物质的化学变化教学策略Word文件下载.docx

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可见，物质变化与条件有关这一观念虽然学生很早就有，但是随着学习的深入，这一观念会不断发展更新。

总的来说，义务教育阶段，学生对化学变化的认识要经历从宏观现象到微观解释，从定性讨论到定量研究，从只关注物质变化到同时关注能量变化的转变过程，最终形成对物质变化的稳定的认识，即物质的变化观。

这些转变转变过程复杂缓慢，需要借助不同的教学内容，通过多样的教学方式，不断渗透，持续构建，才可能逐渐形成。

图6-2列出了初中化学常规教学内容在发展学生物质变化观中的作用。

教学中，教师应充分关注教学内容在学生观念建构中的功能与价值，帮助学生形成更加科学的物质的变化观。

经过义务教育阶段的化学学习，学生应该形成的物质变化观有：

●物质的稳定存在是有条件的

●物质可以发生变化，物质的变化是有条件的

●物质发生变化时，微观粒子发生变化。

分子不变时，是物理变化；

分子改变，构成分子的原子重新组合，是化学变化。

●物质变化时元素不变，原子种类、个数不变，符合质量守恒定律。

●物质发生化学变化时伴有能量变化

二、多角度认识化学反应

化学反应是化学教学中的核心问题。

能否正确理解化学反应是学生化学素养高低的重要指标。

以往的教学中有些教师孤立地教每一个化学反应，以学生是否正确书写化学反应方程式作为衡量学生是否掌握了化学反应的依据。

但国内外大量研究表明，能正确书写化学反应方程式并不能说明学生对化学反应有科学的理解。

比如很多研究都发现，学生认为化学反应方程式的书写就是象代数式那样的移项；

还有研究发现学生认为化学反应就是物质间的加和；

学生对化学反应往往只关注反应的结果（产物），而忽视反应发生的过程，更不能主动地从微观进行解释。

新课程倡导基于观念的教学，重视认识事物的思路方法，关注知识间的联系。

因此教师应帮助学生建立起认识化学反应的一般思路，引导学生从多个角度认识化学反应自身的特征和价值，以促进学生物质的变化观的发展。

《全日制义务教育化学课程标准》在物质的化学变化部分分为三个二级主题，每个二级主题下又有若干内容标准，每个内容标准都对应着认识化学反应的不同角度（见图6-3）。

需要说明的是，化学反应中的物质变化、化学反应中的能量变化、化学反应类型、化学反应的条件（在高中会发展为化学反应规律）这几个角度是化学学科对化学反应讨论的基本角度，学生在初中建立起这几个认识角度后，会在高中必修、选修，甚至大学的化学学习过程中得到进一步发展。

在初中阶段，学生知道化学反应中有新物质生成，新物质的生成是化学反应中微粒重新组合的结果；

在高中阶段学生要从微粒间的相互作用，即化学键角度理解物质变化的原因。

对化学反应中的能量变化，初中阶段只要求感受化学反应中有能量的变化；

而到了高中必修阶段要求学生知道化学反应中的能量变化有热能、电能等不同形式，且能从化学键角度解释化学反应中为什么会有热能变化。

再比如：

初中化学反应的类型主要是从反应物与生成物的物质类别进行划分，让学生认识到化学反应可以分类研究，分类研究有利于人们更好地认识和利用化学反应；

高中阶段学生对化学反应的分类会有新的标准——是否是氧化还原反应，新的分类标准可以使人们从更本质的角度认识化学反应，更有效地利用化学反应。

同样，初中阶段学生只需要知道化学反应的发生是有条件的，不同反应需要的反应条件不同，化学反应条件可以体现化学反应规律，如金属与酸、金属与盐的置换反应，反应物间的关系要符合金属活动顺序表的要求。

