周梅華 李德前

摘要：在“認(rèn)識化學(xué)變化”的復(fù)習(xí)課中，借助“問題鏈”驅(qū)動學(xué)生思維，以真實的事例創(chuàng)設(shè)問題情境，以化學(xué)變化的價值引領(lǐng)學(xué)生不斷探索;通過有意義的再識燃燒反應(yīng)及化學(xué)變化，將化學(xué)學(xué)科價值線和知識復(fù)習(xí)線完美融合，從而較好地提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：認(rèn)識化學(xué)變化;復(fù)習(xí)課;教學(xué)設(shè)計;化學(xué)學(xué)科價值;課例研究

文章編號：1008-0546（2022）05-0044-03中圖分類號：G632.41文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.05.010

化學(xué)的特征是從微觀層次認(rèn)識物質(zhì)，以符號形式描述物質(zhì)，在不同層面創(chuàng)造物質(zhì)[1]?；瘜W(xué)是變化之學(xué)，而人類研究化學(xué)變化的主要目的是獲得能量及新物質(zhì)。

初中化學(xué)滬教版教材第4章“認(rèn)識化學(xué)變化”包括三節(jié)內(nèi)容：（1）常見的化學(xué)反應(yīng)——燃燒;（2）化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系;（3）化學(xué)方程式的書寫與應(yīng)用[2]。教材如此編排有深意，一方面是從燃燒這類生產(chǎn)生活中常見的化學(xué)反應(yīng)入手，通過質(zhì)量守恒定律及化學(xué)方程式的應(yīng)用呈現(xiàn)了研究化學(xué)變化的方法：從定性到定量，定量計算能使我們更好地認(rèn)識和應(yīng)用反應(yīng)。另一方面，體現(xiàn)了人類研究化學(xué)反應(yīng)的目的：獲得能量和新物質(zhì)，體現(xiàn)化學(xué)的學(xué)科價值。

本文充分挖掘教材內(nèi)容蘊含的研究化學(xué)變化的思路和學(xué)科價值，以人類研究化學(xué)變化的價值為引領(lǐng)，創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，借助問題鏈驅(qū)動學(xué)生思維，將宏觀到微觀、定性到定量的研究化學(xué)變化的思路落到實處，在課堂教學(xué)中將化學(xué)學(xué)科價值線和知識復(fù)習(xí)線完美融合。

一、教學(xué)思路設(shè)計（見圖1）

二、教學(xué)過程

【引入】人類為何要研究化學(xué)變化？化學(xué)變化給我們帶來了什么？怎樣才能更好地控制和應(yīng)用化學(xué)變化？帶著這些問題我們一起再識化學(xué)變化。

1.化學(xué)變化帶給我們能量

（1）深化燃燒條件

【教師】假如你流落在一個荒島上，沒有帶火種，你會怎么生火？

【學(xué)生】可以鉆木取火。

【教師】你知道貝爾在荒島上怎么解決的呢？

【視頻】貝爾荒島生火。

【教師】原來貝爾的想法跟同學(xué)們是一樣的。貝爾生火最難達(dá)到的燃燒條件是什么？

【學(xué)生】溫度達(dá)到可燃物的著火點。

【教師】物質(zhì)燃燒還需具備其他什么條件？

【學(xué)生】可燃物，可燃物一般與氧氣接觸。

【教師】為何說一般同時具備？鎂條在二氧化碳中能燃燒嗎？請同學(xué)們動手實驗并準(zhǔn)備匯報實驗情況。

【學(xué)生】做“鎂條在二氧化碳中燃燒”實驗，觀察現(xiàn)象，并寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，然后匯報。

【教師】鎂條在二氧化碳中能燃燒，你對燃燒的條件有什么新的認(rèn)識？能否說二氧化碳支持燃燒？

【學(xué)生】鎂條在二氧化碳中燃燒，說明沒有氧氣有時候可燃物也能燃燒，所以燃燒條件中說一般與氧氣接觸。一般情況下二氧化碳不能支持燃燒，盡管鎂條在二氧化碳中燃燒了，但特殊應(yīng)用不能說成普遍性規(guī)律。

【教師】鎂條等活潑金屬著的火能否用二氧化碳滅？

【學(xué)生】不能。

（2）了解燃燒用途

【教師】貝爾荒島這堆火有哪些用途？

【學(xué)生】做飯，做菜;生火求救;……

【視頻】貝爾荒島生火以求救。

【歸納】貝爾荒島生火主要為了求救，利用燃燒的現(xiàn)象，煙、火焰等。生活中利用最多的是燃燒釋放的熱量。自從人類會利用燃燒釋放的熱量之后，開始從茹毛飲血逐漸走向文明?？梢?，化學(xué)變化帶給我們能量，人類利用化學(xué)變化產(chǎn)生能量的能力已經(jīng)越來越強了，這些能量把火箭送上了天。

