基于“透”字特征体现的概念教学创新

缪徐

摘要： 以“化学方程式”的教学为例，分析了在概念教学中“透”字特征的体现以及教学形式的创新。认为教材析透是基础;教师讲透是关键;学生悟透是归宿。通过元素符号、化学式、化学方程式三种化学用语的宏观和微观意义的对接和打通，提升了学生的学科素养和思维能力。

关键词： 透; 化学式; 化学方程式; 概念教学; 教学设计

文章编号： 1005-6629（2019）5-0061-04            中图分类号： G633.8            文献标识码： B

本文所谓的“透”字的具体含义是： 教材析透，教师讲透（注： 这里的讲透不是传统意义上的讲解，而是教師用适当的教学策略、方法，启迪学生的思维，让学生通过自己的学习活动理解学科内容，达到深度学习要求的一种师生活动），学生悟透[1]。现以苏南某市教研活动中的一节“化学方程式”（人教版初中化学第五单元课题1“质量守恒定律”第二课时的教学内容）为例，谈谈概念教学中“透”字特征的体现以及教学形式的创新。

1  教材分析

化学方程式，是介于质量守恒定律和化学方程式书写之间的教学内容，担负着质量守恒定律内涵的巩固以及为化学方程式书写打基础的双重任务。该课时的教学重点是建立化学方程式的概念，理解化学方程式表示的意义。教学难点是学习化学方程式意义时认识视角的切换。

教材中安排了碳、硫在氧气中燃烧、铁和硫酸铜反应以及氢气还原氧化铜等4个化学方程式，其中，碳在氧气中燃烧的化学方程式在“化学方程式”概念建立及所表示的意义教学环节中出现，其余3个化学方程式都在“讨论”这一教学环节中出现，用于巩固所学内容。之所以安排这4个不需要配平的化学方程式，主要是想回避化学方程式的配平这一教学难点（配平是下一节“化学方程式书写”的教学内容），有其合理的一面。但是这种安排，也有对教学不利的一面： 学生难以明白，用符号表示的反应式，为什么要衍变成化学方程式呢？为了解决学生心目中“为什么”的问题，授课老师将碳在氧气中燃烧的化学方程式，改成了氢气在氧气中燃烧的化学方程式。改动的原因主要考虑两点： 一是该化学变化学生比较熟悉，化学方程式的配平难度也不大;二是氢气在氧气中反应的符号表达式，能够让学生体悟到某些符号反应式在表示化学反应时所暴露出的不足（不能体现化学变化前后原子数目的守恒关系），进而让学生意识到符号表达式“升格”为化学方程式的必要性，同时，也进一步巩固了他们上一节课所学的质量守恒定律的微观涵义。

2  设计思路

文字表达式、符号反应式、化学方程式之间存在着学科特点逐渐增强、表达效果逐渐完美的衍变关系，教学过程中有必要将这种衍变关系呈现出来，以突显化学方程式这一化学用语的学科性和完美性。

元素符号、化学式、化学方程式之间存在着内在的衍生关系。基于此，化学方程式概念的建立可以采用延伸类比的方法： 用元素符号表示物质组成的式子叫化学式→用化学式来表示化学反应的式子叫化学方程式。

因为化学式是“词”，化学方程式是“句”，所以化学方程式的意义（所提供的信息），可采用迁移的方法进行： 由化学式的宏观、微观意义，引出化学方程式的宏观、微观意义;由化学式式量（相对分子质量）的计算，引出化学方程式中各物质之间的质量关系。由化学方程式的宏观意义到微观意义，是一次宏观、微观认识视角的切换。由相对分子质量关系到物质质量关系也要运用到类似的切换。以2H2+O22H2O为例（点燃条件略），根据氢气、氧气、水相对分子质量算出来的质量关系本应是2个氢分子、1个氧分子、2个水分子之间的质量关系，由这一微观质量关系，可以推出该化学变化中氢气、氧气、水三种物质之间的宏观质量关系[2]。在帮助学生理清质量关系这两种表征形式的同时，还有必要引导学生运用回头看的形式，弄清相对原子质量和相对分子质量这些相对质量的价值所在： 计算物质之间的质量关系时，用相对分子（原子）质量要比直接用分子（原子）的质量来得方便和简洁。

3  教学实录

3.1  导入新课

教师引领： 化学学科有其独特的规律，比如同学们刚刚学过的质量守恒定律。化学学科也有着其独特的语言，元素符号就是一种较为简单的化学用语（在黑板上板书H、 O的元素符号）。这是大家非常熟悉的两种元素符号，能说出它们的宏观、微观意义吗？（学生集体回答）如果加上一些数字组合，元素符号就变成了氢气、氧气、水的化学式了（在H、 O的右下角标出数字2，使其变成H2、 O2，同时写出水的化学式H2O）。