到了高中阶段学生要从化学反应的方向、速率、限度等角度进一步研究化学反应规律。

化学反应与社会发展角度是从化学与社会的视角看待化学反应，认识化学反应对人类社会进步的重大价值，这一视角也会随着学生化学学习的不断深入而得到发展。

图6-3中列出的微观解释化学反应和定量认识化学反应，严格说并不是认识化学反应的角度，它们是认识化学反应的方法和水平。

学生对化学反应中物质的变化、能量的变化等其他角度的认识都是既可以停留在宏观定性层面上，也可以发展到微观定量层面上。

由于在初中阶段帮助学生构建起从微观角度解释化学反应和用定量的方法研究化学反应的意识很重要，所以此处也把这两点单独列出，以提示教师在教学中予以重视。

三、认识定量研究对化学科学发展的重大作用

定量研究是一种重要的科学研究方法，是通过对研究对象的某些特征按照一定的标准进行测量，获得数据信息，寻找数据间的关系，从而确定因素之间数量关系的一种方法。

化学科学发展离不开定量研究。

没有对空气组成的定量测定，我们就无法确知空气的成分，甚至可能至今还无法发现稀有气体。

没有对化学反应前后物质质量变化的测定，就不会发现质量守恒定律，就无法考证反应物与生成物之间的质量关系，也许科学家就不会想到反应物与生成物在微观结构上的内在联系……化学是研究物质的组成、结构、性质、变化的科学。

化学研究的每个方向都需要定量研究方法，使研究结果深刻、精确。

以水为例，在定性水平上，水由氢元素、氧元素组成；

水分子由氢原子、氧原子构成。

但是如果不定量，我们是无法区分水和过氧化氢的。

化学反应中的定量更是重要，参与反应的物质质量关系不同时，发生的反应和反应的产物都可能不同，定量研究可以帮我们找到量变到质变的变化过程，确定化学反应中的“度”。

课程标准物质的化学变化主题中的二级主题质量守恒定律就是专门从定量角度讨论化学反应中的物质的质量关系，要求学生建立定量认识化学反应的意识，知道定量研究在化学科学发展乃至人类社会发展中的重大作用。

其实，人们在生活中也离不开定量研究的方法。

烹饪时各种食材如何搭配才能做出最美味的食品；

在保证洗涤效果的基础上，哪个牌子的洗衣粉最划算；

家用能源选择电还是天然气……这些问题都需要通过定量研究的方法来解决。

可见，培养学生定量研究的能力和意识，对于提高学生的生活素养，促进学生用科学的方法解决生活中的问题也都有一定帮助。

第二节物质的化学变化的教学方式与策略

一、基于整体设计，促进学生对物质的化学变化认识的发展

在初中化学教学中，随着化学知识的积累，学生对物质的化学变化的认识不断发展，形成自己的物质变化观。

虽然这种认识发展可以是学生在知识学习的过程中随机的、自发的逐步构建起来，但是如果教师在教学中能够根据学生的发展水平和相应的教学阶段，有意识的引导学生不断反思自己的认识，就会使学生的观念建构过程更加有效，建构结果更加清晰、更加稳定，对后续的学习也更具有迁移作用。

因此初中化学教师应对初中化学教学进行整体设计，分阶段推进，促进学生对物质的化学变化的认识的科学发展。

以物质间的转化关系的教学为例，学生学习的起点是单一物质的性质，如氧气的化学性质，只关注氧气可以和哪些物质反应，而不关注氧气可以转化成什么物质；

随着身边的化学物质的学习积累，学生能够意识到一些物质间可以进行相互转化；

在初中化学学习结束时，学生应该熟悉几种重要物质间的转化关系，形成物质转化的知识网络。

在实际教学中，有些教师不注重平时教学中对物质转化关系的逐步建构，而是在初三教学进入尾声时给出一些物质的转化关系图，认为是帮助学生整合了物质间的转化关系。

由于这些图形是教师自己构建的，没有明确的构成原则，和一定的思维顺序，图形展示给学生，主要功能就是按照图中物质间的连线写出化学反应方程式，缺少更核心、更内在的意义，因此对学生的认识发展价值不大。

