基于化學(xué)基本觀念構(gòu)建的中考化學(xué)深度復(fù)習(xí)策略

錢靜

摘要：作為科學(xué)素養(yǎng)重要組成部分的化學(xué)基本觀念，是對化學(xué)科學(xué)的本質(zhì)、特征、價值的總觀性認(rèn)識。它不僅是高效課堂教學(xué)的核心，而且對學(xué)生終身學(xué)習(xí)和發(fā)展起著重要的作用。文章以“水的組成再認(rèn)識”復(fù)習(xí)課為例，設(shè)計了一系列探究問題和學(xué)生活動，幫助學(xué)生構(gòu)建化學(xué)基本觀念，培養(yǎng)學(xué)科綜合能力，從而提高中考化學(xué)復(fù)習(xí)課的效率。

關(guān)鍵詞：基本觀念;深度學(xué)習(xí);中考復(fù)習(xí);水的組成

文章編號：1008-0546（2020）02-0059-03 中圖分類號：G632.41 文獻標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.02.018

一、問題的提出

九年級化學(xué)的復(fù)習(xí)課是初中化學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是鞏固知識、優(yōu)化思維、提升能力的重要階段。傳統(tǒng)的化學(xué)復(fù)習(xí)中，教師都是先在課堂上把前面學(xué)過的知識進行簡單機械的羅列，接著就是大量的習(xí)題訓(xùn)練。這樣的復(fù)習(xí)課缺乏針對性和有效性，長期下來容易散失學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。南京師范大學(xué)馬宏佳教授曾提出：“化學(xué)復(fù)習(xí)要從知識的層面飛躍到能力的層面”，筆者認(rèn)為單一的練習(xí)是無法達到能力層面的。那么，如何才能調(diào)動學(xué)生在化學(xué)復(fù)習(xí)課上的主動性和積極性，提高化學(xué)學(xué)科綜合能力，應(yīng)該是每一位化學(xué)老師積極探尋的第一要務(wù)。

二、教學(xué)設(shè)計思路

“水的組成”是九年級化學(xué)重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容，主要涉及課程標(biāo)準(zhǔn)“身邊的化學(xué)物質(zhì)”和“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”兩個一級主題。該部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)為學(xué)生探究物質(zhì)的組成提供了模型，具有認(rèn)識物質(zhì)的科學(xué)思想和方法的工具性功能和價值?；谀芰α⒁獾闹锌迹粌H僅是對學(xué)生基礎(chǔ)知識的考查，更是對學(xué)生學(xué)科思維能力的考查。因此，在“水的組成”專題復(fù)習(xí)課中，除了幫助學(xué)生整合基礎(chǔ)知識并構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)之外，要更加注重學(xué)生學(xué)科思維的培養(yǎng)和綜合能力的提高。本文在深度學(xué)習(xí)理念的指導(dǎo)下，以畢華林教授的“觀念建構(gòu)”模型為理論基礎(chǔ)，設(shè)計了如圖1所示的教學(xué)。

三、教學(xué)設(shè)計實錄

1.環(huán)節(jié)一：師生合作，溫故驗證水組成的兩個實驗

（1）利用史料，引出復(fù)習(xí)的課題

師：播放拉瓦錫認(rèn)識水組成的視頻，將學(xué)生帶入今天復(fù)習(xí)的課題中。

提問：我們都知道水是由氫、氧兩種元素組成的，那么我們又該如何驗證這一結(jié)論呢？。

生：氫氣燃燒、電解水實驗。

（2）觀看微課，回顧整理驗證水組成的兩個實驗以及相關(guān)核心知識

師：播放氫氣燃燒與電解水實驗的微課。

生：完成學(xué)案核心知識點的梳理，并進行互評。

（3）探尋驗證水組成的理論依據(jù)，構(gòu)建化學(xué)學(xué)科的基本觀念

師：氫氣燃燒與電解水，這兩個實驗?zāi)軌蝌炞C水組成的理論依據(jù)是什么？

生：化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變……

師：物質(zhì)是由元素組成的，這就是化學(xué)上的“元素觀”，化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，即元素守恒，“守恒觀”。

