從化學(xué)思維的視角教學(xué)化學(xué)反應(yīng)

摘? ? 要：化學(xué)思維是化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的核心成分和基本保證，從化學(xué)的定義來看，物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與化學(xué)反應(yīng)緊密相連。因此，教師可從培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)思維的視角出發(fā)，在教學(xué)中有機(jī)滲透化學(xué)核心素養(yǎng)。教師可借證據(jù)推理思維來證實(shí)反應(yīng)發(fā)生，借模型認(rèn)知思維來書寫反應(yīng)用語(yǔ)，借宏微結(jié)合思維來揭示反應(yīng)實(shí)質(zhì)，借歸納整理思維來認(rèn)識(shí)反應(yīng)類型與用途，從而實(shí)現(xiàn)思維素養(yǎng)在初中化學(xué)課堂中的落地。

關(guān)鍵詞：化學(xué)思維;證據(jù)推理;模型認(rèn)知;宏微結(jié)合;歸納整理

化學(xué)思維是人類在化學(xué)知識(shí)的形成和掌握過程中，逐步形成的以表示物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化和相互聯(lián)系的概念、定律、原理等來間接、概括地反映化學(xué)事物，且獨(dú)具特色的一類思維活動(dòng)。在學(xué)生主體性的化學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)中需要也存在著化學(xué)思維。化學(xué)思維是化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的核心成分和基本保證[1]。它有助于學(xué)生領(lǐng)悟和形成正確的觀念，培養(yǎng)化學(xué)探究興趣，敢于質(zhì)疑、創(chuàng)新、不怕困難的勇氣，實(shí)事求是的態(tài)度和社會(huì)責(zé)任心等。

從化學(xué)的定義來看，物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與化學(xué)反應(yīng)緊密相連。因此，化學(xué)反應(yīng)既是化學(xué)研究的主要對(duì)象，又是化學(xué)研究的核心問題。初中生先從定性角度學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)的定義、特征、現(xiàn)象、類型，再?gòu)亩拷嵌葘W(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)間的質(zhì)量關(guān)系，即從化學(xué)反應(yīng)的表象走向本質(zhì)內(nèi)涵學(xué)習(xí)的過程，最終構(gòu)建出初中范圍內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)認(rèn)識(shí)體系。本文所講的中和反應(yīng)是復(fù)分解反應(yīng)的一種具體類型，也是人教版義務(wù)教育教科書《化學(xué)》九年級(jí)下冊(cè)第十單元課題2的學(xué)習(xí)主題，在酸堿單元中地位相當(dāng)重要。那么，如何將初中化學(xué)核心素養(yǎng)有機(jī)地滲透進(jìn)中和反應(yīng)的教學(xué)中呢？筆者從培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)思維的視角作出了教學(xué)嘗試，取得了良好的教學(xué)效果。

一、借證據(jù)推理思維來證實(shí)反應(yīng)發(fā)生

化學(xué)教學(xué)中，證據(jù)推理就是基于化學(xué)原理、概念及相關(guān)化學(xué)事實(shí)等證據(jù)，通過比較分析、歸納演繹思維等形式，對(duì)猜想和假設(shè)進(jìn)行證實(shí)和證偽，從而自主解決問題、獲取新知的高階思維過程。

（一）創(chuàng)設(shè)情境，萌發(fā)證據(jù)意識(shí)

證據(jù)意識(shí)是指學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中潛移默化地重視證據(jù)并自覺地運(yùn)用證據(jù)的心理覺悟[2]。意識(shí)始于自覺，而證據(jù)是科學(xué)結(jié)論得出的必要條件。恰當(dāng)?shù)那榫呈菍W(xué)生產(chǎn)生意識(shí)的前奏，也是學(xué)生開展探究并在實(shí)踐中獲取知識(shí)的源泉。針對(duì)筆者提出的探究問題“酸和堿是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)”，學(xué)生不假思索地回答“會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)”。可見，在問題情境中，學(xué)生會(huì)潛意識(shí)地產(chǎn)生一種假設(shè)猜想。這樣就為尋找證據(jù)指明了方向，學(xué)生很自然地過渡到想在稀鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的真實(shí)情境中尋找答案。教學(xué)過程詳見表1。

