基于“透”字特征體現(xiàn)的概念教學(xué)創(chuàng)新

繆徐

摘要： 以“化學(xué)方程式”的教學(xué)為例，分析了在概念教學(xué)中“透”字特征的體現(xiàn)以及教學(xué)形式的創(chuàng)新。認(rèn)為教材析透是基礎(chǔ);教師講透是關(guān)鍵;學(xué)生悟透是歸宿。通過元素符號、化學(xué)式、化學(xué)方程式三種化學(xué)用語的宏觀和微觀意義的對接和打通，提升了學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和思維能力。

關(guān)鍵詞： 透; 化學(xué)式; 化學(xué)方程式; 概念教學(xué); 教學(xué)設(shè)計(jì)

文章編號： 1005-6629（2019）5-0061-04 ? ? ? ? ? ?中圖分類號： G633.8 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B

本文所謂的“透”字的具體含義是： 教材析透，教師講透（注： 這里的講透不是傳統(tǒng)意義上的講解，而是教師用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略、方法，啟迪學(xué)生的思維，讓學(xué)生通過自己的學(xué)習(xí)活動理解學(xué)科內(nèi)容，達(dá)到深度學(xué)習(xí)要求的一種師生活動），學(xué)生悟透[1]?，F(xiàn)以蘇南某市教研活動中的一節(jié)“化學(xué)方程式”（人教版初中化學(xué)第五單元課題1“質(zhì)量守恒定律”第二課時(shí)的教學(xué)內(nèi)容）為例，談?wù)劯拍罱虒W(xué)中“透”字特征的體現(xiàn)以及教學(xué)形式的創(chuàng)新。

1 ?教材分析

化學(xué)方程式，是介于質(zhì)量守恒定律和化學(xué)方程式書寫之間的教學(xué)內(nèi)容，擔(dān)負(fù)著質(zhì)量守恒定律內(nèi)涵的鞏固以及為化學(xué)方程式書寫打基礎(chǔ)的雙重任務(wù)。該課時(shí)的教學(xué)重點(diǎn)是建立化學(xué)方程式的概念，理解化學(xué)方程式表示的意義。教學(xué)難點(diǎn)是學(xué)習(xí)化學(xué)方程式意義時(shí)認(rèn)識視角的切換。

教材中安排了碳、硫在氧氣中燃燒、鐵和硫酸銅反應(yīng)以及氫氣還原氧化銅等4個(gè)化學(xué)方程式，其中，碳在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式在“化學(xué)方程式”概念建立及所表示的意義教學(xué)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)，其余3個(gè)化學(xué)方程式都在“討論”這一教學(xué)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)，用于鞏固所學(xué)內(nèi)容。之所以安排這4個(gè)不需要配平的化學(xué)方程式，主要是想回避化學(xué)方程式的配平這一教學(xué)難點(diǎn)（配平是下一節(jié)“化學(xué)方程式書寫”的教學(xué)內(nèi)容），有其合理的一面。但是這種安排，也有對教學(xué)不利的一面： 學(xué)生難以明白，用符號表示的反應(yīng)式，為什么要衍變成化學(xué)方程式呢？為了解決學(xué)生心目中“為什么”的問題，授課老師將碳在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式，改成了氫氣在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式。改動的原因主要考慮兩點(diǎn)： 一是該化學(xué)變化學(xué)生比較熟悉，化學(xué)方程式的配平難度也不大;二是氫氣在氧氣中反應(yīng)的符號表達(dá)式，能夠讓學(xué)生體悟到某些符號反應(yīng)式在表示化學(xué)反應(yīng)時(shí)所暴露出的不足（不能體現(xiàn)化學(xué)變化前后原子數(shù)目的守恒關(guān)系），進(jìn)而讓學(xué)生意識到符號表達(dá)式“升格”為化學(xué)方程式的必要性，同時(shí)，也進(jìn)一步鞏固了他們上一節(jié)課所學(xué)的質(zhì)量守恒定律的微觀涵義。

2 ?設(shè)計(jì)思路

文字表達(dá)式、符號反應(yīng)式、化學(xué)方程式之間存在著學(xué)科特點(diǎn)逐漸增強(qiáng)、表達(dá)效果逐漸完美的衍變關(guān)系，教學(xué)過程中有必要將這種衍變關(guān)系呈現(xiàn)出來，以突顯化學(xué)方程式這一化學(xué)用語的學(xué)科性和完美性。

