黃燕寧
第一節(jié) 物質(zhì)的化學(xué)變化的教學(xué)目標(biāo)與內(nèi)容分析
化學(xué)變化是化學(xué)研究的重要內(nèi)容?；瘜W(xué)對人類的巨大貢獻是創(chuàng)造了第二個世界，而這第二個世界的誕生就是依靠化學(xué)變化而實現(xiàn)的。通過對物質(zhì)的化學(xué)變化的學(xué)習(xí)，可以幫助學(xué)生理解化學(xué)變化的本質(zhì)，形成“物質(zhì)是變化的”觀點，了解研究化學(xué)變化的科學(xué)方法，感受化學(xué)在社會生產(chǎn)生活中的價值。
課程標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，本主題主要包括化學(xué)變化的特征、化學(xué)反應(yīng)的類型、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化以及質(zhì)量守恒定律和化學(xué)反應(yīng)的表示方法等內(nèi)容。從教材呈現(xiàn)來看，雖然目前沒有任何一個版本的教材中有以物質(zhì)的化學(xué)變化命名的章節(jié)，但是與物質(zhì)的化學(xué)變化有關(guān)的內(nèi)容貫穿教材始終，幾乎每個章節(jié)都涉及到了相關(guān)知識。如何看待這些零散知識間的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生在知識學(xué)習(xí)的過程中不斷發(fā)展對物質(zhì)的化學(xué)變化的認(rèn)識，最終形成穩(wěn)定的物質(zhì)的變化觀，是我們教師需要關(guān)注的問題。
一、 挖掘教學(xué)內(nèi)容的功能價值，構(gòu)建物質(zhì)變化觀
認(rèn)識到物質(zhì)可以發(fā)生變化 認(rèn)識到物質(zhì)的變化是有條件的 觀察物質(zhì)變化的現(xiàn)象（顏色、狀態(tài)等） 對物質(zhì)的變化進行分類（化學(xué)變化、物理變化） 探究物質(zhì)的化學(xué)變化 分析物質(zhì)的物理變化 物質(zhì)的變化 能量的變化 微粒的變化 宏觀認(rèn)識 微觀認(rèn)識 定量認(rèn)識 定性認(rèn)識 解釋物質(zhì)的化學(xué)變化 圖6-1 義務(wù)教育階段學(xué)生對物質(zhì)變化的認(rèn)識
如果說，身邊的化學(xué)物質(zhì)主題的學(xué)習(xí)是以單一物質(zhì)為核心、靜態(tài)的研究物質(zhì)性質(zhì)，那么物質(zhì)的化學(xué)變化主題的學(xué)習(xí)則是在物質(zhì)間建立起聯(lián)系、動態(tài)的研究物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化。本主題的核心任務(wù)是幫助學(xué)生形成科學(xué)的物質(zhì)變化觀。所謂物質(zhì)的變化觀，是學(xué)生對物質(zhì)變化的基本的穩(wěn)定的認(rèn)識，比如對物質(zhì)是否會變化、物質(zhì)會怎樣變化、物質(zhì)為什么會變化的基本看法。
學(xué)生對物質(zhì)變化的認(rèn)識不是零起點。在走進化學(xué)課堂之前，學(xué)生就已經(jīng)知道物質(zhì)是可以發(fā)生變化的。學(xué)習(xí)化學(xué)后，他們認(rèn)識到物質(zhì)的變化是有條件的，并開始學(xué)習(xí)用科學(xué)的方法、有序地認(rèn)識化學(xué)變化。學(xué)生對物質(zhì)變化的認(rèn)識是不斷發(fā)展的（如圖6-1）。當(dāng)然，學(xué)生對化學(xué)變化的認(rèn)識并不是嚴(yán)格按照6-1圖中箭頭方向順序發(fā)展，而是在這個發(fā)展大方向下，內(nèi)部每個層級的認(rèn)識還在不斷發(fā)展螺旋上升。例如：學(xué)生甚至在沒有學(xué)習(xí)化學(xué)前就可能認(rèn)識到物質(zhì)變化與條件改變有關(guān)，但是改變的條件可能是什么，改變不同條件物質(zhì)會發(fā)生怎樣變化，學(xué)生通常缺乏認(rèn)識。在學(xué)習(xí)了化學(xué)變化與物理變化，初步接觸化學(xué)實驗之后，學(xué)生可能認(rèn)識到有些條件改變（如外加機械力）會使物質(zhì)發(fā)生物理變化，而有些條件改變（如加熱、點燃等）可以使一些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化。在學(xué)完氧氣性質(zhì)、催化劑有關(guān)知識后，學(xué)生對反應(yīng)條件的認(rèn)識有所擴充，知道催化劑也是一種反應(yīng)條件。學(xué)完金屬活動性順序后，學(xué)生又會深刻認(rèn)識到，反應(yīng)物的性質(zhì)對化學(xué)變化是否發(fā)生尤為重要，而這一認(rèn)識在學(xué)習(xí)酸堿鹽的反應(yīng)關(guān)系時又會得到加深?？梢?，物質(zhì)變化與條件有關(guān)這一觀念雖然學(xué)生很早就有，但是隨著學(xué)習(xí)的深入，這一觀念會不斷發(fā)展更新。
總的來說，義務(wù)教育階段，學(xué)生對化學(xué)變化的認(rèn)識要經(jīng)歷從宏觀現(xiàn)象到微觀解釋，從定性討論到定量研究，從只關(guān)注物質(zhì)變化到同時關(guān)注能量變化的轉(zhuǎn)變過程，最終形成對物質(zhì)變化的穩(wěn)定的認(rèn)識，即物質(zhì)的變化觀。這些轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變過程復(fù)雜緩慢，需要借助不同的教學(xué)內(nèi)容，通過多樣的教學(xué)方式，不斷滲透，持續(xù)構(gòu)建，才可能逐漸形成。圖6-2列出了初中化學(xué)常規(guī)教學(xué)內(nèi)容在發(fā)展學(xué)生物質(zhì)變化觀中的作用。教學(xué)中，教師應(yīng)充分關(guān)注教學(xué)內(nèi)容在學(xué)生觀念建構(gòu)中的功能與價值，幫助學(xué)生形成更加科學(xué)的物質(zhì)的變化觀。
經(jīng)過義務(wù)教育階段的化學(xué)學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該形成的物質(zhì)變化觀有：
l 物質(zhì)的穩(wěn)定存在是有條件的
l 物質(zhì)可以發(fā)生變化，物質(zhì)的變化是有條件的
l 物質(zhì)發(fā)生變化時，微觀粒子發(fā)生變化。分子不變時，是物理變化；分子改變，構(gòu)成分子的原子重新組合，是化學(xué)變化。
l 物質(zhì)變化時元素不變，原子種類、個數(shù)不變，符合質(zhì)量守恒定律。
l 物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時伴有能量變化
化學(xué)變化和物理變化 初步接觸化學(xué) 實驗和科學(xué)探究 氧氣的性質(zhì)和 制法 水的組成 分子、原子、離子 催化劑 教學(xué)內(nèi)容 二氧化碳的性質(zhì)和制法 質(zhì)量守恒定律 燃燒和滅火 化學(xué)反應(yīng)中的 能量變化 金屬活動性順序 金屬腐蝕和防護 常見酸、堿、鹽的性質(zhì) 教學(xué)內(nèi)容 物質(zhì)變化是有 條件的 觀察和描述物質(zhì)變化的現(xiàn)象 物質(zhì)變化分為 化學(xué)變化和 物理變化 化學(xué)變化中的 物質(zhì)變化 化學(xué)變化中的 能量變化 定量研究 化學(xué)變化 微觀解釋 化學(xué)變化 對物質(zhì)變化的認(rèn)識 圖6-2 教學(xué)內(nèi)容與對物質(zhì)變化認(rèn)識的發(fā)展
二、 多角度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)
化學(xué)反應(yīng)是化學(xué)教學(xué)中的核心問題。能否正確理解化學(xué)反應(yīng)是學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)高低的重要指標(biāo)。以往的教學(xué)中有些教師孤立地教每一個化學(xué)反應(yīng)，以學(xué)生是否正確書寫化學(xué)反應(yīng)方程式作為衡量學(xué)生是否掌握了化學(xué)反應(yīng)的依據(jù)。但國內(nèi)外大量研究表明，能正確書寫化學(xué)反應(yīng)方程式并不能說明學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)有科學(xué)的理解。比如很多研究都發(fā)現(xiàn)，學(xué)生認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫就是象代數(shù)式那樣的移項；還有研究發(fā)現(xiàn)學(xué)生認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)就是物質(zhì)間的加和；學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)往往只關(guān)注反應(yīng)的結(jié)果（產(chǎn)物），而忽視反應(yīng)發(fā)生的過程，更不能主動地從微觀進行解釋。新課程倡導(dǎo)基于觀念的教學(xué)，重視認(rèn)識事物的思路方法，關(guān)注知識間的聯(lián)系。因此教師應(yīng)幫助學(xué)生建立起認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的一般思路，引導(dǎo)學(xué)生從多個角度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)自身的特征和價值，以促進學(xué)生物質(zhì)的變化觀的發(fā)展。
化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 微觀解釋 化學(xué)反應(yīng) 定量認(rèn)識 化學(xué)反應(yīng) 化學(xué)反應(yīng)的 類型 化學(xué)反應(yīng)的條件 化學(xué)反應(yīng)與社會發(fā)展 圖6-3 課標(biāo)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中體現(xiàn)的認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的角度
《全日制義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》在物質(zhì)的化學(xué)變化部分分為三個二級主題，每個二級主題下又有若干內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，每個內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)都對應(yīng)著認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的不同角度（見圖6-3）。