学生活动： 倾听、回答。

3.2  建立概念

教师引领： 请同学们回顾一下这三个化学式的宏观意义和微观意义。

学生表达： 氢气化学式的宏观意义是，表示氢气这种物质;表示氢气由氢元素组成。微观意义是，表示一个氢分子;一个氢分子由两个氢原子构成……

教师引领： 因为化学式有了上述宏观意义，所以可以用符号反应式来表示某一化学反应（在黑板上将氢气、氧气、水的化学式连成符号反应式）。如何使这一符号反应式在表示化学反应事实的同时，还能体现化学反应的重要规律——质量守恒定律呢？

学生表达： 使反应式两边各种原子的数目相等（原子数目守恒）。

教师设问： 要使原子数目守恒，采取这些措施行不（将O2的下标数字擦掉变成O，或改动H2O中O的下标数字使其变成H2O2）？

学生表达： 不行，这样会改变物质的组成。

教师追问： 怎样做才能行？

学生回答： 在氢气和水的化学式前分别添加数字“2”，这样，既没有改变反应物和生成物的化学式，又保证了反应式两边氢、氧原子数目的守恒。

教师讲解： （在学生回答的同时另起一行板书氢气在氧气中燃烧的化学方程式）很好！这种在符号反应式的基础上完善起来的表达化学反应的式子，叫化学方程式。

3.3  理解概念

教师引领： 从文字表达式到符号反应式再到化学方程式，我们看到了化学反应表示方法不断发展、不断完善的过程。现在，我们再换一条认识路线，即从元素符号到化学式再到化学方程式，看一看这三种化学用语的衍变过程。请同学们回忆或者阅读教科书第88页上化学式的概念，然后将刚刚学到的化学方程式的概念与其进行对比，你肯定会有所发现。

学生活动： 回忆或阅读。

学生表达： 化学式是用元素符号表示物质组成的式子，化学方程式是用化学式来表示化学反应的式子，所使用的化学符号不同，所表示的对象也不同，但它们的概念都是“用什么来表示什么的式子”来描述的，句式十分相似。

教师设问： 教科书的第84页和第88页，各有一处化学式的文字描述（学生阅读教材），你觉得哪一处描述更准确？

学生回答： 第84页的描述比第88页的描述多出了“数字组合”这几个字。我觉得第84页的描述更好一些，因为化学式不只是用到元素符号，还有数字组合，否则，我们就无法区分水和过氧化氢、一氧化碳和二氧化碳了。

教师追问： 说得很有道理。如果把这种认识方法转移到化学方程式的概念上来，你能说出自己的想法吗？

学生表达： 我觉得有些时候仅仅用化学式表示化学反应还不行，还得加上“系数”组合。道理很简单，如果氢气在氧气中燃烧的表示式子中，没有“系数”的添加，它还会停留在符号表达式的阶段。所以，我认为化学方程式的概念中，有必要加上“以及系数组合”这几个字。

教师评价： 你的发现很有价值。只是，化学式前面的“系数”，化学上不叫“系数”，而叫“计量数”，以后在表述的时候要加以注意。

3.4  认识意义

教师引领： 因为化学方程式是在化学式的基础上建立起来的，因此，化学方程式的意义可以在化学式意义的基础上去探索和发现。请同学们以氢气在氧气中燃烧的化学方程式为例，去开启发现之旅。

学生活动： 思考、交流。

学生表达： 由化学式的宏观意义、微观意义，可以推出化学方程式的宏观意义、微观意义（具体意义略）。

教师强调： 因为氢气在氧气中的燃烧，是无数个氢分子和氧分子同时发生的反应，所以，在描述该化学方程式微观意义的一开始，要加上一个“每”字。

教师引领： 在化学式的计算部分，我们曾学过相对分子质量的计算。口算一下氢气、氧气、水各自的相对分子质量，将其与化学式前面的计量数相乘，我们就可以得出2个氢分子、1个氧分子、2个水分子之间的质量比为4∶32∶36，将这微观角度得出的质量比向宏观推广，我们就得出了该化学变化中氢气、氧气、水三者之间的质量比。具体描述意义时，我们应该注意哪些问题呢（学生可以阅读教材，也可思考交流）？

学生活动： 阅读、思考，表达——一开始也要加上“每”字;除此之外，每个数据之后还要加上“份质量”三个字。如，2H2+O22H2O的质量意义应该这样描述——每4份质量的氢气和32份质量的氧气完全反应，生成36份质量的水。

教师设问： 除了上述意义之外，化学方程式还有其他的意义吗？

师生活动： （学生回答）还能表示化学反应前后元素种类、物质总质量、原子数目等方面的守恒关系。（教师插话）可见，化学方程式中的“”，虽然不能读成“等于”，（师生齐说）但也有“等”的涵义。