（3）探索燃燒反應(yīng)

【視頻】能量支撐人類探索太空。

【教師】神州系列的火箭中推進(jìn)劑是液氫、液氧，分別起什么作用？請寫出化學(xué)方程式。液氫、液氧以何種比例反應(yīng)產(chǎn)生的能量最大？請從微粒的個數(shù)及物質(zhì)的質(zhì)量比例判斷。

【學(xué)生】出示化學(xué)方程式，2H2+O2 2H2O;液氫、液氧分子個數(shù)比2∶1，質(zhì)量比1∶8的時候產(chǎn)生能量最大。

【歸納】化學(xué)反應(yīng)時物質(zhì)以化學(xué)方程式的比例恰好完全反應(yīng)產(chǎn)生的能量最大。生產(chǎn)生活中為了獲得最大能量我們必須控制反應(yīng)物之間的質(zhì)量比例?；瘜W(xué)反應(yīng)都遵循質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)中各物質(zhì)的質(zhì)量比是一定的，這也是化學(xué)方程式計算的依據(jù)。

設(shè)計意圖：從大家熟悉且喜歡的貝爾荒島生火的實例引出，復(fù)習(xí)燃燒的條件，又以鎂在二氧化碳中燃燒拓展了燃燒條件的認(rèn)識。從貝爾生火的應(yīng)用及生活中燃燒的應(yīng)用清晰地點出了人類利用化學(xué)反應(yīng)主要獲得能量。通過能量支撐人類探索太空的視頻及問題，將學(xué)生的視角拓展后引導(dǎo)至根據(jù)化學(xué)方程式從微觀、宏觀判斷反應(yīng)物恰好完全時的微粒個數(shù)比、質(zhì)量比。

2.化學(xué)變化帶給我們新物質(zhì)

【視頻】人類利用化學(xué)變化產(chǎn)生的新物質(zhì)。

【教師】化學(xué)變化不僅帶給我們能量，還帶給我們新物質(zhì)，各種各樣的新材料往往是化學(xué)變化產(chǎn)生的新物質(zhì)。人類從化學(xué)變化中獲得的能量和新物質(zhì)讓我們飛得越來越高遠(yuǎn)。把火箭送上了天，而且把宇航員也送到了太空。

（1）質(zhì)量守恒定律的應(yīng)用

【教師】宇航員們在太空生活首先要解決什么問題？

【學(xué)生】呼吸。必須要把呼吸產(chǎn)生的二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣，宇航員才能在密閉環(huán)境中生存。

【教師】有一種神奇的固體能把二氧化碳迅速且悄悄地轉(zhuǎn)化成氧氣。來猜猜這神奇的固體是什么？

【分步出示題目】現(xiàn)有如下化學(xué)反應(yīng)：R+CO2→ Na2CO3+O2。

①物質(zhì)R 中一定有 元素，可能有 元素。

②已知該反應(yīng)中若有44 g CO2參與反應(yīng)，則生成106 g Na2CO3，同時生成氧氣16 g，則化合物中一定? （有或沒有）碳元素。

③如何確定氧元素的存在呢？

④該物質(zhì)中含氧元素?? g，含鈉元素?? g。鈉與氧原子個數(shù)比為? 。

⑤該物質(zhì)的相對分子質(zhì)量為78，則該物質(zhì)的化學(xué)式為。

⑥寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。

【學(xué)生】從第①小題根據(jù)元素守恒推斷一定有鈉元素，可能有氧元素、碳元素。再根據(jù)44 g CO2中有碳元素12 g，而106 g Na2CO3中也有碳元素12 g，得出該化合物中沒有碳元素。繼續(xù)根據(jù)碳酸鈉中氧元素質(zhì)量和氧氣的質(zhì)量之和大于二氧化碳中氧元素質(zhì)量，得出該化合物中有氧元素。然后計算出氧元素質(zhì)量為32 g，鈉元素質(zhì)量為46 g，個數(shù)比為1∶1，得出化學(xué)式Na2O2，最后寫出方程式2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。

（2）化學(xué)方程式的應(yīng)用

【出示題目】“神州十號”攜帶3位宇航員在太空生活了不到16天，據(jù)測算每位宇航員每天需要消耗約1 kg 的氧氣，按16天來計算，火箭上至少得攜帶多少千克過氧化鈉？

