王慶元 北京市通州區(qū)教師研修中心

付 暉 北京市通州區(qū)永樂(lè)店中學(xué)

“物質(zhì)的化學(xué)變化”單元的復(fù)習(xí)重點(diǎn)是學(xué)生可以從多角度認(rèn)識(shí)化學(xué)變化，這里的多角度主要包含能夠從化學(xué)變化的特征、化學(xué)反應(yīng)的類(lèi)型、化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量守恒與能量變化、化學(xué)反應(yīng)的表示方法等多個(gè)化學(xué)視角，認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)、轉(zhuǎn)化，并能夠確定物質(zhì)組成等。

傳統(tǒng)的復(fù)習(xí)課多采取“知識(shí)梳理—練習(xí)講解—鞏固提升”的模式進(jìn)行，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)效果也一般。完備的知識(shí)應(yīng)來(lái)自真實(shí)的教學(xué)情境，所以本節(jié)課教學(xué)圍繞“火箭燃料燃燒提供能量”這一真實(shí)情境展開(kāi)，對(duì)物質(zhì)的化學(xué)變化學(xué)習(xí)主題階段性復(fù)習(xí)進(jìn)行探索與嘗試。

一、知識(shí)內(nèi)容分析

本節(jié)課是在學(xué)生對(duì)燃燒已有一定認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上展開(kāi)的，通過(guò)對(duì)不同燃料的分析，使學(xué)生能夠從變化類(lèi)型、物質(zhì)角度、微粒角度、定量關(guān)系、能量轉(zhuǎn)化、變化條件、反應(yīng)現(xiàn)象、反應(yīng)的應(yīng)用、對(duì)反應(yīng)的調(diào)控等多角度再次認(rèn)識(shí)物質(zhì)的燃燒。通過(guò)對(duì)燃燒反應(yīng)的分析建立認(rèn)知模型，使學(xué)生能夠?qū)⒋四Ｐ蛻?yīng)用于其他化學(xué)變化。

“物質(zhì)的化學(xué)變化”主題下所涉及的主要內(nèi)容如圖1。

圖1 “物質(zhì)的化學(xué)變化”主題主要知識(shí)內(nèi)容及其關(guān)系

在課程實(shí)施環(huán)節(jié)，圍繞“長(zhǎng)征系列火箭燃料”創(chuàng)設(shè)一條情境線，通過(guò)情境引發(fā)問(wèn)題，針對(duì)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展討論與思考；通過(guò)討論活動(dòng)引領(lǐng)學(xué)生產(chǎn)生新的認(rèn)知，從不同角度加深學(xué)生對(duì)化學(xué)變化的認(rèn)識(shí)和理解。

二、學(xué)情分析

學(xué)生已經(jīng)能夠根據(jù)是否有新物質(zhì)產(chǎn)生對(duì)“物質(zhì)的變化”進(jìn)行分類(lèi)，可以用文字和符號(hào)等形式表示物質(zhì)的變化過(guò)程；通過(guò)對(duì)可燃物燃燒條件的學(xué)習(xí)，知道可燃物燃燒需要滿(mǎn)足一定條件，同時(shí)學(xué)生也知道可以通過(guò)改變氧氣濃度、物質(zhì)接觸面積等條件實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)的調(diào)控；通過(guò)對(duì)吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的學(xué)習(xí)，學(xué)生了解到化學(xué)變化的過(guò)程會(huì)伴隨能量轉(zhuǎn)化，在生產(chǎn)生活中可以對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生的能量加以利用；通過(guò)對(duì)質(zhì)量守恒定律的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠從定量角度對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行分析和簡(jiǎn)單計(jì)算。

學(xué)生對(duì)于化學(xué)變化的認(rèn)識(shí)是零散的、不成體系的。例如，學(xué)生剛剛完成對(duì)“質(zhì)量守恒定律”一章內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生雖然能夠有意識(shí)地從質(zhì)量角度分析化學(xué)反應(yīng)，但更多關(guān)注的是物質(zhì)種類(lèi)的變化以及被消耗的反應(yīng)物與生成物質(zhì)量間的等量關(guān)系，而忽略在變化過(guò)程中原子種類(lèi)及數(shù)目、元素種類(lèi)保持不變等特性。