教师可以从教学开始阶段就引导学生按照有序思维构建知识网络图，随着学习的深入，网络图不断复杂，但思维依然有序，最终达到学生能熟练掌握初中所学重要物质间的转化关系，能按照不同要求有序构建物质转化关系图的目标。

氧气通常是学生系统学习的第一个物质，学习完氧气的性质后，师生可以先构建一个简单的转化关系图（图6-4）。

这张图以一个物质为核心，列出这个物质的转化产物，内容简单，学生可以仿照这张图轻松的做出水、二氧化碳、盐酸、氢氧化钠等一系列物质的转化图。

但是教师应注意引导学生从这些转化图中读出更本质的含义。

1.转化关系中核心元素不变，从微观角度看是原子不变。

这一点是元素观、微粒观在物质的化学变化中的体现，也是学生自主构建物质间转化关系图的基础，物质间具有转化关系的前提条件是物质间有相同的元素。

2.物质间转化的化学反应类型。

初中学习的反应基本都属于四大基本反应类型，当学生自主构建转化关系图时，他可以依据核心物质能否发生化合反应、能否发生分解反应、能否发生置换反应、能否发生复分解反应这样的思维顺序找到核心物质可能的转化关系，使得思维有序。

3.核心物质转化的物质类别。

在初中不要求掌握一类物质的通性，但是我们熟悉的物质属于哪一类物质还是应该知道的。

如果我们不断引导学生关注物质类别，学生们会体会化学反应类型与物质类别有一定关系，为学生更本质的理解化学反应、为后续的高中学习打下基础。

有了单一物质为中心的转化图基础，学生可以逐步构建较为复杂的物质间转化关系网络图。

构建时，教师提示学生以一种物质为出发点，找到与这种物质有共同元素的其它物质，即基于核心元素构建物质组，找到各物质间的转化关系。

如果还想扩展物质转化关系图涵盖的物质范围，则可以改变核心元素，确定新的核心元素的物质组，构建转化关系。

如：

一位教师以食品干燥剂氧化钙为起点，请学生构建物质转化关系图。

在教师的引导下，学生先构建出含钙元素物质的转化关系图。

而后，学生以碳元素为核心构建含碳元素物质的转化关系图，然后又以碳酸钠为起点构建含钠元素的物质转化关系图（如图6-5）。

当然，如果需要，学生还可以以二氧化碳为起点构建含氧元素、以氯化钙为起点构建含氯元素、以氢氧化钠为起点构建含氢氧根原子团的物质转化关系图。

这样一来学生就可以自主构建一张初中所有重要化合物的转化关系图。

由于转化关系图是学生自己构建的、且是在初三学习过程中不断积累而来，所以其知识整合作用更为突出，更有利于学生对物质、对化学反应的认识发展。

同样，对于化学反应中的能量变化的教学也应有整体规划。

在初中教学中很多教师不重视能量问题的教学，只是在个别实验中让学生感受一下有热现象，在有关燃料内容的学习中提出化学反应可以获得能量。

这样做的结果是能量问题始终没有进入初中化学教学的主线索，成了初中化学教学中可有可无的内容。

而实际上，通过化学变化获得能源是人类获取能源的主渠道，化学学科也是解决人类能源问题的核心学科，而且化学反应中的能量变化是认识化学反应的重要角度。

所以化学教学中引导学生在研究化学变化时始终关注能量问题，逐步发展对能量问题的认识是非常重要的。

教师可以从绪言课开始，做化学实验就引导学生观察其中的能量变化，不仅仅是试管实验中试管壁变热变冷等热现象，也包括发光现象、燃烧放热现象，让学生体会化学反应中的能量变化可能以多种形式出现。

另外，通过水电解实验，以及一些需要加热的实验，教师可以提示学生化学反应中的能量变化不仅包括反应后出现的光现象或热现象，还包括化学反应开始前，为了引发化学反应，外界提供的能量。