需要說明的是，化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、化學(xué)反應(yīng)類型、化學(xué)反應(yīng)的條件（在高中會發(fā)展為化學(xué)反應(yīng)規(guī)律）這幾個角度是化學(xué)學(xué)科對化學(xué)反應(yīng)討論的基本角度，學(xué)生在初中建立起這幾個認(rèn)識角度后，會在高中必修、選修，甚至大學(xué)的化學(xué)學(xué)習(xí)過程中得到進一步發(fā)展。例如：在初中階段，學(xué)生知道化學(xué)反應(yīng)中有新物質(zhì)生成，新物質(zhì)的生成是化學(xué)反應(yīng)中微粒重新組合的結(jié)果；在高中階段學(xué)生要從微粒間的相互作用，即化學(xué)鍵角度理解物質(zhì)變化的原因。對化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，初中階段只要求感受化學(xué)反應(yīng)中有能量的變化；而到了高中必修階段要求學(xué)生知道化學(xué)反應(yīng)中的能量變化有熱能、電能等不同形式，且能從化學(xué)鍵角度解釋化學(xué)反應(yīng)中為什么會有熱能變化。再比如：初中化學(xué)反應(yīng)的類型主要是從反應(yīng)物與生成物的物質(zhì)類別進行劃分，讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)反應(yīng)可以分類研究，分類研究有利于人們更好地認(rèn)識和利用化學(xué)反應(yīng)；高中階段學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)的分類會有新的標(biāo)準(zhǔn)——是否是氧化還原反應(yīng)，新的分類標(biāo)準(zhǔn)可以使人們從更本質(zhì)的角度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)，更有效地利用化學(xué)反應(yīng)。同樣，初中階段學(xué)生只需要知道化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生是有條件的，不同反應(yīng)需要的反應(yīng)條件不同，化學(xué)反應(yīng)條件可以體現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律，如金屬與酸、金屬與鹽的置換反應(yīng)，反應(yīng)物間的關(guān)系要符合金屬活動順序表的要求。到了高中階段學(xué)生要從化學(xué)反應(yīng)的方向、速率、限度等角度進一步研究化學(xué)反應(yīng)規(guī)律。化學(xué)反應(yīng)與社會發(fā)展角度是從化學(xué)與社會的視角看待化學(xué)反應(yīng)，認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)對人類社會進步的重大價值，這一視角也會隨著學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的不斷深入而得到發(fā)展。圖6-3中列出的微觀解釋化學(xué)反應(yīng)和定量認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)，嚴(yán)格說并不是認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的角度，它們是認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的方法和水平。學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的變化、能量的變化等其他角度的認(rèn)識都是既可以停留在宏觀定性層面上，也可以發(fā)展到微觀定量層面上。由于在初中階段幫助學(xué)生構(gòu)建起從微觀角度解釋化學(xué)反應(yīng)和用定量的方法研究化學(xué)反應(yīng)的意識很重要，所以此處也把這兩點單獨列出，以提示教師在教學(xué)中予以重視。
三、 認(rèn)識定量研究對化學(xué)科學(xué)發(fā)展的重大作用
定量研究是一種重要的科學(xué)研究方法，是通過對研究對象的某些特征按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進行測量，獲得數(shù)據(jù)信息，尋找數(shù)據(jù)間的關(guān)系，從而確定因素之間數(shù)量關(guān)系的一種方法。
化學(xué)科學(xué)發(fā)展離不開定量研究。沒有對空氣組成的定量測定，我們就無法確知空氣的成分，甚至可能至今還無法發(fā)現(xiàn)稀有氣體。沒有對化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量變化的測定，就不會發(fā)現(xiàn)質(zhì)量守恒定律，就無法考證反應(yīng)物與生成物之間的質(zhì)量關(guān)系，也許科學(xué)家就不會想到反應(yīng)物與生成物在微觀結(jié)構(gòu)上的內(nèi)在聯(lián)系……化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化的科學(xué)?；瘜W(xué)研究的每個方向都需要定量研究方法，使研究結(jié)果深刻、精確。以水為例，在定性水平上，水由氫元素、氧元素組成；水分子由氫原子、氧原子構(gòu)成。但是如果不定量，我們是無法區(qū)分水和過氧化氫的?；瘜W(xué)反應(yīng)中的定量更是重要，參與反應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)量關(guān)系不同時，發(fā)生的反應(yīng)和反應(yīng)的產(chǎn)物都可能不同，定量研究可以幫我們找到量變到質(zhì)變的變化過程，確定化學(xué)反應(yīng)中的“度”。
課程標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的化學(xué)變化主題中的二級主題質(zhì)量守恒定律就是專門從定量角度討論化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系，要求學(xué)生建立定量認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的意識，知道定量研究在化學(xué)科學(xué)發(fā)展乃至人類社會發(fā)展中的重大作用。
其實，人們在生活中也離不開定量研究的方法。烹飪時各種食材如何搭配才能做出最美味的食品；在保證洗滌效果的基礎(chǔ)上，哪個牌子的洗衣粉最劃算；家用能源選擇電還是天然氣……這些問題都需要通過定量研究的方法來解決。可見，培養(yǎng)學(xué)生定量研究的能力和意識，對于提高學(xué)生的生活素養(yǎng)，促進學(xué)生用科學(xué)的方法解決生活中的問題也都有一定幫助。
第二節(jié) 物質(zhì)的化學(xué)變化的教學(xué)方式與策略
一、 基于整體設(shè)計，促進學(xué)生對物質(zhì)的化學(xué)變化認(rèn)識的發(fā)展
在初中化學(xué)教學(xué)中，隨著化學(xué)知識的積累，學(xué)生對物質(zhì)的化學(xué)變化的認(rèn)識不斷發(fā)展，形成自己的物質(zhì)變化觀。雖然這種認(rèn)識發(fā)展可以是學(xué)生在知識學(xué)習(xí)的過程中隨機的、自發(fā)的逐步構(gòu)建起來，但是如果教師在教學(xué)中能夠根據(jù)學(xué)生的發(fā)展水平和相應(yīng)的教學(xué)階段，有意識的引導(dǎo)學(xué)生不斷反思自己的認(rèn)識，就會使學(xué)生的觀念建構(gòu)過程更加有效，建構(gòu)結(jié)果更加清晰、更加穩(wěn)定，對后續(xù)的學(xué)習(xí)也更具有遷移作用。因此初中化學(xué)教師應(yīng)對初中化學(xué)教學(xué)進行整體設(shè)計，分階段推進，促進學(xué)生對物質(zhì)的化學(xué)變化的認(rèn)識的科學(xué)發(fā)展。
以物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系的教學(xué)為例，學(xué)生學(xué)習(xí)的起點是單一物質(zhì)的性質(zhì)，如氧氣的化學(xué)性質(zhì)，只關(guān)注氧氣可以和哪些物質(zhì)反應(yīng)，而不關(guān)注氧氣可以轉(zhuǎn)化成什么物質(zhì)；隨著身邊的化學(xué)物質(zhì)的學(xué)習(xí)積累，學(xué)生能夠意識到一些物質(zhì)間可以進行相互轉(zhuǎn)化；在初中化學(xué)學(xué)習(xí)結(jié)束時，學(xué)生應(yīng)該熟悉幾種重要物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，形成物質(zhì)轉(zhuǎn)化的知識網(wǎng)絡(luò)。在實際教學(xué)中，有些教師不注重平時教學(xué)中對物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系的逐步建構(gòu)，而是在初三教學(xué)進入尾聲時給出一些物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，認(rèn)為是幫助學(xué)生整合了物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。由于這些圖形是教師自己構(gòu)建的，沒有明確的構(gòu)成原則，和一定的思維順序，圖形展示給學(xué)生，主要功能就是按照圖中物質(zhì)間的連線寫出化學(xué)反應(yīng)方程式，缺少更核心、更內(nèi)在的意義，因此對學(xué)生的認(rèn)識發(fā)展價值不大。教師可以從教學(xué)開始階段就引導(dǎo)學(xué)生按照有序思維構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)圖，隨著學(xué)習(xí)的深入，網(wǎng)絡(luò)圖不斷復(fù)雜，但思維依然有序，最終達到學(xué)生能熟練掌握初中所學(xué)重要物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，能按照不同要求有序構(gòu)建物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖的目標(biāo)。