元素符號、化學(xué)式、化學(xué)方程式之間存在著內(nèi)在的衍生關(guān)系?；诖耍瘜W(xué)方程式概念的建立可以采用延伸類比的方法： 用元素符號表示物質(zhì)組成的式子叫化學(xué)式→用化學(xué)式來表示化學(xué)反應(yīng)的式子叫化學(xué)方程式。

因?yàn)榛瘜W(xué)式是“詞”，化學(xué)方程式是“句”，所以化學(xué)方程式的意義（所提供的信息），可采用遷移的方法進(jìn)行： 由化學(xué)式的宏觀、微觀意義，引出化學(xué)方程式的宏觀、微觀意義;由化學(xué)式式量（相對分子質(zhì)量）的計(jì)算，引出化學(xué)方程式中各物質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系。由化學(xué)方程式的宏觀意義到微觀意義，是一次宏觀、微觀認(rèn)識視角的切換。由相對分子質(zhì)量關(guān)系到物質(zhì)質(zhì)量關(guān)系也要運(yùn)用到類似的切換。以2H2+O22H2O為例（點(diǎn)燃條件略），根據(jù)氫氣、氧氣、水相對分子質(zhì)量算出來的質(zhì)量關(guān)系本應(yīng)是2個(gè)氫分子、1個(gè)氧分子、2個(gè)水分子之間的質(zhì)量關(guān)系，由這一微觀質(zhì)量關(guān)系，可以推出該化學(xué)變化中氫氣、氧氣、水三種物質(zhì)之間的宏觀質(zhì)量關(guān)系[2]。在幫助學(xué)生理清質(zhì)量關(guān)系這兩種表征形式的同時(shí)，還有必要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用回頭看的形式，弄清相對原子質(zhì)量和相對分子質(zhì)量這些相對質(zhì)量的價(jià)值所在： 計(jì)算物質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系時(shí)，用相對分子（原子）質(zhì)量要比直接用分子（原子）的質(zhì)量來得方便和簡潔。

3 ?教學(xué)實(shí)錄

3.1 ?導(dǎo)入新課

教師引領(lǐng)： 化學(xué)學(xué)科有其獨(dú)特的規(guī)律，比如同學(xué)們剛剛學(xué)過的質(zhì)量守恒定律?；瘜W(xué)學(xué)科也有著其獨(dú)特的語言，元素符號就是一種較為簡單的化學(xué)用語（在黑板上板書H、 O的元素符號）。這是大家非常熟悉的兩種元素符號，能說出它們的宏觀、微觀意義嗎？（學(xué)生集體回答）如果加上一些數(shù)字組合，元素符號就變成了氫氣、氧氣、水的化學(xué)式了（在H、 O的右下角標(biāo)出數(shù)字2，使其變成H2、 O2，同時(shí)寫出水的化學(xué)式H2O）。

學(xué)生活動： 傾聽、回答。

3.2 ?建立概念

教師引領(lǐng)： 請同學(xué)們回顧一下這三個(gè)化學(xué)式的宏觀意義和微觀意義。

學(xué)生表達(dá)： 氫氣化學(xué)式的宏觀意義是，表示氫氣這種物質(zhì);表示氫氣由氫元素組成。微觀意義是，表示一個(gè)氫分子;一個(gè)氫分子由兩個(gè)氫原子構(gòu)成……

教師引領(lǐng)： 因?yàn)榛瘜W(xué)式有了上述宏觀意義，所以可以用符號反應(yīng)式來表示某一化學(xué)反應(yīng)（在黑板上將氫氣、氧氣、水的化學(xué)式連成符號反應(yīng)式）。如何使這一符號反應(yīng)式在表示化學(xué)反應(yīng)事實(shí)的同時(shí)，還能體現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的重要規(guī)律——質(zhì)量守恒定律呢？

學(xué)生表達(dá)： 使反應(yīng)式兩邊各種原子的數(shù)目相等（原子數(shù)目守恒）。

教師設(shè)問： 要使原子數(shù)目守恒，采取這些措施行不（將O2的下標(biāo)數(shù)字擦掉變成O，或改動H2O中O的下標(biāo)數(shù)字使其變成H2O2）？