師：實際上“元素觀”和“守恒觀”是我們解決化學(xué)問題時，經(jīng)常要用到的化學(xué)基本觀念。我們接下來試試看。

設(shè)計意圖：在視頻的沖擊下，學(xué)生積極主動地溫習(xí)舊知識，形成完整的知識體系，讓學(xué)生真切地感受到學(xué)習(xí)的樂趣和成就感。接著以提問的方式引導(dǎo)學(xué)生從元素的角度來認(rèn)識化學(xué)物質(zhì)及其變化，滲透化學(xué)科學(xué)的基本觀念——“變化觀”“元素觀”和“守恒觀”。

例題一：①下列反應(yīng)中，能用來確定水由氫、氧元素組成的是——

設(shè)計意圖：精選與教學(xué)目標(biāo)相一致的練習(xí)，及時反饋，評價教與學(xué)，促進學(xué)生有效學(xué)習(xí)。同時也為后面的教學(xué)作鋪墊，為學(xué)生思考其他的方法用于測定水中氫、氧元素的質(zhì)量比提供了思路。

2.環(huán)節(jié)二：師生探究，測定（驗證）水分子中氫、氧原子的個數(shù)比

師：其實，我們要想給出水的化學(xué)式，除了要知道水的組成元素，還需要知道水中各元素原子的個數(shù)比。通常，各元素原子的個數(shù)比是通過各元素的質(zhì)量比來計算得到的。

（1）探究“氫氣燃燒”和“電解水”的實驗?zāi)芊駵y定水中氫、氧元素的質(zhì)量比

師：那么，我們又該如何測定水中氫、氧兩種元素的質(zhì)量比呢？

教師引導(dǎo)：“氫氣燃燒”和“電解水”的實驗，在現(xiàn)有的實驗情境下，能用來同時驗證水中氫氧元素的質(zhì)量比嗎？（已知常溫常壓下，p（H2）=0.089g/L，p（O2）=1.42g/L）

生：分析實驗及其反應(yīng)的表達式，嘗試?yán)没瘜W(xué)反應(yīng)前后元素質(zhì)量不變來解決問題，進一步體會和理解“變化觀”和“守恒觀”。

師：在現(xiàn)有的實驗情境下，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素質(zhì)量不變，“電解水”的實驗理論上是可以用來測定水中氫、氧元素的質(zhì)量比的。實際上又是怎樣的呢？

PPT：給出氫氣、氧氣的溶解度。氫氣的溶解度0.0182，氧氣的溶解度為0.0311。

生：學(xué)生發(fā)現(xiàn)，由于氫氣與氧氣在水中的溶解度不同，理論上“電解水”產(chǎn)生氫氣與氧氣的體積比為2：1，但實際通過實驗得到的氫氣與氧氣的體積比是大于2：1的。

設(shè)計意圖：復(fù)習(xí)課如果只是簡單地重溫基礎(chǔ)知識，會讓學(xué)生覺得枯燥無味，體現(xiàn)不了復(fù)習(xí)課的價值。通過分析物質(zhì)化學(xué)式的意義，引導(dǎo)學(xué)生從定量的角度認(rèn)識水的組成。學(xué)生在深度理解“氫氣燃燒”和“電解水”實驗的基礎(chǔ)上，探討如何測定水中氫、氧元素的質(zhì)量比，逐步建立化學(xué)科學(xué)的基本觀念——“變化觀”“元素觀”和“守恒觀”，并初步形成認(rèn)識物質(zhì)的科學(xué)思想和方法。此外，氣體溶解度是學(xué)生容易忽視和混淆的知識，將“電解水”實驗中涉及到的氣體溶解度的知識顯現(xiàn)出來，一方面促進了學(xué)生知識點之間的相互遷移，另一方面彌補了學(xué)生知識的漏洞。

（2）探究“氫氣還原氧化銅”的實驗?zāi)芊駵y定水中氫、氧元素的質(zhì)量比

師：有沒有其他的方法可用于測定水中氫、氧元素的質(zhì)量比？

師：展示可用于發(fā)生“氫氣還原氧化銅”反應(yīng)的玻璃管，并設(shè)問：利用該實驗如何測出水中氫、氧元素的質(zhì)量比，需要測定哪些物理量？

生1：利用元素守恒，我們需要測定參加反應(yīng)的H。的質(zhì)量，以及參加反應(yīng)的CuO的質(zhì)量。

師：參加反應(yīng)的H2和CuO的質(zhì)量如何測呢？

生1：……

生2：測參加反應(yīng)CuO質(zhì)量的目的是為了計算CuO中氧元素的質(zhì)量。反應(yīng)時，玻璃管中固體CuO轉(zhuǎn)化成固體cu時，固體減少的質(zhì)量就是CuO中氧元素的質(zhì)量。所以只要稱量反應(yīng)前后玻璃管中固體的質(zhì)量即可，其差值就是參加反應(yīng)的cuO中氧元素的質(zhì)量。