这样学生对化学反应中的能量变化的认识才会更加全面。

在学习燃烧、燃料的有关知识时，让学生进一步感受到化学变化带来的能量变化为人类社会的发展做出了巨大贡献；

热能只是化学变化给人们带来的一种能源，化学变化还可以带来其它能源形式，在高中的学习中再去研究。

通过这样整体规划的教学，学生对化学变化中的能量变化的认识是较为全面的。

首先对能量变化的形式认识全面，不仅有热能，还有光能、电能等多种形式；

其次，对能量变化的方向认识全面，不仅是化学变化产生的能量对外界的影响，也包括外界能量对化学反应体系的影响；

最后，认识到研究化学变化中的能量变化对人类社会发展中的意义和价值。

总之，教师整体把握初中教学进程，对初中化学教学中的核心问题进行整体规划，使其在教学进程中不断发展，会更加有利于学生对问题本质的理解、全面地把握，能有效促进学生对问题的认识发展。

二、重视科学探究在发展学生物质的化学变化的认识中的作用

学生对物质的化学变化的认识是不断发展的，但是发展过程中学生经常会有一些认识与科学结论不一致。

这些认识偏差学生往往是不自知的，教师也很容易忽视，然而这些偏差的存在却会影响学生科学观念的建立，进而影响后续的学习与发展。

科学探究作为一种学习方式，可以有效揭示出学生对问题的真实看法，使教师引导学生在探究活动过程中，发现偏差认识，突破错误理解，形成正确的观念。

以化学反应中物质的变化为例，学生常有的偏差理解是化学反应中反应物会全部转化为生成物，除非给出特别提示，否则一提起反应完成后的物质系统，学生就会自动认为是生成物系统，忽视反应物的存在。

另外，学生对与化学变化过程中出现的实验现象也缺乏深入思考，经常是指关注教材或教师给出的最后结论，而不去思考这样的实验现象为什么能得出这样的结论。

为了解决学生的这类问题，有些教师会不时地在教学中设计一些小的探究活动。

一位教师在酸的有关性质学完之后，增加了这样一段教学活动。

教师提出问题：

“将二氧化碳气体通入水中会有什么变化呢？

”

学生甲：

“二氧化碳与水反应生成碳酸”。

教师表扬：

“说得很好，这是我们熟悉的化学反应。

这是一个化学变化。

那么还有别的变化吗？

学生乙：

“二氧化碳溶于水”。

教师：

“有同学提出了二氧化碳溶于水的新的变化，二氧化碳溶解于水与二氧化碳和水反应是相同变化吗？

学生全体：

“不是”。

教师“向通入二氧化碳的水中滴加紫色石蕊试液会有什么变化呢？

“溶液变红”

“是谁使得石蕊变红呢？

学生：

“碳酸”

“有人不相信这个结论，通了二氧化碳的水中不仅仅有碳酸，还有别的物质存在。

你们知道还有什么物质存在吗？

学生丙：

“还有水、二氧化碳、碳酸”

教师强调：

“溶液中有水分子、二氧化碳分子、碳酸分子”

“溶液中有三种物质同时存在，你凭什么说是碳酸使溶液变红呢？

“用实验证明”

