基于學科核心素養的主題式復習課教學研究
——以初中化學“水”的主題式復習課為例

鄭林群

（福州華僑中學，福建 福州 350004）

一、教學主題內容及教學現狀分析

傳統初中化學復習課一般是通過歸納、概括等手段來重現有關化學基礎知識和基本方法，再進行典型例題分析和講解。這種復習方式忽略了學生學習能力的培養，不利于學科核心素養的培養。

復習應是從更高層次、更新角度對原有分散、孤立、疑難的知識進行重新梳理，通過復習將各知識點整合成有機、系統、完整的知識體系，使學習者進一步提高分析問題和解決問題的能力，發展獨立思維，進而實現學科核心素養的培養。一堂良好的復習課，應該是教學內容有新意，學習過程有感悟。復習中，通過教師的引導和學生的活動，實現知識梳理和鞏固；達到思維內化、提升和拓展；培養學生思維能力，落實學科思想和方法，從而發展學科核心素養。

本文以科粵版初中化學第4 單元《生命之源——水》為復習內容，［1］以“水”為主題，進行主題式復習。

二、主題式復習課教學思想及創新價值

（一）基于實驗事實，建立化學觀念

事實性知識被人們稱為“真正意義上的化學”，因為它是學生學習其他化學知識的基礎。［2］本節課從“水電解”實驗入手，借助“模型認知”，幫助學生從宏微結合的視角理解并掌握化學方程式的配平。通過這一環節的學習，在多重聯系學習策略的指導下，使學生認識到化學變化存在“宏觀、微觀、符號”三重表征這一重要的學科思想。

（二）通過證據推理，構建物質聯系

學生通過“證據推理”，認識到物質間存在普遍聯系、相互轉化的辯證關系，初步建立學科素養中的“變化觀念”；引導學生運用建模思維初步學會以知識網絡的形式歸納物質間的相互轉化關系，使“零散”的知識整體化、結構化。

（三）學習化學計算，認識定量研究方法

為了使學生進一步認識質量守恒定律在定量研究化學問題中的重要性，設計了“定量計算2”教學環節，借助該環節的學習，讓學生初步形成元素守恒觀，［3］初步建立學科核心素養中的“平衡思想”。

三、教學目標

1.復習水電解實驗，借助模型工具，學生體驗化學反應中物質變化的微觀過程，初步學習從“宏觀、微觀、符號”三重表征的角度認識和表達化學變化；

2.復習相關知識，幫助學生構建與水有關的各物質間的轉化及能量轉換關系，初步培養學生的思維建模能力；

3.學生通過課堂練習，加深對質量守恒定律的理解，初步認識利用定量研究的方法解決化學問題。

四、流程設計

該復習課的教學流程如圖1 所示。

圖1 教學流程圖

五、教學模塊及其實施路徑

（一）根據實驗事實，書寫化學方程式

1.回眸水電解——知識復習

【教師】請回顧本單元“水電解”實驗的相關現象并在學案上書寫；學生代表回答“水電解”實驗的相關現象。

【學生活動1】在學案上完成以下有關“宏觀現象”的活動內容

學生甲：電解器中的水在通電的條件下，正、負極周圍分別產生許多氣泡，用帶火星的木條檢驗正極周圍產生的氣體，木條復燃，說明該氣體是氧氣；用火柴點燃負極周圍產生的氣體，氣體燃燒，將干冷的燒杯罩在火焰上方，內壁出現白霧。

