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核心素养指导下的初中化学观念提高研究

发表时间：2020/12/15 来源：《创新人才教育》2020年第9期作者：江华

[导读] 初中化学主要是指导学生对物质的结构、性质、变化以及物质之间的转化规律展开学习。

江苏省南通市海门区德胜初级中学江华 226100

摘要：初中化学主要是指导学生对物质的结构、性质、变化以及物质之间的转化规律展开学习。目前很多初中生都是通过死记硬背的方式，去记住一些关于结构、性质等概念，甚至有关化学变化的规律也是依靠记住化学方程式来实现，核心素养指导下的初中化学教学从知识为本转化为观念为本的教学模式，其中化学变化观是初中化学学习观念的基础，本研究以变化观为基础展开初中化学观念提高教学研究。
关键词：初中；化学教学；变化观
        化学变化观是在学习化学理论知识对化学现象进行分析的基础上，在物质结构变化、转化和平衡的层面上所形成的的化学观念。“质量守恒”这一节内容中所研究的化学变化观念主要是从化学变化为切入点，探索化学变化中出现的诸如性质、结构等变化，并且结合质量守恒定律理解化学变化的最基本特征——质量守恒，是后续学习化学方程式计算、不同物质转换的基础[1]。
        一、初中化学变化观培养实践研究——以“质量守恒”为例
        本次研究以“质量守恒”为例，结合核心素养中宏观与微观素养培养，通过生活化情境导入、实验操作与数据分析、微观情境理解三个教学环节，激发学生在宏观上对化学反应前后质量变化产生兴趣，在实验操作和数据分析过程中探究并论证质量守恒定律，最后微观情境中理解化学反应中质量守恒定理的本质，进而实现化学变化观的培养。
        （一）生活化情境引发认知冲突
        新课前一周教师已经对一瓶牛奶进行称重，并记录重量后，将完整的其置于空气中保存，一周后瓶内的牛奶出现浑浊和其他颜色液体，说明牛奶已经变质。教师询问学生：牛奶变质是什么变化呢？学生回答：化学变化，可以从物质的颜色改变、气味改变来判断牛奶中生成了其他物质。教师启发学生：牛奶发生化学变化后它的质量是否会发生变化呢？大部分学生说不会，教师将牛奶放置于电子天平上称量发现质量与之前相比增加了。这与学生以往生活经验相违背，教师引入本节课主题：“质量守恒定律”，希望通过本节课学习能够化解冲突。
        （二）实验操作探究与论证定律
        抓住学生的认知冲突，教师设计实验指导学生进行操作，让学生在做中学的过程中，通过探究观察来论证知识。首先教师设计的实验是：白磷燃烧实验，在调节好天平后,如图1所示在锥形瓶中放置一些沙粒，白磷置于沙粒上，将的玻璃管通过橡皮塞插入瓶内使其接触白磷，管的另一段套上气球，称量装置的重量记录数据为M1。将玻璃管拿出后放置在酒精灯上灼烧，当玻璃管烧红后，将其重新插入锥形瓶内，同样和白磷接触，发现白磷开始燃烧，气球开始膨胀，但最后气球又恢复下垂状态。再称量反应后的装置质量M2，发现M1=M2,即与反应前的质量一样。学生得出结论：化学反应前后物质的质量并不会发生变化。
        该实验是密闭条件下的燃烧实验，初中阶段学习过很多类型的化学实验，为了避免偶然事件发生，提高论证过程的说服力，教师引导学生开展第二个实验：铁钉和硫酸铜反应实验。首先分别称量已打磨完成的铁钉和硫酸铜溶液的质量，将其相加即为总质量；随后将铁钉置于硫酸铜溶液中，学生观察到铁钉表面有红色固体附着，待溶液由蓝色变为浅绿色后不再变色，即代表反应结束；学生称量反应结束后，整个装置的总质量。学生分析数据再次得出：化学反应前后物质的质量不会发生变化的概念。教师要求学生说出质量守恒概念成立的条件，学生却一脸茫然，要掌握概念应用的情境，是化学变化观念进一步提高的基础。

        教师引导开展第三个宏观实验：镁条燃烧实验。首先将镁条置于石棉网上一同放在天平上称量其质量记录为M1，随后用镊子夹起镁条点燃镁条，在石棉网上让镁条进行燃烧，待其完全燃烧完后，称量燃烧后产物和石棉网的质量记录为M2，发现M2小于M1。学生开始产生疑问，是否是自己实验操作出现问题，还是违背了质量守恒定律的条件。教师要求学生写出镁在空气中燃烧的化学方程式：2Mg+O2=2MgO（反应条件为点燃），类比白磷燃烧实验学生立刻理解了没有称量反应物氧气的质量。随即将镁条放置在一个密闭的广口瓶中，进行燃烧实验，这才论证了化学反应前后物质的质量不变.随后教师指导学生理解质量守恒概念：在化学变化中，所谓的质量守恒一定是反应前所有反应物的质量总和，与反应后所有产物的质量总和相等，而这个反应的条件一定能够是在密闭的，与周围隔绝的环境。
        设计意图：以质量守恒定律为切入点，培养学生的化学变化观，不仅要通过直观实验来进行探究和论证。同时设置反例来启发学生对该定律的适用条件进行探索也是必不可少的。
       （三）微观情境深化化学变化观的理解
        本阶段研究从微观原子角度上理解质量守恒定律本质，进一步强化学生的化学变化观，也体现了化学核心素养中宏微观结合的素养培养。如图2所示教师利用动画技术展示了水分解的过程.教师询问学生：水在分解过程中分子种类和数目发生变化了吗？学生将水分子分解成氢气分子和氧气分子的结果告诉教师，证明分子种类和数目变多了。再次启发学生：分子是由原子组成，该反应中原子种类和数目发生变化了吗？观察动画后学生得出结论：原子种类没有变化，反应前后都只含氢原子和氧原子，它们的数目也未出现改变，因此反应前后原子的质量也不会变。这时候学生脑海中开始从原子微观角度上，分析化学变化过程，是从微观角度建立化学变化观念的基础。以此为基础教师展示质量守恒定律本质：化学反应前后，原子的种类、数目都未改变，那么化学反应前与反应后的物质的质量都不会改变。

        设计意图：宏观实验仅仅是引导学生从宏观上认知质量守恒定律，也仅仅是从表面现象来培养学生化学变化观念。而微观原子情境是从微观上分析质量守恒的本质，深入的培养学生的化学变化观，是一种从表象到本质的过程。
        二、结语
        初中化学是学生学习化学的基础过程，也是学生形成化学观念的起始阶段，化学变化观作为最基础的观念，教师要给予重视，在宏观和微观相结合的情境下，培养学生的化学变化观。
参考文献
[1]闵忠林.初中化学高效课堂中的思维教学策略初探[J].学周刊,2020(35):35-36.