“有一位同学设计了如下实验方案，你看这个方案能证明是碳酸使石蕊变红吗？

学生小组讨论后，学生丁汇报：

“这套装置不能说明二氧化碳是否使石蕊变色，应该在一支有干燥蓝色石蕊试纸的试管中通入二氧化碳，证明干燥的二氧化碳不能使蓝色石蕊试纸变红”……

在这段教学活动中，教师很自然的诱导学生关注反应物与生成物的共存情况，意识到对化学反应现象的解释要有严谨的推理。

而且，在这段教学中教师还注意了从微观角度分析化学反应系统。

也有教师用类似的办法引导学生对化学反应中的能量变化进行了深入分析。

一次实验活动中，学生向盐酸中加入氢氧化钠固体，感觉有热量放出。

学生得出结论：

盐酸和氢氧化钠发生的反应是放热反应。

教师追问：

“放热现象一定说明是氢氧化钠和盐酸反应放热吗，还有没有其他可能？

”经过讨论后，有学生认为：

“也有可能是氢氧化钠溶于水放热。

”教师又追问：

“你该如何判断热量是氢氧化钠溶于水产生的，还是与盐酸反应产生的？

”经过研讨有学生提出做氢氧化钠溶于水的实验，看是否放热；

但也有学生反对，认为这样只能说明氢氧化钠溶于水是否放热，不能说明氢氧化钠与盐酸反应是否放热。

在教师的引导下，经过激烈讨论，大家共同形成方案：

取等体积的水和稀盐酸，再向其中分别加入等量的氢氧化钠固体，看是否都放热，再比较放热的多少，如果氢氧化钠与盐酸反应时放出的热量比氢氧化钠溶于等量水时放出的热量多，就说明氢氧化钠与盐酸反应放热……

在上述这个教学片断中，教师并没有因为学生触摸到酸碱反应容器变热，就简单的得出反应放热的结论，而是引导学生进一步分析现象与结论间的关系，帮助学生更加科学的理解什么是化学变化中的能量变化，也为今后学生理解反应热打下基础。

在物质的化学变化主题中，质量守恒定律是一个重要的教学内容。

通过质量守恒定律的学习，学生对化学反应有了定量认识，明确了反应物和生成物之间量的关系，使学生有能力完成化学方程式的有关计算并加深认识化学反应对人类社会的作用。

在进行质量守恒定律教学时，大部分教师会通过实验活动，证明反应前后物质质量的守恒关系，再现科学家的研究历程，完成教学目标。

再利用实验进行质量守恒定律一节的教学中，由于教师对学生的预期不同，对具体的教学目标的设计不同，教师利用的实验内容和实验的具体运用方式也会不同。

在质量守恒定律一节教师常用的实验有：

白磷（红磷）燃烧的反应、铁钉与硫酸铜溶液的反应、盐酸与碳酸钠（碳酸钙）的反应、镁在氧气中燃烧、硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液的反应、蜡烛燃烧的反应等。

下面是几位教师对质量守恒定律一节中实验运用的设计，我们一起分析一下他们各自的设计意图是什么。

方案一：

提出探究化学反应前后物质质量关系的问题后，教师演示白磷燃烧实验，使用密闭装置（反应容器为锥形瓶，锥形瓶口是带有导气管的胶塞，导气管上套有小气球），讲解密闭装置上小气球的作用。

演示实验中，教师详细讲解了称量注意事项，并特别提示可以把反应装置整体称量。

学生每个小组完成铁钉与硫酸铜溶液、氢氧化钠与硫酸铜溶液、碳酸钠粉末与稀盐酸三个实验中的一个（教师调控每个实验至少有两组学生完成），自主设计实验步骤、实验装置。

由于有教师示范，学生采用的称量方式均为整体称量。

方案二：

教师演示镁条燃烧实验，要求学生观察并描述实验现象，提出核心问题化学反应前后物质的质量是什么关系？

学生小组在铁钉与硫酸铜溶液、红磷燃烧、盐酸与碳酸钙三个实验中任选一个实验完成探究活动，实验步骤、实验装置、称量方式等完全由学生自主决定。

方案三：

在电子天平上教师点燃蜡烛，示数不断减小。

教师提出问题，是否所有的化学反应在反应后质量都减小呢？

学生分组实验，每个小组完成两个实验，五个小组的实验内容分别为：

氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液、碳酸钠粉末与稀盐酸；

铁丝与硫酸铜溶液、碳酸钙粉末与稀盐酸；

碳酸钠粉末与稀盐酸、碳酸钙粉末与稀盐酸；

碳酸钠溶液与氯化钙溶液、碳酸钙粉末与稀盐酸；

铜片与硝酸银、碳酸钠粉末与稀盐酸。

即每个小组至少有一个生成气体的实验。

教师提供了小试管、烧杯、锥形瓶、人字型试管、塑料饮料瓶、滴管、带气球导管、胶塞等一系列装置供选择，并向学生介绍了试管、人字型试管、饮料瓶等装置的称量办法，及用人字型试管分别盛放反应物的方法，和饮料瓶与小试管配套使用作反应装置的方法。

