劉四根

一、問題提出

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》提出：教師在組織教學(xué)內(nèi)容時(shí)應(yīng)高度重視化學(xué)知識(shí)的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，充分認(rèn)識(shí)知識(shí)結(jié)構(gòu)化對(duì)于學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的重要性。但目前很多教師的復(fù)習(xí)教學(xué)缺乏設(shè)計(jì)，仍然是知識(shí)對(duì)知識(shí)的重復(fù)教學(xué)，尤其是化學(xué)計(jì)算類復(fù)習(xí)課，變成了純粹的數(shù)學(xué)課，忽略了化學(xué)計(jì)算的學(xué)科本質(zhì)?；瘜W(xué)與生活、生產(chǎn)聯(lián)系緊密，因此，創(chuàng)設(shè)化學(xué)計(jì)算的真實(shí)使用情境，結(jié)構(gòu)化化學(xué)計(jì)算思維模型，讓學(xué)生感受到化學(xué)計(jì)算的學(xué)科本質(zhì)和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值顯得尤其重要。本設(shè)計(jì)以盆栽缺肥引起的一系列問題作為真實(shí)問題情境，將初中化學(xué)計(jì)算有關(guān)的知識(shí)按學(xué)生的認(rèn)知邏輯組織教學(xué)，談?wù)劷鉀Q實(shí)際問題的九年級(jí)化學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)的認(rèn)識(shí)與思考。

二、教學(xué)過程

任務(wù)1：盆栽病情診斷

展示實(shí)物：一盆栽矮小瘦弱，葉片發(fā)黃的盆栽。

師：生病的盆栽得了什么??？請(qǐng)同學(xué)們利用所學(xué)化學(xué)知識(shí)診斷其病因并對(duì)其進(jìn)行專業(yè)救治？

生：新鮮、好奇并負(fù)有使命感，陸續(xù)有學(xué)生提供答案——缺氮肥。

師：同學(xué)們對(duì)化學(xué)肥料這一知識(shí)學(xué)得很好，請(qǐng)同學(xué)們回憶一下，常見的氮肥有哪些？含氮量如何？引出課題：初中化學(xué)計(jì)算專項(xiàng)復(fù)習(xí)。

生：常見的氮肥有氨水、銨鹽、尿素、硝酸鈉等含氮物質(zhì)。

利用真實(shí)問題情境引出課題，針對(duì)情境提出問題，診斷學(xué)生對(duì)化學(xué)肥料的性質(zhì)及用途的認(rèn)識(shí)水平，發(fā)展元素觀。

任務(wù)2：選化肥

師：如何為生病的盆栽選擇合適的氮肥？要考慮哪些因素？

生：選擇含氮量高的且價(jià)格便宜的。

師：銨態(tài)氮肥是性價(jià)比比較合適，常見的銨態(tài)氮肥有碳酸氫銨、氯化銨、硝酸銨、硫酸銨，請(qǐng)寫出它們的化學(xué)式，并計(jì)算其相對(duì)分子質(zhì)量、組成元素的原子個(gè)數(shù)比、組成元素的質(zhì)量比、含氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

生：計(jì)算并填寫其計(jì)算結(jié)果。

教師補(bǔ)充并投影有關(guān)化學(xué)式的計(jì)算（略）。

師：選擇氮肥時(shí)，除了考慮含氮量、價(jià)格外，還需考慮什么因素？

生：儲(chǔ)存、運(yùn)輸便利性，另外還要考慮土壤酸堿性等。

通過對(duì)銨態(tài)氮肥有關(guān)化學(xué)式的計(jì)算，構(gòu)建化學(xué)式計(jì)算的結(jié)構(gòu)化思維模型，診斷并發(fā)展有關(guān)化學(xué)式定量計(jì)算的結(jié)構(gòu)化水平。

任務(wù)3：買化肥

師：我們已經(jīng)診斷出這盆栽是缺氮肥，下面請(qǐng)同學(xué)們?nèi)ベI氮肥。路邊圍墻上有一則化肥廣告，請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)所學(xué)知識(shí)對(duì)廣告的真實(shí)性做出判斷，并提供證據(jù)。

生：根據(jù)氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)快速作出判斷，該廣告是虛假?gòu)V告。

依據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷化肥廣告的真實(shí)性，診斷學(xué)生應(yīng)用化學(xué)知識(shí)辨識(shí)真?zhèn)蔚哪芰Α?/p>

任務(wù)4：驗(yàn)化肥

師：我們認(rèn)為此廣告產(chǎn)品不可信，今有一袋50公斤的碳酸氫銨，取樣品7.9克溶于水，與足量的鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生氣體3.7克，請(qǐng)判斷此袋化肥為純凈的碳酸氫銨？

生：列方程式計(jì)算，得出產(chǎn)生氣體3.7克，對(duì)應(yīng)碳酸氫銨的質(zhì)量為6.64克，據(jù)此判斷化肥為不純的碳酸氫銨。

師：化學(xué)方程式反映的是實(shí)際參加反應(yīng)的反應(yīng)物與生成物的質(zhì)量關(guān)系，如果信息給出的物質(zhì)不是純凈物，就要換算成純凈物的質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。另外，數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)也可能是以圖表方式呈現(xiàn)，還可能要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析才能得到。

