初中化学中化学方程式的有效教学分析

徐志坚

一、 引言

化学作为一门自然类学科,其在日常生活生产中的应用尤其广泛。素质教育的根本理念强调的是内容的理解,为此,在初中化学课上,教师要让学生明确什么是化学?要了解化学知识的具体应用,激发学生对化学知识的学习兴趣。大多数的化学理论知识都能够从实验中得出,包含基本概念、基础理论、元素化合物、化学反应的基本类型、无机物的分类及相互间的关系等,且各个内容都充满了唯物辩证法的原理。为了真正奠定化学知识基础,要求教师结合化学方程式开展高效的课堂教学。带领学生共同研究化学用语,理解化学的表达方式,注重方程式各种形式的变换,并在研究直观实验现象的同时,了解化学反应的具体情况,加强基础知识的锻炼与联系。

二、 初中化学方程式的教学难点

关于初中生化学学科知识的学习,笔者做了一个调查,随机采访了100名初三学生。其中,有73名学生认为化学学科难,而这73名学生中又有41名学生认为化学学科难的主要原因就是化学方程式。100名学生中有64名学生提出问题:“为什么化学这么难还要在初三年级学?不能到了高中之后再学吗?”结合笔者与这100名学生沟通与交流的结果,总结出了初中生认为化学学科难的主要两个原因:一是化学课程抽象性较强,考试中较难的部分都是一些很抽象的知识,需要学生仔细分析。而学生若想深入分析这些内容,就需要从最基本的化学反应原理着手。学生面对分子、离子这些知识太过于抽象,无法理解。二是时间有限。我国的化学教育是从初三开始,而中考前的三个月是用来总复习的,所以对初中生而言,真正用来学习化学知识的时间只有7个月。在7个月的时间里要完成两本教材内容的学习,还要理解化学实验现象、化学反应原理、记忆化学方程式,时间紧,所以学习压力较大。

在学习化学方程式的过程中,学生首先要明确质量守恒定律,要正确表现反应物和生成物各物质之间的质量比。所以,教师往往会为学生讲授一些配平化学方程式的方法,例如:最小公倍数法、奇数配偶数法、待定系数法。但无论哪种方法,对初中生而言难度都比较大,这也会导致学生面对化学方程式时不能快速配平,在遇到类似问题时,也会备受阻碍。就会使得学生面对化学知识时的压力如滚雪球一般,越来越大,必然会使得学生对化学知识失去兴趣和学习信心。

三、 化学方程式在初中化学课程中的地位

(一)核心内涵

化学方程式中包括反应物、反应条件和生成物,这是站在宏观角度来看的。而站在微观视角下,化学方程式是表示反应中各物质的微粒个数比和质量比的式子。就化学课程而言,其主要内容是研究物质的结构,而大部分学生对物质的认知是从看得见、摸得着的宏观角度开展的,却很少研究物质的内在变化及其原因。在初中阶段的化学课程中,只是简单提到过分子、原子,但并没有要求学生深入分析分子和原子,这就会导致学生对化学课程的认知较为片面。化学方程式的核心是物质,而核心内涵则是质量守恒定律。初中阶段化学方程式的考查方式主要有质量守恒定律及其应用、化学方程式的书写及意义、化学方程式的计算。所以,在实际教学时,教师也要从这三个角度着手,带领学生通过研究化学方程式感受化学变化及化学课程的核心内涵,感知生活中存在的化学现象,体会化学知识的应用性。

与此同时,在课堂上,要求教师遵循坚持客观事实原则,不能虚假臆造不存在的物质和化学反应,也不能虚假编造化学方程式。要让学生明确何为质量守恒?如何保证反应物和生成物质量相等?为了考查学生对化学方程式的认知理解和掌握,在课堂上可开展针对性的训练,让学生按照步骤书写,并仔细核对书写结果。结合教材中的方法和要领,总结归纳正确的书写和计算化学方程式的方法。要让学生明确:在书写化学方程式时,没有配平、没有注明反应条件、没有标注气体沉淀等符号都是不正确的。要进行规范的训练,培养学生严谨的学习习惯,并让学生理解化学方程式,感受其内涵与基本特征,抓住学习化学课程的关键要素。

(二)地位体现

分析初中化学试卷我们不难发现,化学方程式的内容占比较大,分值约为20分,充分说明了方程式在化学学科教学中的重要性。而纵观整个化学课程体系,化学方程式的重要地位显而易见。化学方程式既是化学用语,又是化学计算应用的基础,还是国际上通用的表示化学反应的简明语言。为此,围绕化学方程式出题,考查学生对知识点的掌握和应用情况是中考化学中的重点内容。从客观意义来讲,用化学式表示化学反应的式子被称为化学方程式,其中包含反应物、反应条件和生成物。化学方程式遵循质量守恒定律,反应物的质量与生成物的质量应当是相等的。学生在学习化学反应方程式相关知识时,要以客观事实为基础,要明确什么物质参与反应,生成了什么物质?了解各物质间的原子和分子的个数比,明确反应是在什么条件下进行的,也要根据生成物各物质间的质量比来表示反应物。