（二）參與設(shè)計(jì)，為搜集證據(jù)作準(zhǔn)備

酸和堿反應(yīng)的證據(jù)雖然可從生活經(jīng)驗(yàn)中獲得，但考慮到學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)匱乏，即使他們?cè)谏钪薪佑|過，也不會(huì)刻意留心感悟，即生活經(jīng)驗(yàn)證據(jù)對(duì)當(dāng)下部分學(xué)生來說沒有足夠的可信度，因此，筆者以實(shí)驗(yàn)為證據(jù)是對(duì)此反應(yīng)假設(shè)的最佳應(yīng)答。稀鹽酸與氫氧化鈉溶液混合時(shí)沒有明顯現(xiàn)象，這給學(xué)生的推理帶來了困難。而反應(yīng)現(xiàn)象作為一種直接證據(jù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出起著至關(guān)重要的推理作用。此時(shí)，教師要適當(dāng)點(diǎn)撥引導(dǎo)，才能破除“沒有現(xiàn)象”這一思維困境。

[教師啟發(fā)]隨著化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，整個(gè)體系中各物質(zhì)的量如何變化？

[學(xué)生表達(dá)]反應(yīng)物的質(zhì)量越來越少，而生成物的質(zhì)量越來越多。

[提出問題]這對(duì)無明顯現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的證明有怎樣的啟迪呢？

[討論交流1]可以來證明稀鹽酸或氫氧化鈉的消失，但我們不知道生成物是什么。

[討論交流2]可借助酸堿指示劑，紫色石蕊溶液或酚酞溶液。

這一段教學(xué)活動(dòng)目的明確，通過證明某種反應(yīng)物的消失來表明反應(yīng)的真實(shí)發(fā)生，最終將證據(jù)鎖定在酸堿指示劑的變色上。學(xué)生積極展開小組合作，最終設(shè)計(jì)出以下4個(gè)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)1：在小試管中裝入適量稀鹽酸和紫色石蕊試液，用膠頭滴管緩緩滴入氫氧化鈉溶液。

實(shí)驗(yàn)2：在小試管中裝入適量稀鹽酸和酚酞試液，用膠頭滴管緩緩滴入氫氧化鈉溶液。

實(shí)驗(yàn)3：在小試管中裝入適量氫氧化鈉溶液和紫色石蕊試液，用膠頭滴管緩緩滴入稀鹽酸。

實(shí)驗(yàn)4：在小試管中裝入適量氫氧化鈉溶液和酚酞試液，用膠頭滴管緩緩滴入稀鹽酸。

上述以現(xiàn)象為證據(jù)的準(zhǔn)備過程充分體現(xiàn)了下列邏輯思維：實(shí)驗(yàn)原理→實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)→實(shí)驗(yàn)操作→實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。任何實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)都依存于實(shí)驗(yàn)原理的確立，即實(shí)驗(yàn)原理決定著實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，也是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。證實(shí)無明顯現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生一般有兩種原理：一是證明某反應(yīng)物或其構(gòu)成粒子的消失或減少;二是證明某生成物或其構(gòu)成粒子的產(chǎn)生。考慮到此時(shí)的學(xué)情，當(dāng)學(xué)生提出“不知道生成物是什么”時(shí)，筆者沒有在此拓展，而是選擇了原理一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)操作的“圖紙”，設(shè)計(jì)以畫圖的形式呈現(xiàn)（圖略），具有直觀性。雖然在實(shí)驗(yàn)操作后才能產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，但在邏輯思維中，預(yù)設(shè)的現(xiàn)象影響著實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，很自然地聯(lián)系到借助指示劑的變色能確立酸或堿是否存在，而產(chǎn)生的現(xiàn)象也為證據(jù)的出現(xiàn)埋下了伏筆。

（三）觀察實(shí)驗(yàn)，獲取證據(jù)而推理

分組完成4個(gè)實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)最終試管中的顏色發(fā)生了改變，這說明原試管中的物質(zhì)被消耗了，也意味著反應(yīng)發(fā)生了。那么，運(yùn)用什么證據(jù)來推知生成物呢？在上述實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生滴加的試劑最終是過量的，剩余的反應(yīng)物影響著生成物的判斷。

