文/樂昌市教師發(fā)展中心 劉四根

一、問題提出

《普通高中化學課程標準（2017年版）》提出：教師在組織教學內(nèi)容時應高度重視化學知識的結(jié)構(gòu)化設(shè)計，充分認識知識結(jié)構(gòu)化對于學生化學學科核心素養(yǎng)發(fā)展的重要性。但目前很多教師的復習教學缺乏設(shè)計，仍然是知識對知識的重復教學，尤其是化學計算類復習課，變成了純粹的數(shù)學課，忽略了化學計算的學科本質(zhì)。化學與生活、生產(chǎn)聯(lián)系緊密，因此，創(chuàng)設(shè)化學計算的真實使用情境，結(jié)構(gòu)化化學計算思維模型，讓學生感受到化學計算的學科本質(zhì)和實際應用價值顯得尤其重要。本設(shè)計以盆栽缺肥引起的一系列問題作為真實問題情境，將初中化學計算有關(guān)的知識按學生的認知邏輯組織教學，談談解決實際問題的九年級化學復習教學的認識與思考。

二、教學過程

任務1：盆栽病情診斷

展示實物：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??？請同學們利用所學化學知識診斷其病因并對其進行專業(yè)救治？

生：新鮮、好奇并負有使命感，陸續(xù)有學生提供答案——缺氮肥。

師：同學們對化學肥料這一知識學得很好，請同學們回憶一下，常見的氮肥有哪些？含氮量如何？引出課題：初中化學計算專項復習。

生：常見的氮肥有氨水、銨鹽、尿素、硝酸鈉等含氮物質(zhì)。

利用真實問題情境引出課題，針對情境提出問題，診斷學生對化學肥料的性質(zhì)及用途的認識水平，發(fā)展元素觀。

任務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格便宜的。

師：銨態(tài)氮肥是性價比比較合適，常見的銨態(tài)氮肥有碳酸氫銨、氯化銨、硝酸銨、硫酸銨，請寫出它們的化學式，并計算其相對分子質(zhì)量、組成元素的原子個數(shù)比、組成元素的質(zhì)量比、含氮元素的質(zhì)量分數(shù)。

生：計算并填寫其計算結(jié)果。

教師補充并投影有關(guān)化學式的計算（略）。

師：選擇氮肥時，除了考慮含氮量、價格外，還需考慮什么因素？

生：儲存、運輸便利性，另外還要考慮土壤酸堿性等。

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

任務3：買化肥

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

生：根據(jù)氮元素的質(zhì)量分數(shù)快速作出判斷，該廣告是虛假廣告。

依據(jù)計算結(jié)果判斷化肥廣告的真實性，診斷學生應用化學知識辨識真?zhèn)蔚哪芰Α?/p>

任務4：驗化肥

師：我們認為此廣告產(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，產(chǎn)生氣體3.7 克，請判斷此袋化肥為純凈的碳酸氫銨？

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

師：化學方程式反映的是實際參加反應的反應物與生成物的質(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)量進行計算。另外，數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)也可能是以圖表方式呈現(xiàn)，還可能要進行數(shù)據(jù)分析才能得到。

教師補充并投影有關(guān)化學方程式的計算（略）。

依據(jù)化學方程式計算結(jié)果提供證據(jù)，對化肥是否純凈進行判斷，診斷學生從“量”的視角理解物質(zhì)的轉(zhuǎn)化水平，豐富學生從物質(zhì)變化、質(zhì)量關(guān)系及實際應用層面對化學反應的認識角度，發(fā)展“宏、微、符”認識水平。

任務5：施化肥

師：我們已為盆栽買好了碳酸氫銨氮肥，并證明其貨真價實，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)作物上會造成植物局部燒傷，需將它配成溶液進行施肥。

學生練習：今有16 克碳酸氫銨樣品，要將其配成質(zhì)量分數(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）。

教師補充并投影有關(guān)溶液的計算（略）。

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

生：學生小組合作、交流，試著建模。

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

學生練習：上例化肥廣告為虛假廣告，取樣分析測得其氮元素質(zhì)量分數(shù)為11.0%，請計算該產(chǎn)品中碳酸氫銨的質(zhì)量分數(shù)？

通過對質(zhì)量分數(shù)相關(guān)計算的知識結(jié)構(gòu)化，發(fā)展學生對質(zhì)量分數(shù)模型建構(gòu)、遷移、應用水平。

三、教學反思與感悟

1.創(chuàng)設(shè)真實情境，統(tǒng)領(lǐng)復習教學

新課標強調(diào)“真實的問題情境是培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)的重要平臺，作為知識載體的教學情境應該具體全程性和發(fā)展性，應統(tǒng)領(lǐng)整個教學過程，在教學中起到激發(fā)、推動、發(fā)展學生的認知思維。本設(shè)計以一盆矮小瘦弱，葉片發(fā)黃的盆栽作為教學情境引入課題，并以此作為知識的生長點，引發(fā)了如何治療“生病的盆栽”的一系列與化學計算有關(guān)的問題。

2.設(shè)計問題任務，促進深度學習

深度學習的課堂需要深度思考，因此，教師要設(shè)計具有挑戰(zhàn)性的問題任務，引導學生主動探索、深刻理解、深度參與。本案例設(shè)計了“生病的盆栽得了什么病？”“如何為生病的盆栽選合適的氮肥？”“如何買到貨真價實的化肥？”等，通過問題解決觸發(fā)學生深度思維并深度體驗學科的應用價值。

3.建構(gòu)計算模型，豐富知識體系

復習的目標在于促進學生對所涉知識關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)化，形成解決一類問題的思路和方法，并能夠應用這些學科思想與學科方法解決實際問題。本設(shè)計通過對初中化學計算類型結(jié)構(gòu)化，建構(gòu)各類化學計算的思維模型，從宏觀角度和微觀角度對模型進行分析應用，從而進一步認識化學計算的學科本質(zhì)是定量研究化學物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化。

化學計算教學不是化學計算題的教學，教師要克服從知識到知識的慣性教學方式，嘗試從實際情境出發(fā)，創(chuàng)設(shè)問題任務，讓學生思考、歸納、總結(jié)，強化對學科概念原理的理解，形成知識關(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)展學生學科核心素養(yǎng)。