基于解决实际问题的初中化学复习教学设计

文/乐昌市教师发展中心 刘四根

一、问题提出

《普通高中化学课程标准（2017年版）》提出：教师在组织教学内容时应高度重视化学知识的结构化设计，充分认识知识结构化对于学生化学学科核心素养发展的重要性。但目前很多教师的复习教学缺乏设计，仍然是知识对知识的重复教学，尤其是化学计算类复习课，变成了纯粹的数学课，忽略了化学计算的学科本质。化学与生活、生产联系紧密，因此，创设化学计算的真实使用情境，结构化化学计算思维模型，让学生感受到化学计算的学科本质和实际应用价值显得尤其重要。本设计以盆栽缺肥引起的一系列问题作为真实问题情境，将初中化学计算有关的知识按学生的认知逻辑组织教学，谈谈解决实际问题的九年级化学复习教学的认识与思考。

二、教学过程

任务1：盆栽病情诊断

展示实物：一盆栽矮小瘦弱，叶片发黄的盆栽。

师：生病的盆栽得了什么病？请同学们利用所学化学知识诊断其病因并对其进行专业救治？

生：新鲜、好奇并负有使命感，陆续有学生提供答案——缺氮肥。

师：同学们对化学肥料这一知识学得很好，请同学们回忆一下，常见的氮肥有哪些？含氮量如何？引出课题：初中化学计算专项复习。

生：常见的氮肥有氨水、铵盐、尿素、硝酸钠等含氮物质。

利用真实问题情境引出课题，针对情境提出问题，诊断学生对化学肥料的性质及用途的认识水平，发展元素观。

任务2：选化肥

师：如何为生病的盆栽选择合适的氮肥？要考虑哪些因素？

生：选择含氮量高的且价格便宜的。

师：铵态氮肥是性价比比较合适，常见的铵态氮肥有碳酸氢铵、氯化铵、硝酸铵、硫酸铵，请写出它们的化学式，并计算其相对分子质量、组成元素的原子个数比、组成元素的质量比、含氮元素的质量分数。

生：计算并填写其计算结果。

教师补充并投影有关化学式的计算（略）。

师：选择氮肥时，除了考虑含氮量、价格外，还需考虑什么因素？

生：储存、运输便利性，另外还要考虑土壤酸碱性等。

通过对铵态氮肥有关化学式的计算，构建化学式计算的结构化思维模型，诊断并发展有关化学式定量计算的结构化水平。

任务3：买化肥

师：我们已经诊断出这盆栽是缺氮肥，下面请同学们去买氮肥。路边围墙上有一则化肥广告，请同学们根据所学知识对广告的真实性做出判断，并提供证据。

生：根据氮元素的质量分数快速作出判断，该广告是虚假广告。

依据计算结果判断化肥广告的真实性，诊断学生应用化学知识辨识真伪的能力。

任务4：验化肥

师：我们认为此广告产品不可信，今有一袋50 公斤的碳酸氢铵，取样品7.9 克溶于水，与足量的盐酸反应，产生气体3.7 克，请判断此袋化肥为纯净的碳酸氢铵？

生：列方程式计算，得出产生气体3.7 克，对应碳酸氢铵的质量为6.64 克，据此判断化肥为不纯的碳酸氢铵。

师：化学方程式反映的是实际参加反应的反应物与生成物的质量关系，如果信息给出的物质不是纯净物，就要换算成纯净物的质量进行计算。另外，数据的呈现也可能是以图表方式呈现，还可能要进行数据分析才能得到。

教师补充并投影有关化学方程式的计算（略）。

依据化学方程式计算结果提供证据，对化肥是否纯净进行判断，诊断学生从“量”的视角理解物质的转化水平，丰富学生从物质变化、质量关系及实际应用层面对化学反应的认识角度，发展“宏、微、符”认识水平。

任务5：施化肥

师：我们已为盆栽买好了碳酸氢铵氮肥，并证明其货真价实，接下来就是为其施肥，如何正确施肥？

生：配成溶液。

师：直接将氮肥施在农作物上会造成植物局部烧伤，需将它配成溶液进行施肥。

学生练习：今有16 克碳酸氢铵样品，要将其配成质量分数为35%的碳酸氢铵溶液，要加水多少克？此溶液是否为饱和溶液？（20℃，碳酸氢铵的溶解度为21.7 克）。

教师补充并投影有关溶液的计算（略）。

师：质量分数计算是初中化学计算的重要类型，选化肥—买化肥—验化肥—施化肥的过程中，我们计算了碳酸氢铵中氮元素的质量分数、化肥产品中碳酸氢铵的质量分数、碳酸氢铵溶液的质量分数，三者均计算质量分数，我们能否构建一个计算质量分数的模型？构建计算质量分数的模型，可依据质量分数的定义，抽提其数学特征，建立分数模型，明确分子、分母的对象。

生：学生小组合作、交流，试着建模。

师：建立分数模型后，关键是对各类质量分数概念的理解，据此模型我们可计算单一物质体系中某元素的质量分数及混合物体系某元素或某物质的质量分数。

学生练习：上例化肥广告为虚假广告，取样分析测得其氮元素质量分数为11.0%，请计算该产品中碳酸氢铵的质量分数？

通过对质量分数相关计算的知识结构化，发展学生对质量分数模型建构、迁移、应用水平。

三、教学反思与感悟

1.创设真实情境，统领复习教学

新课标强调“真实的问题情境是培养学生学科核心素养的重要平台，作为知识载体的教学情境应该具体全程性和发展性，应统领整个教学过程，在教学中起到激发、推动、发展学生的认知思维。本设计以一盆矮小瘦弱，叶片发黄的盆栽作为教学情境引入课题，并以此作为知识的生长点，引发了如何治疗“生病的盆栽”的一系列与化学计算有关的问题。

2.设计问题任务，促进深度学习

深度学习的课堂需要深度思考，因此，教师要设计具有挑战性的问题任务，引导学生主动探索、深刻理解、深度参与。本案例设计了“生病的盆栽得了什么病？”“如何为生病的盆栽选合适的氮肥？”“如何买到货真价实的化肥？”等，通过问题解决触发学生深度思维并深度体验学科的应用价值。

3.建构计算模型，丰富知识体系

复习的目标在于促进学生对所涉知识关联结构化，形成解决一类问题的思路和方法，并能够应用这些学科思想与学科方法解决实际问题。本设计通过对初中化学计算类型结构化，建构各类化学计算的思维模型，从宏观角度和微观角度对模型进行分析应用，从而进一步认识化学计算的学科本质是定量研究化学物质及其转化。

化学计算教学不是化学计算题的教学，教师要克服从知识到知识的惯性教学方式，尝试从实际情境出发，创设问题任务，让学生思考、归纳、总结，强化对学科概念原理的理解，形成知识关联结构化和问题解决思路、方法的结构化，建构起定量研究化学物质组成、结构、性质及其转化的基本思维方式，发展学生学科核心素养。