初中化学专题4课程文本

2010鲁琼初中化学远程研修专题四发展学生对化学变化的科学认识专题简介：初中化学教师在进行化学变化教学时，往往只停留于具体知识点的教学，如记住化学变化的定义，辨识物理变化和化学变化，记住质量守恒定律，会写中考要求的化学反应方程式，会进行化学反应方程式的计算等，而不能从发展学生对化学变化的科学认识的角度统整相关的教学内容，帮助学生建立对化学变化的科学认识，实现更高层次的学习。本教学专题首先向教师提出基于学生的认识发展进行化学变化相关内容教学的思路，进而为教师解读如何理解“发展学生对化学变化的科学认识”（包含2个核心问题：初中生化学变化认识发展的特点是怎样的？我们该从哪些角度发展学生对化学变化的科学认识？）。在此基础上专家将从教学内容分析、教学策略分析以及教学案例分析等几个层面帮助教师理解在课堂教学中如何“实现发展学生对化学变化的科学认识”，既有观念引领，又有可模仿的具体经验，以满足教师的不同学习需求。主持人：北京师范大化学教育研究所博士黄燕宁嘉宾：教育部初高中化学课程标准研制组组长北京师范大学化学教育研究所所长王磊山东省化学教研员卢巍北京市丰台区化学教研员孙震一、“物质的化学变化”主题教学的功能和价值是什么？王磊：最具有化学学科特色的内容就是有关物质的化学变化。因为我们研究物质的性质以及应用，这其实也是通过研究物质的化学变化来研究的，也是通过化学变化的操控来实现它的应用的。研究化学变化的本质、特征、规律、影响因素以及相关的内容，自然是化学学科责无旁贷的任务，也是我们学生学习化学一1.如何基于整体设计促进学生对化学变化认识的发展？2.如何利用科学探究发展学生对化学变化的认识？3.如何促进学生对化学变化的宏观、微观、符号三种表征方式间的联系？1.物质化学变化的教学为什么会成为初中化学教学的难点？2.初中阶段应该发展学生对化学变化的哪些认识？3.学生对化学变化认识的形成过程是怎样的？1.不同版本教材关于物质的化学变化的教学内容组织和编排顺序有什么差异？2.教材的编排顺序反映了怎样的教学理念和教学思路？3.教师如何利用教材，分析和选择适当的教学思路？初中阶段发展学生对化学变化的科学认识教学内容分析和学生认识发展过程分析教学设计方法与教学策略分析教材分析与教学思路分析定要学习的内容。也就是说化学变化承载这我们对物质世界认识的理性认识阶段、方法手段阶段以及我们认识物质世界的最终目的，以及我们为什么要认识物质世界和认识物质世界后要干什么，也就是达到对物质世界的改造和应用的阶段，都要通过化学变化。整个初中化学新课程，我们看到以化学课程标准为例我们来说理性认识阶段包括三个层面：（1）感知化学变化：感知化学变化是通过大量知识的学习到感知丰富的化学变化。（2）理解化学变化：首先建立化学变化的基本概念，要把化学变化和物理变化区分开来，进而要认识各种类型的化学变化，尤其以四大基本反应类型为知识载体；要让学生知道化学变化非常多样，但还是有基本的类型和规律的。（3）探究物质变化的基本规律：初中阶段，主要以质量守恒定律为主，来探究化学变化的质量变化规律。借助于原子、分子等微观结构来帮助学生理解化学变化的本质：原子种类和数目不变，只是原子的重新排列组合。另外对化学变化的认识阶段是应用变化的意识和能力：（1）首先应该先培养学生主动控制和应用变化的意识，用元素化合物的性质及其应用等知识来培养；（2）（化学反应的认识功能）用化学变化去研究物质的性质，进而可以实现物质的转化，可以制造我们想要的物质；我觉得应该让学生具有一种应用化学反应，化学变化的意识同时也有初步的角度的建立。老师们关注的是化学方程式的书写与计算、发展功能。（1）书写：表达化学变化，理解化学变化的功能。（2）计算：从定量的角度来认识和理解化学变化；应用化学变化的功能；通过化学方程式的相关计算，可以定量了解参与化学反应的物质的组成与含量。所以初中阶段要高度重视基于化学变化，以化学变化为核心的学生的认识发展和整体建构，这种认识是一种常见的建构过程，不是靠一两个概念和一两次教学就能够完成的。