基于化學素養的化學方程式書寫研究

何航 夏振洋

摘 ? 要：化學方程的書寫是化學教育研究的熱點之一，基于化學素養的化學方程式書寫研究過程包括問題的提出、自編問卷調查獲得數據，分析結果等，由此指出創設未知情境能夠提升化學素養，以期通過此研究對教育同行設計化學方程式的教學有所啟示。

關鍵詞：初中;復習課;化學素養

中圖分類號：G633.8 ? ?文獻標識碼：A ? ?文章編號：1009-010X（2019）17-0053-03

一、問題的提出

德國著名物理學家、諾貝爾獎獲得者馮· 勞厄說過：教育所給予人們的無非是當一切已學過的東西都忘記后所剩下的東西。由此推出，當學生將具體的化學事實性知識都忘掉的時候，在學生頭腦中“剩下的東西”就是學生通過化學課程學習所形成的從化學的視角認識事物、解決問題的思想、觀點和方法，即植根于學生頭腦中的化學基本觀念。這些觀念是學生成長發展所需要的化學素養，我們將它稱之為化學學科素養，即學生通過化學學習在頭腦中留存的，是對化學科學的本質、特征、價值的基本概括性認識。

在初中化學方程式的復習課教學中，教師易出現：要求學生死記硬背教材中的50個化學方程式（上冊28個、下冊22個），不幫助學生構建學科知識體系和核心概念，學生囫圇吞棗，疲于應付;不注重實驗現象和微觀分析的功能性;強化訓練，側重題海戰術等;只能看到顯性的知識，不能看到知識背后的觀念、思想與方法;教學深度達不到素養要求的層次，初中化學課程的設置使教師的教學視野囿于中考的準備而無暇關注學科整體的價值、思想方法體系等問題，這些問題都不利于學生化學素養的培養。針對上述問題，筆者設計了《生活情境下的化學反應方程式書寫》研究課并組織學生現場進行問卷調查，分析數據，剖析問題，以期由此梳理學生書寫化學方程式困境的成因，并以此指導今后的教學。

二、研究設計

（一）研究目的

問題解決是由一定的情景引起的，按照一定的目標，應用各種認知活動、技能等，經過一系列的思維操作，使問題得以解決的過程。本研究遵循問題解決的相關理論，針對某中學學生書寫化學方程式出現的問題進行科學性的探索和研究。

（二）研究對象

某中學的154名學生參與了調查，共獲得有效問卷134份。

（三）測試材料

自編某縣初中化學實驗教學情況調查問卷，其中含6個選擇題，一個主觀題。用“門口學習網”APP在線掃描，即時獲得數據。

（四）研究辦法

問卷法和座談法。

（五）研究過程

1.問題情境的創設

筆者在五一假期期間去了重慶市自然博物館，見到了孔雀石，經Chembook網站檢索得知：堿式碳酸銅又稱碳酸銅，呈孔雀綠顏色，所以又叫孔雀石，是一種名貴的礦物寶石。它是銅與空氣中的氧氣、二氧化碳和水等物質反應產生的……，由此構建本節課的引子為：試寫銅與空氣中的氧氣、二氧化碳和水等物質反應生成銅銹CuCO3·Cu（OH）2的化學方程式：

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2.實施操作

課堂教學采用啟發式教學，即首先回顧化學方程式的三層涵義，然后理解文字表達式的不足或符號表達式的重要性，筆者設計內容見表格。

從復習課的教學過程中我們能夠初步發現，大部分學生對于化學方程式的化合價、化學式的正確書寫是基本掌握的，但對于陌生化學方程式的書寫和綜合運用存在較大問題。

陌生化學方程式的書寫是中考常考的內容。通過統計發現其考查的形式有兩種：（1）根據已給的化學方程式判斷書寫的正誤，這主要在選擇題中考查;（2）根據題給信息書寫化學方程式。

三、調查結果與分析

（一）分析化學方程式的書寫困境

由學生問卷的統計結果可以得出：12.1%的學生認為不會書寫化學方程式的主要原因是不會寫元素符號，18.2%的學生則認為是因為不清楚為什么反應導致的，33.3%的學生認為是不知道化合價導致的;42.4%的學生認為是因為不能由反應現象聯想到反應物和生成物，所以導致不會撰寫化學方程式的。這說明教師在實驗教學中不進行真實的實驗操作，直接告訴學生答案的說實驗方式，是不足以使學生形成宏觀辨識的化學素養的。即任何化學結論都是以實驗為支撐，實驗是化學的精髓，是提高學生核心素養的主陣地。涉及教師層面，有36.4%的學生認為教師在講授元素符號、化合價、化學式時沒有使學生理解透徹所以學生不會寫;27.3%的學生認為是因為演示實驗做得少，實驗現象不清楚，現象背后的化學反應不明朗導致的;27.3%的學生認為是因為不清楚教材的編排是按照宏觀現象、微觀分析、符號表征設計而導致思維聯結不緊湊造成的;只有6.1%的學生認為是因為教師直接讓學生背誦化合價口訣，而沒有使學生真正理解化學方程式的來龍去脈而導致的。

（二）化學方程式的識記方法分析

統計數據顯示：有30.3%的學生采用死記硬背的方式;12.1%的學生采用由一般到特例的識記方式;18.2%的學生是根據制備氣體的類別識記的，如制氧氣類有過氧化氫、電解水、氯酸鉀、高錳酸鉀等都可以制氧氣;而39.4%的學生是根據化學反應的類型，即將教材中的第5單元和第2單元歸為化合反應類，第6單元為分解反應類，第8單元為置換反應類，第11～12單元為復分解反應類的方式進行識記的。

（三）化學方程式的識記難點分析

對于化學方程式中的書寫難點之化合價的統計：36.4%的學生可通過原子結構示意圖分析判斷;42.4%的學生根據其他化合物中同種元素的化合價判斷;18.2%的學生選擇依據化合價代數和判斷，這說明學生對于化合價的簡單成因還缺少基本認識。

對于化學方程式中的書寫難點之給予信息題的統計，對陌生化學反應方程式書寫的認知：12.1%的學生認為教材中沒有的化學方程式直接棄寫;33.3%的學生自認信息搜集加工能力不足;54.5%的學生認為如果信息足夠多，可以嘗試書寫。這些數據說明學生對化學方程式的認知還是基本尚可的，但對化學素養的形成還是不夠的。

通過這節研究課的學習，42.4%的學生對書寫化學方程式已有信心，60.6%的學生認為好像找到了點眉目，但還是不太會寫。對于書寫化學方程式的教學需要循序漸進，如此化學素養的形成也就水到渠成了。