为真学而教 重构教学全过程

2021-06-10 23:33王荣桥
化学教与学 2021年2期

王荣桥

摘要:对“物质组成的定量表示”一节的教学,通过找准切入点、把握衔接处、前置新概念,设计教学活动重构教学过程,引导学生从浅表学习走向深度学习、从虚假学习走向真实学习、从模仿学习走向探索学习,突出学生主体作用,促进学生主动发展,为真学而教,让学习真实发生。

关键词:教学重构;真实学习;化学式计算

文章编号:1008-0546(2021)02-0014-04 中图分类号:G632.41 文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2021.02.003

“物質组成的定量表示”是鲁教版初中化学第三单元第三节,主要包含计算化学式量、元素的质量比、元素的质量分数等内容。本节课是学生在学习了化学式及其意义、化合价之后,又要学习的从定量角度认识化合物并掌握计算方法的内容,是前面所学知识的延续和深化,也是后面学习依据化学方程式进行计算的基础。因此,本节课的教学起着承上启下的作用。但在听课调研中,却发现部分教师的课堂教学中存在假学习、假模仿、假探究的现象,束缚了学生的思维、限制了学生的理解、影响了学习的效果。为此,我们本着以学生发展为本、以能力培养为先的理念,找准知识的切入点、把握知识的结合处、以旧引新,重构教学过程,促进知识生成,让学习在课堂上真实发生,实现为真学而教。

一、找准知识切入点,温故引新,让学习从虚假走向真实

教学片段一:计算物质的化学式量

1.常规教学

[教师]前面我们学习了原子,知道原子的质量很小,为了方便书写、记忆和计算,国际上统一采用相对原子质量来计量原子的质量。分子是由原子构成的,分子的质量也很小,国际上也是统一采用化学式量(或相对分子质量)来计量分子的质量。如何计算化学式量呢?请大家看书、自学课本内容,找出化学式量的定义,学习化学式量的计算方法。

[学生]看书、自学,划出化学式量的定义。

某物质化学式中各原子的相对原子质量的总和,就是该物质的化学式量。对于由分子构成的物质,其化学式量也叫相对分子质量。H2O的化学式量为:(1×2)+(16x1)=18

[教师]对照求解H2O的化学式量的算式,将算式中的数字对号入座:算式中的第一个数字1是氢的相对原子质量,数字2是化学式(H2O)中氢原子的个数,数字16是氧的相对原子质量,第二个数字1是化学式(H2O)中氧原子的个数,由此推知,化学式量的计算公式为:某物质的化学式量=化学式中各原子的相对原子质量与原子个数的乘积的和。

2.重构教学

[教师]同学们,如何比较一个氧原子和一个铁原子的大小?

[学生]思考、回答:比较氧原子和铁原子的质量大小。

[教师]展示资料卡片1(图1):

[教师]请同学们谈谈你看到这些数据时的想法。

[学生]这些数据读起来麻烦、写起来麻烦、记起来麻烦、使用起来更麻烦。

[教师]还有其它方法吗?

[学生]通过比较相对原子质量的大小来判断它们的实际质量大小。

[教师]展示资料卡片2(图2):

[学生]从表中可以看出:氧的相对原子质量为-16,铁的相对原子质量为56,可以判断1个铁原子的质量大于1个氧原子的质量。

[教师]用相对原子质量计量原子的质量比用原子的实际质量进行计量数值更简约、更便于比较和运算。相对原子质量和原子的质量之间存在怎样的关系?

[学生]原子的质量越大,其相对原子质量也越大,原子的质量=相对原子质量×一个碳-12原子质量的1/12。

[教师]追问:如何方便、快捷地比较一个铁原子和一个水分子的质量大小呢?

[学生]比较它们的相对质量。

[教师]展示一个水分子模型(如图3所示)。同时提出问题:如何计算1个水分子的相对质量呢?