教师特别提示，实验中药品分开放置整体称量。

很容易看出，这三个实验探究方案实验内容不同，开放程度不同，通过活动实现的教学目标也不同。

方案一，教师通过演示实验示范给学生实验活动的主要任务是称量反应前药品和装置的总质量与反应后药品和装置的总质量是否相等。

在教师的示范下，学生也有意识的选择密闭装置完成有气体放出的实验，并进行整体称量。

这个探究活动的核心目标是验证化学反应前后质量确实守恒。

这个活动学生只需完成一个实验，且设计实验的要求比较低，基本上是在使用熟悉的实验装置或者模仿教师展示的实验装置和操作方法，探究活动的开放度相对较小，活动任务简单明确，较适合于学业成绩为中低等水平的学生。

方案二，每个小组也只完成一个实验。

实验内容不多，但是由于实验步骤、实验装置、称量方法等问题教师都没有给出提示，所以学生之间活动过程和结果都可能产生差异。

教师恰恰要借助同样实验内容却有不同实验结果的事实，激起认知冲突，引发学生反思自己的实验步骤、实验装置、称量方法，明确到底如何操作才能保证自己完成了对化学反应前后物质质量的称量，进而认识到化学反应前后物质质量不变的内涵是什么，并体验了科学工作者进行科学研究室所需要的科学态度和严谨精神。

这个探究活动学生的任务量不大，但是开放度较大，学生除了要通过实验和研讨获得质量守恒的结论外，还要自主进行实验步骤、实验装置和称量方法设计。

教学目标既重视质量守恒定律的得出又重视实验能力的培养，还关注到科学态度和科学精神，一举多得。

但是由于缺少指导，较多学生没有通过实验得到应有的结论，是这个方案的弱点。

方案三，学生活动内容最多，每组完成两个实验，且至少有一个实验为产生气体实验。

学生在完成自己的两个实验的过程中就有可能出现结论不一致的情况，于是学生在小组内就会反思反应前后物质的质量相等或不相等的原因是什么，质量守恒的内涵是什么，自己使用的实验装置是否合适、称量办法是否妥当。

经过这样的组内研讨和反思，大部分学生实现了自我矫正。

本活动还给了学生多种可供选择的仪器，部分是陌生仪器，虽然教师讲解了实用的基本方法，但没有提示什么仪器适合哪类反应使用，这一举措拓展了学生实验装置使用的视野，也给学生确定实验装置时增加了难度。

总体来看，这个探究活动中，全体学生共完成六个实验，是三个方案中数量最多的；

且由于每组有两个实验互相映证，所以学生在小组活动时就努力使本组两个实验都得到质量守恒的结论，因而，与前两个方案相比，本探究活动学生的思考最为深入，获得结论的证据最为充足，同时活动的任务量和开放度也都较大。

这一活动方案更适合在以往教学中经历过探究教学训练的学生。

通过对上述三个教学方案的比较，我们可以看出，每位教师都努力通过探究活动使学生真正理解质量守恒的内涵。

但是有的活动只能让学生看到反应前后反应系统的总质量没有改变，但是为什么没有改变，为什么质量守恒定律要叙述为“参加”化学反应的各物质的质量总和，活动本身并没有引发学生思考。

也有的活动引发了学生的认知冲突，给了学生思考的空间，重视了探究活动中证据与结论之间的内在关系，培养了学生的科学精神，这样的活动值得我们在教学中尝试，当然要实现理想的探究活动，就要在平时教学中加强探究活动训练，仅靠一两次探究是不可能提升学生的探究能力的。

燃烧和灭火也是物质的化学变化的重要教学内容，学生除了需要掌握燃烧条件和灭火知识外，还应该初步了解研究化学反应的两种科学方法——控制变量法和对比法。

科学方法的形成也可以用科学探究的教学方式来实现。

例如，一位教师在教授《燃烧和灭火》一节时，为了让学生更充分的