三、教學(xué)目標(biāo)與復(fù)習(xí)思路

（一）教學(xué)目標(biāo)

1.通過(guò)對(duì)液氫、液氧反應(yīng)的分析，使學(xué)生意識(shí)到對(duì)燃燒反應(yīng)的認(rèn)識(shí)可以有多種角度；

2.通過(guò)對(duì)多種火箭燃料的介紹，使學(xué)生知道可以通過(guò)調(diào)控實(shí)現(xiàn)操控反應(yīng)、改變其釋放的能量的目的；

3.通過(guò)從多角度對(duì)燃燒反應(yīng)的認(rèn)識(shí)，形成對(duì)化學(xué)變化的認(rèn)知模型。

（二）復(fù)習(xí)思路

在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)液氫、液氧燃燒反應(yīng)的討論，使學(xué)生意識(shí)到對(duì)于該化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)可包含方程式、守恒關(guān)系、物質(zhì)的變化、反應(yīng)條件、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、反應(yīng)中的能量變化等方面。

在初步形成認(rèn)知模型后，繼續(xù)分析煤油、液氧和偏二甲肼、四氧化二氮這兩組組合如何能夠使反應(yīng)產(chǎn)生的能量最大化，意識(shí)到可以通過(guò)改變可燃物或助燃物種類(lèi)、改變物質(zhì)間的接觸面積、改變反應(yīng)物的質(zhì)量比等形式對(duì)反應(yīng)進(jìn)行調(diào)控，體會(huì)調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的重要意義。學(xué)生可以對(duì)上述認(rèn)知模型進(jìn)行補(bǔ)充與完善，從而形成對(duì)化學(xué)變化的完整認(rèn)知體系。（具體環(huán)節(jié)設(shè)置見(jiàn)表1）

表1 “物質(zhì)的化學(xué)變化”復(fù)習(xí)課的環(huán)節(jié)設(shè)置

四、教學(xué)實(shí)踐

（一）重難點(diǎn)分析

1.教學(xué)重點(diǎn)：引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)變化中盡可能多的獲得信息，從而意識(shí)到對(duì)化學(xué)變化的認(rèn)識(shí)可以是多角度的。

2.教學(xué)難點(diǎn)：形成多角度認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的認(rèn)知模型。

（二）教學(xué)過(guò)程

師：我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了很多化學(xué)變化，其中燃燒是一類(lèi)特殊的反應(yīng)，對(duì)燃燒的研究和應(yīng)用伴隨著人類(lèi)文明的發(fā)展。當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展更是離不開(kāi)燃燒，比如利用燃燒釋放的能量將火箭送入太空，去探索地球以外的領(lǐng)域。

說(shuō)到火箭發(fā)射，就不能不提我國(guó)自主研發(fā)的長(zhǎng)征系列，長(zhǎng)征五號(hào)火箭就是利用液氫液氧燃燒獲得能量。讓我們一起再次回顧長(zhǎng)征五號(hào)火箭升空這一激動(dòng)人心的時(shí)刻吧。

（學(xué)生觀看長(zhǎng)征五號(hào)火箭升空視頻，感受燃燒對(duì)人類(lèi)生活與進(jìn)步的影響，并意識(shí)到燃燒的重要性。）

【活動(dòng)1】請(qǐng)?jiān)诩垪l上寫(xiě)出液氫燃燒的化學(xué)方程式，并從多角度描述燃燒的特點(diǎn)。

生：液氫燃燒是化學(xué)變化，屬于化合反應(yīng)。

生：該反應(yīng)能夠體現(xiàn)反應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)物、生成物和反應(yīng)條件。

生：該反應(yīng)能夠體現(xiàn)質(zhì)量守恒定律的內(nèi)容，比如反應(yīng)過(guò)程中元素種類(lèi)、原子種類(lèi)、原子數(shù)目不變。

