文/卓秀琳

引 言

化學(xué)用語是初中化學(xué)學(xué)科的關(guān)鍵組成部分，正確書寫化學(xué)方程式也是學(xué)生學(xué)好化學(xué)的基礎(chǔ)。筆者以元素符號、化學(xué)式含義的復(fù)習(xí)為切入點，引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)變化中原子、分子層面的知識解釋質(zhì)量守恒定律，領(lǐng)會反應(yīng)物及生成物在化學(xué)方程式中的關(guān)系，明確化學(xué)方程式中各符號的含義，正確書寫化學(xué)方程式并配平簡單的化學(xué)方程式[1]，從宏觀、微觀、定性、定量四個維度構(gòu)建認(rèn)知模型，幫助學(xué)生在探究活動中互動思考，由淺入深地理解化學(xué)方程式的含義，培養(yǎng)學(xué)生相對分子質(zhì)量的計算和應(yīng)用能力，進(jìn)而提高學(xué)生理論聯(lián)系實際、解決實際問題的能力。

一、對化學(xué)方程式的教學(xué)要求

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）對正確書寫化學(xué)方程式、能根據(jù)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行簡單計算提出明確要求?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》還新增了“學(xué)習(xí)從物質(zhì)變化、能量變化、反應(yīng)條件、反應(yīng)現(xiàn)象、反應(yīng)類型和元素守恒等視角認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)，初步形成認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的系統(tǒng)思維意識”[2]?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》提高了學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)認(rèn)識的整體性，明確提出了“能選取實驗證據(jù)說明質(zhì)量守恒定律，并闡釋其微觀本質(zhì)；能根據(jù)實驗事實用文字和符號描述、表示化學(xué)變化，并正確書寫常見的化學(xué)方程式”，要求學(xué)生深化對化學(xué)方程式的理解。《課程標(biāo)準(zhǔn)》在教學(xué)策略建議中新增了“通過宏觀、微觀、符號等多重表征手段，引導(dǎo)學(xué)生多角度理解化學(xué)反應(yīng)，配合游戲、聯(lián)想等多種策略，突破化學(xué)方程式的學(xué)習(xí)難點”。這要求教師要根據(jù)學(xué)生的實際認(rèn)知水平設(shè)計教學(xué)目標(biāo)，靈活應(yīng)用教材及相關(guān)素材，優(yōu)化課程的內(nèi)容結(jié)構(gòu)，密切聯(lián)系與化學(xué)方程式相關(guān)的化學(xué)用語，讓學(xué)生更好地把握化學(xué)方程式學(xué)習(xí)的整體性。

二、本節(jié)課的設(shè)計思路

教師要從學(xué)科的角度培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中提出問題、追根溯源的探索精神。教師如果只是停留在知識傳授的傳統(tǒng)教學(xué)思維上，不僅無法激發(fā)學(xué)生的探究興趣，還很難達(dá)成提高課堂活力的教學(xué)目標(biāo)。基于以上分析，筆者設(shè)計了有針對性的教學(xué)策略：（1）在教學(xué)活動過程中設(shè)計科學(xué)知識探索、勇攀高峰等活動，幫助學(xué)生經(jīng)歷從元素符號、化學(xué)式到化學(xué)方程式各個知識點的學(xué)習(xí)過程，形成逐級攀升的結(jié)構(gòu)化的知識階梯。（2）利用教學(xué)課件和學(xué)案設(shè)計，從定性、定量、宏觀、微觀四個維度引導(dǎo)學(xué)生對各級化學(xué)用語進(jìn)行分析、理解，達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。（3）在微觀含義的展示中設(shè)計小組活動，由問題設(shè)計引導(dǎo)學(xué)生思考和探索，使學(xué)生積極參與課堂活動。（4）在小實驗的設(shè)計中注重學(xué)生實驗的規(guī)范操作，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真觀察的習(xí)慣。教師應(yīng)在實驗中不忘在契合化學(xué)學(xué)科的規(guī)范表達(dá)上加以引導(dǎo)，通過師生共同分析與評價，引發(fā)學(xué)生主動思考、討論與交流，讓小組成員互動合作，在探究質(zhì)疑中培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用、不畏困難的優(yōu)良學(xué)科核心素養(yǎng)。

