基于五星教学模式的初中科学概念教学尝试

吴婷婷

[摘 要]文章以“化学式”一课为例，探讨如何基于五星教学模式进行概念教学设计。在化学式概念教学中，教师可设置环环相扣的关键问题，多次使用列举法，让学生在解决问题的过程中逐渐掌握化学式的读写规律，理解符号表示物质的宏观和微观意义。

[关键词]五星教学模式;概念教学;化学式

[中图分类号]    G633.98            [文献标识码]    A          [文章编号]    1674-6058（2022）08-0081-03

五星教学模式是国际著名教育心理学家梅里尔（M.David Merrill）教授提出的教学理论。五星教学模式包括聚焦问题解决、激活原有知识、展示论证新知、尝试应用练习和融会贯通掌握五大步骤。将五星教学模式应用于初中科学概念教学，可使学生在解决问题的过程中逐渐生成概念、理解概念、内化概念并应用概念，从而真正掌握概念的本质。文章以“化学式”一课为例探讨如何基于五星教学模式进行概念教学设计。

一、教材分析

“化学式”出自浙教版科学教材八年级下册第2章第6节“表示物质的符号”的第1课时。本节课的主要内容有：化学式的定义，单质和化合物的化学式的写法，化学式的读法以及化学式代表的意义。本节课旨在从符号代表科学事物的角度出发导出化学式，帮助学生理解、掌握化学式的读写规律。

二、学情分析

学生经过前面内容的学习，大致建立了物质分类的观念，知道了构成物质的微粒有分子、原子、离子，体验了使用符号来表示元素、科学事物的必要性和简便性。这为本节课用化学式来表示物质提供了知识迁移的基础。但是，学生对从宏观和微观两个角度去描述物质的认知尚不清晰。

三、素养目标

科学观念：知道可以从宏观和微观两个角度去描述物质，体会用符号表示物质的必要性和简便性，建立化学式的概念。

科学思维：有效探究化学式的读写规律，学会运用观察法和归纳法，能用科学语言表达出不同符号的宏观和微观意义，探寻符号表示的意义。

科学态度与责任：了解物质化学式确定的科学史，明确化学式不是凭空想象出来而是必须由实验确定的，培养严谨求实、勇于探索的科学态度和精神。

四、教学重难点

1.建立化学式作为符号既能从宏观角度描述物质又能从微观角度描述物质的认知。

2.探究单质和化合物的化学式的读写规律。

3.理解化學式和元素符号表示的含义。

五、教学设计思路

基于五星教学模式的教学设计流程如图1所示：

六、教学过程

（一）聚焦问题解决

[师生活动]学生分别从宏观和微观角度描述图2所示的水、铝、氯化钠三种物质。待学生完成任务后，教师提问：有没有能够表示上述物质特征的符号呢？

评析：教师通过图片展示水分子、铝原子、钠离子和氯离子等的聚集以及水分子、铝原子、钠离子和氯离子等的微观结构，有意识地提醒学生从宏观和微观角度来描述物质，进而明确符号的引入是为了用科学语言简洁地描述物质，并建立起用符号连接物质宏观和微观桥梁的概念。

（二）激活原有知识

[师生活动]

教师：在前面的学习中是否出现过能够代表多种含义的符号呢？

学生：如元素符号N，既能表示氮元素，又能表示一个氮原子;又如元素符号Al，既能表示铝元素，又能表示一个铝原子，还能表示铝这种物质。

评析：学生刚学过表示元素的符号，所以很容易想到元素符号所表示的含义，这为用元素符号来表示物质顺利搭建了支架。

（三）展示论证新知

[师生活动]

活动1：教师展示多种物质的化学式，让学生观察它们的异同点。

学生通过讨论得出结论：有些化学式只有一种元素符号，有些则有几种;有些化学式的元素符号的右下角有数字，有些则没有。

活动2：教师明确可以用元素符号加数字来表示物质，引出化学式的概念（如图3）。

教师：物质化学式的确定有没有依据呢？任何物质都有化学式吗？同一种物质可以有多个化学式吗？

学生在回顾水的化学式确定的科学史的基础上，通过讨论得出结论：化学式不是凭空想象出来而是必须实验确定的，每种物质只有一个化学式。

活动3：教师展示图4，引导学生观察并思考单质的化学式的书写规律。

学生通过讨论得出结论：（1）金属单质、非金属单质中的稀有气体、绝大多数的固态非金属单质可直接用元素符号来表示;（2）液态、气态非金属单质和气态单质要先写元素符号，再写构成分子的原子数量。

