生在運用現學知識解決新問題的過程中找到成就感。此處摒棄了過去 “老師講學生聽，老師寫學生看”的傳統方法。將學生的自主學習和教師的適當引導融為一體，進而師生共同歸納化合物化學式書寫的一般步驟。

思考：你覺得正確書寫化合物的化學式要注意些什么？需要解決哪些問題？

歸納：① 確定元素種類——根據物質名稱；② 確定元素書寫順序——與讀的順序相反（正前負后）；③ 確定原子個數比——根據名稱 （或根據化合價規則）

趁熱打鐵：根據化合價書寫下列化合物的化學式

氧化鈣 氯化鋅 氧化鐵 氯化銅

碳酸鉀 硫酸鋁 氫氧化鈉 硫酸銨

設問：你遇到什么困難了嗎？你能解決它嗎？

設計說明：學生運用化學式書寫的一般步驟書寫上述物質的化學式時，可能會遇到以下問題：1. 原子團的個數超過1時，怎么辦？2. 氧化鐵中的鐵元素是+2價還是+3價？此處設置障礙的目的就是讓學生在書寫過程中，產生認知沖突，進而通過交流討論歸納出解決問題的辦法，而不是把注意事項先告訴學生，然后讓學生去模仿書寫。實踐證明：前者給學生留下的印象更深刻。

緊接著師生共同歸納化合物化學式的書寫方法：1. 步驟：一排二標三交四約五查；2. 注意：（1）+2價的鐵被稱為亞鐵；（2）化學式中當原子團的個數超過“1”時，需要將原子團加上括號。

進而給出一組常見物質，要求學生寫出它們的化學式，其目的是進一步鞏固化學式的書寫方法。讓學生在“實戰”中加深對化學式書寫方法的掌握。

最后師生共同回顧并歸納本節課所學知識。使學生對本節課所學內容有一個整體的把握。

四、教后反思，剖析得失

對本堂課教學過程的反思：可取之處：（1）本節課充分尊重學生的主體地位，整堂課以學生的自主探索為主線，教師起到了“穿針引線”的橋梁作用；（2）讓學生在自我學習中歸納整理、誘發他們不斷地發現問題、提出問題進而解決問題，從而提高他們分析、判斷、整理的能力。不足之處：（1）探索化學式書寫規律花了較長的時間，課堂上也就沒有足夠的時間去練習化學式的書寫，給人感覺“頭重腳輕”之嫌；（2）課堂容量大，一節課不僅涉及到了單質的化學式的書寫方法、常見元素的化合價、化合價規則、化合物化學式的書寫，還牽涉到帶有原子團的化學式書寫，增加了學生接受和理解的難度；（3）對原子團中元素化合價的計算以及硝酸銨中氮元素的化合價的討論有偏離主題之嫌，浪費了一部分時間，導致后面學生練習化學式書寫的時間偏少。改進想法：（1）布置預習：課前考慮提前一周安排學生記憶常見元素和原子團的化合價，以及原子團符號的書寫。以口訣的形式讓學生先記住，從而減輕本堂課中學生理解和運用的難度，也可以節省一部分時間用于學生化學式書寫的訓練。（2）刪繁就簡：刪除對原子團中某元素化合價的計算以及硝酸銨中氮元素化合價的討論，直奔主題。（3）分類整理：對實際存在的化合物化學式的書寫進行歸納時，可分三種情況：一是“見名知式”型：如CO2、P2O5、Fe3O4等；二是一般型：即可用化合價規則書寫出的化合物；三是特殊型，如NH3、H2O2、H2O等，需要學生根據不同情況加以區別對待。（4）是否考慮融入適當的教學情境，以使略顯枯燥的課堂生動起來，從而調動學生學習的積極性和主動性。

當然，對于化學式的書寫教學不僅僅是本堂課的所要完成的任務，更要滲透到以后的每一節課中，要在后續的學習中不斷地加以鞏固和強化。教師要根據初三學生的認知規律，制定出切實可行的方法和措施并落實到實際教學中，才能實現夯實基礎、平穩“過渡”的目的。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部制定. 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] 王祖浩主編. 義務教育課程標準實驗教科書九年級化學（上冊）[M]. 上海：上海教育出版社，2012