学生补充： 上述化学方程式还能表示，氢气在氧气中燃烧产生淡蓝色火焰，放出大量的热……

学生质疑： 不对，这是氢气在氧气中燃烧的现象，不是化学方程式直接表现出来的意义。

教师归纳： 说得很好！化学变化现象不是化学方程式直接表示出来的信息，不能作为化学方程式的表示意义。此外，对于化学方程式宏观、微观、质量三个方面的意义，我们也要注意从获取途径的角度来加以辨别——宏观意义是“粗看”得到的，微观意义是“细看”得到的，而质量意义则是“计算”得到的。这样，描述化学方程式的主要意义时，思路就不容易“混搭”了。

3.5  延伸学习

问题呈现： 写出磷在氧气中燃烧的化学方程式，并说出其主要意义。

师生活动： 学生解答，教师点评。

4  教学点评

执教情况表明，“化学方程式”这节课在学生核心素养的提升以及四字特征的體现上都有了较好的目标达成度。在学生核心素养的提升方面，通过元素符号、化学式、化学方程式三种化学用语宏观意义、微观意义的对接与打通，提升了学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养，同时也提升了学生“宏观-微观-符号”三重表征的学科思维能力。在四字特征方面，有“瘦”的体现（教学主线精巧、清晰），有“皱”的体现（教师语言生动，学生思维灵动，师生有效互动），有“漏”的体现（教学节奏张弛有致，有热烈的讨论，更有安静的思考，有别于传统意义上的那种密不透风的课堂）。然而，这节课体现得最为充分的还是“透”的特征。

一是教材析透（详见本文第一部分）。只有析透了教材，我们才能走出教材，进而活用教材。正是因为教材的地位、作用、内容以及教学目标分析透彻了，教者才有了改变教学素材（将碳在氧气燃烧的化学方程式改成了氢气在氧气中燃烧的化学方程式;将教材中用于讨论和巩固的3个化学方程式改成了磷在氧气中燃烧的化学方程式）的想法，才有了回归教材的活动设计（指导学生阅读教材第84页和第88页，评点两处化学式的表述，评点化学方程式的概念表述），才有了三线并行（一条是化学反应表示方式的完善线，一条是化学用语的衍变线，一条是“宏观-微观-符号”的学科思维线）的课堂结构。

二是教师讲透。这里的讲，有教师的讲解，有教师的引领、点拨和强调，更有学生的深度参与。比如，化学方程式表示意义的教学，教者就注意到了引领、点拨和强调的有机结合。鉴于化学方程式的意义和化学式的意义紧密相连，教者将学生的思维从化学式的宏观、微观、质量意义一层一层地“引渡”到了化学方程式上，实现了“宏观-微观-符号”三种表征形式的贯通。明确了化学方程式的宏观、微观以及质量意义后，教者又适时点拨学生： 宏观意义是“粗看”获得的，微观意义是“细看”获得的，而质量意义则是由“计算”的途径获得的。借助获得途径的对比，避免了三点意义的混淆。最后，教者通过“氢气在氧气中燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量的热，是不是该化学方程式表示的意义”这一问题的捕捉，强调了“直接”与“间接”的区别，以此让学生明白： 化学变化的现象是由化学方程式展开联想，间接获得的信息，不属于化学方程式直接表示的意义。整个过程，不是教师在“独唱”、“独思”，而是师生在“合唱”、“合思”。

三是学生悟透。本节课，为了体现“悟透”这一教学特征，教者在帮助学生解决“为什么”和“是什么”上做足了文章。首先解决的问题是“为什么符号反应式要‘升格为化学方程式”。引领学生“悟”的逻辑线路是： 作为表示化学反应的式子，理应体现化学变化的重要规律——质量守恒定律（通过反应前后原子数目的守恒关系来体现），而有些符号反应式不能体现出这种守恒关系（比如氢气在氧气中燃烧的符号反应式），因此，符号反应式有必要“升格”。然后解决的问题是“化学方程式是什么”。引领学生“悟”的方法线路是： 由化学式的定义句式稍作变化，得出化学方程式的概念→对比教材第84页和第88页上化学式的描述语句（第84页的描述比第88页的描述多了“数字组合”四个字）→鼓励学生对教材中“化学方程式”概念加以完善（有学生提出，化学方程式的概念应该表述为“用化学式及计量数组合来表示化学反应的式子”）。显然，在帮助学生弄清“是什么”的过程中，不仅提升了他们的悟性，也培养了他们“不唯书”的质疑精神。

当然，这节课还有一些有待于完善的地方。比如，能否把化学实验引入课堂教学？如何发挥信息技术对课堂教学的辅助作用？教科书中的4个化学方程式可否适当选用？等等。这些问题都有待于在日后的教学中加以改进。

参考文献：

[1]严建春等. 基于学生核心素养的卓越课堂的构建[J]. 江苏教育（管理版）， 2017， （6）： 36～37.

[2]赵文宇. 立足于水的微觀认识渗透化学微粒观[J]. 化学教学， 2016， （4）： 37～39.