[学生]一个水分子是由一个氧原子和两个氢原子构成的,一个水分子的相对质量就应该是一个氧原子的相对质量和两个氢原子的相对质量之和。

[教师]通过计算试着比较一个铁原子和一个水分子的质量大小

[学生]一个水分子的相对质量:16x1+1x2=18,铁的相对原子质量为56,18<56,因此,一个铁原子的质量比一个水分子的质量大。

[教师]大家的思路很正确,这个问题启发我们可以用不同的视角看待问题、用不同的思维解决问题、用不同的方式呈现问题。化繁为简、化难为易,才是我们解决问题的最佳途径。

化学式量就是某物质化学式中各原子的相对原子质量的总和,由分子构成的物质其化学式量也叫相对分子质量。请同学们尝试计算下列物质的化学式量:氯气(Cl2)、二氧化碳(CO2)、硝酸铵(NH4NO3)、氢氧化钙(Ca(OH)2),归纳、总结计算物质化学式量的方法。

[学生]尝试计算物质的化学式量,经历计算过程,体悟物质化学式量的求法,并得出结论:某物质的化学式量=化学式中各原子的相对原子质量与原子个数的乘积的和。

3.教学评析

课堂知识不是横空出世、天马行空的,它的产生都有一定的知识背景。常规教学中,教师没有找准教学切入点,学生对文本的理解仅仅浮于文字表面,多数学生只是一知半解、没有真正掌握。重构后的教学,教师更加注重新旧知识的联系,利用知识的联结点,找准知识的切入点,通过对相对原子质量知识的复习回顾,为学生巧铺学习之路、搭建学习之桥,悄无声息地引出化学式量的计算,学生自然而然地融入到新知识的学习中。整个教学过程,教师步步设问、因势利导,学生主动回答、顺势而为,知识水到渠成,在润物细无声中达到潜移默化的效果。

二、把握知识衔接处,打通思维,让学习从浅层走向深度

教学片段2:计算组成物质的各种元素的质量比

1.常规教学

[教师]如何计算水中氢元素与氧元素的质量比?展示下列表格,边讲边引导学生回答,师生共同完成表格1。

结论:无论是一个水分子还是多个水分子中,氢原子、氧原子的质量比都是1:8。因此,水中氢元素的质量与氧元素的质量比也是1:8。即(1x2):(16x1)=1:8,其中第一个括号内的1是氢原子的相对原子质量,2是氢原子的个数;第二个括号内的16是氧原子的相对原子质量,1是氧原子的个数。所以,化合物中,元素的质量比=其相對原子质量与原子个数的乘积之比。

2.重构教学

[教师]一杯水是由一个个的水分子构成的,当给这杯水通电的时候,水分子分解为氢原子和氧原子,若干个氢原子总称为氢元素,若干个氧原子总称为氧元素(如图4所示)。

假设杯中含有n个水分子,则通电后产生2n个氢原子和n个氧原子。通过前面的知识回顾,我们知道,原子的质量=其相对原子质量×一个碳-12原子质量的1/12。则,2n个氢原子的质量为:2nxl×一个碳12原子质量的1/12,n个氧原子的质量为:n×16x一个碳-12原子质量的1/12。

由此可知,水中氢元素与氧元素的质量比为:(1×2nx一个碳-12原子质量的1/12):(16xnx一个碳-12原子质量的1/12)=(1×2):(16x1)=1:8

所以,水中氢元素与氧元素的质量比=氢的相对原子质量×氢原子的个数与氧的相对原子质量×氧原子个数的积之比。

3.教学评析

正确处理课堂教学中知识的衔接问题是教学成功的重要因素之一。常规教学中,教师“过于注重知识传授”“过于重视结论学习”,弱化了知识的衔接。重构后的教学,教师注重新旧知识的衔接,充分利用水通电分解的微观示意图引导学生建构了一杯水与一个水分子之间的联系,帮助学生搭建了思维的阶梯,巧妙地架起了物质的宏观组成与微观构成之间的联系桥梁,成功地诠释了水中氢、氧元素的质量比可以用一个水分子中氢、氧原子的相对原子质量与原子个数的积之比来表示的原因(如图5所示),化解了学生心存的为何用微观数据解决宏观问题的疑惑。整个学习过程,教师化说教为感知,化抽象为具体,学生经历学习过程、感悟知识的衔接,进而建构、理解和内化元素质量比的求解方法,他们不仅知道了是什么、也知道了为什么,更知道了怎么用。教师牢牢把握知识的衔接,打通知识脉络,激活学生思维,让化学教学华丽转身。