生：該反應(yīng)能夠體現(xiàn)各物質(zhì)間的質(zhì)量關(guān)系。

生：該反應(yīng)是燃燒反應(yīng)，伴隨發(fā)光、放熱的現(xiàn)象。

師：我們對(duì)于反應(yīng)的認(rèn)識(shí)要“有序”，可從類(lèi)型、物質(zhì)、元素、微粒的種類(lèi)和質(zhì)量、反應(yīng)條件、能量變化和反應(yīng)的應(yīng)用等角度來(lái)認(rèn)識(shí)反應(yīng)。并不是所有的火箭都使用液氫、液氧為發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑。這個(gè)組合有很多的優(yōu)勢(shì)，但也存在一定劣勢(shì)。

【閱讀任務(wù)1】請(qǐng)你通過(guò)閱讀資料，找到液氫、液氧做燃料的劣勢(shì)。

生：閱讀資料后進(jìn)行總結(jié)——液氫易蒸發(fā)，存儲(chǔ)難度較大，在技術(shù)方面要求比較高。

師：因?yàn)橐簹涿芏刃?，不同燃料在等質(zhì)量情況下，液氫占的體積就比較大，故此長(zhǎng)征五號(hào)火箭還有了一個(gè)名字叫“胖五”。

（學(xué)生觀看長(zhǎng)征五號(hào)火箭與長(zhǎng)征七號(hào)火箭的對(duì)比圖，感受它們的區(qū)別。）

師：有的火箭也會(huì)選擇煤油與液氧這樣的燃料組合，比如長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭。煤油的成分比液氫復(fù)雜，又稱(chēng)火油、火水，是對(duì)石油分餾后獲得的含碳、氫元素的混合物，露營(yíng)用的煤油燈里燒的就是煤油。

【閱讀任務(wù)2】通過(guò)閱讀資料，找到利用煤油做燃料的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。

學(xué)生閱讀資料后進(jìn)行總結(jié)——

優(yōu)勢(shì)：價(jià)格適中，無(wú)毒無(wú)污染，環(huán)保綠色，且煤油沸點(diǎn)高，易儲(chǔ)存，不易泄漏，技術(shù)要求不高。

劣勢(shì)：液氧沸點(diǎn)較低，不易儲(chǔ)存；比沖低于液氫。

【活動(dòng)2】請(qǐng)根據(jù)煤油的組成元素，推測(cè)它燃燒之后的產(chǎn)物，并寫(xiě)出該過(guò)程的文字表達(dá)式。

（學(xué)生小組合作完成并進(jìn)行展示說(shuō)明。）

師：因?yàn)槊河秃荚?，如果煤油不完全燃燒，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)積碳的現(xiàn)象。如何調(diào)控，促進(jìn)煤油的燃燒，使反應(yīng)更加充分呢？說(shuō)說(shuō)你的思路與具體做法。

生：可通過(guò)增大物質(zhì)間的接觸面積或增加氧氣濃度來(lái)促進(jìn)煤油的充分燃燒，如霧化、噴淋、提高氧氣的量等。

師：我們也可通過(guò)改變可燃物或助燃物的種類(lèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒反應(yīng)的調(diào)控。

在長(zhǎng)征三號(hào)火箭的發(fā)射照片上可以看到，在火箭升空的瞬間會(huì)有大量很重的紅棕色煙霧出現(xiàn)，因?yàn)檫@款火箭的推進(jìn)劑是偏二甲肼和四氧化二氮。

【閱讀任務(wù)3】通過(guò)閱讀資料，找到利用偏二甲肼與四氧化二氮做燃料的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。

學(xué)生閱讀資料后進(jìn)行總結(jié)——

優(yōu)勢(shì)：沸點(diǎn)較高，燃料不易泄露，在常溫下便于儲(chǔ)存運(yùn)輸，價(jià)格較為便宜。

劣勢(shì)：有劇毒，不環(huán)保，腐蝕性極強(qiáng)。

師：偏二甲肼與四氧化二氮做推進(jìn)劑的其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是不需要點(diǎn)火裝置，兩種物質(zhì)接觸即會(huì)發(fā)生燃燒反應(yīng)并釋放熱量。

【活動(dòng)3】補(bǔ)全圖2偏二甲肼和四氧化二氮反應(yīng)的微觀示意圖。寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式，說(shuō)說(shuō)你對(duì)燃燒又有了什么新的認(rèn)識(shí)。