[教師啟發(fā)]怎樣控制滴加試劑的量，進(jìn)而推測(cè)生成物是什么？

[討論交流]滴加的試劑與試管內(nèi)物質(zhì)恰好完全發(fā)生反應(yīng)，這一時(shí)刻試管內(nèi)的溶液可能是中性的。那么，氯化鈉溶液是中性嗎？

[教師引領(lǐng)]可以做實(shí)驗(yàn)來證明。

[實(shí)驗(yàn)觀察]在紫色石蕊溶液中，滴加氯化鈉溶液后，仍是紫色的。

[提出問題]上述4個(gè)實(shí)驗(yàn)中，哪個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)鼙容^明顯地判斷恰好完全反應(yīng)？

[討論交流]恰好完全反應(yīng)時(shí)，溶液呈中性，其溶質(zhì)只有氯化鈉。實(shí)驗(yàn)1中，恰好完全反應(yīng)時(shí)紅色變?yōu)樽仙?實(shí)驗(yàn)2中，恰好完全反應(yīng)時(shí)顏色無變化;實(shí)驗(yàn)3中，恰好完全反應(yīng)時(shí)藍(lán)色變?yōu)樽仙?實(shí)驗(yàn)4中，恰好完全反應(yīng)時(shí)紅色變?yōu)闊o色。實(shí)驗(yàn)2中無現(xiàn)象變化，故不能判斷。實(shí)驗(yàn)1和3中現(xiàn)象變化不明顯，而實(shí)驗(yàn)4的現(xiàn)象變化非常明顯，所以選擇實(shí)驗(yàn)4最合適。

[演示實(shí)驗(yàn)]教師演示第4個(gè)實(shí)驗(yàn)，向試管中逐滴加入稀鹽酸，同時(shí)振蕩，當(dāng)紅色剛變成無色時(shí)，停止滴加。

[觀察推理]在紅色剛變?yōu)闊o色時(shí)，此時(shí)溶液中溶質(zhì)呈中性，從反應(yīng)前后元素種類不變可推知生成物是氯化鈉和水。

觀察是實(shí)驗(yàn)過程中的重要環(huán)節(jié)，師生觀察到的是表面的現(xiàn)象，而現(xiàn)象的背后隱藏著事物的本質(zhì)，這需要思維來透析，才能成為證據(jù)。上述4個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生4種不同的現(xiàn)象，觀察時(shí)，筆者強(qiáng)調(diào)各小組記錄員要詳細(xì)寫下相應(yīng)的現(xiàn)象，經(jīng)過學(xué)生的比較、分析、取舍后，最終確定現(xiàn)象最明顯最直觀的實(shí)驗(yàn)4為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，來證實(shí)稀鹽酸與氫氧化鈉反應(yīng)的發(fā)生。同時(shí)，借助實(shí)驗(yàn)觀察，學(xué)生意識(shí)到指示劑在變色的過程中，存在著溶液呈中性的時(shí)刻，并以此契機(jī)來推理出生成物。推理是指人根據(jù)證據(jù)在頭腦中經(jīng)過分析與綜合，引出新判斷、解決新問題的過程[3]。有深度的推理需要以多元證據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)而展開綜合分析思維并獲得結(jié)論。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，多元證據(jù)包括：（1）觀察到的現(xiàn)象，如裝有酚酞的紅色溶液剛好變成無色;（2）化學(xué)事實(shí)，如氯化鈉溶于水后呈中性;（3）化學(xué)定律，如化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變。

二、借模型認(rèn)知思維來書寫反應(yīng)用語(yǔ)

模型認(rèn)知屬于科學(xué)思維，也是化學(xué)核心素養(yǎng)之一。錢學(xué)森這樣定義模型：“模型是通過對(duì)問題現(xiàn)象的分解，利用原理吸收一切主要的因素，略去一切不主要的因素，所創(chuàng)造出來的一幅圖畫……”可見，模型是一種表征系統(tǒng)，其根本屬性在于表征研究對(duì)象，指出研究對(duì)象的關(guān)鍵特征或要素及其相互關(guān)系，具有描述、解釋或預(yù)測(cè)功能[4]。