例如：氧氣通常是學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)的第一個物質(zhì)，學(xué)習(xí)完氧氣的性質(zhì)后，師生可以先構(gòu)建一個簡單的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖（圖6-4）。這張圖以一個物質(zhì)為核心，列出這個物質(zhì)的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，內(nèi)容簡單，學(xué)生可以仿照這張圖輕松的做出水、二氧化碳、鹽酸、氫氧化鈉等一系列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化圖。但是教師應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生從這些轉(zhuǎn)化圖中讀出更本質(zhì)的含義。1.轉(zhuǎn)化關(guān)系中核心元素不變，從微觀角度看是原子不變。這一點是元素觀、微粒觀在物質(zhì)的化學(xué)變化中的體現(xiàn)，也是學(xué)生自主構(gòu)建物質(zhì)間轉(zhuǎn)化關(guān)系圖的基礎(chǔ)，物質(zhì)間具有轉(zhuǎn)化關(guān)系的前提條件是物質(zhì)間有相同的元素。2.物質(zhì)間轉(zhuǎn)化的化學(xué)反應(yīng)類型。初中學(xué)習(xí)的反應(yīng)基本都屬于四大基本反應(yīng)類型，當(dāng)學(xué)生自主構(gòu)建轉(zhuǎn)化關(guān)系圖時，他可以依據(jù)核心物質(zhì)能否發(fā)生化合反應(yīng)、能否發(fā)生分解反應(yīng)、能否發(fā)生置換反應(yīng)、能否發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)這樣的思維順序找到核心物質(zhì)可能的轉(zhuǎn)化關(guān)系，使得思維有序。3.核心物質(zhì)轉(zhuǎn)化的物質(zhì)類別。在初中不要求掌握一類物質(zhì)的通性，但是我們熟悉的物質(zhì)屬于哪一類物質(zhì)還是應(yīng)該知道的。如果我們不斷引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注物質(zhì)類別，學(xué)生們會體會化學(xué)反應(yīng)類型與物質(zhì)類別有一定關(guān)系，為學(xué)生更本質(zhì)的理解化學(xué)反應(yīng)、為后續(xù)的高中學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。有了單一物質(zhì)為中心的轉(zhuǎn)化圖基礎(chǔ)，學(xué)生可以逐步構(gòu)建較為復(fù)雜的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖。構(gòu)建時，教師提示學(xué)生以一種物質(zhì)為出發(fā)點，找到與這種物質(zhì)有共同元素的其它物質(zhì)，即基于核心元素構(gòu)建物質(zhì)組，找到各物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。如果還想擴展物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖涵蓋的物質(zhì)范圍，則可以改變核心元素，確定新的核心元素的物質(zhì)組，構(gòu)建轉(zhuǎn)化關(guān)系。如：一位教師以食品干燥劑氧化鈣為起點，請學(xué)生構(gòu)建物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生先構(gòu)建出含鈣元素物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖。而后，學(xué)生以碳元素為核心構(gòu)建含碳元素物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，然后又以碳酸鈉為起點構(gòu)建含鈉元素的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖（如圖6-5）。當(dāng)然，如果需要，學(xué)生還可以以二氧化碳為起點構(gòu)建含氧元素、以氯化鈣為起點構(gòu)建含氯元素、以氫氧化鈉為起點構(gòu)建含氫氧根原子團的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖。這樣一來學(xué)生就可以自主構(gòu)建一張初中所有重要化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖。由于轉(zhuǎn)化關(guān)系圖是學(xué)生自己構(gòu)建的、且是在初三學(xué)習(xí)過程中不斷積累而來，所以其知識整合作用更為突出，更有利于學(xué)生對物質(zhì)、對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識發(fā)展。
同樣，對于化學(xué)反應(yīng)中的能量變化的教學(xué)也應(yīng)有整體規(guī)劃。在初中教學(xué)中很多教師不重視能量問題的教學(xué)，只是在個別實驗中讓學(xué)生感受一下有熱現(xiàn)象，在有關(guān)燃料內(nèi)容的學(xué)習(xí)中提出化學(xué)反應(yīng)可以獲得能量。這樣做的結(jié)果是能量問題始終沒有進入初中化學(xué)教學(xué)的主線索，成了初中化學(xué)教學(xué)中可有可無的內(nèi)容。而實際上，通過化學(xué)變化獲得能源是人類獲取能源的主渠道，化學(xué)學(xué)科也是解決人類能源問題的核心學(xué)科，而且化學(xué)反應(yīng)中的能量變化是認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的重要角度。所以化學(xué)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生在研究化學(xué)變化時始終關(guān)注能量問題，逐步發(fā)展對能量問題的認(rèn)識是非常重要的。教師可以從緒言課開始，做化學(xué)實驗就引導(dǎo)學(xué)生觀察其中的能量變化，不僅僅是試管實驗中試管壁變熱變冷等熱現(xiàn)象，也包括發(fā)光現(xiàn)象、燃燒放熱現(xiàn)象，讓學(xué)生體會化學(xué)反應(yīng)中的能量變化可能以多種形式出現(xiàn)。另外，通過水電解實驗，以及一些需要加熱的實驗，教師可以提示學(xué)生化學(xué)反應(yīng)中的能量變化不僅包括反應(yīng)后出現(xiàn)的光現(xiàn)象或熱現(xiàn)象，還包括化學(xué)反應(yīng)開始前，為了引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，外界提供的能量。這樣學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)中的能量變化的認(rèn)識才會更加全面。在學(xué)習(xí)燃燒、燃料的有關(guān)知識時，讓學(xué)生進一步感受到化學(xué)變化帶來的能量變化為人類社會的發(fā)展做出了巨大貢獻；熱能只是化學(xué)變化給人們帶來的一種能源，化學(xué)變化還可以帶來其它能源形式，在高中的學(xué)習(xí)中再去研究。通過這樣整體規(guī)劃的教學(xué)，學(xué)生對化學(xué)變化中的能量變化的認(rèn)識是較為全面的。首先對能量變化的形式認(rèn)識全面，不僅有熱能，還有光能、電能等多種形式；其次，對能量變化的方向認(rèn)識全面，不僅是化學(xué)變化產(chǎn)生的能量對外界的影響，也包括外界能量對化學(xué)反應(yīng)體系的影響；最后，認(rèn)識到研究化學(xué)變化中的能量變化對人類社會發(fā)展中的意義和價值。
CaO Ca(OH)2 CaCO3 CaCl2 Na2CO3 NaOH Na2SO4 CO2 圖6-5 物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖的構(gòu)建
總之，教師整體把握初中教學(xué)進程，對初中化學(xué)教學(xué)中的核心問題進行整體規(guī)劃，使其在教學(xué)進程中不斷發(fā)展，會更加有利于學(xué)生對問題本質(zhì)的理解、全面地把握，能有效促進學(xué)生對問題的認(rèn)識發(fā)展。
二、 重視科學(xué)探究在發(fā)展學(xué)生物質(zhì)的化學(xué)變化的認(rèn)識中的作用
學(xué)生對物質(zhì)的化學(xué)變化的認(rèn)識是不斷發(fā)展的，但是發(fā)展過程中學(xué)生經(jīng)常會有一些認(rèn)識與科學(xué)結(jié)論不一致。這些認(rèn)識偏差學(xué)生往往是不自知的，教師也很容易忽視，然而這些偏差的存在卻會影響學(xué)生科學(xué)觀念的建立，進而影響后續(xù)的學(xué)習(xí)與發(fā)展?？茖W(xué)探究作為一種學(xué)習(xí)方式，可以有效揭示出學(xué)生對問題的真實看法，使教師引導(dǎo)學(xué)生在探究活動過程中，發(fā)現(xiàn)偏差認(rèn)識，突破錯誤理解，形成正確的觀念。
以化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的變化為例，學(xué)生常有的偏差理解是化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物會全部轉(zhuǎn)化為生成物，除非給出特別提示，否則一提起反應(yīng)完成后的物質(zhì)系統(tǒng)，學(xué)生就會自動認(rèn)為是生成物系統(tǒng)，忽視反應(yīng)物的存在。另外，學(xué)生對與化學(xué)變化過程中出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象也缺乏深入思考，經(jīng)常是指關(guān)注教材或教師給出的最后結(jié)論，而不去思考這樣的實驗現(xiàn)象為什么能得出這樣的結(jié)論。為了解決學(xué)生的這類問題，有些教師會不時地在教學(xué)中設(shè)計一些小的探究活動。如：一位教師在酸的有關(guān)性質(zhì)學(xué)完之后，增加了這樣一段教學(xué)活動。
教師提出問題：“將二氧化碳?xì)怏w通入水中會有什么變化呢？”
學(xué)生甲：“二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸”。
教師表揚：“說得很好，這是我們熟悉的化學(xué)反應(yīng)。這是一個化學(xué)變化。那么還有別的變化嗎？”
學(xué)生乙：“二氧化碳溶于水”。
教師：“有同學(xué)提出了二氧化碳溶于水的新的變化，二氧化碳溶解于水與二氧化碳和水反應(yīng)是相同變化嗎？”
學(xué)生全體：“不是”。
教師“向通入二氧化碳的水中滴加紫色石蕊試液會有什么變化呢？”
學(xué)生全體：“溶液變紅”
教師：“是誰使得石蕊變紅呢？”
學(xué)生：“碳酸”
教師：“有人不相信這個結(jié)論，通了二氧化碳的水中不僅僅有碳酸，還有別的物質(zhì)存在。你們知道還有什么物質(zhì)存在嗎？”
學(xué)生丙：“還有水、二氧化碳、碳酸”
教師強調(diào)：“溶液中有水分子、二氧化碳分子、碳酸分子”
教師：“溶液中有三種物質(zhì)同時存在，你憑什么說是碳酸使溶液變紅呢？”
學(xué)生：“用實驗證明”
教師：“有一位同學(xué)設(shè)計了如下實驗方案，你看這個方案能證明是碳酸使石蕊變紅嗎？”
學(xué)生小組討論后，學(xué)生丁匯報：“這套裝置不能說明二氧化碳是否使石蕊變色，應(yīng)該在一支有干燥藍(lán)色石蕊試紙的試管中通入二氧化碳，證明干燥的二氧化碳不能使藍(lán)色石蕊試紙變紅”……
在這段教學(xué)活動中，教師很自然的誘導(dǎo)學(xué)生關(guān)注反應(yīng)物與生成物的共存情況，意識到對化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象的解釋要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评?。而且，在這段教學(xué)中教師還注意了從微觀角度分析化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)。
也有教師用類似的辦法引導(dǎo)學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)中的能量變化進行了深入分析。
