基于“整本書"構(gòu)思的初中化學新授課教學實錄與反思

徐惠勇

摘要：以人教版九年級上冊“質(zhì)量守恒定律”為例，實錄課堂，反思基于“整本書”構(gòu)思的新授課課堂教學在引導學生深度思維、提升學生核心素養(yǎng)方面的價值意義，為初中化學深度備課、結(jié)構(gòu)化教學提供些許參考。

關(guān)鍵詞：“整本書”構(gòu)思;實錄;深度學習;結(jié)構(gòu)化教學

文章編號：1008-0546（2021）05-0065-03中圖分類號：G632.41文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.05.017

一、問題的提出

化學是義務(wù)教育階段九年級新開設(shè)的一門課程， 由于其開設(shè)年級的特殊性，初中化學教師每年的教學內(nèi)容幾乎相同。但凡從教初中化學有了三五年的一線教師，對教材內(nèi)容幾乎爛熟于心，很容易產(chǎn)生“教材倦怠”。因此，部分化學教師開始“拋棄”教材，“備課”也就成了“溫課”——將往年的教學思路重溫一遍，更有甚者“備課”早已不知所蹤。

其實，教材中內(nèi)容的編寫、章節(jié)的安排、實驗的設(shè)計以及習題的選擇都是經(jīng)過學科專家們反復推敲和打磨才得以確定的，它們之間存在一定的相關(guān)性和互補性。因此教師在備課時，不僅要備教學內(nèi)容，更要挖掘教材編寫中的一些邏輯關(guān)系和編寫依據(jù)，進行教材整合（即“整本書”構(gòu)思），以便幫助學生更好地建構(gòu)化學知識體系，進而提升化學學科素養(yǎng)。本文以“質(zhì)量守恒定律”一課為例，實錄課堂，結(jié)合不同版本教材之間的橫向整合以及人教版教材（以下簡稱“教材”）內(nèi)容的縱向整合，闡述“整本書”構(gòu)思在教學設(shè)計中的音義⑴

二、課堂實錄

1.初識守恒之意

[引入]同學們，化學變化的基本特征是產(chǎn)生新物質(zhì)，那么在質(zhì)變的同時是否存在量變呢？讓我們一起走進今天的課堂——化學反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系⑵O

[演示實驗]在錐形瓶底的細沙上放少量白磷，瓶口套一個氣球，將裝置放在天平上，待天平平衡后，用激光筆照射瓶中的白磷。

[學生]觀察現(xiàn)象，小組交流。

[提問]你觀察到了什么？

[學生]白磷燃燒了，產(chǎn)生大量白煙;氣球先膨脹后縮小;天平保持平衡;指針有略微的向右晃動，后來又居中了……

[追問]通過這個實驗你能猜想出化學反應(yīng)前后的質(zhì)量關(guān)系嗎？

[學生]反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變。

[投影]質(zhì)量守恒定律：參加化學反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。

（整合意圖：教材中課題為“質(zhì)量守恒定律”，滬教版教材中課題為“化學反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系”，相比之下選擇后者作為課題更能體現(xiàn)知識的建構(gòu)過程。將教材中探究實驗的方案一轉(zhuǎn)化為開門見山的演示實驗，并通過激光筆引燃白磷，這樣處理更易激發(fā)學生的學習興趣，且避免了插拔活塞時內(nèi)外氣體的交換，使實驗更具嚴謹性和說服力，同時讓學生不僅能夠知曉反應(yīng)前后的質(zhì)量守恒，還能觀察到反應(yīng)過程中的質(zhì)量不變。）

2.了解守恒之史

[問題]質(zhì)量守恒定律是怎樣被人們發(fā)現(xiàn)的呢，請認真閱讀以下化學史（圖2），思考波義耳與質(zhì)量守恒定律擦肩而過的原因？

認真閱讀以下化學史（圖2），思考波義耳與質(zhì)量守恒定律擦肩而過的原因？

[學生]波義耳的實驗是在敞口的容器中進行的;

[追問]為什么“敞口”前后質(zhì)量就不相等了呢？

[學生]因為“敞口”，有一部分參加反應(yīng)的氧氣就沒有稱到質(zhì)量。

[小結(jié)]質(zhì)量守恒定律是指參加反應(yīng)的所有物質(zhì)的質(zhì)量總和與反應(yīng)后生成的所有物質(zhì)的質(zhì)量總和相等。