（一）豐富原型

我們?cè)趯?shí)驗(yàn)觀察、證據(jù)推理中獲得了稀鹽酸和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)生成氯化鈉和水的事實(shí)原型，但這只是教學(xué)個(gè)例，要得出共性，需要一組實(shí)驗(yàn)。因此，教師需要補(bǔ)充和豐富原型。教學(xué)時(shí)，筆者補(bǔ)充并實(shí)驗(yàn)完成“稀硫酸與氫氧化鋇溶液”“稀硫酸與氫氧化銅溶液”兩個(gè)反應(yīng)，它們的共性是都能產(chǎn)生明顯的現(xiàn)象，前一個(gè)生成了白色沉淀，后一個(gè)反應(yīng)后藍(lán)色固體消失并產(chǎn)生藍(lán)色溶液。學(xué)生利用看見的現(xiàn)象和相關(guān)資料獲知這兩個(gè)反應(yīng)已發(fā)生，且知曉生成物各是什么。

（二）構(gòu)建模型

模型是將原型的本質(zhì)特征提煉出來，并進(jìn)行表征。不同模型對(duì)應(yīng)著不同的研究方向，因而研究物質(zhì)性質(zhì)的模型可稱為“性質(zhì)模型”。性質(zhì)模型是指對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)用文字或表達(dá)式或圖形等進(jìn)行概括的一類模型[5]。化學(xué)反應(yīng)的表達(dá)式常用化學(xué)方程式來表達(dá)，書寫化學(xué)方程式屬于系統(tǒng)認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

[提出問題]請(qǐng)大家用文字表達(dá)式從反應(yīng)物、生成物的類別來概括其特征。

[學(xué)生表達(dá)]酸+堿=鹽+水

[教師總結(jié)]我們把酸和堿生成鹽和水的反應(yīng)稱為中和反應(yīng)。

[提出問題]同學(xué)們能正確寫出上述三個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式嗎？

[學(xué)生展示]（略）。

[提出問題]請(qǐng)同學(xué)們觀察，根據(jù)反應(yīng)物組成，指出酸和堿的反應(yīng)可以怎樣有技巧性地寫出生成物？

[發(fā)現(xiàn)交流]兩種反應(yīng)物互換成分進(jìn)行組合。

[總結(jié)板書]先標(biāo)價(jià)，畫弧線，再交換，價(jià)不變。

模型構(gòu)建需依附在具體的教學(xué)活動(dòng)中，即用問題激發(fā)學(xué)生的意識(shí)，使其發(fā)現(xiàn)原型中的本質(zhì)特征，并用文字表達(dá)式來概括出酸和堿反應(yīng)的性質(zhì)模型。模型的特點(diǎn)是簡(jiǎn)潔、直觀，便于學(xué)生理解記憶。化學(xué)方程式是符號(hào)模型中的一種重要形式，技巧性地寫出正確的化學(xué)方程式是學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的重要體現(xiàn)。部分學(xué)生在首次書寫上述3個(gè)化學(xué)方程式時(shí)，主要是憑著感覺寫的，沒有提煉出書寫的模型特征，這就使其對(duì)知識(shí)的掌握不具備穩(wěn)定性。筆者教學(xué)時(shí)強(qiáng)調(diào)在反應(yīng)物的組成上標(biāo)注化合價(jià)，同時(shí)借口訣和畫弧線相結(jié)合的數(shù)形模型來寫出生成物的化學(xué)式，解決了學(xué)生常將生成物化學(xué)式寫錯(cuò)的問題。這里的數(shù)形模型屬于物理模型[6]。可見，這種模型形象地提煉出了中和反應(yīng)的化學(xué)方程式書寫特征，增強(qiáng)了書寫的技巧性。

（三）應(yīng)用模型

在化學(xué)學(xué)習(xí)中，模型可將已學(xué)知識(shí)具體化，使學(xué)生對(duì)酸堿反應(yīng)的認(rèn)識(shí)從感性走向理性。在教學(xué)中，應(yīng)用模型其實(shí)就是預(yù)測(cè)、解釋并解決新問題的過程。比如，運(yùn)用性質(zhì)模型可判斷和書寫陌生的酸堿反應(yīng)化學(xué)方程式。筆者給出兩個(gè)反應(yīng)：（1）稀硫酸和氫氧化鈉溶液;（2）稀鹽酸和氫氧化鈣溶液。學(xué)生應(yīng)用模型，快速正確地書寫出了相應(yīng)的化學(xué)方程式，體驗(yàn)到了應(yīng)用模型解決新問題的快樂。