一次實驗活動中，學(xué)生向鹽酸中加入氫氧化鈉固體，感覺有熱量放出。學(xué)生得出結(jié)論：鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生的反應(yīng)是放熱反應(yīng)。教師追問：“放熱現(xiàn)象一定說明是氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)放熱嗎，還有沒有其他可能？”經(jīng)過討論后，有學(xué)生認(rèn)為：“也有可能是氫氧化鈉溶于水放熱。”教師又追問：“你該如何判斷熱量是氫氧化鈉溶于水產(chǎn)生的，還是與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的？”經(jīng)過研討有學(xué)生提出做氫氧化鈉溶于水的實驗，看是否放熱；但也有學(xué)生反對，認(rèn)為這樣只能說明氫氧化鈉溶于水是否放熱，不能說明氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)是否放熱。在教師的引導(dǎo)下，經(jīng)過激烈討論，大家共同形成方案：取等體積的水和稀鹽酸，再向其中分別加入等量的氫氧化鈉固體，看是否都放熱，再比較放熱的多少，如果氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)時放出的熱量比氫氧化鈉溶于等量水時放出的熱量多，就說明氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)放熱……
在上述這個教學(xué)片斷中，教師并沒有因為學(xué)生觸摸到酸堿反應(yīng)容器變熱，就簡單的得出反應(yīng)放熱的結(jié)論，而是引導(dǎo)學(xué)生進一步分析現(xiàn)象與結(jié)論間的關(guān)系，幫助學(xué)生更加科學(xué)的理解什么是化學(xué)變化中的能量變化，也為今后學(xué)生理解反應(yīng)熱打下基礎(chǔ)。
在物質(zhì)的化學(xué)變化主題中，質(zhì)量守恒定律是一個重要的教學(xué)內(nèi)容。通過質(zhì)量守恒定律的學(xué)習(xí)，學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)有了定量認(rèn)識，明確了反應(yīng)物和生成物之間量的關(guān)系，使學(xué)生有能力完成化學(xué)方程式的有關(guān)計算并加深認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)對人類社會的作用。在進行質(zhì)量守恒定律教學(xué)時，大部分教師會通過實驗活動，證明反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量的守恒關(guān)系，再現(xiàn)科學(xué)家的研究歷程，完成教學(xué)目標(biāo)。再利用實驗進行質(zhì)量守恒定律一節(jié)的教學(xué)中，由于教師對學(xué)生的預(yù)期不同，對具體的教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計不同，教師利用的實驗內(nèi)容和實驗的具體運用方式也會不同。
在質(zhì)量守恒定律一節(jié)教師常用的實驗有：白磷（紅磷）燃燒的反應(yīng)、鐵釘與硫酸銅溶液的反應(yīng)、鹽酸與碳酸鈉（碳酸鈣）的反應(yīng)、鎂在氧氣中燃燒、硫酸銅溶液和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)、蠟燭燃燒的反應(yīng)等。
下面是幾位教師對質(zhì)量守恒定律一節(jié)中實驗運用的設(shè)計，我們一起分析一下他們各自的設(shè)計意圖是什么。
方案一：提出探究化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量關(guān)系的問題后，教師演示白磷燃燒實驗，使用密閉裝置（反應(yīng)容器為錐形瓶，錐形瓶口是帶有導(dǎo)氣管的膠塞，導(dǎo)氣管上套有小氣球），講解密閉裝置上小氣球的作用。演示實驗中，教師詳細(xì)講解了稱量注意事項，并特別提示可以把反應(yīng)裝置整體稱量。學(xué)生每個小組完成鐵釘與硫酸銅溶液、氫氧化鈉與硫酸銅溶液、碳酸鈉粉末與稀鹽酸三個實驗中的一個（教師調(diào)控每個實驗至少有兩組學(xué)生完成），自主設(shè)計實驗步驟、實驗裝置。由于有教師示范，學(xué)生采用的稱量方式均為整體稱量。
方案二：教師演示鎂條燃燒實驗，要求學(xué)生觀察并描述實驗現(xiàn)象，提出核心問題化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量是什么關(guān)系？學(xué)生小組在鐵釘與硫酸銅溶液、紅磷燃燒、鹽酸與碳酸鈣三個實驗中任選一個實驗完成探究活動，實驗步驟、實驗裝置、稱量方式等完全由學(xué)生自主決定。
方案三：在電子天平上教師點燃蠟燭，示數(shù)不斷減小。教師提出問題，是否所有的化學(xué)反應(yīng)在反應(yīng)后質(zhì)量都減小呢？學(xué)生分組實驗，每個小組完成兩個實驗，五個小組的實驗內(nèi)容分別為：氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液、碳酸鈉粉末與稀鹽酸；鐵絲與硫酸銅溶液、碳酸鈣粉末與稀鹽酸；碳酸鈉粉末與稀鹽酸、碳酸鈣粉末與稀鹽酸；碳酸鈉溶液與氯化鈣溶液、碳酸鈣粉末與稀鹽酸；銅片與硝酸銀、碳酸鈉粉末與稀鹽酸。即每個小組至少有一個生成氣體的實驗。教師提供了小試管、燒杯、錐形瓶、人字型試管、塑料飲料瓶、滴管、帶氣球?qū)Ч堋⒛z塞等一系列裝置供選擇，并向?qū)W生介紹了試管、人字型試管、飲料瓶等裝置的稱量辦法，及用人字型試管分別盛放反應(yīng)物的方法，和飲料瓶與小試管配套使用作反應(yīng)裝置的方法。教師特別提示，實驗中藥品分開放置整體稱量。
很容易看出，這三個實驗探究方案實驗內(nèi)容不同，開放程度不同，通過活動實現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)也不同。方案一，教師通過演示實驗示范給學(xué)生實驗活動的主要任務(wù)是稱量反應(yīng)前藥品和裝置的總質(zhì)量與反應(yīng)后藥品和裝置的總質(zhì)量是否相等。在教師的示范下，學(xué)生也有意識的選擇密閉裝置完成有氣體放出的實驗，并進行整體稱量。這個探究活動的核心目標(biāo)是驗證化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量確實守恒。這個活動學(xué)生只需完成一個實驗，且設(shè)計實驗的要求比較低，基本上是在使用熟悉的實驗裝置或者模仿教師展示的實驗裝置和操作方法，探究活動的開放度相對較小，活動任務(wù)簡單明確，較適合于學(xué)業(yè)成績?yōu)橹械偷人降膶W(xué)生。
方案二，每個小組也只完成一個實驗。實驗內(nèi)容不多，但是由于實驗步驟、實驗裝置、稱量方法等問題教師都沒有給出提示，所以學(xué)生之間活動過程和結(jié)果都可能產(chǎn)生差異。教師恰恰要借助同樣實驗內(nèi)容卻有不同實驗結(jié)果的事實，激起認(rèn)知沖突，引發(fā)學(xué)生反思自己的實驗步驟、實驗裝置、稱量方法，明確到底如何操作才能保證自己完成了對化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量的稱量，進而認(rèn)識到化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量不變的內(nèi)涵是什么，并體驗了科學(xué)工作者進行科學(xué)研究室所需要的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)精神。這個探究活動學(xué)生的任務(wù)量不大，但是開放度較大，學(xué)生除了要通過實驗和研討獲得質(zhì)量守恒的結(jié)論外，還要自主進行實驗步驟、實驗裝置和稱量方法設(shè)計。教學(xué)目標(biāo)既重視質(zhì)量守恒定律的得出又重視實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，還關(guān)注到科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，一舉多得。但是由于缺少指導(dǎo)，較多學(xué)生沒有通過實驗得到應(yīng)有的結(jié)論，是這個方案的弱點。
方案三，學(xué)生活動內(nèi)容最多，每組完成兩個實驗，且至少有一個實驗為產(chǎn)生氣體實驗。學(xué)生在完成自己的兩個實驗的過程中就有可能出現(xiàn)結(jié)論不一致的情況，于是學(xué)生在小組內(nèi)就會反思反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量相等或不相等的原因是什么，質(zhì)量守恒的內(nèi)涵是什么，自己使用的實驗裝置是否合適、稱量辦法是否妥當(dāng)。經(jīng)過這樣的組內(nèi)研討和反思，大部分學(xué)生實現(xiàn)了自我矯正。本活動還給了學(xué)生多種可供選擇的儀器，部分是陌生儀器，雖然教師講解了實用的基本方法，但沒有提示什么儀器適合哪類反應(yīng)使用，這一舉措拓展了學(xué)生實驗裝置使用的視野，也給學(xué)生確定實驗裝置時增加了難度?？傮w來看，這個探究活動中，全體學(xué)生共完成六個實驗，是三個方案中數(shù)量最多的；且由于每組有兩個實驗互相映證，所以學(xué)生在小組活動時就努力使本組兩個實驗都得到質(zhì)量守恒的結(jié)論，因而，與前兩個方案相比，本探究活動學(xué)生的思考最為深入，獲得結(jié)論的證據(jù)最為充足，同時活動的任務(wù)量和開放度也都較大。這一活動方案更適合在以往教學(xué)中經(jīng)歷過探究教學(xué)訓(xùn)練的學(xué)生。
通過對上述三個教學(xué)方案的比較，我們可以看出，每位教師都努力通過探究活動使學(xué)生真正理解質(zhì)量守恒的內(nèi)涵。但是有的活動只能讓學(xué)生看到反應(yīng)前后反應(yīng)系統(tǒng)的總質(zhì)量沒有改變，但是為什么沒有改變，為什么質(zhì)量守恒定律要敘述為“參加”化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和，活動本身并沒有引發(fā)學(xué)生思考。也有的活動引發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突，給了學(xué)生思考的空間，重視了探究活動中證據(jù)與結(jié)論之間的內(nèi)在關(guān)系，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)精神，這樣的活動值得我們在教學(xué)中嘗試，當(dāng)然要實現(xiàn)理想的探究活動，就要在平時教學(xué)中加強探究活動訓(xùn)練，僅靠一兩次探究是不可能提升學(xué)生的探究能力的。
燃燒和滅火也是物質(zhì)的化學(xué)變化的重要教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生除了需要掌握燃燒條件和滅火知識外，還應(yīng)該初步了解研究化學(xué)反應(yīng)的兩種科學(xué)方法——控制變量法和對比法?？茖W(xué)方法的形成也可以用科學(xué)探究的教學(xué)方式來實現(xiàn)。例如，一位教
三、 落實化學(xué)用語促進學(xué)生對化學(xué)變化的理解
化學(xué)用語是化學(xué)學(xué)科獨特的表達方式，其符號中蘊含著豐富的內(nèi)涵。化學(xué)方程式是化學(xué)學(xué)科最重要的化學(xué)用語，它簡單明了地表示一個化學(xué)反應(yīng)的質(zhì)的變化（反應(yīng)物向生成物的轉(zhuǎn)化關(guān)系）和量的關(guān)系（參與反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系和微觀粒子間的數(shù)量關(guān)系），以及化學(xué)反應(yīng)的必要條件等。學(xué)好化學(xué)方程式，可以幫助學(xué)生加深對化學(xué)反應(yīng)過程的理解、對實驗現(xiàn)象的認(rèn)識、感受化學(xué)反應(yīng)中的定量關(guān)系，提升應(yīng)用化學(xué)變化解決實際問題的能力。