主持人：通过王老师的介绍，也使我大开眼界，原来以为物质的化学变化就那几个点：比如化学变化、化学反应类型有几个概念、化学方程式的书写与计算好像就没了，但是这么一说我们初三整个化学教学其实处处都有物质化学变化这样一个主题；那么应该在教学中怎样理解这样一个主题，我们在教研过程中，卢老师您作为山东省化学教研员你会关注、会突出这样一条线索吗？卢巍：我觉得应该站在新课程的理念去看待这个化学变化，一个新的主题的知识教学就有一个新的解读。我们认为在这个化学变化这块知识的内容教学有几个功能：第一就是要帮助学生构建一个变化观，实际上就是说对物质的变化，首先要让学生知道世界是物质的，物质是不断变化的，正是因为物质的不断变化才体现出了各种性质，让他在认识物质性质那个阶段认识了物质多种多样的性质；多种多样的性质就有多种多样的功能，多样性是由变化实现的；然后他就肯定要去认识变化，你们认识变化最终要形成一种观念，所以我们就希望他对化学反应的实质，化学变化的实质从微观层次上的认识（反应物的粒子分裂成原子，原子再重新组合成新的粒子的变化过程）；另外利用化学变化可以改造或消除物质；物质变化中伴随着能量变化。化学变化遵循质量守恒定律。化学变化的发生是有条件的，条件可以影响化学变化的方向及反应程度，所以通过控制条件可以促进或抑制化学变化的发生，使得化学变化为人类所用。整个的化学变化的角度：化学变化的实质、变化的结果、变化的条件、变化的可控性、可用性等方面来形成一个基本的认识，这些基本认识叫做化学变化观。而观念的形成是一个长线的机制，不是短时间内就能形成的，从而观念的培养要贯穿于学生的化学学习的始终。除了变化的问题，还有一个问题就是关于化学方程式的问题，它是一个高度凝练符号化的语言，它蕴含的信息丰富，一个很简短的化学方程式把物质的反应条件都表达清楚了，发生什么反应，生成什么物质了，有没有伴随能量变化，物质的形态是什么样等等，物质的种类变了物质的形状状态也可能变了，而且在目中程度上还能表现出变化的程度是大的还是小的；快的还是慢的，并且还能反映出某些反应能不能进行到底的。还能反映出反应物、生成物的微粒关系和宏观质量关系，所以它高度凝练，并且这种符号国际统一、具有流通性，便于表达和交流。蕴含着丰富的信息。书写——认识——应用。（包含在物质的化学变化主题之内）主持人：基于刚才两位专家的讨论让我们感受到一个在我们初中化学教学当中处处都要关注化学变化这样一条主线，另外王老师也让我们打开了视野，我们初中教学的这点东西构架，他到高中甚至是大学都有发展，而且是基于初中的发展，既然我们对初中物质化学变化有了这样一个定位，那我们就要把它转到我们真正的课堂教学当中。二、“物质的化学变化”主题包含哪些教学内容，其教学要求是怎样的？王磊：我觉得应该超越具体性知识的追求，也可能是我们现在反思化学变化教学的现状以及未来发展的方向和应该关注的东西，另外我觉得可以给大家两个具体的概括：初中阶段对化学变化的要求：知识内容层面；认识水平层面。长远发展价值观——超越具体性知识的追求；具体概括：内容线：具体知识（基础支撑）——学生——观念认识的长期发展；水平线：初中阶段（一定角度、水平和程度）——高中阶段。另外物质的化学变化主题的教学内容和水平：第一、了解化学变化的事实，积累化学变化的认识（依据元素化合物的认识，依据实验认识）。第二、重点的化学变化要求学生运用实验附证，做实验，用实验表达。事实化，实验化。第三、建立化学变化本质的概念体系：基于与原子、分子水平的认识（并非在电子、离子水平上的认识），所以反应类型是有限的。第四、对化学变化规律的认识（初中主要依据质量变化的角度认识，并非依据化学反应方向、限度、速率的角度去认识）第五、对化学变化的认识是从定性到定量（定量认识是基于式量水平，不是基于物质的量的水平）第六、初中对化学变化的认识侧重认识和理解，很有限的从操控角度（基于质量守恒定量，化学方程式计算，以及相应的实验，相应的元素和化合物）认识。