三、借宏微結(jié)合思維來揭示反應(yīng)實(shí)質(zhì)

宏微結(jié)合是化學(xué)學(xué)習(xí)中的一種特有思維，即從宏觀視角認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化，并從微觀角度揭示物質(zhì)及其變化的本質(zhì)。宏微結(jié)合必須依賴于具體的教學(xué)活動(dòng)，因此，注重宏、微間的聯(lián)系及思維方式的培育，便成為化學(xué)教學(xué)實(shí)踐的關(guān)鍵，也是化學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)中的重中之重，自然也成為培育化學(xué)核心素養(yǎng)的重要途徑之一[7]。初中化學(xué)要求學(xué)生先從分子、原子的角度認(rèn)識(shí)部分化學(xué)反應(yīng)，再?gòu)碾x子間的反應(yīng)來重新認(rèn)識(shí)酸、堿、鹽之間的反應(yīng)。

（一）宏觀表達(dá)

教學(xué)時(shí)，筆者讓學(xué)生感知真實(shí)情境，并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)而推理出稀鹽酸和氫氧化鈉溶液是真實(shí)反應(yīng)的。書寫化學(xué)方程式是宏觀表達(dá)物質(zhì)間發(fā)生反應(yīng)的重要形式之一。化學(xué)方程式直觀地說明了反應(yīng)物、生成物以及反應(yīng)條件，因此書寫化學(xué)方程式后，教師可引導(dǎo)學(xué)生從宏觀的視角來讀出化學(xué)方程式的內(nèi)涵。

（二）微觀理解

教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)宏觀反應(yīng)進(jìn)行微觀理解。其中，引領(lǐng)學(xué)生畫出微觀粒子圖的過程便是微觀理解的顯性表達(dá)過程。認(rèn)識(shí)到酸、堿、鹽在水溶液中解離出離子，是微觀理解酸、堿、鹽之間反應(yīng)的前提。教材呈現(xiàn)了反應(yīng)前后的微觀圖，但并沒有直觀寫出這一反應(yīng)的微觀實(shí)質(zhì)，這給教師留下了教學(xué)的空間。“教材無非是個(gè)例子”，筆者在教學(xué)時(shí)采用不直接呈現(xiàn)微觀圖，而是讓學(xué)生嘗試畫出微觀圖的策略。

[提出問題]請(qǐng)畫出稀鹽酸和氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)前后溶液中反應(yīng)物和生成物的粒子圖。

[黑板畫圖]（詳見圖1）。

在宏觀物質(zhì)反應(yīng)中，氫氧化鈉溶液與稀鹽酸反應(yīng)雖然從肉眼看來非常“平靜”，但在微觀視角下，卻是“暗流涌動(dòng)”的。因?yàn)榭床灰姡詫W(xué)生覺得反應(yīng)的本質(zhì)抽象，而微觀圖的呈現(xiàn)則化抽象為形象，促進(jìn)了學(xué)生的理解。學(xué)生通過畫反應(yīng)中的微觀粒子圖，訓(xùn)練了兩類思維：一是定性思維，即誰(shuí)能解離并拆成離子形式是關(guān)鍵，筆者認(rèn)為教學(xué)時(shí)只需向初中生介紹常見的能解離的酸、堿、鹽即可，不宜作深度拓展，因?yàn)殡x子方程式的書寫不屬于初中化學(xué)教學(xué)的范疇;二是定量思維，畫微觀粒子的相對(duì)數(shù)目受到化學(xué)計(jì)量數(shù)的制約，因而這里畫出的粒子圖是相對(duì)的，而不是絕對(duì)的。

（三）符號(hào)表征

用符號(hào)來表征粒子間的反應(yīng)具有直觀性，在反應(yīng)前后的微觀粒子圖中尋找真正參與反應(yīng)的粒子是符號(hào)表征的前提。鑒于離子方程式是高中化學(xué)的教學(xué)任務(wù)，這里可用離子間的反應(yīng)表達(dá)式或用文字來呈現(xiàn)，對(duì)表達(dá)式中的守恒暫不作要求。