教师展示部分化合物的化学式或名称，让学生再次观察，之后引导学生总结化学式的一般读写规律。

评析：

活动1通过引导学生观察大量不同类别的单质、化合物的化学式，助推学生建构化学式的总体框架，使学生能正确书写化学式。

活动2通过引导学生回顾水的化学式确定的科学史，让学生明确化学式必须经由实验确定，从而培养学生严谨求实、勇于探索的科学态度和精神。

活动3通过引导学生观察大量典型的单质的化学式，使学生能有效总结归纳化学式的一般读写规律，进而掌握科学探究的一般方法。

（四）尝试应用练习

[师生活动]

教师呈现练习1和练习2。

练习1“又读又写”：运用化学式的读写规律，写出下列单质和化合物的分子式，并读出其名称。（单质和化合物略）

练习2“火眼金睛”：判断下列化学式的书写是否正确，如有错请改正。（化学式略）

教师：你能总结出有关化学式的书写注意事项吗？

学生通过讨论得出结论：

1.化学式的元素符号之间的间隔不能太大。

2.化学式的书写顺序为“先读的后写”。

3.由两个字母组成的元素符號中，第二个字母要小写。

4.数字要写在化学式元素符号的右下角。

评析：

练习1通过设置实践环节，让学生有动手操练的机会，帮助学生牢固掌握化学式的读写规律。

练习2通过设置纠错环节，为学生提供运用所学知识的机会，并使学生进一步认识到规范书写化学式的重要性。

（五）融会贯通掌握

[师生活动]

教师：通过今天的学习，我们知道了表示物质的化学式有宏观和微观两大方面的意义。你能说出CO2这个化学式的所有含义吗？

学生：表示二氧化碳这种物质，表示该物质由碳元素和氧元素组成，表示一个二氧化碳分子由一个碳原子和两个氧原子构成，表示一个二氧化碳分子。

教师：你能说出O2这个化学式的所有含义吗？

（学生回答略）

教师：你能说出Fe这个化学式的所有含义吗？

学生：表示铁这种物质，表示铁由铁元素组成，表示一个铁原子。

教师：你能说出N这个符号的所有含义吗？它是化学式吗？

学生：它表示氮元素或一个氮原子。它不是化学式。

教师： 你能说出2H2O这一符号的所有含义吗？

学生：表示两个水分子，表示一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。

教师： 你能对符号表示的含义进行梳理吗？

学生讨论后，师生总结（如图5）。

评析：学生通过探究前两个问题，知晓由分子构成的物质其化学式具有4种意义，即在宏观方面既表示该物质，又表示该物质的元素组成;在微观方面既表示该物质的一个分子，又表示一个分子的构成。学生通过探究第三个问题，知晓由原子构成的物质其化学式仅具有3种意义，因为其在微观方面只能表示该物质的一个原子。学生通过探究第四个问题，知晓当符号不能代表该物质时，其意义只有2种。学生通过探究第五个问题，知晓当化学式前面加上数字时，便只具有微观意义，而不再具有宏观意义。由此，学生能对符号和化学式的含义进行统一梳理。

七、板书设计

“化学式”一课的板书设计如图6所示。

八、教学反思

本节课的教学应用了五星教学模式，通过设置环环相扣的关键问题，引导学生在解决问题的过程中逐渐掌握化学式的读写规律，理解符号表示物质的宏观和微观意义。本节课还多次使用了列举法，如在研究单质化合物的化学式书写规律时，列举了多种相关物质的化学式，给学生创设了一个真实的学习情境，以充分调动学生的主观能动性，促进学生通过观察分析归纳出化学式的读写规律。

本节课教学设计的立足点不仅在于让学生掌握化学式的一般读写规律，还在于让学生深入探究“为什么要引入符号和化学式来表示物质”这一问题，即引导学生关注所研究的科学问题是否具有意义，以使学生不仅落实概念学习，还知道为什么要引入概念，进而实现对概念的深刻理解和有效应用。

[   参   考   文   献   ]

[1]  朱清时.义务教育教科书科学教学参考书[M].杭州：浙江教育出版社，2018.

[2]  陈锋， 王健. 基于五星教学原理的初中科学的问题解决教学：以浙教版教科书“压强”概念为例[J]. 物理教学探讨， 2016（7）：8-11，15.

[3]  陈爱苾.课程改革与问题解决教学[M].北京：首都师范大学出版社，2010.

（责任编辑 黄春香）