不夸张地讲,化学方程式是化学语言中的重要组成部分,也是学习化学学科的关键工具。同时,更是初中生学习化学学科的一大难点和重要分化点。为此,在初中化学教学过程中,要求教师明确化学方程式的重要性,引导学生抓住元素符号、化学式、化学方程式这一化学用语主线,掌握化学知识内涵。并借助简明的符号,表达物质及其变化过程。这样不仅能够帮助学生奠定坚实的化学知识基础,更有利于促进初中生抽象思维的发展,使学生真正认识到化学学科在社会生产中的实际应用。初中阶段是学生首次系统地接触化学课程,所以这一时期的主要教学目标并不是帮助学生掌握多少化学知识,而是要引导学生正确理解化学知识,掌握学习化学学科的正确方法。并借助这一阶段的化学课程体系奠定基础,而基础上的基础就是化学方程式。

四、 初中化学方程式教学的基本要素

(一)关注科学探究精神的培养

有实践研究表明,借助学生对化学知识的认知矛盾,可以很好地培养学生的探究精神。而在初中化学方程式教学过程中,要求教师关注学生的科学精神和探究意识,让学生在研究化学方程式配平的过程中自行体会质量守恒定律。探究精神是科学精神的重要组成部分,而学习化学正需要学生具备探究精神,课程标准中也明确强调要以培养学生的核心素养为根本目标,初中化学核心素养包括化学信息素养、化学学科素养、化学思维素养、综合创新素养以及完美人格素养。也就是说,要侧重于对学生情感、态度及价值观念的教育培养,要立足于化学学科的基本内涵,培养学生的科学精神。

其实,核心素养是指学生应当具备的适应自身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。但是由于学生所学的学科知识不同,所应当具备的核心素养也有所不同。带领学生研究化学方程式,并不是让学生记忆方程式的表达方式,而是要立足于方程式,渗透化学思想和化学精神。让学生经过阶段性的学习,模仿化学的思维模式和思考方式,逐渐建立科学素养和化学素养。学习科学类学科,最关键的两点要素就是好奇心和创造力,初中生随着年龄的增长,虽然对新鲜事物有强烈的好奇心,但创造意识和创造能力已经有所消退和减弱。化学学科要求教师站在科学的领域,扩大初中生的知识范畴,使其对未知领域充满好奇,鼓励其在不断探索和发现新知识的过程中提升创造能力。

也就是说,学生既要能够独立思考,提出新的研究方法,挖掘深层次的问题,又要能立足于课程体系,结合已有的知识经验解决问题。而好奇心和创造力可以通过后天的教育加以培养。在初中化学方程式教学时,要注重培养学生的科学思维。可以给学生制定项目式的任务,让学生通过观察、分析、验证等环节,将信息归纳整理,使学生能够自主了解化学方程式的基本内涵和关键要素,并逐渐掌握应用科学知识、科学思维的方法和技巧。

(二)把握课堂教学深度和广度

化学方程式可以提供很多有关化学反应的信息,不仅表明了反应物、生成物和反应条件,同时还可以表示各物质之间的质量关系。在开展教学时,要让学生既理解含义,又要会读,在读的同时加深对其含义的理解。这就要求教师在实际教学时把握课堂深度与广度,不能过于追求基础知识,也不能过于追求学生应用化学方程式。而是要以方程式为媒介,带领学生探究化学世界,感受化学世界的本质与内涵。在教学时,要带领学生体会不同的化学符号所代表的意义,使其可以正确区分符号的异同,让学生理解配平是实现质量守恒的微观体现,感悟化学方程式、化学反应的实质是原子重新组合的过程,加深初中生对原子是化学变化中最小粒子的认识。

对初中生而言,学习化学方程式是感知化学反应事实到掌握和运用反应规律的过程。化学方程式作为化学课程体系中的重要内容,应当贯穿于初中化学教学的全过程。而在具体教学时,教师要以训练为主线,让学生可以借助化学方程式理解化学内涵。在化学方程式中,“文字式”是基础,“化学式”是关键,“化学方程式”是难点。要实现三位一体,抓好“文字式”的建构,练习“化学式”的书写,并帮助学生逐渐养成良好的书写化学方程式的习惯。而为了达成教学深度与广度,要引导学生根据化合价确定物质的化学式,加强化学方程式与其他化学知识体系之间的联系。