三、本節(jié)課的教學(xué)過程

（一）知識層面——鋪設(shè)化學(xué)用語四大維度

1.復(fù)習(xí)導(dǎo)入，鋪設(shè)宏觀、微觀兩維度

從燃料木炭導(dǎo)入介紹其組成元素——碳，對碳單質(zhì)、含碳化合物進(jìn)行簡單回顧，拋出以碳和二氧化碳為具體實例的相關(guān)化學(xué)用語的探究。

筆者通過課件展示思維導(dǎo)圖（如圖1），這部分內(nèi)容設(shè)計在學(xué)生用的學(xué)案中是需要在課前完成的。本節(jié)課筆者以元素C 和化學(xué)式CO2為代表，通過提問復(fù)習(xí)的方式從宏觀和微觀兩方面分析元素符號、化學(xué)式的含義。為幫助學(xué)生回憶之前所學(xué)的有關(guān)元素符號及化學(xué)式的相關(guān)內(nèi)容，筆者在課前將《化合價之歌》作為背景音樂播放，使元素符號的復(fù)習(xí)這部分內(nèi)容呼應(yīng)課后小結(jié)1～20 號元素。

圖1

設(shè)計意圖：利用多媒體課件展示思維導(dǎo)圖（如圖1），通過蒙層處理，讓學(xué)生從宏觀和微觀層面對元素符號和分子構(gòu)成物質(zhì)的化學(xué)式有系統(tǒng)的分析和總結(jié)。創(chuàng)設(shè)情境，引入課題，將這兩個部分的知識點納入化學(xué)用語大概念的結(jié)構(gòu)體系中，并培養(yǎng)學(xué)生從宏觀和微觀兩個維度分析的意識。結(jié)合課前《化合價之歌》的播放和元素符號的復(fù)習(xí)喚醒學(xué)生對課后小結(jié)1～20 號元素的記憶。

2.引入主題，增設(shè)定性與定量兩維度

問題1：怎樣描述一個化學(xué)反應(yīng)呢？

筆者通過列表格讓學(xué)生從曾經(jīng)學(xué)習(xí)和接觸過的有關(guān)圖示、語言描述、文字表達(dá)式、化學(xué)方程式幾個角度分析一個化學(xué)反應(yīng)的描述方式，之后讓學(xué)生觀察幾種化學(xué)反應(yīng)的表達(dá)方式，分析提取能獲取的信息。通過討論、分析、補充，學(xué)生可以從定性的角度分析化學(xué)方程式的相關(guān)信息。

設(shè)計意圖：化學(xué)方程式可以表達(dá)的信息是多方面的，筆者利用列表格填空的形式讓學(xué)生思考。一個化學(xué)反應(yīng)無論用語言描述還是用文字表達(dá)式表示，都只能獲取反應(yīng)物、生成物及反應(yīng)條件這三個信息，信息量比較有限。學(xué)生在完成整張表格的過程中能加強觀察和表達(dá)，通過已有經(jīng)驗分析出一個化學(xué)方程式傳遞的豐富的化學(xué)信息，為從定性和定量的角度分析深層含義埋下伏筆。

學(xué)生活動：觀看實驗小視頻《鉆石的燃燒》，根據(jù)課件中的提示判斷鉆石燃燒時發(fā)生的反應(yīng)，以小組合作的形式根據(jù)要求用發(fā)放的小白板和磁扣完成以下幾項任務(wù)：（1）在白板上寫下化學(xué)方程式；（2）在化學(xué)式下方用磁扣擺出各物質(zhì)的構(gòu)成微粒；（3）分別計算各物質(zhì)相對分子（原子）質(zhì)量；（4）推算各物質(zhì)質(zhì)量比關(guān)系。在學(xué)生完成任務(wù)后，筆者歸納總結(jié)任務(wù)完成后的內(nèi)容（如圖2）。