學(xué)生表達(dá)： 不行，這樣會改變物質(zhì)的組成。

教師追問： 怎樣做才能行？

學(xué)生回答： 在氫氣和水的化學(xué)式前分別添加數(shù)字“2”，這樣，既沒有改變反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式，又保證了反應(yīng)式兩邊氫、氧原子數(shù)目的守恒。

教師講解： （在學(xué)生回答的同時(shí)另起一行板書氫氣在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式）很好！這種在符號反應(yīng)式的基礎(chǔ)上完善起來的表達(dá)化學(xué)反應(yīng)的式子，叫化學(xué)方程式。

3.3 ?理解概念

教師引領(lǐng)： 從文字表達(dá)式到符號反應(yīng)式再到化學(xué)方程式，我們看到了化學(xué)反應(yīng)表示方法不斷發(fā)展、不斷完善的過程?，F(xiàn)在，我們再換一條認(rèn)識路線，即從元素符號到化學(xué)式再到化學(xué)方程式，看一看這三種化學(xué)用語的衍變過程。請同學(xué)們回憶或者閱讀教科書第88頁上化學(xué)式的概念，然后將剛剛學(xué)到的化學(xué)方程式的概念與其進(jìn)行對比，你肯定會有所發(fā)現(xiàn)。

學(xué)生活動： 回憶或閱讀。

學(xué)生表達(dá)： 化學(xué)式是用元素符號表示物質(zhì)組成的式子，化學(xué)方程式是用化學(xué)式來表示化學(xué)反應(yīng)的式子，所使用的化學(xué)符號不同，所表示的對象也不同，但它們的概念都是“用什么來表示什么的式子”來描述的，句式十分相似。

教師設(shè)問： 教科書的第84頁和第88頁，各有一處化學(xué)式的文字描述（學(xué)生閱讀教材），你覺得哪一處描述更準(zhǔn)確？

學(xué)生回答： 第84頁的描述比第88頁的描述多出了“數(shù)字組合”這幾個(gè)字。我覺得第84頁的描述更好一些，因?yàn)榛瘜W(xué)式不只是用到元素符號，還有數(shù)字組合，否則，我們就無法區(qū)分水和過氧化氫、一氧化碳和二氧化碳了。

教師追問： 說得很有道理。如果把這種認(rèn)識方法轉(zhuǎn)移到化學(xué)方程式的概念上來，你能說出自己的想法嗎？

學(xué)生表達(dá)： 我覺得有些時(shí)候僅僅用化學(xué)式表示化學(xué)反應(yīng)還不行，還得加上“系數(shù)”組合。道理很簡單，如果氫氣在氧氣中燃燒的表示式子中，沒有“系數(shù)”的添加，它還會停留在符號表達(dá)式的階段。所以，我認(rèn)為化學(xué)方程式的概念中，有必要加上“以及系數(shù)組合”這幾個(gè)字。

教師評價(jià)： 你的發(fā)現(xiàn)很有價(jià)值。只是，化學(xué)式前面的“系數(shù)”，化學(xué)上不叫“系數(shù)”，而叫“計(jì)量數(shù)”，以后在表述的時(shí)候要加以注意。

3.4 ?認(rèn)識意義

教師引領(lǐng)： 因?yàn)榛瘜W(xué)方程式是在化學(xué)式的基礎(chǔ)上建立起來的，因此，化學(xué)方程式的意義可以在化學(xué)式意義的基礎(chǔ)上去探索和發(fā)現(xiàn)。請同學(xué)們以氫氣在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式為例，去開啟發(fā)現(xiàn)之旅。

學(xué)生活動： 思考、交流。

學(xué)生表達(dá)： 由化學(xué)式的宏觀意義、微觀意義，可以推出化學(xué)方程式的宏觀意義、微觀意義（具體意義略）。

教師強(qiáng)調(diào)： 因?yàn)闅錃庠谘鯕庵械娜紵?，是無數(shù)個(gè)氫分子和氧分子同時(shí)發(fā)生的反應(yīng)，所以，在描述該化學(xué)方程式微觀意義的一開始，要加上一個(gè)“每”字。

