基于学科观念的初中化学概念教学
——“物质的化学变化”主题教学与思考

◎冯彦成

引言：物质的化学变化是贯穿于初中化学知识学习的一条主线，从化学变化的视角研究物质的性质和用途，是初中化学教学的核心内容，也是初中生认识和了解化学世界中物质及其相互转化的方法与途径。初中化学教材基于学生的认知规律，从定性到定量、从宏观到微观逐步揭示化学变化的内涵与实质，认识和了解化学变化的一般规律，以此来解释生产生活中的一些实际问题，有条件的实现物质之间的相互转化。

一、从不同的视角认识化学变化

1.定性认识物质的化学变化 初中研究物质的化学变化，首先是让学生知道物质是变化的，物质的多样性是由变化来实现的。利用化学变化可以认识物质的性质，可以改造和消除物质，实现物质之间的相互转化。物质发生化学变化是有条件的，条件可能影响化学反应的速率，也可能影响反应的产物，人们通过控制反应条件，使得化学变化为人类所用。化学变化又伴随着能量的变化，实现化学能转化为其它形式的能，对于解决当前能源危机和环境污染也有着重要的意义。

2.定量认识物质的化学变化 “质量守恒定律”是初中化学学习的重要定律之一，它是在学生从“质”的角度初步认识化学变化的基础上，从“量”的角度进一步认识和理解化学变化。初中化学既要求学生要从定量的测量去感知参加化学反应的各物质的质量总和等于生成的各物质的质量总和，又要从化学变化的实质去理解质量为什么守恒。要注意的是反应物、生成物各物质的质量并不存在守恒，但它们之间存在着一定的反应关系，即：反应物、生成物间的质量比，利用这种质量关系，可以实现化学变化由定性研究向定量研究的转化。

3.微观的角度认识化学变化 化学变化的实质是微粒的交换和重组。从初中化学的角度，气固相物质之间的反应多为原子的重新组合，而溶液中物质间的反应则多为离子的相互交换。从微粒的性质可以揭示相关物质的性质以及可能发生的变化；从不同微粒之间的性质差异，可以帮助我们区别不同物质；从微粒的交换与重组的过程，可以帮助学生理解建立化学反应发生的一般条件等。总之，用微粒的观点看待化学变化，可以使学生“由表及里”，更全面地认识化学变化。

二、基于学科观念的初中化学变化教学策略

1.基于“物质观”的化学变化的认识教学 自然界中的物质千变万化，而这些变化涵盖了物质的形态和物质的本体变化。判断一个变化是否是化学变化有着不同的层次标准，即：有新物质生成、物质的组成分子发生了变化、化学键发生了变化等。初中化学对于化学变化的认识是基于新物质的出现，对变化前后的物质进行性质对比，是判断一个变化是否是化学变化的重要手段。但对于初中生而言，要准确甄别不同物质不是一件容易的事情，如金刚石和石墨，因为它们都是碳元素形成的单质，而学生又不具备认识这两种物质结构知识的能力，因此要判断石墨转化为金刚石是物理变化还是化学变化只能是教师越俎代庖，学生被动接受罢了。另外，对于化学变化的定义，初中化学各种版本的教材也都是根据一些具体物质变化的实例概括“像— —的变化称为化学变化”，教师不必要去让学生更深入的理解物质结构改变所引起的化学变化，应该有效把控好教学的尺度。

2.基于“元素论和微粒观”的化学变化的理解教学 化学变化的实质是组成物质的元素和微粒的“交换与重组”。元素作为组成物质的成分，在化学变化中成为了反应物向生成物转化的一个“纽带”。初中化学教材通过“水可以制取氢气，而不可能变成油”、“铁矿石能炼成铁，而不能炼成金”等实例，为学生初步建立了化学变化中元素不变的观点。而在教学中，教师要从多个角度、多个事例，让学生体验和体会是元素的“交换和重组”实现了物质间的相互转化和新物质的产生，是物质组成的变化造就了物质的化学变化。如含碳的物质燃烧可能会产生黑烟、含氧化合物才有可能用来制取氧气、生命体的运动转化依赖于自然界的碳氧循环等。这里，特别要强调的是电解水的实验，该实验是学生第一次通过分解的方法研究化合物的组成，第一次通过实验验证物质的组成，而且该反应也作为微观认识化学变化的一个案例，它的作用不言而喻。那么对于该实验及其发生的变化，教师必须从物质层面、元素层面、分子原子层面去加以分析，把宏观的现象与微观的本质加以结合，以帮助学生深化对化学变化的理解和认识。需要提醒的是，初中对于化学变化的认识仅基于分子、原子层面，应尽可能不要涉及到电子和离子层面，否则会给学生的理解带来障碍，也会加重学生的学习负担。

3.从定性到定量，揭示化学变化的应用价值教学 初中化学化学变化的应用主要有：①预测与验证物质的组成与性质；②实现物质间的相互转化和制取新物质；③定量计算等。化学变化的认识首先服务于物质化学性质的探索，其次是实现物质的转化。我们研究物质的性质以及应用，就是通过研究物质的化学变化来实现，有时还要通过化学变化的操控来实现它的应用。因此，学习化学变化，要在认识其本质特征的基础上，对其能量变化、反应规律、影响因素、应用的可行性等方面进行适度的拓展研究，为实现化学变化应用和造福人类提供更多的选择性。如：牙膏摩擦剂需要纯净的碳酸钙，那么怎样从自然界的石灰石制备纯净的碳酸钙？该习题需要学生从钙元素和二氧化碳转化两个方面来实现碳酸钙的有效转化。初中化学中化学变化的应用还涉及到定量计算，教师在教学中，要把握好质量守恒定律的教学，从质变到量变，分析反应前后反应物、生成物微粒的数量关系和质量关系，建立化学方程式计算的一个基本模型，即：利用反应物、生成物之间的质量比建立一个等比关系。但要注意的是，化学方程式的计算不能理想化的脱离实际，要体现它的实际应用价值，要关注反应物的纯度（或浓度）以及反应进行的程度等因素的影响，切不可为了计算而计算，尤其是要避免故意设计思维陷阱，这样不仅会使学生对化学方程式计算产生畏惧感，也会挫伤学生的学习积极性。

三、结束语

综上所述，教学设计不仅能体现教师的综合素质，而且能体现教师对具体课题的教学主张、教学理念、教育思想以及教学理论指导下的行为构建。教学设计的内容、形式主要体现在教师的设计思路、教学方法和创新构想上。