一直以來，化學(xué)方程式的書寫和有關(guān)計算被認(rèn)為是初中化學(xué)教學(xué)的重點和難點。根據(jù)有關(guān)調(diào)查，學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)方程式時出現(xiàn)的困難有以下幾種：記憶化學(xué)方程式困難，分不清化學(xué)方程式中數(shù)字的含義，不會配平化學(xué)方程式，對化學(xué)方程式的有關(guān)計算感到吃力。很多中學(xué)教師花費了很大精力尋求辦法解決這些問題。有的教師用每日檢測不斷重復(fù)的方法加強化學(xué)方程式的記憶，有的教師出了大量練習(xí)訓(xùn)練化學(xué)方程式中數(shù)字的含義，還有的教師給學(xué)生總結(jié)了多種配平技巧，也有的教師在化學(xué)方程式有關(guān)計算上下足了功夫。這些方法在一定程度上確實提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，但是這些方法往往只關(guān)注了學(xué)生學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的困難，沒有關(guān)注學(xué)生為什么會出現(xiàn)這些困難。那么，如何才能有效促進學(xué)生記憶和使用化學(xué)方程式呢？
研究表明，學(xué)生對化學(xué)方程式的記憶有四種水平：一是字符識記水平的記憶；二是了解物質(zhì)名稱水平的記憶；三是理解反應(yīng)物性質(zhì)基礎(chǔ)上的記憶；四是理解化學(xué)反應(yīng)微觀實質(zhì)和定量實質(zhì)的記憶。四種水平相繼提升，水平越高，學(xué)生對化學(xué)方程式的記憶效果越好?？梢姡斫馐翘岣哂洃浕瘜W(xué)方程式效果的有效手段。對化學(xué)方程式配平的研究也表明，很多學(xué)生把化學(xué)方程式理解為代數(shù)式，配平時只關(guān)注等式兩邊的字母是否相同，數(shù)量是否相等。由于代數(shù)式中的下標(biāo)語化學(xué)式中完全不同，因此學(xué)生感到很難分清化學(xué)方程式中不同位置數(shù)字的含義，也就很難配平化學(xué)方程式和完成化學(xué)方程式的有關(guān)計算了。
綜上所述，突破化學(xué)方程式幾個教學(xué)難點的核心是促進學(xué)生對化學(xué)方程式含義的理解。化學(xué)方程式實際上是人們將對化學(xué)反應(yīng)的宏觀認(rèn)識和微觀解釋聯(lián)系起來的一種表征形式。有學(xué)者認(rèn)為，人們對化學(xué)變化的認(rèn)識分為宏觀、微觀、符號三種表征形式。所謂宏觀表征是指物質(zhì)在物理和化學(xué)變化中表現(xiàn)出來的、可以直接觀察到的宏觀現(xiàn)象在學(xué)習(xí)者頭腦中的反映；微觀表征指物質(zhì)的微觀組成和結(jié)構(gòu)，以及微觀粒子的運動、相互作用等在學(xué)習(xí)者頭腦中的反映；符號表征指字母符號、圖形符號在學(xué)習(xí)者頭腦中的反映。宏觀、微觀、符號三種表征形式構(gòu)成了化學(xué)學(xué)習(xí)特有的表征系統(tǒng)。對物質(zhì)的化學(xué)變化而言，宏觀角度指學(xué)生知道反應(yīng)物向生成物轉(zhuǎn)化、了解反應(yīng)條件、看到反應(yīng)現(xiàn)象；微觀角度在義務(wù)教育階段指了解物質(zhì)有什么微粒構(gòu)成，化學(xué)反應(yīng)過程中哪些微粒發(fā)生變化，哪些微粒沒有變化；符號表征指用化學(xué)式、化學(xué)方程式、或其他圖示符號描述化學(xué)反應(yīng)過程，既描述了化學(xué)變化中的宏觀特征，也表達出對化學(xué)變化的微觀解釋。在宏觀、微觀、符號這三種表征形式間構(gòu)建聯(lián)系，形成融合，能有效增進學(xué)生對化學(xué)變化的認(rèn)識，提升學(xué)生應(yīng)用化學(xué)變化知識分析問題和解決問題的能力。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對化學(xué)變化的認(rèn)識從宏觀表征向微觀表征轉(zhuǎn)換和宏觀表征、微觀表征向符號表征轉(zhuǎn)換都存在困難，主要原因是學(xué)生頭腦中對化學(xué)變化的微觀表征停留于機械記憶，不能有效地用于對宏觀表征的解釋，因而也就無法與符號表征建立聯(lián)系。以氫氣、氧氣化合生成水的反應(yīng)為例。對這個反應(yīng)的宏觀表征有：氫氣與氧氣可以反應(yīng)，氫氣與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物，氫氣與氧氣反應(yīng)的條件，氫氣燃燒或爆炸的實驗現(xiàn)象，反應(yīng)中的能量變化，反應(yīng)符合質(zhì)量守恒定律，氫氣、氧氣、水之間存在質(zhì)量關(guān)系。對于這個反應(yīng)的微觀表征有：氫氣、氧氣、水分別由氫分子、氧分子、水分子構(gòu)成，一個氫分子中有兩個氫原子，一個氧分子中有兩個氧原子，一個水分子中有兩個氫原子和一個氧原子。很多學(xué)生對反應(yīng)的微觀表征停留在這里，停留在靜態(tài)分析，而忽略了微粒的不斷運動和微粒的相互作用。因此對這個化學(xué)反應(yīng)更有效的微觀表征是體現(xiàn)微粒轉(zhuǎn)化過程的表征。圖6-6就是一例，其中 圖6-6 氫氣與氧氣反應(yīng)生成水的微觀表征
大價值。
第三節(jié) 物質(zhì)的化學(xué)變化的教學(xué)案例與分析
課例一、質(zhì)量守恒定律
1. 教學(xué)背景
質(zhì)量守恒定律是初中化學(xué)教學(xué)中的一個重點內(nèi)容。通過這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識從定性拓展到定量。學(xué)生學(xué)習(xí)這部分知識的已有基礎(chǔ)包括：學(xué)生已經(jīng)接觸過較多的化學(xué)反應(yīng)，有了一定感性認(rèn)識積累；學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)前后反應(yīng)物與生成物間的定性關(guān)系有一定了解，比如：化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)發(fā)生改變，但是元素種類不變、原子種類不變；學(xué)生能夠以水電解為例，分析化學(xué)反應(yīng)前后微觀粒子的變化，即在化學(xué)反應(yīng)中，分子分解為原子，原子又重新組合為分子，不過學(xué)生沒有從定量的角度分析舊分子、原子、新分子之間的定量關(guān)系。在本節(jié)課中，教師應(yīng)充分關(guān)注學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)的已有經(jīng)驗和認(rèn)識，通過實驗探究和思維探究，使學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識在宏觀和微觀兩個角度上都從定性認(rèn)識水平發(fā)展到定量認(rèn)識水平。使學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識更加深入和完整，為后續(xù)化學(xué)反應(yīng)方程式的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
絕大多數(shù)教師在教授《質(zhì)量守恒定律》一節(jié)時會使用實驗探究。而本節(jié)教學(xué)中實驗探究的使用方式則會因教師設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)、教師對實驗功能的認(rèn)識及學(xué)生差異而有所不同。這些差異表現(xiàn)在：實驗內(nèi)容和數(shù)量選擇、實驗裝置設(shè)計、實施步驟的確定、實驗活動中的開放程度、教師對實驗過程的控制手段等。例如，教師希望通過實驗使學(xué)生先確立化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量是相等的觀念，就可能在第一輪實驗探究時安排沒有氣體參加或生成的化學(xué)反應(yīng)。如果教師認(rèn)為學(xué)生對于化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量不變是有一定認(rèn)識的，只是不清楚什么情況下質(zhì)量不變，在實驗安排上，教師就可能既選擇有氣體參加或生成的反應(yīng)，也選擇沒有氣體參與的反應(yīng)，在實驗活動中學(xué)生自己就會發(fā)現(xiàn)差異，從而認(rèn)識到質(zhì)量守恒是什么守恒。再比如，如果教師本節(jié)課只希望解決質(zhì)量守恒定律的理解問題，在實驗裝置、稱量方法和實施步驟上就會給學(xué)生較明確的提示，使學(xué)生的實驗探究活動集中在質(zhì)量是否相等的問題上。但是當(dāng)教師希望本節(jié)課還能承載提高學(xué)生的實驗裝置選擇和使用能力、實驗設(shè)計能力等任務(wù)時，在實驗裝置選擇、實驗步驟實施等問題上教師就會給學(xué)生較大的開放度，學(xué)生在探究活動中的關(guān)注點除了化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量是否相等外，還有什么樣的實驗裝置最合適、什么實驗步驟最高效。甚至有些教師還會給學(xué)生預(yù)備一些新穎的實驗裝置，既有效提升本次實驗效果，又訓(xùn)練了學(xué)生觀察分析實驗裝置功能的能力，當(dāng)然這樣的做法對學(xué)生探究能力的要求也較高，學(xué)生在本節(jié)課之前應(yīng)該接受過較好的探究能力訓(xùn)練才行。學(xué)生能力水平的差異也會影響教師對實驗活動的安排。面對能力較強的學(xué)生，教師可以給每個小組多安排幾個實驗，全班不同的小組可以做不同的實驗，以保證有更多的實驗數(shù)據(jù)證明結(jié)論可信。而對于能力較弱的學(xué)生，教師可能會給每個小組織安排一、兩個實驗，也會讓各組實驗的差異很小，以保證學(xué)生之間可以互相借鑒，從而得到正確的結(jié)論?？梢娰|(zhì)量守恒定律一節(jié)的探究活動根據(jù)教師對學(xué)生的認(rèn)識不同、對教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定不同而呈現(xiàn)出多樣化的設(shè)計。
2. 教學(xué)實錄
| 教學(xué)環(huán)節(jié) | 教師活動 | 學(xué)生活動 | 設(shè)計意圖 |
