基于“整本书"构思的初中化学新授课教学实录与反思

徐惠勇

摘要：以人教版九年级上册“质量守恒定律”为例，实录课堂，反思基于“整本书”构思的新授课课堂教学在引导学生深度思维、提升学生核心素养方面的价值意义，为初中化学深度备课、结构化教学提供些许参考。

关键词：“整本书”构思;实录;深度学习;结构化教学

文章编号：1008-0546（2021）05-0065-03中图分类号：G632.41文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.05.017

一、问题的提出

化学是义务教育阶段九年级新开设的一门课程， 由于其开设年级的特殊性，初中化学教师每年的教学内容几乎相同。但凡从教初中化学有了三五年的一线教师，对教材内容几乎烂熟于心，很容易产生“教材倦怠”。因此，部分化学教师开始“抛弃”教材，“备课”也就成了“温课”——将往年的教学思路重温一遍，更有甚者“备课”早已不知所踪。

其实，教材中内容的编写、章节的安排、实验的设计以及习题的选择都是经过学科专家们反复推敲和打磨才得以确定的，它们之间存在一定的相关性和互补性。因此教师在备课时，不仅要备教学内容，更要挖掘教材编写中的一些逻辑关系和编写依据，进行教材整合（即“整本书”构思），以便帮助学生更好地建构化学知识体系，进而提升化学学科素养。本文以“质量守恒定律”一课为例，实录课堂，结合不同版本教材之间的横向整合以及人教版教材（以下简称“教材”）内容的纵向整合，阐述“整本书”构思在教学设计中的音义⑴

二、课堂实录

1.初识守恒之意

[引入]同学们，化学变化的基本特征是产生新物质，那么在质变的同时是否存在量变呢？让我们一起走进今天的课堂——化学反应中的质量关系⑵O

[演示实验]在锥形瓶底的细沙上放少量白磷，瓶口套一个气球，将装置放在天平上，待天平平衡后，用激光笔照射瓶中的白磷。

[学生]观察现象，小组交流。

[提问]你观察到了什么？

[学生]白磷燃烧了，产生大量白烟;气球先膨胀后缩小;天平保持平衡;指针有略微的向右晃动，后来又居中了……

[追问]通过这个实验你能猜想出化学反应前后的质量关系吗？

[学生]反应前后物质的总质量不变。

[投影]质量守恒定律：参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。

（整合意图：教材中课题为“质量守恒定律”，沪教版教材中课题为“化学反应中的质量关系”，相比之下选择后者作为课题更能体现知识的建构过程。将教材中探究实验的方案一转化为开门见山的演示实验，并通过激光笔引燃白磷，这样处理更易激發学生的学习兴趣，且避免了插拔活塞时内外气体的交换，使实验更具严谨性和说服力，同时让学生不仅能够知晓反应前后的质量守恒，还能观察到反应过程中的质量不变。）

2.了解守恒之史

[问题]质量守恒定律是怎样被人们发现的呢，请认真阅读以下化学史（图2），思考波义耳与质量守恒定律擦肩而过的原因？

认真阅读以下化学史（图2），思考波义耳与质量守恒定律擦肩而过的原因？

[学生]波义耳的实验是在敞口的容器中进行的;

[追问]为什么“敞口”前后质量就不相等了呢？

[学生]因为“敞口”，有一部分参加反应的氧气就没有称到质量。

[小结]质量守恒定律是指参加反应的所有物质的质量总和与反应后生成的所有物质的质量总和相等。

（整合意图：“化学给人以知识，化学史给人以智慧”，将沪教版教材中的化学史介绍整合进课堂，一方面是为了增强学生的学科兴趣，培养学生的探究精神，另一方面也为学生深入理解质量守恒定律的内涵做铺垫。）