圖2

問題2：化學(xué)方程式表示什么意義？

筆者歸納總結(jié)出以下思維導(dǎo)圖（如圖3）的完整描述，引導(dǎo)學(xué)生正確解讀化學(xué)方程式，了解化學(xué)方程式提供的信息。化學(xué)方程式表示在某一個化學(xué)變化過程中，什么物質(zhì)參加了反應(yīng)（反應(yīng)物逐漸消耗），生成了什么物質(zhì)（生成物逐漸增加），需要什么條件才能發(fā)生這個反應(yīng)。

圖3

接下來，筆者讓學(xué)生分析反應(yīng)中微粒的關(guān)系，并設(shè)計問題：“碳在燃燒時，只有一個碳原子和一個氧分子在反應(yīng)嗎？”學(xué)生分析并回答：“碳在燃燒時，不會只有一個碳原子和一個氧分子發(fā)生反應(yīng)。”接著，教師追問：“那我們?nèi)绾螐奈⒂^粒子的角度描述這個反應(yīng)呢？”學(xué)生結(jié)合化學(xué)式的微觀含義能輕松找到碳在燃燒時發(fā)生反應(yīng)的碳原子和氧分子的比例是一比一的關(guān)系。筆者在學(xué)生分析后總結(jié)：“每一個碳原子結(jié)合一個氧分子生成一個二氧化碳分子?！?/p>

設(shè)計意圖：讓學(xué)生根據(jù)實驗小視頻《鉆石的燃燒》，分析出鉆石的成分是碳，鉆石燃燒反應(yīng)就是碳完全燃燒生成二氧化碳的反應(yīng)，再根據(jù)屏幕提供的任務(wù)單就對應(yīng)的化學(xué)方程式分析出對應(yīng)的宏觀和微觀的含義，并從微觀、宏觀、定性、定量四個維度分析并完成學(xué)案。

3.設(shè)置沖突點，四大維度巧探索

筆者帶領(lǐng)學(xué)生從微觀的角度分析化學(xué)變化的實質(zhì)和質(zhì)量守恒定律中的“三不變”。學(xué)生回顧化學(xué)變化的實質(zhì)就是在化學(xué)變化中分子可分，原子不可分，原子重新組合成新物質(zhì)分子的過程?；瘜W(xué)變化遵守質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后原子的種類、個數(shù)、質(zhì)量不變。筆者根據(jù)課件信息提示“當(dāng)氧氣不足時碳燃燒生成一氧化碳”，并設(shè)計活動：在接下來的分組活動中根據(jù)課件中的提示用發(fā)放的小白板和磁扣完成以下任務(wù)：（1）把以下提供的式子抄在白板上（C+O2——CO）；（2）在化學(xué)式下方用磁扣擺出各物質(zhì)的構(gòu)成微粒并分析。

之后筆者提出問題：“這式子和剛才老師給你們的碳燃燒生成二氧化碳的化學(xué)方程式有什么不同？”學(xué)生回答：“這個式子中沒有體現(xiàn)反應(yīng)發(fā)生的條件；式子中間只有橫線，不是等號?！?/p>

接著筆者提出第二個問題：“用它來表示這個反應(yīng)存在什么問題？”學(xué)生回答：“反應(yīng)前后氧原子的數(shù)目不同，不遵守質(zhì)量守恒定律?！惫P者在課件上把活動中表示式的微粒比例展示在動畫天平上，左盤上一個碳原子和一個氧分子而右盤上一個一氧化碳分子。此時筆者提出第三個問題：“如何實現(xiàn)天平平衡？”學(xué)生回答：“如果要實現(xiàn)天平平衡，就要在左盤上增加一個碳原子，在右盤上增加一個一氧化碳分子?！?/p>