| 課前熱身 明確學(xué)習(xí)目標(biāo) 情境引入 明確任務(wù) 實驗探究 匯報交流 提出問題 實驗探究 交流匯報 形成結(jié)論 提出問題 實驗探究 交流研討 總結(jié)提升 提出問題 總結(jié) 延伸 | 展示：鐵絲燃燒、鎂條燃燒、“水下花園”等一系列實驗現(xiàn)象圖片。 展示：水電解時水分子分解示意圖 熱身游戲：帶領(lǐng)全體同學(xué)模仿水電解時水分子的變化（拳頭代表氫原子，頭代表氧原子） 介紹學(xué)習(xí)任務(wù)：我們可以從很多的角度研究化學(xué)反應(yīng)，今天從質(zhì)量角度再來認(rèn)識化學(xué)反應(yīng) 講授：200多年前，拉瓦錫和波義爾分別研究了化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量問題，得到了不同結(jié)論。 強調(diào)核心問題：兩位化學(xué)家爭論的焦點是：化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量是否相等。這是本節(jié)課研究的主題 板書： 組織實驗探究活動：全班共完成三個實驗：氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液、氫氧化鈉溶液與氯化鐵溶液、氫氧化鈉溶液與氯化鎂溶液 提示學(xué)生：實驗前先討論實驗方案，用最簡單的方法稱量反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量，注意觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)，尋找實驗結(jié)論 對實驗完成時的實驗現(xiàn)象進行拍照 展示三個不同實驗的小組實驗照片 質(zhì)疑證據(jù)：大家的實驗都證明了化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量相等，但是有沒有意外呢？ 提出實驗內(nèi)容：碳酸鈉和鹽酸的實驗 提供的實驗儀器：小燒杯、試管、瓶嘴有氣球的吸濾瓶、飲料瓶、藥匙、紙槽、膠塞 學(xué)生實驗時教師拍照學(xué)生的實驗裝置 展示不同小組的實驗儀器照片 引導(dǎo)學(xué)生對比不同實驗裝置的特點，分析實驗裝置對實驗結(jié)果的影響 對結(jié)論進一步嚴(yán)謹(jǐn)表述 化學(xué)反應(yīng)前各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后各物質(zhì)的質(zhì)量總和。 板書： 提出反思：實驗中使用的反應(yīng)容器是敞口的還是封閉的？ 回到問題情境：你們支持哪位化學(xué)家的觀點？ 引申追問：我們的問題研究清楚了嗎？我們研究的是參加化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，那么大家剛才稱量的那些東西都參加化學(xué)反應(yīng)了嗎？ 提出實驗內(nèi)容：鐵釘和硫酸銅溶液 提出研究問題：這個實驗中到底哪些物質(zhì)參加了化學(xué)反應(yīng)，哪些物質(zhì)的質(zhì)量總和是相等的？ 在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上通過幻燈片演示：化學(xué)反應(yīng)前和化學(xué)反應(yīng)后稱量過程分別稱量的是哪些物質(zhì)的質(zhì)量。確證學(xué)生的討論結(jié)果 分析過程： 反應(yīng)前稱量物質(zhì)的總質(zhì)量包括：燒杯的質(zhì)量、試管的質(zhì)量、水的質(zhì)量、鐵釘?shù)馁|(zhì)量、硫酸銅的質(zhì)量 反應(yīng)后稱量物質(zhì)的總質(zhì)量包括：燒杯的質(zhì)量、試管的質(zhì)量、水的質(zhì)量、銅的質(zhì)量、硝酸亞鐵的質(zhì)量、沒有反應(yīng)的銅的質(zhì)量 去除沒有參加反應(yīng)的物質(zhì)后：鐵釘?shù)馁|(zhì)量+硫酸銅溶液的質(zhì)量==銅的質(zhì)量+硫酸亞鐵的質(zhì)量+沒有參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量 因此：參加反應(yīng)的鐵釘+參加反應(yīng)的硫酸銅溶液的質(zhì)量==生成的銅的質(zhì)量+生成的硫酸亞鐵的質(zhì)量 板書： 對質(zhì)量守恒定律的完整描述（板書）：參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。 我們今天通過幾個實驗得到這個結(jié)論，而化學(xué)家通過大量實驗反復(fù)研究，并通過不斷改進的計量儀器才得到這個結(jié)論，發(fā)現(xiàn)它適用于所有的化學(xué)反應(yīng)。 為什么化學(xué)反應(yīng)都屬于質(zhì)量守恒定律呢？想想我們課前的游戲。從微觀的角度解釋一下。 我們今天一起重現(xiàn)了化學(xué)家探索質(zhì)量守恒定律的探究之路。拉瓦錫當(dāng)年探索化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量關(guān)系，不但發(fā)現(xiàn)反應(yīng)前后質(zhì)量相等，還發(fā)現(xiàn)各物質(zhì)間有固定的比例關(guān)系，各物質(zhì)間為什么會有固定的比例關(guān)系呢，下次課討論。 | 觀看圖片 跟隨教師示范，模仿水分子變化 傾聽思考 對兩位科學(xué)家的爭論提出自己的觀點 幾乎全部學(xué)生的假設(shè)是：質(zhì)量相等 根據(jù)學(xué)案確定自己小組需要完成的實驗方案 設(shè)計實驗方案，完成探究活動 各小組匯報實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)、稱量方法 各小組結(jié)論均為化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量相等 引發(fā)認(rèn)知沖突 自主設(shè)計實驗裝置 完成實驗探究 所有小組都考慮到稱量時要一起稱量二氧化碳的質(zhì)量，有的小組選擇吸濾瓶做反應(yīng)容器；有的小組選擇飲料瓶做反應(yīng)容器。他們都考慮到藥品接觸時要迅速蓋上膠塞，防止二氧化碳逸出。也有小組使用了大容器和小試管套用的組合裝置 各小組匯報實驗裝置、實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)論 有的小組發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后質(zhì)量減輕 有的小組稱量結(jié)果是質(zhì)量不變 積極思考不同實驗結(jié)果的形成原因 達成一致結(jié)論 思考、記錄 回答：封閉容器 拉瓦錫 思考，發(fā)現(xiàn)問題 回答：有一部分沒有參加反應(yīng) 完成實驗探究，重點思考根據(jù)實驗現(xiàn)象如何回答教師提出的問題： 學(xué)生回答：反應(yīng)的鐵釘和硫酸銅與生成的銅和硫酸亞鐵的質(zhì)量是相等的 積極思考、參與討論 反思，記錄 用文字整理出質(zhì)量守恒定律 思考，回答 化學(xué)反應(yīng)前后原子沒有變，原子種類、質(zhì)量、數(shù)目均不變化，所以宏觀表現(xiàn)為質(zhì)量守恒 傾聽，思考 | 觀看多姿多彩的實驗現(xiàn)象，引發(fā)學(xué)生意識到今天討論的是化學(xué)反應(yīng)中的一般規(guī)律。 觀看水分子分解示意圖和熱身游戲，引導(dǎo)學(xué)生從宏觀現(xiàn)象走進微觀解釋 創(chuàng)設(shè)問題情境 關(guān)注學(xué)生已有想法 實踐科學(xué)探究的過程，學(xué)生自主設(shè)計實驗驗證假設(shè)，形成結(jié)論 體現(xiàn)科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性， 引導(dǎo)學(xué)生體會科學(xué)探究活動中證據(jù)和結(jié)論間要有嚴(yán)密的邏輯關(guān)系 根據(jù)實驗?zāi)康脑O(shè)計和使用實驗裝置的技能訓(xùn)練 感受科學(xué)實驗的嚴(yán)謹(jǐn)：裝置的微小差異都會導(dǎo)致結(jié)論改變 對科學(xué)概念的精確表述 研究化學(xué)反應(yīng)的體系整體 呼應(yīng)問題情境 繼續(xù)反思實驗過程與實驗結(jié)論間的邏輯關(guān)系，對問題分析步步深入 透過現(xiàn)象分析化學(xué)反應(yīng)實質(zhì)，進一步理解質(zhì)量守恒定律的含義 用直觀的方式確證學(xué)生思考的結(jié)果，加深對理論的理解。 感悟科學(xué)探索的艱辛 從微觀角度解釋根據(jù)宏觀現(xiàn)象得到的結(jié)論 保持前年后教學(xué)的連貫性為后續(xù)課程做好鋪墊 |
3. 預(yù)設(shè)與生成
本節(jié)課在預(yù)設(shè)與生成問題上最大的特點是學(xué)生所有收獲都是生成性的，但都是有預(yù)設(shè)的生成，這充分說明了教師對學(xué)生的深刻了解和扎實的教學(xué)功底。
有開放才有生成，本節(jié)課第一個開放點是第一輪實驗探究，全班共完成三個實驗：氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液、氫氧化鈉溶液與氯化鐵溶液、氫氧化鈉溶液與氯化鎂溶液，每個小組做其中之一。實驗內(nèi)容是確定的，由于都是試管實驗，實驗裝置也相對確定，開放的是稱量方法，是把所有的儀器藥品一起稱量還是分別稱量，這既有實驗操作簡便和減少稱量誤差的問題，也提示學(xué)生關(guān)注研究目的。班里部分學(xué)生分別稱量，部分學(xué)生總體稱量，稱量的方法是生成的，但是在教師的預(yù)設(shè)之中，學(xué)生間不同方法的使用是的學(xué)生更深刻地認(rèn)識到實驗方案的設(shè)計要依據(jù)研究目標(biāo)確定。
本節(jié)課的第二個開放點是碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)的實驗裝置設(shè)計。每個小組都考慮到二氧化碳的問題，但是問題解決的辦法卻不盡相同。有的小組靠迅速給反應(yīng)容器蓋緊膠塞來抑制二氧化碳的逸出，結(jié)果失敗。有的小組則通過使用密閉反應(yīng)容器達到實驗?zāi)康墨@得成功。這些實驗方案也都是現(xiàn)場生成的，但也都在教的預(yù)料之中，學(xué)生之間的差異又一次起到了互相教育的目的。
本節(jié)課的第三個開放點是教學(xué)后半程關(guān)于化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量相等到底是什么相等的討論，是一個思維探究過程。學(xué)生之間在研討過程中互相啟發(fā)，最終形成合理的解釋。教師之提供了思考的核心問題和思考方向，而解決問題的過程全由學(xué)生自己完成。這也是明顯的有預(yù)設(shè)的生成。
本節(jié)課生成的最大亮點是板書的生成，它體現(xiàn)了學(xué)生知識的生成過程、認(rèn)識的發(fā)展過程。
首先提出問題：
而后通過兩組實驗探究明確：
然后通過鐵釘和硫酸銅的實驗分析得出：
最后用文字梳理：
“參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。”
黑板上的文字不斷演變著，學(xué)生直觀地看到自己的思維過程隨之演變，這應(yīng)該也是人類發(fā)現(xiàn)質(zhì)量守恒定律的演變過程。這種提出問題、解決問題、進而剖析追問得到更科學(xué)、精確的解釋的過程正是學(xué)生學(xué)習(xí)的生成過程，也是人類文化的生成過程，它幫助學(xué)生建構(gòu)起來的不僅僅是知識，更多的是一種方法、一種孜孜追求的意識。
4. 教學(xué)反思與評價
質(zhì)量守恒定律的研究課很多，本節(jié)課的教學(xué)是基于以下一些思考和定位。首先學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)中的定量關(guān)系不是一無所知。比如，曾經(jīng)很多教師課上讓學(xué)生猜測化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量的關(guān)系，希望學(xué)生說出增大、減小、不變?nèi)N情況，從而創(chuàng)造認(rèn)知沖突，引發(fā)探究欲望。但是實際教學(xué)中，絕大部分學(xué)生認(rèn)定質(zhì)量不變，也就是說學(xué)生是知道質(zhì)量守恒的存在的。其次，對于這節(jié)課的學(xué)習(xí)學(xué)生不知道的是什么呢？學(xué)生從來沒有直面過化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量有沒有變化這個問題，所以質(zhì)量守恒是一件需要確證的事情；學(xué)生不清楚質(zhì)量守恒的適用條件，是不是任何情況下都守恒；也不清楚質(zhì)量守恒的內(nèi)涵，到底是什么和什么守恒，以及為什么守恒。所以對于后面這幾個問題的突破是本節(jié)課的教學(xué)重點，也是本節(jié)課的幾個核心問題。