三、不同版本教材关于物质的化学变化的教学内容组织和编排顺序是怎样的？反映了怎样的教学理念和教学思路？1．人教版教材相关内容的编排顺序孙震：北京教材还是人教版，我就简单说一下人教版教材的编排顺序。关于化学变化的主题，人教版也是分散在各个单元之间，从第一单元：走进化学世界——物质的变化和性质，实际就对应化学变化这一主题。到第五单元：化学方程式——质量守恒定律；如何正确书写化学方程式；利用化学方程式的简单计算；至于化学反应的四种基本反应类型穿插在各个单元之间。第二单元：我们周围的空气：氧气——化合和分解反应。第八单元：金属和金属材料——置换反应；第十一单元：盐，化肥——复分解反应。整个人教版关于化学变化的主题分散在各个单元之间，我们要注意这种联系，关注各单元的“物质的变化”内在联系，老师在带着学生关注这种联系，这是人教版的一个整体编排情况。2．鲁教版教材的编排顺序卢巍：鲁教版在化学变化这块，是根据规律贯穿在教材当中。比方说，在第一单元我们的主题叫做化学改变了世界，这个改变主要是通过化学变化来改变的，所以在这里列举了改变世界的事实之后，就提出了化学变化的一个名词。化学变化是有新物质生成的一个变化，但是在这个阶段还不能解读什么是新物质，因为这个物质不是说是世界上以前没有的物质，也不说跟反应前不相同的物质就叫做新物质，它有一个真正的内容鉴定的，在这个单元只提到化学变化的概念。到了第二单元自然界中的水，通过水这一物质载体去认识物质的分子、原子、以及分子、原子发生变化的问题，就像水发生物理变化的时候分子、原子是怎么样的？然后发生化学变化的时候分子是怎么样被打开，原子是怎么样重新组合的，这样实际上把水一旦发生化学变化以后就变成另外两种物质氢气和氧气了，所以这样的话物质的种类变了，氢气和氧气跟水不同了，最重要的是形成新的分子了，新分子的形成就是原原子的重新组合过程，原分子被破坏新分子形成的一个过程。叫他从这里来理解新物质与旧物质的本质区别，这样对化学变化的认识就深化了一步。而到了我们周围的空气，就看很多种物质能在自然界发生很多类型不同的化学变化，比如一些反应的类型了，化合反应，分解反应之类的类型就介绍出来了。他就知道变化是多种多样的，同一种物质可以发生多种变化，而且多种变化有不同的特征，然后我们就到了大自然中的燃料那一章节，表面上是看研究燃烧和燃料，研究燃烧的条件看怎么避免火灾之类的问题或者促进燃烧，但是我们是站在一个变化观发展的高度上看待这个内容的，把人类最早认识到燃烧这一类化学变化给它从变化的条件和变化的结果和人们对这个结果的应用，因为它是实现了能量的转化，当然同时也实现了物质的种类和数目的转化，这个高度说明它是有条件的，并且控制这个条件，燃烧可以被控制住，熄灭掉等等，叫学生知道控制条件实现化学变化的这样一种意识在这产生；这样对化学变化的认识就更深刻了一些，到了第五个单元，酸和碱那一单元，认识实际上就更深入了一些，物质发生化学变化时跟它的组成和结构是有关系的，当然结构还不能提的那么深，如酸和碱他们在结构组成上有共性，所以它在发生化学变化时也有共性。也就是说组成的变化之间的关系适当的有一定的体现，当然不把它外显出来；有的学生水平好些，可能老师在教的过程中就要说，水平低的学生只要掌握课标就行了。3.教师如何利用好教材选择合适的教学思路，发挥“物质的化学变化”主题的教学功能和价值？王磊：我想不同版本的教材都还是很精心的构建了促进学生对化学变化整体的认识发展的脉络，我的体会就是一个跟咱们原来的习惯和现状来比我们可能更关注两点东西，第一就是要学会从一课时的化学变化的概念原理的教学要能够关注到整体；当你备一节课的时候，备一个具体化学变化的相关概念和知识时，一定要想到它在整个初中化学变化反应认识体系处于什么位置。第二个就是从教材的编写和处理上除了整体线索的铺设之外，它还有三个东西对我们老师是很重要的，对老师的教学设计有指导意义。物质的化学变化的主题教学备课时从单课时设计到关注整体。第