學(xué)生分小組在白板上用磁扣貼出遵守質(zhì)量守恒定律的微粒比例數(shù)量。筆者提出第四個問題：如何在化學(xué)方程式上體現(xiàn)出這樣的比例關(guān)系呢？學(xué)生回答：從元素符號和化學(xué)式前數(shù)字的含義可推出在相應(yīng)符號前寫上對應(yīng)比例的數(shù)字。最后，筆者總結(jié)，書寫化學(xué)方程式時要遵守兩個原則：（1）以客觀事實為依據(jù)，如實寫出反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式反應(yīng)條件；（2）遵守質(zhì)量守恒定律，使等號兩邊的原子種類和數(shù)目相等。

在此基礎(chǔ)上，筆者設(shè)置小游戲，讓學(xué)生在電子白板提供的幾個化學(xué)方程式中“找找碴”。

學(xué)生分析：（1）氧化鎂的化學(xué)式錯誤；（2）反應(yīng)缺少反應(yīng)條件。

設(shè)計意圖：這部分活動能讓學(xué)生在已有認(rèn)知的基礎(chǔ)上產(chǎn)生沖突，找出解決的辦法。這不僅能讓學(xué)生用化學(xué)變化實質(zhì)及原子、分子的知識解釋質(zhì)量守恒定律，還能讓學(xué)生領(lǐng)會化學(xué)方程式、反應(yīng)物及生成物的含義，明確化學(xué)方程式中各符號的意義。

4.訓(xùn)練提升，四大維度綜合應(yīng)用

筆者講解書寫化學(xué)方程式的步驟（以磷燃燒為例）。然后，筆者引導(dǎo)學(xué)生書寫水通電分解的化學(xué)方程式，意在培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析問題的能力和邏輯思維能力。然后，筆者總結(jié)講解氣體符號的含義和使用規(guī)則，啟發(fā)學(xué)生在書寫化學(xué)方程式時要時刻關(guān)注和分析反應(yīng)物與生成物的狀態(tài)，對生成物中的氣體是否標(biāo)注氣體符號做出判斷。之后，筆者演示實驗操作：將氯化鋇溶液加入碳酸鈉溶液中，觀察實驗現(xiàn)象——澄清的溶液變渾濁。之后，筆者引導(dǎo)學(xué)生在描述實驗現(xiàn)象時要用“產(chǎn)生白色沉淀”的規(guī)范表達(dá)方式。

生態(tài)環(huán)境部生態(tài)環(huán)境監(jiān)測司有關(guān)負(fù)責(zé)人表示生態(tài)環(huán)境部會同農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等部門，按照互補不重復(fù)、科學(xué)經(jīng)濟(jì)、動態(tài)調(diào)整的原則，整合相關(guān)行業(yè)土壤環(huán)境監(jiān)測點位，統(tǒng)一規(guī)劃布局、統(tǒng)一制度規(guī)范、統(tǒng)一組織領(lǐng)導(dǎo)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理和統(tǒng)一信息發(fā)布，構(gòu)建和運行國家網(wǎng)，負(fù)責(zé)說清全國土壤環(huán)境狀況的變化趨勢。國家網(wǎng)由背景點位、基礎(chǔ)點位和風(fēng)險監(jiān)控點位組成，目前，包含生態(tài)環(huán)境部的38880個監(jiān)測點位、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部的40061個監(jiān)測點位和自然資源部的1000個監(jiān)測點位。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門基于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，布設(shè)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地風(fēng)險點位，開展農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤與農(nóng)產(chǎn)品協(xié)同監(jiān)測工作；生態(tài)環(huán)境部門負(fù)責(zé)背景點位、基礎(chǔ)點位和風(fēng)險監(jiān)控點位的監(jiān)測工作。