對于上述問題的突破，本節(jié)課是通過三組科學(xué)探究活動實現(xiàn)的。
第一組探究活動是完成氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液、氫氧化鈉溶液與氯化鐵溶液、氫氧化鈉溶液與氯化鎂溶液這三個化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量對比。這幾個實驗都是試管實驗，操作難度不大，有利于引導(dǎo)學(xué)生把注意力集中在質(zhì)量是否變化這一核心問題上，起到了很好的思維定向過程。由于實驗難度不大，每個小組都容易得到正確的結(jié)果，因此互相映證，形成一組證據(jù)，確認(rèn)質(zhì)量守恒的存在。另外，本輪探究活動過后，學(xué)生都會選擇整體的稱量方式，既從實驗操作上為后續(xù)活動做了準(zhǔn)備，又提示學(xué)生研究的對象是化學(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量總和。
第二組探究活動是稱量碳酸鈉和鹽酸溶液反應(yīng)前后的質(zhì)量關(guān)系。有了前面一輪探究，學(xué)生已經(jīng)意識到氣體不可忽略的問題。但是與氣體有關(guān)的反應(yīng)是否化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量也守恒學(xué)生并不十分確定，因為他們沒有稱量氣體的經(jīng)驗。另外如何才能把氣體一起稱量，對學(xué)生而言也是個問題。所以，本輪科學(xué)探究學(xué)生首先要解決的是實驗裝置和實驗操作問題，然后才是結(jié)論問題。這一輪探究完成后，學(xué)生對質(zhì)量守恒定律更加確信，對與氣體有關(guān)的實驗有了更多認(rèn)識，在實驗裝置選擇和使用能力上也有了發(fā)展。
第三組探究活動以實驗的形式呈現(xiàn)，但并不是一個實驗探究而是思維探究。實驗是鐵釘與硫酸銅溶液反應(yīng)前后質(zhì)量不變。但是學(xué)生實驗的目的是給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個直觀的場景，利于學(xué)生的思考，而本輪探究的核心是思考化學(xué)變化質(zhì)量守恒的內(nèi)涵。引導(dǎo)學(xué)生透過質(zhì)量不變的表象深入分析質(zhì)量不變的本質(zhì)。在分析中通過先除去直觀因素：燒杯、試管、水的質(zhì)量；然后再除去隱含因素：沒有參加反應(yīng)的鐵；這樣層層剝離，步步推進，使學(xué)生通過對實驗數(shù)據(jù)的分析，自主發(fā)現(xiàn)表相的化學(xué)反應(yīng)前后總質(zhì)量的內(nèi)因是質(zhì)量守恒定律，也初步體現(xiàn)出定量分析的過程。
可見，本節(jié)課中三組科學(xué)探究活動探究目的不同、探究方式不同、對形成結(jié)論的作用不同，對學(xué)生科學(xué)認(rèn)識發(fā)展及思維能力、實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)的功能也不相同，實現(xiàn)了教學(xué)方式的多樣化、教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)的多元化。
另外，本節(jié)課的教學(xué)中教師通過用數(shù)碼相機現(xiàn)場給學(xué)生實驗現(xiàn)象拍照并展示，在課堂上建立學(xué)生交流的平臺，將文字配以圖像，使交流更加生動直觀。因為各組學(xué)生所做實驗不同，通過這個方式也使他們在短時間內(nèi)熟悉了自己沒有做過的實驗現(xiàn)象及結(jié)果，提高了學(xué)生實驗的積極性，加大了學(xué)生的參與度和參與面，也是值得借鑒的一種方法。
課例二、燃燒和滅火
1. 教學(xué)背景
在大多數(shù)教材中，《燃燒和滅火》的有關(guān)內(nèi)容位于氧氣、水、二氧化碳的有關(guān)性質(zhì)學(xué)過之后，學(xué)生對物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)有了一定學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。不過，前面的學(xué)習(xí)均是基于個別物質(zhì)的學(xué)習(xí)，化學(xué)反應(yīng)條件也是遇到一個反應(yīng)討論一個反應(yīng)發(fā)生的條件，而在《燃燒和滅火》一節(jié)中，學(xué)生將討論與燃燒有關(guān)的一類反應(yīng)是如何發(fā)生的，這一類反應(yīng)的反應(yīng)條件是什么，以及如何探索化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)條件，如何利用化學(xué)反應(yīng)條件控制化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。所以，對于這一節(jié)的教學(xué)，建議教師不要就燃燒論燃燒，而應(yīng)立足于如何研究一類化學(xué)反應(yīng)，如何研究化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件，如何控制化學(xué)反應(yīng)，即立足于學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)認(rèn)識的發(fā)展這一大角度去教學(xué)。
本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的另外一個特征是貼近生活。燃燒和滅火是學(xué)生日常生活中經(jīng)常接觸的事件，有很多感性認(rèn)識和直接經(jīng)驗。所以本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)不是教會學(xué)生如何燃燒和如何滅火，而是引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)的視角看待生活中的現(xiàn)象，用科學(xué)的方法解決生活中的問題。因此在本節(jié)課的教學(xué)中，教師要特別注意挖掘?qū)W生已有的知識經(jīng)驗，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中經(jīng)歷展示經(jīng)驗、分享經(jīng)驗、反思經(jīng)驗、認(rèn)識經(jīng)驗的過程，從而實現(xiàn)感性認(rèn)識向理性認(rèn)識的飛躍。
2.教學(xué)實錄
| 教學(xué)環(huán)節(jié) | 教師活動 | 學(xué)生活動 | 設(shè)計意圖 |
| 創(chuàng)設(shè)情境 明確主題 提出探究任務(wù) 實驗探究 匯報交流 提出問題 小組討論 匯報交流 形成結(jié)論 遷移應(yīng)用 證實學(xué)生答案 明確知識價值 提出問題 活動探究 概括總結(jié) 遷移應(yīng)用 提出問題 歸納小結(jié) 拓展延伸 | 大家一起來欣賞電影：主人公是一家快遞公司的職員，由于飛機失事流落到一個荒島上。他用郵件中的紗裙制成漁網(wǎng)，補到小魚只能生吃。他用郵件中冰鞋的冰刀削尖了木棒，叉到了螃蟹，但由于是生的，螃蟹的味道使他難以下咽。在這樣的情況下，他最需要什么呢？ 引入主題：一提到火呢，我們就會想到燃燒。如何利用燃燒為人類服務(wù)，控制燃燒帶來的災(zāi)害，就是我們今天要研究的內(nèi)容 板書課題：燃燒和滅火 提出問題：電影主人公在荒島上要生火，他找到了一些物品，哪些是他要找的？ 物品有：貝殼、干草、枯枝、木頭、巖石、沙子、海水、落葉 與學(xué)生互動：你為什么要選這些呢？ 總結(jié)：你認(rèn)為燃燒需要可以燃燒的物質(zhì)，也就是可燃物 板書：可燃物 提出問題：主人公是不是找到可燃物就能取火了，燃燒還需要那些條件呢？ 提出探究主題：今天我們就親自動手研究燃燒的條件 介紹實驗方案：以紅磷和白磷代替主人公找到的可燃物進行實驗。紅磷和白磷是實驗室中能夠燃燒的物質(zhì)。實驗裝置如圖 交流實驗現(xiàn)象 提出問題：為什么水中的白磷沒著，試管中的紅磷也沒著 明確問題解決的思路：試管中的白磷和水中的白磷所處的環(huán)境是否相同？試管中的白磷和試管中的紅磷所處的環(huán)境是否相同。 要求小組合作討論 匯報中教師幫助學(xué)生整理思路，同時記錄學(xué)生觀點。關(guān)于第一個問題的討論： 與氧氣有關(guān)、與水有關(guān) 詢問其他小組意見 記錄觀點：與水無關(guān) 追問：你同意與氧氣有關(guān)的觀點嗎？ 追問：你有沒有進一步設(shè)計實驗驗證與水無關(guān)的觀點 演示實驗：將一集氣瓶氧氣倒扣在熱水中的白磷上，白磷燃燒 關(guān)于第二個問題的討論： 教師記錄觀點并解釋，著火點就是物質(zhì)燃燒的最低溫度 大家討論后確定了燃燒的三個條件，那么這三個條件是不是滿足一個就能燃燒呢？ 請舉例說明。 我們找到了燃燒的三個條件，你能不能為影片中的主人公想辦法取到火呢？ 肯定學(xué)生的設(shè)想，演示主人公取火的做法，提示學(xué)生認(rèn)真觀察 提出新的問題：火有什么共同的特征？ 總結(jié)燃燒定義 提出火對人類的意義 觀看電影中主人公依靠火獲得光明，獲得熟的食物 提問：我們?nèi)祟惓艘揽炕皤@得熟食和光明外，還有什么利用呢？請舉例說明。 在學(xué)生回答后，展示一組人類用火圖片 火是一把雙刃劍。展示大興安嶺火災(zāi)圖片。 掌握滅火的方法和原理是非常重要的。 現(xiàn)場模擬小火情，請四個學(xué)生上臺滅火 引導(dǎo)大家分析滅火原理 總結(jié)：大家有沒有發(fā)現(xiàn)滅火時幾位同學(xué)是如何控制滅火條件的？ 燃燒和滅火的關(guān)系：燃燒是三個條件同時具備，滅火則是三個條件缺少其一。 一組真實的滅火問題： 如何熄滅酒精燈； 高樓起火（糾正：降低溫度不是降低著火點，而是使其達不到著火點）； 消防隊員撲滅森林大火時將樹木砍伐砍出隔離帶； 家里油鍋起火； 筆記本電腦起火；（教師不斷追問學(xué)生有沒有更穩(wěn)妥的方案，但是始終沒有學(xué)生提出切斷電源，最終教師給出更合適的方案） 當(dāng)火勢過大，以個人的力量無法撲滅的時候該怎樣做呢？ 在等待救援的同時，我們該做什么？ 有哪些自救方法呢？ 展示一組逃生圖片，總結(jié)逃生辦法，告訴學(xué)生可以到公共安全網(wǎng)站獲取更多自救知識，給學(xué)生提供拓展知識的渠道 這節(jié)課的收獲和感想 除了課堂之內(nèi)的收獲，課堂之外也有收獲。請同學(xué)到校園中調(diào)查，校園中哪些位置安裝了滅火器，這些滅火器的種類是什么，它們在什么情況下適合什么物質(zhì)的滅火？還要學(xué)會滅火器的使用方法。 希望各位同學(xué)把只是應(yīng)用到生活中，在生活中感受學(xué)習(xí)化學(xué)的快樂。 | 興致勃勃地觀看 回答：火 傾聽、思考 學(xué)生甲回答：枯枝、貝殼、干草、木頭、樹葉 與教師互動：貝殼可以吃，干草、枯枝、樹葉可用來取火 傾聽、記錄 思考 明確活動主題 了解實驗過程和注意事項 按照教師要求完成實驗 試管內(nèi)的白磷燃燒，有白煙生成 明確問題和思考方向 小組熱烈討論 小組A：試管中的白磷有氧氣，水中的白磷雖然也有氧氣，但氧氣量少；因為有水，水中的白磷不干燥 學(xué)生乙：我認(rèn)為與水無關(guān)，比如酒精中就有水，但是酒精就能燃燒 學(xué)生乙：同意 學(xué)生乙：用一根導(dǎo)管向水下的白磷通入氧氣，看白磷是否燃燒 觀察現(xiàn)象 得出結(jié)論： 燃燒與氧氣有關(guān) 小組B：試管中的紅磷和白磷所處的環(huán)境一樣，白磷燃燒而紅磷沒有燃燒，我們認(rèn)為是紅磷沒有達到著火點 思考回答：三者同時具備。 