教師補(bǔ)充并投影有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算（略）。

依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算結(jié)果提供證據(jù)，對(duì)化肥是否純凈進(jìn)行判斷，診斷學(xué)生從“量”的視角理解物質(zhì)的轉(zhuǎn)化水平，豐富學(xué)生從物質(zhì)變化、質(zhì)量關(guān)系及實(shí)際應(yīng)用層面對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)角度，發(fā)展“宏、微、符”認(rèn)識(shí)水平。

任務(wù)5：施化肥

師：我們已為盆栽買好了碳酸氫銨氮肥，并證明其貨真價(jià)實(shí)，接下來就是為其施肥，如何正確施肥？

生：配成溶液。

師：直接將氮肥施在農(nóng)作物上會(huì)造成植物局部燒傷，需將它配成溶液進(jìn)行施肥。

學(xué)生練習(xí)：今有16克碳酸氫銨樣品，要將其配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的碳酸氫銨溶液，要加水多少克？此溶液是否為飽和溶液？（20℃，碳酸氫銨的溶解度為21.7克）。

教師補(bǔ)充并投影有關(guān)溶液的計(jì)算（略）。

師：質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算是初中化學(xué)計(jì)算的重要類型，選化肥—買化肥—驗(yàn)化肥—施化肥的過程中，我們計(jì)算了碳酸氫銨中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、化肥產(chǎn)品中碳酸氫銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、碳酸氫銨溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，三者均計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)，我們能否構(gòu)建一個(gè)計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)的模型？構(gòu)建計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)的模型，可依據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定義，抽提其數(shù)學(xué)特征，建立分?jǐn)?shù)模型，明確分子、分母的對(duì)象。

生：學(xué)生小組合作、交流，試著建模。

師：建立分?jǐn)?shù)模型后，關(guān)鍵是對(duì)各類質(zhì)量分?jǐn)?shù)概念的理解，據(jù)此模型我們可計(jì)算單一物質(zhì)體系中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及混合物體系某元素或某物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

學(xué)生練習(xí)：上例化肥廣告為虛假?gòu)V告，取樣分析測(cè)得其氮元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.0％，請(qǐng)計(jì)算該產(chǎn)品中碳酸氫銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？

通過對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相關(guān)計(jì)算的知識(shí)結(jié)構(gòu)化，發(fā)展學(xué)生對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)模型建構(gòu)、遷移、應(yīng)用水平。

三、教學(xué)反思與感悟

1.創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，統(tǒng)領(lǐng)復(fù)習(xí)教學(xué)

新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)“真實(shí)的問題情境是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的重要平臺(tái)，作為知識(shí)載體的教學(xué)情境應(yīng)該具體全程性和發(fā)展性，應(yīng)統(tǒng)領(lǐng)整個(gè)教學(xué)過程，在教學(xué)中起到激發(fā)、推動(dòng)、發(fā)展學(xué)生的認(rèn)知思維。本設(shè)計(jì)以一盆矮小瘦弱，葉片發(fā)黃的盆栽作為教學(xué)情境引入課題，并以此作為知識(shí)的生長(zhǎng)點(diǎn)，引發(fā)了如何治療“生病的盆栽”的一系列與化學(xué)計(jì)算有關(guān)的問題。

2.設(shè)計(jì)問題任務(wù)，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)的課堂需要深度思考，因此，教師要設(shè)計(jì)具有挑戰(zhàn)性的問題任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索、深刻理解、深度參與。本案例設(shè)計(jì)了“生病的盆栽得了什么??？”“如何為生病的盆栽選合適的氮肥？”“如何買到貨真價(jià)實(shí)的化肥？”等，通過問題解決觸發(fā)學(xué)生深度思維并深度體驗(yàn)學(xué)科的應(yīng)用價(jià)值。

3.建構(gòu)計(jì)算模型，豐富知識(shí)體系

復(fù)習(xí)的目標(biāo)在于促進(jìn)學(xué)生對(duì)所涉知識(shí)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)化，形成解決一類問題的思路和方法，并能夠應(yīng)用這些學(xué)科思想與學(xué)科方法解決實(shí)際問題。本設(shè)計(jì)通過對(duì)初中化學(xué)計(jì)算類型結(jié)構(gòu)化，建構(gòu)各類化學(xué)計(jì)算的思維模型，從宏觀角度和微觀角度對(duì)模型進(jìn)行分析應(yīng)用，從而進(jìn)一步認(rèn)識(shí)化學(xué)計(jì)算的學(xué)科本質(zhì)是定量研究化學(xué)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化。

化學(xué)計(jì)算教學(xué)不是化學(xué)計(jì)算題的教學(xué)，教師要克服從知識(shí)到知識(shí)的慣性教學(xué)方式，嘗試從實(shí)際情境出發(fā)，創(chuàng)設(shè)問題任務(wù)，讓學(xué)生思考、歸納、總結(jié)，強(qiáng)化對(duì)學(xué)科概念原理的理解，形成知識(shí)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)化和問題解決思路、方法的結(jié)構(gòu)化，建構(gòu)起定量研究化學(xué)物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的基本思維方式，發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。

責(zé)任編輯? 韋英哲