三、前置渗透新概念,巧设任务,让学习从模仿走向探索

教学片段3:计算物质中某元素的质量分数

1.常规教学

[教师]:物质中某元素的质量分数,就是该元素的质量与物质总质量之比。

[学生]:听讲、看书、自学。模仿教材中给出的水中氢元素的质量分数计算公式,推测计算化合物中某元素质量分数的计算方法。

教材示例:水中氢元素的质量分数=氢元素的相对原子质量×1个水分子中氢原子的个数/水的相对分子质量×100%

得出结论:化合物中某元素的质量分数=该元素的相对原子质量×1个分子中所含该原子的个数/该物质的化学式量x100%

2.重构教学

[教师]提出问题:水是由氢元素和氧元素组成的(如图6所示),通过前面的学习我们知道水中氢氧元素的质量比为1:8,请问18g水中含有氢元素和氧元素的质量分别是多少?18g水中,氢元素的质量占水的质量的百分数是多少?氧元素的质量占水的质量的百分数是多少?

[学生]计算:18g水中含有氢元素的质量为:18gx1/9=2g,含有氧元素的质量为:18gx8/9=16g或18g-2g=16g;18g水中氢元素的质量占水的总质量的百分数为:2g/18gx100%=11.1%,氧元素的质量占水的总质量的百分数为:16g/18gx100%=88.9%或1-11.1%=88.9%。

[学生]经历了氢、氧元素质量占水的总质量百分比的求解过程,初步感受了元素质量分数的计算方法,感知到元素质量分数的计算是部分(该元素的质量)与整体(物质的总质量)之间的质量比。此时,教师提示学生:水中氢、氧元素所占水的总质量的百分数,也叫水中氢、氧元素的质量分数。

[教师]假设有一杯水,如何计算水中氢元素的质量占水的总质量的百分数呢?如何利用水的化学式(H2O)提供的信息计算氢元素的质量占水的总质量的百分数,实现从宏观到微观的转化呢?如何利用微观分子的知识解决宏观的元素质量问题呢?教师再次展示图2水通电分解的微观示意图。

[学生]在经历了计算水中氢元素与氧元素的质量比的推算过程后,很容易计算出水中氢元素、氧元素的质量分数:假设杯中含有n个水分子,则通电后会产生2n个氢原子,n个氧原子。

水中氢元素的质量分数=氢元素的质量/水的质量×100%=(2nx1x一个碳-12原子质量的1/12)/(2nx1×一个碳-12原子质量的1/12)+(n×16x一个碳-12原子质量的1/12)×100%=(1×2)/(1×2)+(16×1)×100%=11.1%,同样的道理,可以计算出水中氧元素的质量分数为88.9%。

由此,学生也很容易推导出化合物中某元素质量分数的计算公式,即,化合物中某元素的质量分数=该元素的相对原子质量×1个水分子中该原子的个数胲物质的化学式量x100%。

3.教学评析

课堂教学中,教师应当把握概念的本质,利用已有知识巧妙渗透概念教学。常规教学中,教师直接给出计算公式,让学生模仿例题中的计算方法进行练习,很多学生不知道计算公式的来龙去脉,对公式的理解只是雾里看花、模棱两可、似是而非。重构后的教学,教师没有急于展示质量分数的概念及计算公式,而是设计渗透元素质量分数的概念及计算方法的学习任务,前置所学概念,引导学生利用刚学过的元素质量比的知识,巧妙完成化学式中元素质量分数的计算。整个学习过程中,教师通过对知识前引后联,实现学习的融会贯通;学生主动经历知识的建构过程,找到了运用旧知识解决新问题的方法,实现了知识间的衔接,建立了知识间的联系,突破了思维的障碍,促进了思维的发展。

学生的学习过程是在教师引导下主动获取、自我建构、自我生成的过程。教师只有找准问题切人点、把握知识的衔接处、精心设计教学活动,才能真正使学生全身心投入、全方位思考、全过程参与到课堂学习中,才能变生搬硬套为融会贯通、变虚假学习为真实学习,从而真正实现顺学而导、为真学而教。