(三)借助多元化手段开展教学

一个完整的初中化学课堂,需要从化学课程标准、教材分析、教学重难点、教学过程、教学反思5个环节展开,要做到由浅入深地带领学生了解化学方程式,理解质量守恒定律,并逐渐掌握化学方程式的简单计算。要在讲、练、巩固的过程中,帮助学生找到正确的解题思路与规范的化学方程式的书写格式,促进初中生对化学变化的定量认知。化学方程式作为化学课程体系中的重要内容,也是初中化学课程体系中的关键要素。在实际教学时,为了保证课堂效率,要求教师注重多元化教学手段的融入,不能将干瘪的公式带入课堂,而是要注重情境的融合,建立化学知识与自然界、生产生活、实验中的常见现象之间的联系,让学生可以在想到这些联系的同时,自然而然地理解化学方程式。这样的课堂不仅能够保证质量,还能使学生对化学知识有浓厚的兴趣。

在学习化学方程式知识时,要求学生认识化学反应中各物质间存在的定量关系,理解质量守恒定律的微观本质。而在学习过程,需要从物质变化、能量变化、反应条件、反应现象、反应类型和元素守恒等视角,认识化学反应,初步形成认识化学反应的系统思维意识。这就需要教师在课堂上借助多元化的教学手法。比如:可先利用信息技术进行情境导入,吸引学生的注意力。或是围绕某些知识点,开展项目化活动任务,以此为驱动,鼓励学生主动探究化学知识的内涵与本质。在复习巩固环节,或是课后作业环节,可通过实践活动的方式,让学生体会化学方程式的具体应用,以及化学知识在当今社会生产生活中的应用情况。

与此同时,也要融入一些生活实例,结合真实案例,认识合理利用调控化学反应的重要性,帮助学生逐渐树立资源循环应用、绿色化学、绿色环保等理念。以多元化的方式开展初中化学方程式相关知识的教学,可以促进学生多角度地分析和解决问题,实现对学生科学思维和系统思维的培养,增强初中生的跨学科意识,真正实现核心素养的融合发展。

五、 初中化学方程式的有效教学研究

(一)研究化学用语,理解化学表达方式

初中阶段化学课程体系内常见的化学用语有元素符号、离子符号、原子团、常见的物质、化学式,这些内容就是基础的化学语言。若想提升化学方程式课堂教学的有效性,要求教师带领学生研究化学用语,理解化学的表达方式。首先,要认识元素周期表,背诵元素周期表中的前20号元素以及其他常见的元素,了解不同符号周围数字所表示的含义。其次,要理解化学方程式中不同数字所表示的内容。例如:元素符号前面的系数表示原子个数;化学式前面的系数表示该物质的分子个数;元素符号右下角的数字表示每个分子中某元素的原子个数;元素符号右上角的数字表示离子所带的电荷数;离子符号前的数字表示离子的个数;元素符号正上方的数字表示元素的化合价;元素符号和化学式前加上系数后,就失去了宏观意义,只有微观意义。

(二)关注基础知识,加强理论知识巩固

初中阶段的化学基础知识主要包含化学反应现象、化合价、物质的物理性质和化学性质以及化学实验反应,而每个知识要点都与化学方程式有着密切的联系。在实际教学时,要求教师注重基础知识,加强理论知识的巩固,让学生可以在掌握理论知识的同时,理解化学现象,理解化学反应方程式。在学习任何一门学科时,若想取得突破,都离不开基础知识的牢固掌握。初中生是在九年级才系统地接触化学知识,而教材中的内容也大多比较基础。所以,在这一时期要更关注学生对基础知识的掌握情况。

在学习化学反应方程式时,要做到有条不紊,先立足于基础内容,一步一步地引导学生主动推导化学方程式。比如:在初三上半学期,要求教师带领学生简单地了解化学的基本知识与概念,而化学方程式的理解和书写大多是在下半学期进行。虽然学生已经有了前期的准备,但是由于在书写化学方程式时还需要掌握质量守恒定律、正确的书写规则和配平方法等,还是会给学生的高效学习带来一定的影响。而随着课程难度的逐渐加深,还会涉及化学方程式的计算内容。这就需要教师在前期帮助学生养成端正的学习态度和良好的学习习惯,加强基础知识的教学,让学生可以对化学方程式的相关内容有充足的准备和认知。例如:在学习“物质的反应”相关知识时,若有物质生成,可以由教师结合生成物的特性,代入化学方程式,若生成物是气体或沉淀,要注重标志的加入。当然,若有的实验过程需要加热、催化剂等,也要在方程式中表示出来。要让学生先从基础知识着手,循序渐进地理解化学方程式,并能够熟练正确地书写,为其后续计算知识的学习做好积累,也能保证学生初中阶段的化学课程学习做到游刃有余。