學(xué)生丙：實驗中試管中的白磷具備三個條件，水中的白磷只具備兩個條件，試管中的紅磷也具備兩個條件，所以只有試管中的白磷能燃燒 學(xué)生?。憾哑鹨欢涯緣K，用一塊冰作凸透鏡，對著陽光就能點燃木頭 學(xué)生戊：把落葉、木頭擺平，用兩塊巖石摩擦出火星把落葉點燃 觀看 思考，回答 學(xué)生己：火都發(fā)光發(fā)熱 回答：火箭升空、火力發(fā)電、燃油汽車、煤火取暖、節(jié)日焰火 明確新的研究主題 積極想辦法 臺上學(xué)生1：用水滅火；學(xué)生2：用大燒杯扣在火焰上熄滅火焰；3.用細(xì)砂蓋滅火焰；4.用濕抹布蓋滅火焰 回答：每次滅火都至少使燃燒條件減少一個 回答： 燈帽蓋滅； 用水降低溫度，降低著火點； 消除可燃物； 用鍋蓋蓋上，隔絕氧氣； （出現(xiàn)分歧：）有學(xué)生建議用濕布蓋上，既降溫又隔絕空氣；有學(xué)生建議用滅火器，原因是用濕不會把儀器損壞；有學(xué)生提出用濕布會導(dǎo)電，所以用滅火器；有學(xué)生提出用砂子澆滅 回答：打119報警 回答：自救 學(xué)生給出了多種答案：用床單擰成繩子逃生；用濕布捂住口鼻；盡量趴在地上行走（教師提示安全標(biāo)志在低處）；不要走樓梯 回答：了解了滅火常識和火災(zāi)形成條件；水能載舟亦能覆舟，任何事物使用它都應(yīng)該有一定尺度，火是利刃，人類使用它，但也要控制。 | 用原始的人類生存狀態(tài)，使學(xué)生感受到火對人類的重要意義 從無火到想辦法取火的情境設(shè)計，恰恰引發(fā)了對燃燒條件的思考 解決真實的問題 在實驗室中將生活場景簡化進行模擬實驗是科學(xué)研究的一種常用方法 用對比的方法探索燃燒條件 對實驗現(xiàn)象做理論分析，形成科學(xué)結(jié)論，在結(jié)論與實驗現(xiàn)象間構(gòu)建邏輯關(guān)系 引導(dǎo)學(xué)生對自己的理論假設(shè)尋找實驗證據(jù) 實驗現(xiàn)象與實驗結(jié)論的相互映證 將探究活動的結(jié)論運用到真實的問題情境中 用真實生活情景證實學(xué)生的假設(shè) 感受知識的價值 既是新問題的探究，又是新學(xué)理論的應(yīng)用，在活動中學(xué)生用原有經(jīng)驗解決問題時，還是用理論解釋原有經(jīng)驗，使學(xué)生認(rèn)識獲得新的發(fā)展 感受知識的價值，將所學(xué)知識應(yīng)用到真實問題中，同時看到真實問題的復(fù)雜性 關(guān)愛生命，掌握與燃燒有關(guān)的逃生自救知識 將課堂學(xué)習(xí)延伸到課外，關(guān)注生活、關(guān)注社會 |
3．預(yù)設(shè)與生成
對課堂生成的關(guān)注反映的是教學(xué)中關(guān)注學(xué)生的教學(xué)觀念。教師在進行教學(xué)設(shè)計時，在充分了解學(xué)生的基礎(chǔ)上，要預(yù)設(shè)出哪些地方可以放開，允許學(xué)生生成，甚至預(yù)設(shè)出學(xué)生可能生成什么，如何處理不同的生成結(jié)果。學(xué)生在課堂中的生成是自主建構(gòu)的結(jié)果，只有允許學(xué)生生成、鼓勵學(xué)生生成、利用學(xué)生的生成才能使教學(xué)更符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展，更有利于學(xué)生學(xué)科能力的提升。因此，在教學(xué)中我們倡導(dǎo)有預(yù)設(shè)的生成，一個好的教學(xué)，一定是教學(xué)前對學(xué)生的生成有充足的預(yù)設(shè)，教學(xué)中對學(xué)生的生成有足夠的關(guān)注。當(dāng)然教學(xué)中意外的生成也是難免的，一方面教師應(yīng)通過全面了解學(xué)情減少課堂意外，另一方面對意外的生成教師也應(yīng)給予足夠的關(guān)注，因為我們沒想到的問題也許恰恰就是突破學(xué)生認(rèn)知障礙點的關(guān)鍵。
本節(jié)課的教學(xué)中，教師按照思維線索預(yù)設(shè)了一組問題供學(xué)生研討交流：燃燒需要選擇什么物質(zhì)？有了可燃物，燃燒還需要哪些條件？燃燒的三個條件是否需要同時存在？滅火的原理是什么？為了幫助學(xué)生回答這些問題，教師還設(shè)計了幾組探究活動。問題的研討和活動探究是開放性的，給了學(xué)生生成的空間。由于教學(xué)中問題指向明確，探究活動主題清楚，研討過程中教師將一個大問題分解成幾個小問題的組織策略有效，所以本節(jié)課中學(xué)生的生成幾乎全在教師的預(yù)設(shè)之中，課堂實效很高。
不過，這節(jié)課也有一個細(xì)節(jié)值得商榷。在學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識了燃燒的三個條件，并且明確了三個條件缺一不可后，教師要求學(xué)生為影片中的主人公設(shè)計取火方法。這一環(huán)節(jié)的設(shè)計用意是學(xué)以致用，剛剛學(xué)完燃燒的三個條件，只要按照這個思路應(yīng)該很容易的找到取火方法?，F(xiàn)場教師請兩名同學(xué)回答了這個問題，他們的回答分別是：“堆起一堆木塊，用一塊冰作凸透鏡，對著陽光就能點燃木頭”“把落葉、木頭擺平，用兩塊巖石摩擦出火星把落葉點燃”。教師對兩名同學(xué)回答的評價是“精彩、很棒”。然而這一環(huán)節(jié)的核心是將剛學(xué)到的知識應(yīng)用到真實的問題中，教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生是怎樣使用知識的，習(xí)得的知識不經(jīng)過使用就只是書上的文字，只有用才能轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的認(rèn)識。其實，通過回答我們隱隱能感到學(xué)生有些想法可能是基于先前經(jīng)驗，而不是本節(jié)課所學(xué)。如果教師能對學(xué)生的生成給予更切實的關(guān)注，要求學(xué)生分析自己使用的方法是否符合燃燒條件，則會誘發(fā)學(xué)生更深入的思考，對燃燒條件也會有更深刻的認(rèn)識。
4.教學(xué)反思與評價
本節(jié)課教學(xué)線索清晰，充分關(guān)注學(xué)生原有經(jīng)驗，并引導(dǎo)學(xué)生通過理性思考對自己的原有經(jīng)驗進行科學(xué)解釋，達到感性認(rèn)識與理性認(rèn)識融合，課堂學(xué)習(xí)與生活經(jīng)驗融合的教學(xué)效果，在完成知識教學(xué)的同時，充分關(guān)注了學(xué)生過程方法、情感態(tài)度價值觀的轉(zhuǎn)變和提升。比如：本節(jié)課從電影中主人公沒有火入手，使學(xué)生關(guān)注火對人的生存的重要意義。而在完成對燃燒條件的探索之后，教師又例舉了火對人類社會發(fā)展的貢獻，使學(xué)生從關(guān)注火對個人的意義發(fā)展到火對社會的意義。本節(jié)課始終圍繞生活線索，用生活中的問題驅(qū)動教學(xué)進程。但是在解決問題的過程中，教師帶領(lǐng)學(xué)生通過模擬實驗將生活中的問題簡單化，還引導(dǎo)學(xué)生用控制變量和對比的方法探索燃燒條件和滅火原理，因此科學(xué)方法的使用也是本節(jié)課中學(xué)生的重要收獲。本節(jié)課的具體教學(xué)線索如圖6-7，其中“教學(xué)內(nèi)容”是推動教學(xué)進程的具體事件；“核心問題”是課堂討論主要問題，是學(xué)生思維的焦點；“學(xué)生認(rèn)識發(fā)展”是學(xué)生在本節(jié)課的具 核心問題 教學(xué)內(nèi)容 學(xué)生認(rèn)識發(fā)展 利用燃燒為人類服務(wù)，控制燃燒帶來的災(zāi)害 電影主人公缺少火的荒島生活 火對人的生存有重要 意義 燃燒需要的物質(zhì) 電影主人公找到用于生火的物品 燃燒的其他條件 模擬實驗代替真實的生活場景 實驗驗證 初步結(jié)論 燃燒三個條件必須同時存在嗎 對燃燒條件的科學(xué)完整的認(rèn)識 燃燒需要可燃物等條件的零散的直覺經(jīng)驗 實驗?zāi)M、控制變量、 對比等科學(xué)方法研究化學(xué)反應(yīng) 電影主人公取火成功 模擬滅火實驗 思考滅火原理 滅火原理，對燃燒條件的逆向應(yīng)用 滅火的原理是 什么 火災(zāi)自救常識 總結(jié)反思：火是雙刃劍 火對社會發(fā)展的貢獻 火對社會進步有重要 意義 從火對個人的 意義到火對社會的意義 圖6-7《燃燒和滅火》教學(xué)線索
體收獲。在課堂小結(jié)這個教學(xué)環(huán)節(jié)中，學(xué)生應(yīng)該對核心問題作出合理的解釋，對自己的收獲有明確的認(rèn)識。
本節(jié)課的另一個特點是教學(xué)情境設(shè)計新穎恰當(dāng)。本節(jié)課中教師以一個荒島生存的故事情節(jié)作為情境引入，不但新穎的形式吸引了學(xué)生，故事情節(jié)也恰好滿足了教學(xué)需要。影片中主人公沒有火的生存狀態(tài)讓學(xué)生體會到火的重要，沒有火的狀態(tài)也引出了核心問題，如何獲得火，即燃燒的條件是什么。在幫助主人公解決問題的過程中，學(xué)生要不斷應(yīng)用自己的原有經(jīng)驗，同時又努力用科學(xué)知識解釋這些經(jīng)驗，使原有經(jīng)驗和新學(xué)的理論融為一體，將書本知識轉(zhuǎn)化為可用的有效知識。教學(xué)中影片主人公終于有了火吃到熟食的情境設(shè)計，讓學(xué)生興奮不已，他們用所學(xué)的知識解決了主人公的難題，他們感受到知識的力量，也體驗到成功的興奮和助人的快樂。
本節(jié)課教師還設(shè)計了模擬火場滅火的活動情境。這一情境安排在燃燒條件學(xué)習(xí)之后，活動任務(wù)看似簡單，大部分學(xué)生都能找到多種方法滅火，但是學(xué)生選取滅火方法的理由則會因人而異。有的學(xué)生也許僅是憑經(jīng)驗完成任務(wù)，有的學(xué)生則會在燃燒條件的基礎(chǔ)上考慮滅火方法，這個活動既可以看作是學(xué)生原有滅火經(jīng)驗的展示，也可以看作是燃燒條件學(xué)習(xí)后的遷移應(yīng)用，關(guān)鍵是在教師引導(dǎo)下，學(xué)生自主意識到燃燒條件和滅火原理間的關(guān)系，燃燒條件這一知識的價值得到了拓展。
本節(jié)課還特別注意學(xué)以致用，用科學(xué)知識解決真實的生活問題，使學(xué)生切實感受到化學(xué)就在身邊，化學(xué)是有用的科學(xué)。在教學(xué)的最后一個環(huán)節(jié)，教師要求學(xué)生到校園中調(diào)查，校園中哪些位置安裝了滅火器，這些滅火器的種類是什么，它們在什么情況下適合什么物質(zhì)的滅火？學(xué)會滅火器的使用方法。這是將課堂學(xué)習(xí)延伸到課外，提示學(xué)生關(guān)注生活、關(guān)注社會，對提高學(xué)生的公民意識是十分有益的。
參考文獻：
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化學(xué)學(xué)習(xí)中“宏觀——微觀——符號”三重表征的研究[J]，畢華林，黃婕，化學(xué)教育，2005.5
有關(guān)化學(xué)方程式教學(xué)研究的國內(nèi)外比較與啟示，閆亞瑞，王祖浩，教育科學(xué)研究，2006.10
課例來源：
質(zhì)量守恒定律，吳蘭，北京景山學(xué)校
燃燒和滅火，吳妍穎，河北省唐山九中
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