課堂訓(xùn)練環(huán)節(jié)是學(xué)生完成學(xué)案中穩(wěn)扎穩(wěn)打環(huán)節(jié)的思考題并分析比較。學(xué)生可以在完成思考題的化學(xué)方程式書寫訓(xùn)練中提高比較、分析、歸納等解題技能。解題后筆者補充小結(jié)：從氣標(biāo)和沉標(biāo)表示還可以看出化學(xué)方程式書寫中對物質(zhì)狀態(tài)的思考和表達(dá)。

設(shè)計意圖：提高書寫訓(xùn)練這部分要求，不僅要求學(xué)生能從宏觀和反應(yīng)條件及物質(zhì)狀態(tài)等定性角度分析化學(xué)方程式的基本表達(dá)，還要求學(xué)生在微觀和定量的角度“雕琢”化學(xué)方程式，配平是一個很重要的環(huán)節(jié)。學(xué)案設(shè)計的穩(wěn)扎穩(wěn)打環(huán)節(jié)集中了配平、根據(jù)信息書寫化學(xué)方程式、根據(jù)質(zhì)量守恒定律判斷不完整化學(xué)方程式中缺失物質(zhì)的化學(xué)式等典型題型，能夠幫助學(xué)生構(gòu)建堅固的化學(xué)思維大廈。

（二）選題層面——鋪設(shè)燃料應(yīng)用發(fā)展線

本節(jié)課在講解化學(xué)方程式意義和書寫的過程中注重圍繞有關(guān)碳及碳的化合物查找相關(guān)聯(lián)的資料追古溯今。筆者選擇以典型物質(zhì)碳、一氧化碳等有關(guān)物質(zhì)由古至今的應(yīng)用實例為信息背景，將相關(guān)聯(lián)的化學(xué)知識呈現(xiàn)出來，尤其突出我國在古代就有對相關(guān)物質(zhì)應(yīng)用的典型事例，以及有關(guān)燃料在現(xiàn)代科技中的發(fā)展應(yīng)用。

1.開篇導(dǎo)入，古文引領(lǐng)最早燃料的應(yīng)用

由課件開篇導(dǎo)入學(xué)生在語文課上學(xué)過的《賣炭翁》：“賣炭翁，伐薪燒炭南山中……”學(xué)生看到熟悉的篇章自然地齊聲朗讀。接著，筆者簡要介紹白居易的名篇《賣炭翁》，引出我國遠(yuǎn)古時期就使用木炭做燃料，到了宋朝木炭被大量使用。特別說明“炭”是燒火燃料，炭的組成元素為碳。

2.結(jié)合原理，適時滲透煉鐵原理中碳的應(yīng)用發(fā)展

3.習(xí)題資料，展示燃料在古代及現(xiàn)代科技中的應(yīng)用

習(xí)題1：根據(jù)資料“從理論計算可知，液態(tài)氫和液態(tài)氧的混合燃料是運載火箭的最佳液態(tài)燃料”，書寫該反應(yīng)的化學(xué)方程式。

然后，筆者播放神舟十三號載人飛船發(fā)射升空的視頻，運載火箭劃過夜空，與月亮浪漫同框。這伴月飛行的絕美一幕，在海外社交平臺引發(fā)關(guān)注與熱議。學(xué)生觀看時饒有興致，觀看后神情激昂。

習(xí)題2：中國是古代火箭的故鄉(xiāng)。中國古代科學(xué)家最早運用火藥燃?xì)夥醋饔昧υ韯?chuàng)制火箭。結(jié)合黑火藥爆炸反應(yīng)的化學(xué)方程式判斷其中所缺反應(yīng)物的化學(xué)式：

在學(xué)生按質(zhì)量守恒定律原理分析完成以上習(xí)題后，筆者講解該題，并補充介紹黑火藥的發(fā)明史：“火藥發(fā)明于隋唐時期，是古代煉丹家在煉丹過程中發(fā)明的，后來其配方由煉丹家轉(zhuǎn)到軍事家手里。這就是中國古代四大發(fā)明之一的黑火藥。”