教師引領(lǐng)： 在化學(xué)式的計(jì)算部分，我們曾學(xué)過相對分子質(zhì)量的計(jì)算?？谒阋幌職錃?、氧氣、水各自的相對分子質(zhì)量，將其與化學(xué)式前面的計(jì)量數(shù)相乘，我們就可以得出2個(gè)氫分子、1個(gè)氧分子、2個(gè)水分子之間的質(zhì)量比為4∶32∶36，將這微觀角度得出的質(zhì)量比向宏觀推廣，我們就得出了該化學(xué)變化中氫氣、氧氣、水三者之間的質(zhì)量比。具體描述意義時(shí)，我們應(yīng)該注意哪些問題呢（學(xué)生可以閱讀教材，也可思考交流）？

學(xué)生活動： 閱讀、思考，表達(dá)——一開始也要加上“每”字;除此之外，每個(gè)數(shù)據(jù)之后還要加上“份質(zhì)量”三個(gè)字。如，2H2+O22H2O的質(zhì)量意義應(yīng)該這樣描述——每4份質(zhì)量的氫氣和32份質(zhì)量的氧氣完全反應(yīng)，生成36份質(zhì)量的水。

教師設(shè)問： 除了上述意義之外，化學(xué)方程式還有其他的意義嗎？

師生活動： （學(xué)生回答）還能表示化學(xué)反應(yīng)前后元素種類、物質(zhì)總質(zhì)量、原子數(shù)目等方面的守恒關(guān)系。（教師插話）可見，化學(xué)方程式中的“”，雖然不能讀成“等于”，（師生齊說）但也有“等”的涵義。

學(xué)生補(bǔ)充： 上述化學(xué)方程式還能表示，氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，放出大量的熱……

學(xué)生質(zhì)疑： 不對，這是氫氣在氧氣中燃燒的現(xiàn)象，不是化學(xué)方程式直接表現(xiàn)出來的意義。

教師歸納： 說得很好！化學(xué)變化現(xiàn)象不是化學(xué)方程式直接表示出來的信息，不能作為化學(xué)方程式的表示意義。此外，對于化學(xué)方程式宏觀、微觀、質(zhì)量三個(gè)方面的意義，我們也要注意從獲取途徑的角度來加以辨別——宏觀意義是“粗看”得到的，微觀意義是“細(xì)看”得到的，而質(zhì)量意義則是“計(jì)算”得到的。這樣，描述化學(xué)方程式的主要意義時(shí)，思路就不容易“混搭”了。

3.5 ?延伸學(xué)習(xí)

問題呈現(xiàn)： 寫出磷在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式，并說出其主要意義。

師生活動： 學(xué)生解答，教師點(diǎn)評。

4 ?教學(xué)點(diǎn)評

執(zhí)教情況表明，“化學(xué)方程式”這節(jié)課在學(xué)生核心素養(yǎng)的提升以及四字特征的體現(xiàn)上都有了較好的目標(biāo)達(dá)成度。在學(xué)生核心素養(yǎng)的提升方面，通過元素符號、化學(xué)式、化學(xué)方程式三種化學(xué)用語宏觀意義、微觀意義的對接與打通，提升了學(xué)生“宏觀辨識與微觀探析”的學(xué)科素養(yǎng)，同時(shí)也提升了學(xué)生“宏觀-微觀-符號”三重表征的學(xué)科思維能力。在四字特征方面，有“瘦”的體現(xiàn)（教學(xué)主線精巧、清晰），有“皺”的體現(xiàn)（教師語言生動，學(xué)生思維靈動，師生有效互動），有“漏”的體現(xiàn)（教學(xué)節(jié)奏張弛有致，有熱烈的討論，更有安靜的思考，有別于傳統(tǒng)意義上的那種密不透風(fēng)的課堂）。然而，這節(jié)課體現(xiàn)得最為充分的還是“透”的特征。