【學(xué)生】根據(jù)化學(xué)方程式算出，需要234 kg氧氣。

【資料】已知宇航員在航天飛船中呼吸的氧氣，是由飛船攜帶上天的高純氧、高純氮經(jīng)過合理配置后產(chǎn)生的。為防止二氧化碳濃度過高對宇航員身體造成傷害，將艙內(nèi)空氣通過過氧化鈉的裝置，降低二氧化碳濃度，保持艙內(nèi)氧氣適當(dāng)比例（保持空氣成分的穩(wěn)定）。

【教師】根據(jù)信息，我們知道實際上宇航員在航天飛船中呼吸的氧氣是由飛船攜帶上天的高純氧、高純氮經(jīng)過合理配置后產(chǎn)生的。通過剛才的計算，你知道為何載人飛船上過氧化鈉只作為氧氣再生劑備用，而不作為唯一的供氧來源。（假設(shè)一個成人約重65-75 kg）

【學(xué)生】如帶高純氧只需帶48kg，再加些高純氮合理配置，質(zhì)量肯定遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于234kg。

【歸納】定量計算能使我們更好地認(rèn)識和應(yīng)用反應(yīng)。接下來我們認(rèn)識一下神奇的過氧化鈉。

【視頻】過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)。

【歸納】過氧化鈉是極度危險品，如果不小心掉落在棉花等易燃品上，可能會燒起來，所以儲存時必須密封保存。

設(shè)計意圖：復(fù)習(xí)，不僅要把重要知識溫故而知新，更要會用所學(xué)的知識來解決問題。人類研究化學(xué)變化的目的就是獲得能量和新材料。宇航員攜帶的供氧劑是什么？帶多少？實際上宇宙飛船攜帶高純氧、高純氮的道理？這是三個層層遞進(jìn)的問題，學(xué)生要解答出來既要根據(jù)質(zhì)量守恒定律的知識從定性到定量的精確推導(dǎo)供氧劑的組成，又要根據(jù)化學(xué)方程式判斷所需攜帶供氧劑的質(zhì)量，還要根據(jù)實際上飛船上攜帶高純氧的事實形成認(rèn)知沖突，然后頓悟飛船還要嚴(yán)格控制飛船上所帶物質(zhì)的質(zhì)量。問題引領(lǐng)著學(xué)生的思維，計算和判斷能解決實際問題讓學(xué)生感受到自己的學(xué)習(xí)變得更有意義，也讓學(xué)生明白定量計算能使我們更好地認(rèn)識和應(yīng)用反應(yīng)。

3.化學(xué)變化帶給我們快樂

【討論】宇宙飛船為什么還要攜帶純氮呢？

【學(xué)生】若人呼吸純氧會產(chǎn)生“富氧中毒癥”，因此恰當(dāng)濃度的含氧量適宜愉悅呼吸！

【教師】同學(xué)們是否有過成功地解決了一道難題，內(nèi)心非常激動，期待著再來一題的經(jīng)歷？

【學(xué)生】有過。

【教師】同學(xué)們是否有過非常期待見到一個人，但見的時候臉紅心跳，內(nèi)心又十分愉悅？

【學(xué)生】羞澀且含笑地看著老師……

【教師】我們成功地解決了難題，內(nèi)心非常激動， 期待著再來一題;我們非常期待見到一個人，見的時候臉紅心跳，內(nèi)心又十分愉悅。原來這些都是我們的體內(nèi)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了多巴胺、羥色胺等讓我們快樂、興奮的物質(zhì)?？梢姡瘜W(xué)變化給我們帶來了能量，新物質(zhì)新材料，還有快樂和活力！化學(xué)是科學(xué)，祝同學(xué)們在科學(xué)的道路上越走越遠(yuǎn)。

設(shè)計意圖：從心理學(xué)的角度看，涉及自身的知識總是讓人印象深刻。作為青春期的學(xué)生都有這種臉紅心跳滿懷期待的美好時刻，但當(dāng)他們知道這些美好的感覺原來是化學(xué)變化帶來的，內(nèi)心對化學(xué)變化的感覺必然變得親近且熱切，增加他們學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情和動力。

三、教學(xué)反思

一節(jié)復(fù)習(xí)課既要引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)的視角去觀察、分析和處理事件，對化學(xué)學(xué)科有客觀、正面和積極的認(rèn)識，又要考慮到學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，采取有效的教學(xué)策略引導(dǎo)[3]，一步一步搭建好合理的臺階，力求使學(xué)生的認(rèn)識方法得以提高。而教學(xué)設(shè)計時充分挖掘教材蘊含的化學(xué)學(xué)科價值，則使學(xué)生能主動地進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí)，也使教學(xué)的境界得以提升。

參考文獻(xiàn)

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