師生：鼓掌！回答的非常棒！

師：可是參加反應(yīng)的H2的質(zhì)量我們又該如何測呢？

生：討論。

生3：可以通過測定生成水的質(zhì)量來間接測定水中氫元素的質(zhì)量（用生成水的質(zhì)量減去氧元素的質(zhì)量）。我們可以通過一個吸水的裝置來吸水，稱量該裝置吸水前后的質(zhì)量，其質(zhì)量差即為生成水的質(zhì)量。

師：肯定學(xué)生討論的實驗方案，并請同學(xué)們利用實驗桌上提供的儀器搭建一套完整的裝置來測定水中氫、氧元素質(zhì)量比。（不同組別的實驗桌上給出的產(chǎn)生氫氣的裝置以及干燥的裝置是不相同的。）

生：合作搭建裝置，并上臺展示，解說設(shè)計意圖，過程中請同學(xué)在別組的啟發(fā)下不斷完善本組的裝置。

師：播放老師課前利用完整的裝置進行實驗的微課。發(fā)現(xiàn)最終測出的水中氫、氧元素質(zhì)量比>1：8。請同學(xué)們分析誤差的原因有哪些？

生：對播放的實驗視頻很感興趣，認(rèn)真分析老師操作的每個細(xì)節(jié)，討論并尋找出現(xiàn)誤差的原因。

設(shè)計意圖：南京市秦淮區(qū)2018屆九年級化學(xué)一模考試的實驗探究題，是用純凈干燥的氫氣還原氧化銅的實驗為主反應(yīng)，利用各裝置質(zhì)量的變化來測定水分子中氫氧原子個數(shù)比。無獨有偶，同年的建鄴區(qū)一?？荚嚨膶嶒炋骄款}也是利用各實驗裝置質(zhì)量變化測定雙氫青蒿素的組成。通過考試分析數(shù)據(jù)來看，學(xué)生對該類實驗探究題的設(shè)計思路和邏輯結(jié)構(gòu)缺乏理解，普遍存在憑感覺答題的問題。于是本節(jié)課設(shè)計了用“氫氣還原氧化銅”的實驗測定水中氫、氧兩種元素的質(zhì)量比。在前面學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，學(xué)生通過完成情境分析、設(shè)計方案、搭建實驗裝置、觀看實驗視頻、誤差分析等活動，構(gòu)建該類實驗探究題的設(shè)計原型，形成探究物質(zhì)組成的一般思路和方法，不僅有利于學(xué)生構(gòu)建化學(xué)基本觀念，而且有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，提高學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

3.環(huán)節(jié)三：總結(jié)歸納，形成探究物質(zhì)組成的一般方法，提升思維品質(zhì)

板書總結(jié)（圖2）。

設(shè)計意圖：現(xiàn)代教學(xué)媒體的大量涌現(xiàn)不僅沒有使板書退出課堂教學(xué)的舞臺，反而更加彰顯板書不可替代的功能和價值。在本節(jié)課的最后，師生合作，共同梳理整節(jié)課的知識脈絡(luò)和思想方法，并以板書的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，一方面便于學(xué)生直觀地了解本節(jié)課的核心內(nèi)容，另一方面有助于學(xué)生建立模型、發(fā)展學(xué)生的思維品質(zhì)。

四、結(jié)語

清華大學(xué)宋心琦先生曾指出：“學(xué)生能否牢固地、準(zhǔn)確地、哪怕只是定性地建立起基本的化學(xué)觀念，應(yīng)當(dāng)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的第一目標(biāo)。”本節(jié)復(fù)習(xí)課的實踐證明：以建構(gòu)化學(xué)基本觀念為目標(biāo)的教學(xué)不僅可以促進學(xué)生對知識的理解，而且可以培養(yǎng)學(xué)生的能力，發(fā)展學(xué)生的思維，形成長久而穩(wěn)定的學(xué)科素養(yǎng)。