3.验证守恒之美

[过渡]一个定律的发现和提出，要经过大量的实验加以佐证，今天也让我们站在巨人的肩膀上，用不同的反应来验证一下质量守恒定律。

[学生实验]按照图3所示装置和药品，分组进行实验，观察现象，比较反应前后总质量是否发生变化。

[提问]如何让烧杯和试管中的物质相互混合接触发生反应？

[回答]将试管中的物质倒入烧杯中

[追问]倒完以后试管放哪儿？为什么？

[回答]放回烧杯中，因为反应前的总质量包含了试管的质量。

[学生]动手操作，观察现象。

[小组汇报]反应1：产生蓝色絮状不溶物，反应前后质量相等。反应2：产生气泡，反应之后质量变小了。

[提问]为什么相同的装置，不同的反应，结论却不相同呢？难道反应2不符合质量守恒定律？

[回答]因为反应2生成了气体，逸散到空气中，没有称量，故反应后质量变小了。

[追问]如何改进实验装置，用反应2来验证质量守恒定律？

[学生1]将烧杯换成锥形瓶，并用橡皮塞塞紧瓶口（图4改进1）。

[学生2]产生的气体会将橡皮塞冲出，实验失败。

[学生3]在锥形瓶口套一个气球，即可密封锥形瓶，又能缓冲气压防止瓶塞冲出（图4改进2）。

[学生实验]根据改进2的方案，重新实验。

[问题]反应前后的总质量近似相等了，可细看还是比反应前略小呢？

[讨论回答]该反应产生气体，反应后气球一直膨胀着，受空气浮力作用，使得称得的质量比反应前略小。

[讲解]返看老师的演示实验过程中指针有略微的向右晃动，应该也与气球的膨胀有关，只不过后来气球又缩小了，天平逐渐平衡。

[小结]实验证实，一切化学反应都是遵循质量守恒定律的。如果要用有气体参加或者生成的反应来验证质量守恒定律，一定要在密闭的容器中进行实验。

（整合意图：鉴于学生已经初步认识了质量守恒定律，教材中的探究实验似乎显得“假而空”，将教材中的探究实验改为验证实验显得更切合学情。验证实验选择在相同的装置中进行不同的反应，通过对比现象的不同，引导学生分析原因，进而改进实验方案，再次实验，得出质量守恒定律的外延，增强了学生发现分析解决问题的能力，也强化了科学探究的意识。实验操作过程，通过寻问试管的放置位置，默化质量守恒要全面考虑各个物质的质量，同时误差分析注重学科间的融合，拓宽了学生思维的广度。）

4.深化守恒之识

[质疑]教材93页（方案二：Fe+CuSO4^Cu+FeSO4（图5）），用此反应来验证质量守恒定律，是否有必要在瓶口塞上橡皮塞？试说说你的理由。

[学生]根据反应表达式该反应既没有气体参加也没有气体生成，故不需要塞瓶塞。

[教师]单从这个反应来看是不需要瓶塞的，但是为什么编教材的专家老师们要给瓶子塞上塞子呢？

[学生]可能这个实验过程中会发生其他的反应， 有气体参加或生成。

[点评]你分析得很到位，同学们课后可以查阅相关资料，更深入地了解铁和硫酸铜溶液的反应。

[知识运用]试解释：为什么纸燃烧，余下灰烬的质量比原来纸的质量小？

[学生1]生成的气体逸散到空气中没有称量;

[学生2]纸燃烧也会消耗空气中的氧气，反应物中也有气体没有称量;

[学生3]原因是生成的气体质量大于参加反应的氧气的质量，故反应后留下灰烬的质量比纸的质量小。

（整合意图：通过对教材实验装置的“质疑”一方面弥补了验证实验部分没有介绍铁与硫酸铜溶液反应的缺失，另一方面从学以致用的角度诊断了学生的对知识的掌握情况，同时还为下册盐溶液可能呈酸性的学习做铺垫。“知识运用”选择了教材中课后习题第3题的（2），是对之前波义耳实验中忽略了反应物中的气体，验证反应2中忽略了生成物中的气体的补充，通过对反应前后都有气体且质量不同的案例进行分析， 培养学生的深度思维能力。）

5.辨析守恒之本

[教师]实验和思辨帮助我们深入理解了质量守恒定律的内涵和外延，而宏观守恒现象的背后存在着怎样的微观辨析，为什么化学反应都遵循质量守恒定律？

[动画展示]氢气燃烧的微观变化过程。

[学生]化学反应的实质是分子中原子的重新组合。化学反应前后，原子的种类、数目和质量都不变， 所以反应前后物质的总质量不变。

[总结]质量守恒定律帮助我们从定量的角度认识了化学反应，如何通过定量的符号表达式将化学反应中原子的种类、数目和质量关系展示出来？让我们下节课继续讨论。

（整合意图：对于质量守恒的原因，回归教材设计，从微观角度引领学生分析探究化学反应的本质，帮助学生强化宏微结合的思想。）

三、对“整本书”构思的些许思考

（1）前后呼应，成结构化。教材第六单元讲“木炭具有疏松多孔的结构，因而具有吸附性”到第九单元讲“铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水反应”，看似没有关系的两个知识点，其实通过逻辑推理就能串联在一起。由于铁锈疏松多孔因而具有吸附性，會吸附更多的氧气和水蒸气从而加速铁的生锈， 与生活中所谓的“锈吃铁”不谋而合。在教学中若能做到“前呼后应”，则更能促进学生的深度思维和知识结构化。

（2）左右逢源，去碎片化。教材中从碳高温还原氧化铜，到一氧化碳加热还原氧化铜，再到一氧化碳高温还原氧化铁，这些看似没有逻辑性的反应条件， 学生容易犯错的碎片化知识，其实隐含着一氧化碳比碳更易还原金属氧化物，且铁比铜更难被冶炼的化学道理，某种程度上也就印证了人类使用金属的先后顺序是铜、铁、铝的史实。倘若在教学中加以整合，既能突破教学难点，又能帮助学生将碎片化的知识体系化。

（3）上下布局，显层次化。教材上册序言部分介绍的四种新材料（纳米铜、隔水透气的高分子膜、单晶硅和玻璃钢）也就对应了整个初中化学需要认识的四种材料：金属材料、有机合成材料、无机非金属材料和复合材料。教师若能从宏观上把握教材编写的意图， 则其教学也会显得更有层次化。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.全日制义务教育化学课程标准（2011版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012

[2]陆军.对几则质量守恒定律教学设计的比较和思考[J].化学教学，2010（8）：3-6