(三)注重形式变换,实现课堂对比变化

在学习化学方程式相关知识时,最重要的内容除了质量守恒定律外,就是要对生成物和反应物配平。初中阶段常用的配平方法有待定系数法、最小公倍数法和奇偶配平法。例如:方程式内有单质,需要先将除单质外其他元素原子配平,最后再添加配平单质元素原子。要结合生成物和反应物各出现一次,且原子数变化较大的元素,寻求最小公倍数并除以各自的原子个数,所得的值就是对应物质的计量数。奇偶配平法则是某元素在式子里出现的次数较多,而各端的原子总数总是一奇一偶,就需要选定该元素作为配平起点,先将奇数变为最小的偶数,再确定其他化学式的计量数。为了保证学生深入理解物质守恒定律,在方程式教学时要注重形式的变换,要打造具有对比性的课堂。首先,向学生分别讲解不同配平方法的具体应用,并将应用案例呈现在课堂上。然后,要引导学生以组为单位,分别探究利用不同配平法配平同一化学方程式的具体应用,使学生可以熟练地掌握不同的配平方法。

(四)借助实验直观,还原反应具体情况

初中生刚刚接触化学,对微观的变化世界充满了好奇心。而化学方程式与化学实验作为化学课程体系的两大要点,要求教师在实际教学时实现二者的有效融合。要保护好学生的好奇心,引导其对化学知识体系不断深入研究,促进其化学思维和化学精神的发展。在教学化学方程式模块内容时,可以采用直观的教学方法,将学生从单调的符号变化拓展到实际认知上。带入实验开展教学过程,并设置项目式课题,激发学生的好奇心,使其在实验探究的过程中,既能掌握实验现象,又能分离出其中包含的化学方程式。这样的教学过程远比教师单纯在黑板上书写强调要直观得多,也更能激起学生的学习兴趣。而在实验的过程中,也能加强学生的化学认知,促进其化学思维的建立。在初中阶段的化学教学过程中,除了要帮助学生掌握基础的化学知识外,还要侧重培养学生的理性思维,要让学生从思想上重视化学,可以以客观的态度面对生活中存在的问题。而在化学方程式的书写与练习时,也要引导学生养成正确的书写方式,帮助学生对质量守恒和方程式的配比相关知识有更好的巩固练习。

(五)专题训练计划,了解具体考查方式

在初中阶段的化学方程式学习过程中,教师大多会按照课本的顺序,对不同单元的化学方程式进行整理,为学生的整个复习过程提供相应的指导。但是有的教师会更侧重于方程式的记忆,而有的教师则会关注专题训练。为了提高化学方程式课堂教学的有效性,要求教师在实际教学时,既要归纳每学期所涉及的化学方程式,又要采取适当的记忆、背诵等方式,让学生有根据、有出处、有联系地了解化学方程式的具体知识。可以借助物质之间相互转换的网络图,强化化学方程式。当然,在此同时,也要注重习题训练,让学生了解化学方程式知识点的具体考查方式。学生在做题时要注意审题,要结合题目中的已知答案,理解化学方程式和其中的物质性质,使知识掌握得更牢固。

例如:已知反应3A+2B=2C+D,A、B两物质完全反应时质量比为3∶4,若生成C和D共140克,求消耗B的质量。

当然,除了这种考查方式外,还有一种体现真正的化学方程式的考查方式。

面对这一习题,要求学生快速反应质量守恒定律。等号两侧每种元素的原子总数应当相等,在反应物中共有2个氯原子,2个钠原子,2个氧原子,2个氢原子。生成物中一共有1个钠原子,1个氯原子,2个氢原子,2个氧原子。相较于反应物,生成物中缺少了1个钠原子和1个氯原子,所以X的化学方程式为NaCl。

要制订恰当的练习计划,在面对某一习题时,让学生了解这一习题主要考查自己的内容,并结合所掌握的基础知识,实现知识的灵活应用,顺利解决习题。

六、 结论

总而言之,在当今的初中化学教学过程中,要求教师充分认识到化学方程式的重要性。结合学生的认知规律选择恰当的教学方法,帮助学生奠定化学基础。在实际教学时,要关注培养学生的科学探究精神,合理把握课堂教学的深度和广度。借助多元化的手法,打造高效的化学课堂。在课堂上,要研究化学用语,帮助学生正确理解化学的表达方式。关注基础知识,加强理论知识的巩固与掌握。也要注重化学方程式形式的变化,实现课堂对比。借助直观的实验,还原反应的具体情况。开展恰当的专题训练,让学生了解常见的考查知识点的方式。