（整合意圖：“化學給人以知識，化學史給人以智慧”，將滬教版教材中的化學史介紹整合進課堂，一方面是為了增強學生的學科興趣，培養(yǎng)學生的探究精神，另一方面也為學生深入理解質(zhì)量守恒定律的內(nèi)涵做鋪墊。）

3.驗證守恒之美

[過渡]一個定律的發(fā)現(xiàn)和提出，要經(jīng)過大量的實驗加以佐證，今天也讓我們站在巨人的肩膀上，用不同的反應(yīng)來驗證一下質(zhì)量守恒定律。

[學生實驗]按照圖3所示裝置和藥品，分組進行實驗，觀察現(xiàn)象，比較反應(yīng)前后總質(zhì)量是否發(fā)生變化。

[提問]如何讓燒杯和試管中的物質(zhì)相互混合接觸發(fā)生反應(yīng)？

[回答]將試管中的物質(zhì)倒入燒杯中

[追問]倒完以后試管放哪兒？為什么？

[回答]放回燒杯中，因為反應(yīng)前的總質(zhì)量包含了試管的質(zhì)量。

[學生]動手操作，觀察現(xiàn)象。

[小組匯報]反應(yīng)1：產(chǎn)生藍色絮狀不溶物，反應(yīng)前后質(zhì)量相等。反應(yīng)2：產(chǎn)生氣泡，反應(yīng)之后質(zhì)量變小了。

[提問]為什么相同的裝置，不同的反應(yīng)，結(jié)論卻不相同呢？難道反應(yīng)2不符合質(zhì)量守恒定律？

[回答]因為反應(yīng)2生成了氣體，逸散到空氣中，沒有稱量，故反應(yīng)后質(zhì)量變小了。

[追問]如何改進實驗裝置，用反應(yīng)2來驗證質(zhì)量守恒定律？

[學生1]將燒杯換成錐形瓶，并用橡皮塞塞緊瓶口（圖4改進1）。

[學生2]產(chǎn)生的氣體會將橡皮塞沖出，實驗失敗。

[學生3]在錐形瓶口套一個氣球，即可密封錐形瓶，又能緩沖氣壓防止瓶塞沖出（圖4改進2）。

[學生實驗]根據(jù)改進2的方案，重新實驗。

[問題]反應(yīng)前后的總質(zhì)量近似相等了，可細看還是比反應(yīng)前略小呢？

[討論回答]該反應(yīng)產(chǎn)生氣體，反應(yīng)后氣球一直膨脹著，受空氣浮力作用，使得稱得的質(zhì)量比反應(yīng)前略小。

[講解]返看老師的演示實驗過程中指針有略微的向右晃動，應(yīng)該也與氣球的膨脹有關(guān)，只不過后來氣球又縮小了，天平逐漸平衡。

[小結(jié)]實驗證實，一切化學反應(yīng)都是遵循質(zhì)量守恒定律的。如果要用有氣體參加或者生成的反應(yīng)來驗證質(zhì)量守恒定律，一定要在密閉的容器中進行實驗。

（整合意圖：鑒于學生已經(jīng)初步認識了質(zhì)量守恒定律，教材中的探究實驗似乎顯得“假而空”，將教材中的探究實驗改為驗證實驗顯得更切合學情。驗證實驗選擇在相同的裝置中進行不同的反應(yīng)，通過對比現(xiàn)象的不同，引導學生分析原因，進而改進實驗方案，再次實驗，得出質(zhì)量守恒定律的外延，增強了學生發(fā)現(xiàn)分析解決問題的能力，也強化了科學探究的意識。實驗操作過程，通過尋問試管的放置位置，默化質(zhì)量守恒要全面考慮各個物質(zhì)的質(zhì)量，同時誤差分析注重學科間的融合，拓寬了學生思維的廣度。）

4.深化守恒之識

[質(zhì)疑]教材93頁（方案二：Fe+CuSO4^Cu+FeSO4（圖5）），用此反應(yīng)來驗證質(zhì)量守恒定律，是否有必要在瓶口塞上橡皮塞？試說說你的理由。