圖2 偏二甲肼和四氧化二氮反應(yīng)的微觀示意圖

生：依據(jù)反應(yīng)前后原子種類(lèi)、個(gè)數(shù)不變，在反應(yīng)后微觀示意圖中畫(huà)出3 個(gè)氧分子。結(jié)合反應(yīng)微觀圖完成化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)。

生：燃燒不一定需要有氧氣參加，其他有助燃性的物質(zhì)也可替代氧氣發(fā)揮作用。

生：燃燒也不一定要有點(diǎn)燃的條件，可燃物著火點(diǎn)低于室溫時(shí)，不需要點(diǎn)燃可燃物就能燃燒。

師：同學(xué)們已經(jīng)掌握了定性和定量相結(jié)合、宏觀與微觀相結(jié)合的角度認(rèn)識(shí)化學(xué)變化。

生：補(bǔ)充完善板書(shū)設(shè)計(jì)，如圖3。

圖3 板書(shū)設(shè)計(jì)

五、教學(xué)反思

（一）注重情境創(chuàng)設(shè)

情境的創(chuàng)設(shè)有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更重要的是可以引出真實(shí)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生不斷進(jìn)行探索?！盎鸺剂线x擇”這一情境的意義體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：第一，情境有效承載“認(rèn)識(shí)化學(xué)變化”這一核心知識(shí)；第二，情境具有較強(qiáng)的邏輯性，由學(xué)生已知的氫氣在氧氣中燃燒入手，在對(duì)已知反應(yīng)進(jìn)行分析后，通過(guò)改變可燃物、改變助燃物、改變反應(yīng)條件、改變物質(zhì)的接觸面積等條件，實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)的調(diào)控；第三，情境具有很好的育人價(jià)值，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的同時(shí)，增強(qiáng)民族自豪感與自信心，且在無(wú)聲中逐步滲透愛(ài)國(guó)情懷，發(fā)揮育人功能。

（二）嘗試多角度認(rèn)識(shí)化學(xué)變化

任何問(wèn)題都可以從多方面、多角度進(jìn)行分析，化學(xué)反應(yīng)也不例外。學(xué)生對(duì)于問(wèn)題的分析多局限于當(dāng)下所學(xué)知識(shí)，而經(jīng)常忽略問(wèn)題間的聯(lián)系。通過(guò)方程式你能獲得哪些信息？對(duì)于燃燒反應(yīng)你又有了哪些新的認(rèn)識(shí)？這些問(wèn)題旨在引導(dǎo)學(xué)生從多角度對(duì)反應(yīng)進(jìn)行分析，不能只局限在當(dāng)前所學(xué)質(zhì)量守恒定律的內(nèi)容，要將之前所學(xué)變化類(lèi)型、反應(yīng)類(lèi)型、方程式含義、反應(yīng)現(xiàn)象等內(nèi)容進(jìn)行聯(lián)系，從而形成認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的一般思路與模式。

（三）形成結(jié)構(gòu)化認(rèn)識(shí)

通過(guò)對(duì)真實(shí)問(wèn)題的分析，使學(xué)生能夠利用宏觀、微粒、符號(hào)等多重含義表征化學(xué)變化，也使學(xué)生可以有意識(shí)地從多角度對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行調(diào)控，從而初步形成利用化學(xué)反應(yīng)解決物質(zhì)制備和檢驗(yàn)等實(shí)際問(wèn)題的思路，理解化學(xué)反應(yīng)的應(yīng)用價(jià)值與合理調(diào)控，在學(xué)生頭腦中構(gòu)建起結(jié)構(gòu)化認(rèn)識(shí)。新授課是將知識(shí)逐步拆解，將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，這有助于學(xué)生的理解和掌握；而復(fù)習(xí)課則要將學(xué)生頭腦中細(xì)碎的零散知識(shí)聚攏化，使學(xué)生形成系統(tǒng)認(rèn)知。本節(jié)課三個(gè)主要環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，層層深入，有助于學(xué)生在頭腦中形成有關(guān)認(rèn)識(shí)燃燒反應(yīng)的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，并逐步拓展，進(jìn)而成為認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的思維模型。在潛移默化中訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人。