[提出問題]觀察上圖，有沒有粒子沒有參與反應(yīng)？

[學(xué)生回答]鈉離子和氯離子。

[引導(dǎo)思考]既然鈉離子和氯離子并沒有真正參與反應(yīng)，那如何排除這一干擾呢？

[學(xué)生回答并畫圖]可將前后相同的粒子進(jìn)行刪除，留下的粒子便是真正參與反應(yīng)的粒子和生成的粒子（圖略）。

[學(xué)生歸納]真正參與反應(yīng)的粒子是氫離子和氫氧根離子，生成了水分子。

[教師板書]H++OH-→H2O

化學(xué)符號(hào)是化學(xué)特有的語(yǔ)言，人們用符號(hào)來表示物質(zhì)或相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)并進(jìn)行思維，這已成為一種認(rèn)識(shí)常態(tài)。從微觀角度借助化學(xué)符號(hào)及關(guān)聯(lián)來表征化學(xué)反應(yīng)，從而揭示出化學(xué)反應(yīng)的微觀實(shí)質(zhì)，這種思維方式為解決宏觀問題提供了一種獨(dú)特的視角，即宏觀問題微觀處理。學(xué)生較難理解的是氯化鈉和水為生成的新物質(zhì)，但鈉離子和氯離子卻不是生成的新粒子，這體現(xiàn)了宏微視角下的不同之處。筆者先從“新物質(zhì)”與“新粒子”的定義進(jìn)行區(qū)分，再?gòu)目刹僮鞯囊暯莿h除了前后沒有參與反應(yīng)的粒子，為尋找真正參與反應(yīng)的粒子提供了教學(xué)范式。

（四）宏觀再現(xiàn)

從氫氧化鈉溶液與稀鹽酸的這一反應(yīng)中探析出微觀反應(yīng)實(shí)質(zhì)是氫離子與氫氧根離子反應(yīng)生成水分子。理論上，學(xué)習(xí)活動(dòng)到達(dá)這一步時(shí)，教學(xué)目的已經(jīng)達(dá)成，但筆者在此進(jìn)行了逆向設(shè)計(jì)，即讓學(xué)生圍繞這一微觀實(shí)質(zhì)，開展小組合作討論，然后舉例說明還有哪些反應(yīng)也可應(yīng)用這一符號(hào)表征。這一設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了微觀再向宏觀的思維轉(zhuǎn)化。當(dāng)然，這節(jié)課不宜拓展像稀硫酸與氫氧化鋇溶液、稀硫酸與氫氧化銅溶液之類反應(yīng)的微觀實(shí)質(zhì)。

四、借歸納整理思維來認(rèn)識(shí)反應(yīng)類型與用途

（一）在發(fā)現(xiàn)中歸納

發(fā)現(xiàn)是歸納的前提，學(xué)習(xí)應(yīng)是學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)、探索發(fā)現(xiàn)的過程。在具體事件中自己發(fā)現(xiàn)，這樣的獲取顯得意義重大。圍繞酸和堿的反應(yīng)，筆者設(shè)計(jì)了三處“發(fā)現(xiàn)教學(xué)”，培養(yǎng)了學(xué)生的歸納整理思維。一是學(xué)生從生成物如氯化鈉、硫酸鋇、硫酸銅、硫酸鈉、氯化鈣中發(fā)現(xiàn)它們?cè)跇?gòu)成上的共性特征，歸納得出“鹽”的初步定義。二是“中和反應(yīng)”這一名詞雖并不要求學(xué)生發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造，但學(xué)生可以在酸和堿反應(yīng)的化學(xué)方程式中發(fā)現(xiàn)生成物的共性特征，進(jìn)而歸納得出“酸+堿→鹽+水”，對(duì)接“中和反應(yīng)”。三是中和反應(yīng)化學(xué)方程式配平的技巧歸納，教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生在書寫這部分化學(xué)方程式時(shí)，“水”前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)易被遺漏，于是筆者引導(dǎo)學(xué)生從“水”生成的本質(zhì)出發(fā)，發(fā)現(xiàn)了“一個(gè)氫離子與一個(gè)氫氧根離子結(jié)合成一個(gè)水分子”的規(guī)律，由此得出“水”前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)由反應(yīng)前氫離子和氫氧根離子的個(gè)數(shù)決定。