一是教材析透（詳見本文第一部分）。只有析透了教材，我們才能走出教材，進(jìn)而活用教材。正是因?yàn)榻滩牡牡匚?、作用、?nèi)容以及教學(xué)目標(biāo)分析透徹了，教者才有了改變教學(xué)素材（將碳在氧氣燃燒的化學(xué)方程式改成了氫氣在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式;將教材中用于討論和鞏固的3個(gè)化學(xué)方程式改成了磷在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式）的想法，才有了回歸教材的活動設(shè)計(jì)（指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第84頁和第88頁，評點(diǎn)兩處化學(xué)式的表述，評點(diǎn)化學(xué)方程式的概念表述），才有了三線并行（一條是化學(xué)反應(yīng)表示方式的完善線，一條是化學(xué)用語的衍變線，一條是“宏觀-微觀-符號”的學(xué)科思維線）的課堂結(jié)構(gòu)。

二是教師講透。這里的講，有教師的講解，有教師的引領(lǐng)、點(diǎn)撥和強(qiáng)調(diào)，更有學(xué)生的深度參與。比如，化學(xué)方程式表示意義的教學(xué)，教者就注意到了引領(lǐng)、點(diǎn)撥和強(qiáng)調(diào)的有機(jī)結(jié)合。鑒于化學(xué)方程式的意義和化學(xué)式的意義緊密相連，教者將學(xué)生的思維從化學(xué)式的宏觀、微觀、質(zhì)量意義一層一層地“引渡”到了化學(xué)方程式上，實(shí)現(xiàn)了“宏觀-微觀-符號”三種表征形式的貫通。明確了化學(xué)方程式的宏觀、微觀以及質(zhì)量意義后，教者又適時(shí)點(diǎn)撥學(xué)生： 宏觀意義是“粗看”獲得的，微觀意義是“細(xì)看”獲得的，而質(zhì)量意義則是由“計(jì)算”的途徑獲得的。借助獲得途徑的對比，避免了三點(diǎn)意義的混淆。最后，教者通過“氫氣在氧氣中燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，放出大量的熱，是不是該化學(xué)方程式表示的意義”這一問題的捕捉，強(qiáng)調(diào)了“直接”與“間接”的區(qū)別，以此讓學(xué)生明白： 化學(xué)變化的現(xiàn)象是由化學(xué)方程式展開聯(lián)想，間接獲得的信息，不屬于化學(xué)方程式直接表示的意義。整個(gè)過程，不是教師在“獨(dú)唱”、“獨(dú)思”，而是師生在“合唱”、“合思”。

三是學(xué)生悟透。本節(jié)課，為了體現(xiàn)“悟透”這一教學(xué)特征，教者在幫助學(xué)生解決“為什么”和“是什么”上做足了文章。首先解決的問題是“為什么符號反應(yīng)式要‘升格為化學(xué)方程式”。引領(lǐng)學(xué)生“悟”的邏輯線路是： 作為表示化學(xué)反應(yīng)的式子，理應(yīng)體現(xiàn)化學(xué)變化的重要規(guī)律——質(zhì)量守恒定律（通過反應(yīng)前后原子數(shù)目的守恒關(guān)系來體現(xiàn)），而有些符號反應(yīng)式不能體現(xiàn)出這種守恒關(guān)系（比如氫氣在氧氣中燃燒的符號反應(yīng)式），因此，符號反應(yīng)式有必要“升格”。然后解決的問題是“化學(xué)方程式是什么”。引領(lǐng)學(xué)生“悟”的方法線路是： 由化學(xué)式的定義句式稍作變化，得出化學(xué)方程式的概念→對比教材第84頁和第88頁上化學(xué)式的描述語句（第84頁的描述比第88頁的描述多了“數(shù)字組合”四個(gè)字）→鼓勵(lì)學(xué)生對教材中“化學(xué)方程式”概念加以完善（有學(xué)生提出，化學(xué)方程式的概念應(yīng)該表述為“用化學(xué)式及計(jì)量數(shù)組合來表示化學(xué)反應(yīng)的式子”）。顯然，在幫助學(xué)生弄清“是什么”的過程中，不僅提升了他們的悟性，也培養(yǎng)了他們“不唯書”的質(zhì)疑精神。

當(dāng)然，這節(jié)課還有一些有待于完善的地方。比如，能否把化學(xué)實(shí)驗(yàn)引入課堂教學(xué)？如何發(fā)揮信息技術(shù)對課堂教學(xué)的輔助作用？教科書中的4個(gè)化學(xué)方程式可否適當(dāng)選用？等等。這些問題都有待于在日后的教學(xué)中加以改進(jìn)。

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