學生乙：從霍夫曼水電解器的U 型管刻度上看，產生的氫氣體積約是氧氣的2 倍。

表1 學案示例

【學法指導】對物質的變化既要從宏觀角度進行辨識，又要從微觀角度進行探析；不但要從定性角度認識，還要從定量角度分析，這樣才能揭示物質的本質。

【任務1】請思考水分解的微觀變化過程，并用模型展示思考結果。

【學生活動2】學生分組討論后，部分小組拼出如圖2，教師給予肯定。

圖2 水分子分解微觀示意圖

教師：從微觀上看，當水分子分解時，生成氫原子和氧原子，2 個氫原子結合成1 個氫分子，2 個氧原子結合成1 個氧分子。［5］

【任務2】根據圖2 用化學式表達水分解的微觀變化。

【學生活動3】交流、討論、思考，大部分學生寫出以下式子：

教師追問：該化學方程式是否完整？

【學生活動4】大部分學生寫出以下式子：

【板書】

教師巡視、糾正、點評學生中出現的錯誤。

2.回眸水電解——知識遷移

【任務1】請用模型展示“氫氣在空氣中燃燒，生成水”這一實驗事實。

【師生互動】學生在討論的基礎上，構建相關模型。

教師巡視、指導，利用交互式白板工具將發現的錯誤情況提交全體學生點評、糾正。最終師生共同完成圖3 模型的建構。

【任務2】用化學方程式表達圖3 的微觀變化。

圖3 氫氣燃燒微觀示意圖

【學生活動】課堂觀察，大部分學生寫出以下式子：

【板書】

（二）依托物質變化，構建知識網絡

1.知識建構一

【任務1】根據“水電解實驗”和“氫氣在空氣中燃燒實驗”，能否從反應物與生成物的變化中發現物質間相互轉化的關系？

【師生互動1】教師深入學生小組，指導討論的方向，并根據小組討論情況給予必要的啟發。

【板書】化學反應中物質間的相互轉化

水在通電條件下，可以轉化為氫氣和氧氣；氫氣和氧氣在一定條件下，又可以轉化為水。

2.知識建構二

教師追問：水電解實驗中，點燃氫氣時，觸摸干冷燒杯外壁有什么感覺？說明了什么？

學生：燒杯外壁發熱，說明有熱量散發。

【任務2】化學變化過程還伴隨著能量的變化，能否根據“水電解實驗”和“氫氣在空氣中燃燒實驗”，粗略歸納出化學反應的能量變化關系？

【師生互動2】教師指導學生小組討論，初步得出結論

【板書】化學反應中能量間的轉化

電能可以轉化為化學能，化學能也可以轉化為熱能。

教師：因此，在觀察化學變化時，除了關注物質間的變化關系外，也要關注能量間的轉換，而后者往往被學習者忽略。

3.回顧已學知識——知識建構三

【任務1】聯系氧氣的實驗室制取原理，豐富物質的轉化關系。

【師生互動】學生小組討論，教師指導、啟發，小組間繪出不同的圖形，選擇典型的圖形如圖4。

圖4 過氧化氫、水、氧氣的相互轉化關系圖一

【板書】化學反應中物質間的相互轉化關系

【學法指導】化學是研究物質及其變化的一門科學，而物質種類繁多，學會合理地構建物質間的相互聯系有利于更好地把握化學知識，雖然各小組繪出不同的相互聯系圖，但圖3 結構相對較合理。

物質間相互轉化關系利用恰當的概念圖呈現，可以使零散的知識網絡化，便于知識的記憶和理解。

【任務2】請寫出實驗室利用過氧化氫制取氧氣的化學方程式，對配平仍有困難的同學，可借助磁扣工具進行模型建構，分析反應的微觀變化過程，理解化學方程式的配平原理。

【學生活動】部分學生借助磁扣工具分析反應的微觀變化過程（圖5）。

圖5 過氧化氫分子分解微觀示意圖

【教師】巡視、指導、點評

（三）通過計算分析，學習定量研究方法

1.定量計算一

【問題驅動】實驗室用鋅與稀硫酸反應制取氫氣，若需制取0.2g 的氫氣，求所需鋅的質量是多少？

（相關反應的化學方程式：Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑）

【學生活動】學生在學案上完成上述習題的解答

【師生互動】教師巡視，將錯誤的答題情況通過交互式白板上傳，師生共同點評、糾錯，幫助學生進一步理解“根據化學方程式計算”的原理，掌握解題的6 個基本步驟。

2.定量計算二

教師：質量守恒定律不僅是書寫化學方程式的理論依據，根據該定律原理還可以解決許多化學問題。

【問題驅動】4g 的某純凈物R 充分燃燒后，生成11g

二氧化碳和9g 水，請根據所提供的信息，推測該物質的化學式。

教師：首先，依據題意寫出該反應的表達式：

R+O2CO2+H2O

根據質量守恒定律，反應前后元素種類不變且同種元素質量相等。試推斷R 中有哪些元素？

【師生互動】教師啟發、引導、組織學生討論。

從表達式可推斷，R 中一定有碳、氫元素，可能有氧元素；且R 中碳、氫元素質量分別與二氧化碳、水中的碳、氫元素質量相當。

【任務1】請應用根據化學式的相關計算，算出R中碳、氫元素的質量

【學生活動1】

教師追問：從計算數據可否推斷R 中氧元素的存在？

學生：碳、氫元素質量之和為4g，與R 物質的質量相當，所以R 物質中沒有氧元素。

教師：因此，R 的化學式可假設為CxHy，現在的關鍵是確定x 與y 的最簡個數比。

【任務2】請應用根據化學式的相關計算，推導出R 物質的化學式

【學生活動2】

所以R 的化學式為CH4

教師：根據計算結果，可知R 為甲烷。

【學法指導】通過該習題的訓練，進一步認識質量守恒定律在解決實際問題中的應用，強化定量思維，有關該定律更廣泛的應用將在今后進一步學習。

3.知識建構四

教師：甲烷（CH4）燃燒也能生成水。因此，將圖4進一步拓展為圖6。

圖6 過氧化氫、水、氧氣相互轉化關系圖二

【板書】三、化學反應中物質間的相互轉化關系

（四）課堂小結

【教師】通過本節課的學習，請談談學習過程中有何感想？

【師生互動】學生口頭表達，教師總結：

1.要從“宏觀——微觀”兩個維度認識物質的化學變化，并學會用化學用語準確表達變化過程；

2.事物是普遍聯系的，要善于捕捉、歸納物質間的相互聯系，將零散的知識網絡化；

3.要善于借助工具，化難為易，學會化學方程式的配平；

4.通過化學計算，進一步認識從定量角度研究物質變化的重要性。

六、教學反思

化學復習課的意義主要在于系統梳理知識，提升知識的遷移和應用能力，實現思維的進階。物質間相互轉化的同時也伴隨著能量的變換，這一點恰是學生易忽略的重要知識點。復習“水電解實驗”和“氫氣在空氣中燃燒實驗”，目的之一在于引導學生關注化學變化時伴隨能量變化，認識此種能量轉化的重要性［3］，喚醒學生的“感知興趣”和“操作興趣”。

化學計算是一種重要的定量研究化學問題的方法。通過二種不同類型的化學計算題，讓學生意識到研究物質不僅要定性認識，還要定量研究；意識到學習化學知識方法的多樣性、靈活性，逐步學會多維度思考、分析、解決化學問題。

主題式復習是精細化的系統學習，要求授課教師對整個學段的知識體系有精準而獨到的認識，并投入大量精力去尋找合適的主題，構建起各知識之間的相互關聯，激發學生學習本能，促使化學學科核心素養的落地，因此，這種復習模式對集備組的力量及教師個人的專業素養有比較高的要求。此外，主題式復習對學生的知識掌握程度及知識應用能力也有一定的要求，對“待優生”的授課效果有待進一步提升。