[學生]根據(jù)反應(yīng)表達式該反應(yīng)既沒有氣體參加也沒有氣體生成，故不需要塞瓶塞。

[教師]單從這個反應(yīng)來看是不需要瓶塞的，但是為什么編教材的專家老師們要給瓶子塞上塞子呢？

[學生]可能這個實驗過程中會發(fā)生其他的反應(yīng)， 有氣體參加或生成。

[點評]你分析得很到位，同學們課后可以查閱相關(guān)資料，更深入地了解鐵和硫酸銅溶液的反應(yīng)。

[知識運用]試解釋：為什么紙燃燒，余下灰燼的質(zhì)量比原來紙的質(zhì)量??？

[學生1]生成的氣體逸散到空氣中沒有稱量;

[學生2]紙燃燒也會消耗空氣中的氧氣，反應(yīng)物中也有氣體沒有稱量;

[學生3]原因是生成的氣體質(zhì)量大于參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量，故反應(yīng)后留下灰燼的質(zhì)量比紙的質(zhì)量小。

（整合意圖：通過對教材實驗裝置的“質(zhì)疑”一方面彌補了驗證實驗部分沒有介紹鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)的缺失，另一方面從學以致用的角度診斷了學生的對知識的掌握情況，同時還為下冊鹽溶液可能呈酸性的學習做鋪墊?！爸R運用”選擇了教材中課后習題第3題的（2），是對之前波義耳實驗中忽略了反應(yīng)物中的氣體，驗證反應(yīng)2中忽略了生成物中的氣體的補充，通過對反應(yīng)前后都有氣體且質(zhì)量不同的案例進行分析， 培養(yǎng)學生的深度思維能力。）

5.辨析守恒之本

[教師]實驗和思辨幫助我們深入理解了質(zhì)量守恒定律的內(nèi)涵和外延，而宏觀守恒現(xiàn)象的背后存在著怎樣的微觀辨析，為什么化學反應(yīng)都遵循質(zhì)量守恒定律？

[動畫展示]氫氣燃燒的微觀變化過程。

[學生]化學反應(yīng)的實質(zhì)是分子中原子的重新組合?；瘜W反應(yīng)前后，原子的種類、數(shù)目和質(zhì)量都不變， 所以反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變。

[總結(jié)]質(zhì)量守恒定律幫助我們從定量的角度認識了化學反應(yīng)，如何通過定量的符號表達式將化學反應(yīng)中原子的種類、數(shù)目和質(zhì)量關(guān)系展示出來？讓我們下節(jié)課繼續(xù)討論。

（整合意圖：對于質(zhì)量守恒的原因，回歸教材設(shè)計，從微觀角度引領(lǐng)學生分析探究化學反應(yīng)的本質(zhì)，幫助學生強化宏微結(jié)合的思想。）

三、對“整本書”構(gòu)思的些許思考

（1）前后呼應(yīng)，成結(jié)構(gòu)化。教材第六單元講“木炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，因而具有吸附性”到第九單元講“鐵銹很疏松，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水反應(yīng)”，看似沒有關(guān)系的兩個知識點，其實通過邏輯推理就能串聯(lián)在一起。由于鐵銹疏松多孔因而具有吸附性，會吸附更多的氧氣和水蒸氣從而加速鐵的生銹， 與生活中所謂的“銹吃鐵”不謀而合。在教學中若能做到“前呼后應(yīng)”，則更能促進學生的深度思維和知識結(jié)構(gòu)化。

（2）左右逢源，去碎片化。教材中從碳高溫還原氧化銅，到一氧化碳加熱還原氧化銅，再到一氧化碳高溫還原氧化鐵，這些看似沒有邏輯性的反應(yīng)條件， 學生容易犯錯的碎片化知識，其實隱含著一氧化碳比碳更易還原金屬氧化物，且鐵比銅更難被冶煉的化學道理，某種程度上也就印證了人類使用金屬的先后順序是銅、鐵、鋁的史實。倘若在教學中加以整合，既能突破教學難點，又能幫助學生將碎片化的知識體系化。

（3）上下布局，顯層次化。教材上冊序言部分介紹的四種新材料（納米銅、隔水透氣的高分子膜、單晶硅和玻璃鋼）也就對應(yīng)了整個初中化學需要認識的四種材料：金屬材料、有機合成材料、無機非金屬材料和復合材料。教師若能從宏觀上把握教材編寫的意圖， 則其教學也會顯得更有層次化。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.全日制義務(wù)教育化學課程標準（2011版）[S].北京：北京師范大學出版社，2012

[2]陸軍.對幾則質(zhì)量守恒定律教學設(shè)計的比較和思考[J].化學教學，2010（8）：3-6