設(shè)計意圖：從碳為燃料的簡單應(yīng)用到煉鐵中作為還原劑原料的應(yīng)用發(fā)展，從熱議的時事神舟十三號載人飛船發(fā)射升空到四大發(fā)明之一黑火藥，素材的核心都圍繞碳和碳的化合物展開，也展現(xiàn)了從古至今貫穿其中的燃料應(yīng)用的科技發(fā)展，增強了學(xué)生的民族自豪感。

（三）探索層面——鋪設(shè)未知知識的展望線索

學(xué)生活動1：配平以下煉鐵原理的化學(xué)方程式（信息給予相對原子質(zhì)量：Fe-56，O-16），根據(jù)化學(xué)方程式計算反應(yīng)中氧化鐵和鐵的質(zhì)量比。

設(shè)計意圖：教師小結(jié)并在課件呈現(xiàn)以下關(guān)系：

為下個課時重點學(xué)習(xí)化學(xué)方程式計算的解題思路作鋪墊。

學(xué)生活動2：書寫燃料甲烷燃燒的化學(xué)方程式。

設(shè)計意圖：提示學(xué)生在接下來的第五章中會接觸到最簡單的有機(jī)物甲烷，也為含碳化合物——有機(jī)物的學(xué)習(xí)做提示性預(yù)習(xí)。

反思與亮點：在書寫化學(xué)方程式的教學(xué)設(shè)計中，注重以教材為本，對化學(xué)方程式的講解緊緊抓住“宏觀—微觀—符號”三重表征，為學(xué)生設(shè)計思維導(dǎo)圖。在幫助學(xué)生構(gòu)建化學(xué)用語的模型認(rèn)知過程中，筆者認(rèn)為本節(jié)課有以下幾個亮點。

（1）幫助學(xué)生理解化學(xué)變化中微觀粒子的變化和比例關(guān)系，設(shè)計了以小磁扣模擬原子的活動，讓學(xué)生在分組活動中動手操作，用磁扣拼出反應(yīng)中各物質(zhì)的微粒圖；設(shè)計問題形成認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生思考和探索，直觀體驗物質(zhì)在化學(xué)變化中的“分子可分，原子不可分”的微觀實質(zhì)。（2）針對化學(xué)方程式中要使用沉淀符號的講解加入了學(xué)生操作的小實驗，使學(xué)生從二氧化碳通入澄清石灰水，看到石灰水變渾濁，體會溶液中有難溶性固體生成的實驗事實，幫助學(xué)生理解沉淀符號的標(biāo)注和實驗現(xiàn)象的規(guī)范描述都有引導(dǎo)作用，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的科學(xué)品質(zhì)。（3）在選題方面緊扣化學(xué)方程式的常規(guī)題型訓(xùn)練，素材選擇緊扣含碳物質(zhì)及燃料發(fā)展史的信息背景，內(nèi)容選擇契合課程標(biāo)準(zhǔn)“引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)，傳承科學(xué)精神，感悟民族智慧，增強文化自信”的要求。

結(jié) 語

學(xué)會正確書寫化學(xué)方程式是中學(xué)階段化學(xué)學(xué)習(xí)的重點和難點，教師應(yīng)把有關(guān)化學(xué)用語的知識形成大概念，進(jìn)行總結(jié)和完善，將知識系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化，解決學(xué)生知識零散、缺乏深刻理解等表層學(xué)習(xí)問題。在本節(jié)課教學(xué)中，教師通過問題的設(shè)計，分組活動的開展，對學(xué)生進(jìn)行由淺入深的知識引導(dǎo)，有效地幫助學(xué)生建立了化學(xué)學(xué)科觀念，提高了學(xué)科核心素養(yǎng)。