基于任務分析的化學方程式整體化教學

甘成秋

（尤溪縣教師進修學校，福建 尤溪 365100）

化學方程式是用于表征物質化學性質及其變化的符號系統，是認識化學現象及其本質的思維工具，具有簡約表達、內涵豐富的特點。［1］因此，教學過程中應引導學生對化學變化內涵進行全面認知，并用簡潔的符號表達之。然而，很多教師常以水通電分解為例，先寫反應文字（符號）表達式，后從微觀角度點撥，接著講解最小公倍數、奇偶法等配平方法，并且總結化學方程式的書寫規則“寫、配、標”，最后大量練習化學方程式書寫技能。將化學方程式教學重點放在書寫技能訓練層面，其結果是學生在運用時，會出現隨意捏造不存在的反應或物質；將化學計量數寫在化學式中間；漏寫“↑”“↓”；不能從新情境中獲取已熟悉的化學方程式等現象。究其原因是教師無法呈現化學方程式意義，使學生失去自覺學習心理傾向；學生未對化學反應過程深入思考與探究，以至于不能準確把握其內涵實質，忽視了背后所隱含的認識思維。

一、整體化教材邏輯分析

教材將化學方程式安排在氧氣性質及其制取，水的組成，分子、原子，元素、化學式等相關章節之后，其目的是通過氧氣相關知識的學習，使學生獲得化學變化的感性素材；水通電分解微觀分析過程讓學生初步體驗物質發生變化的微觀本質；元素、化學式的學習讓學生感悟到國際性的化學語言具有表達簡潔、內涵豐富、交流方便的特點，突顯化學符號簡約之美。后續課程“根據化學方程式進行簡單計算”是建立在對化學變化過程中原子總是按照一定比例進行重組的準確認識基礎上的。因此，應將化學方程式概念內涵意義與書寫步驟當作一個整體看待，辯證地認識到前者是后者的基礎，后者又是前者的外在表現形式。［2］促進學生在意義理解的基礎上，掌握化學方程式的書寫規則，同時發展對化學變化的思維認識。

二、整體化教學任務設計

基于以上思考，教學過程分為四個階段：一是感知與認同。感知文字（符號）表達式存在缺陷，引發對化學方程式的價值認同，同時觸發如何正確書寫化學方程式的認識沖動。二是分析與建構。從物質種類、組成物質的微粒及其化學式等方面分析，讓學生充分體驗他們之間的聯系，厘清反應前后各種原子重組過程，并用化學方程式表征其過程。三是模仿與內化。通過模仿練習進一步完善對化學方程式內涵認識及內化書寫規則。四是應用與提升。在應用過程中，逐步提升化學方程式整體認知水平，促進書寫達到自動化。

階段1：感知與認同，產生心理傾向

任務1：（1）回憶并說出碳在氧氣中燃燒現象；（2）說出反應物、反應條件、生成物分別是什么？哪些事實證明你的判斷是正確的；（3）請用不同方式將該反應表示出來；（4）找出不同種表示方式之間的差異，并談談用哪種方式表示化學反應更加簡便、可靠。

設計意圖：表征化學反應的準確程度依賴于實驗現象的清晰再現與準確復述。為此，突出碳與氧氣反應現象再現，從中推斷出反應物、生成物、反應條件。為進一步證實推斷的正確性，學生必須提供更加可信的“往反應后的集氣瓶中加入澄清石灰水，觀察到石灰水變渾濁”獲得生成物為二氧化碳實驗證據，從而樹立證據意識。在此基礎上，要將自己對反應的理解用合適的文字、化學符號、圖示等方式表達出來，通過對比，意識到任何表達方式都是建立在客觀事實的基礎上，不隨意捏造不存在的反應；體會到用化學式表征物質具有簡約性和便于交流的特點。

階段2：分析與建構，促進整體認識

表1 碳與氧氣反應過程分析

設計意圖：通過表達式中箭號與等號，觸發學生的認知沖突，形成要探究等號意義的學習傾向。在此基礎上，引導學生運用原子分子觀點演繹碳與氧氣生成二氧化碳過程，加深對組成物質的微觀粒子相互作用認識；加深對反應前后的原子種類、個數不變的感知，加深對反應需要遵循質量守恒定律的理解。同時，在運用元素符號、化學式等化學符號表示物質與微粒時，充分體驗“宏觀—微觀—符號”三重表征相互轉換過程。［3］

任務3：（1）查閱資料獲知：碳在氧氣不足時燃燒會產生一氧化碳，對照表1分析過程，寫出該反應的化學方程式；（2）談談對書寫化學方程式的認識。

設計意圖：學生已經初步建立化學反應需遵守質量守恒定律，但在這個反應中，反應前后氧原子個數無法相等，與之前的認識產生了矛盾。該如何解決？根據任務的提示，學生就會從微粒間相互作用的角度思考：1個碳原子其實是與1個氧原子結合形成1個一氧化碳分子，而1個氧分子中含有2個氧原子就需要2個碳原子與之結合形成2個一氧化碳分子。此過程滲透了化學計量數的概念［43］，能避免配平時將化學計量數寫在化學式中間的錯誤認識。

階段3：模仿與內化，形成書寫規則

任務4：（1）按照你的認識，書寫水在通電條件下反應的化學方程式。（2）從微觀角度分析反應物與生成物之間的質量比。

任務5：（1）觀察下列實驗并描述現象：往裝有1～2 mL氯化銅溶液中逐滴加入氫氧化鈉溶液；（2）查閱資料獲悉：氯化銅溶液存在Cu2+和Cl-；氫氧化鈉溶液中存在Na+和OH-；Cu(OH)2為藍色固體。模仿表1中的思路及物質組成的角度，寫出上述反應的化學方程式。（3）討論在書寫化學方程式時應考慮哪些內容。

設計意圖：根據對化學方程式表征了實際參加反應物質微粒的認識和提煉出書寫化學方程式的思路指導學生運用已架構的書寫思路，模仿練習水的電解、氯化銅與氫氧化鈉反應的化學方程式書寫，進一步檢驗書寫思路的正確性，完善其書寫規則。

階段4：應用與提升，完善認識思路

任務6：寫出下列反應的化學方程式：（1）實驗室用過氧化氫與二氧化錳制氧氣；（2）紅磷在空氣中燃燒；（3）往澄清石灰水〔Ca(OH)2〕中通入二氧化碳生成白色沉淀（CaCO3）。

設計意圖：本階段主要目的是讓學生利用已建立起來的化學方程式書寫規則，審視化學反應。通過知識的應用，促進學生進一步反思書寫時是否關注反應現象；是否關注反應物、生成物、反應條件以及相關的微粒種類、數量；是否正確書寫出各物質的化學式；是否正確配平；是否關注有氣體（或沉淀）生成物的狀態。在對以上問題做出準確回應后，對有關化學方程式本體知識就構建起清晰認識思路與完整的書寫規則。

任務7：從物質種類、反應條件和質量方面考慮，化學方程式“2HgO====△2Hg+O2↑”能提供給你哪些信息？

設計意圖：利用具體的化學方程式，反向考查學生在物質組成、微粒間的個數比、反應條件、生成物狀態的認知，有利于學生系統認識化學方程式意義，將定性認識與定量認識建立起有效聯系，完善知識結構，發展思維品質。

三、結語

綜上，教學過程中應當讓學生充分感知引入此類概念的價值，在此基礎上通過觀察和分析情境中的物質組成以及性質，將觀察和分析結果用恰當的化學符號進行表征，并在新情境中檢驗用化學符號表征認識思路的合理性，從而深化對“宏觀—微觀—符號”三者之間的理解。