（二）在思辨中歸納

思辨能力即思考辨析能力。辨析指對(duì)事物的情況、類別、事理等進(jìn)行辨別分析，屬于高階思維。教學(xué)時(shí)，教師習(xí)慣了正向教學(xué)，學(xué)生在這種情況下得出的往往也是正向結(jié)論，即與教學(xué)過程同步產(chǎn)生。但隨著與之相關(guān)知識(shí)的增多，學(xué)生頭腦中就會(huì)形成與科學(xué)概念不一致的認(rèn)識(shí)，即“迷思概念”。教師要對(duì)由概念衍生出來的“迷思”性說法有一定的預(yù)判，并引導(dǎo)學(xué)生開展思辨活動(dòng)，這樣有利于學(xué)生掌握新概念。從教的角度來看，“迷思”性說法的設(shè)計(jì)策略是將核心概念的關(guān)鍵詞去掉或改動(dòng)后，組織學(xué)生進(jìn)行判斷。如在學(xué)完“中和反應(yīng)”概念后，筆者增加了一道思辨題：“生成鹽和水的反應(yīng)一定是中和反應(yīng)嗎？”教學(xué)時(shí)，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生思辨的常見策略是舉例證明。

[學(xué)生舉例1]不一定是中和反應(yīng)。例如：金屬氧化物+酸→鹽+水。

[學(xué)生舉例2]不一定是中和反應(yīng)。例如：非金屬氧化物+堿→鹽+水。

舉例是針對(duì)問題，通過列舉合適的、通俗易懂的、有代表性的事例來說明事物本質(zhì)特征的方法。舉例證明對(duì)學(xué)生來說具有很強(qiáng)的說服力，因?yàn)樯鲜鰞蓚€(gè)反應(yīng)是學(xué)生已學(xué)過的化學(xué)事實(shí)，屬于已知領(lǐng)域的知識(shí)，在判斷新命題時(shí)起到了證據(jù)推理作用。

（三）在閱讀中歸納

閱讀是一種學(xué)習(xí)活動(dòng)，教師可以讓學(xué)生直接從文本中獲取知識(shí)，但不同的學(xué)生閱讀后的學(xué)習(xí)效果卻不盡相同。因此，在學(xué)生自主閱讀課本后，教師要用一定的方式引導(dǎo)學(xué)生歸納整理，形成自己的學(xué)習(xí)報(bào)告。化學(xué)反應(yīng)是表達(dá)物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的外顯形式，而化學(xué)反應(yīng)的價(jià)值則體現(xiàn)在相應(yīng)物質(zhì)的用途上。在這節(jié)課中，筆者借助表格引導(dǎo)學(xué)生歸納整理物質(zhì)的用途，滲透“性質(zhì)決定用途”這一化學(xué)觀念，詳見表2。

考慮到學(xué)生在自主閱讀中歸納整理出來的知識(shí)具有單一性，筆者增加了問題導(dǎo)思環(huán)節(jié)，以拓寬思維的廣度，設(shè)置了一系列問題：“為什么改良酸性土壤用氫氧化鈣而不用氫氧化鈉？治療胃酸分泌過多可否服用氫氧化鈉或氫氧化鈣？蚊蟲叮咬處的皮膚上能否涂氫氧化鈉溶液或石灰水？”這些問題有利于學(xué)生理清性質(zhì)與用途的具體關(guān)系，即性質(zhì)并不是決定用途的唯一因素。教師需要適時(shí)點(diǎn)撥，這樣，學(xué)生才能在自主閱讀歸納中建構(gòu)完整的知識(shí)體系。

綜上所述，化學(xué)思維既是教化學(xué)反應(yīng)的關(guān)鍵，又是學(xué)化學(xué)反應(yīng)的關(guān)鍵，還屬于需要培育的核心素養(yǎng)。上海師范大學(xué)吳俊明教授認(rèn)為：沒有化學(xué)思維就沒有化學(xué)認(rèn)知活動(dòng)，就沒有化學(xué)認(rèn)知;化學(xué)思維是化學(xué)認(rèn)知活動(dòng)的靈魂，是化學(xué)科學(xué)的“命根子”[8]。因此，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)需要從化學(xué)思維的視角來組織教學(xué)。

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