从新旧教材变迁看学生科学思维的发展

【教学背景】

化学的教学内容与方法不断得到更新与优化，从而满足了人们对教育的新要求，尤其是化学方程式的教学。怎样通过对教学内容的设计与落实来引导学生树立科学思维，促进学生分析问题与解决问题能力的培养，已经成为教师研究的焦点。本文以上海教育出版社全国版初中化学教材为例，用案例分析的方法来论述化学方程式教学在新旧教材变迁的情况下，怎样促进学生科学思维的发展。

上海教育出版社出版的全国版初中化学教材编写过程中充分考虑学生认知特点及科学素养发展需要，从内容上看更加重视以生为本的教学模式，突出通过情境创设、探究式学习等方式来促进学生对知识的理解及运用。尤其在化学方程式教学上，教材注重知识点联系实际生活，促使学生通过对化学方程式书写、配平及运用进行独立探索。

化学方程式教学作为初中化学课程的一个重要组成部分，不仅涉及化学符号与反应规律的识记与应用，还需要对学生逻辑思维与分析能力进行训练。教材更注重培养学生的自主探究与问题解决能力，特别是如何指导学生认识化学方程式书写的原理与反应规律，促使他们在逻辑推理、批判性思维等多方面得到提高。

为此，以“化学方程式”为例，浅析如何从教学设计、课堂实施以及评价反思等方面来促使学生形成科学思维。深入探究新课程背景下应如何对学生的科学思维能力进行有效培养。

【教学设计】

以“化学方程式”这一课题为主线，重点分析了教材是怎样通过科学、合理的教学设计来促进学生科学思维的形成与发展。化学方程式作为化学学习中的一个重点内容，不仅是化学反应的符号化表达，还是学生认识化学反应实质与规律的一种重要手段。怎样通过化学方程式教学来发展学生的逻辑思维与科学素养就成了本文的核心内容。

（一）教育的目标设定

1.要求学生深刻理解化学方程式的基本概念、掌握书写方法、能巧妙应用配平原则。基于此，学生要能用化学方程式表达各类常见化学反应过程，深刻认识质量守恒定律的具体表现及应用。

2.教师要运用多样化的教学方法，如自主探究、合作学习以及实验操作，培养学生发现学习中存在问题的能力、提出合理假设、设计科学实验、分析实验数据、总结实验规律等科学探究能力。这些途径可以使学生循序渐进地提高科学思维与实践操作能力。

3.教师要通过多种教学活动，激发学生对化学的学习兴趣及好奇心，并帮助他们建立科学严谨、勇于创新的学习态度。与此同时，以团队合作学习为手段来培养学生的合作意识与责任感，让学生学会互相支持、共同促进，进而在学习的过程中营造积极的学习氛围。

（二）教学过程中的重点和难点

教学重点：了解化学方程式概念及书写规范是学好化学的根本，而掌握化学方程式配平方法是解决化学反应中难点的关键。化学方程式既可以表达反应物及生成物类型，又可以体现其数量关系。熟练掌握化学方程式书写及配平技巧对深刻理解化学反应的实质是十分重要的。

教学难点：了解化学方程式后面化学反应本质及质量守恒定律对提升学生逻辑推理能力、批判性思维能力等都很有帮助。对化学方程式进行深入剖析，能使学生较好地把握化学反应发生的内在机理，了解反应物是怎样转化成生成物的，各元素与原子之间守恒关系是怎样存在于这个过程中的。这一认识既有利于学生对化学的进一步研究，又提高了学生的科学素养，让学生更严谨地思考问题、分析问题。学生经过对化学方程式的不断实践与运用，能够逐渐形成严谨的逻辑推理能力并学习怎样由已知信息导出未知结论。与此同时，批判性思维能力发展还与化学方程式理解密不可分。学生要学会怀疑并验证化学反应是否正确，这样才能养成科学探究、独立思考的良好习惯。

（三）采用的教学手段

运用启发式教学，以精心设计问题为导向，以生动形象的情境创设为载体，以具体的实验操作为手段，以卓有成效的小组讨论为载体，诱导学生积极参与学习过程。这既可以激发学生的学习兴趣，又可以促使他们深入理解化学方程式，养成科学思维。这样才能使学生在实际操作与互动讨论过程中逐渐把握化学反应的实质，培养其分析问题、解决问题的技能，使其在科学探究之路上越走越远。

【教学过程】

（一）引入环节

初始阶段，教师精心制作和播放了以“蜡烛燃烧”整个过程为内容的生动录像。视频中详细展示了蜡烛从点燃到完全燃烧的每个步骤，通过高清的画面，将燃烧过程中产生的烟雾和水滴现象放大给学生看。录像结束时，教师不急着解释，只是给全班学生提出一些有启发性，意在引发学生思考、探讨的问题。

“你见过蜡烛燃烧的情况吗？”

“燃烧时，蜡烛质量是否会改变？若改变，是上升还是下降？”

人们在观察蜡烛燃烧的过程中会发现一些有趣的现象。蜡烛火焰呈鲜艳橙黄色是由于燃烧时产生光和热量。火焰形状一般呈锥形，底宽、尖细。火焰中心部位温度最低，四周火焰温度较高。当蜡烛燃烧时，蜡烛表面渐渐熔化，生成液态蜡。这些液态蜡顺着蜡烛表面往下流，最后滴在蜡烛底部或承接蜡油的容器上。蜡烛在燃烧过程中也有少量烟雾产生，其原因是蜡烛在温度较高时燃烧不充分而产生细小的固体颗粒。另外，蜡烛在燃烧过程中有轻微噼啪声。噼啪声是蜡烛内气泡因温度过高而断裂引起的。

通过这两方面的提问，教师巧妙激发学生的好奇心并引导学生对燃烧时产生的化学反应进行深刻反思。在学生积极回答这些问题的过程中，教师进一步引导他们思考：“由于我们已对这些现象进行过观测，能否通过科学的手段对这一变化进行精确的描述与记录？”

在这一阶段，教师向学生解释化学方程式是一种用于描述化学反应的符号化表示方式。通过展示一个具体的化学方程式，即“C2H5OH+O2→CO2+H2O”，教师向学生解释了该方程的含义以及各个符号的具体应用。在此过程中，教师特别强调化学方程式书写的规律，其中包括怎样正确书写反应物与生成物、怎样保证方程式平衡等。同时，教师还详细解释了每个符号所代表的具体意义，如“C2H5OH”代表乙醇，“O2”代表氧气，“CO2”代表二氧化碳，“H2O”代表水。这样学生才能对化学方程式的构造及意义有更深入的了解，以便将来能熟练应用这一重要化学工具进行学习。

（二）探究环节

教师把学生分为几个组，每一组都发一份实验材料，并提供一份详尽的实验指导书。教师要求学生按照指导书中的具体内容，依序进行“镁条被烧坏了”以及“锌和稀硫酸发生化学反应”的相关实验操作。在做实验时，学生要认真观察和细致地记录反应现象，如产生气体的类型，产生热量的多少和颜色变化。

实验期间，教师巡回引导，适时回答学生的提问，鼓励学生相互探讨，交流观察结果。教师也特别强调实验安全的意义，保证学生在操作时注意安全。

实验之后，教师让各组学生呈现实验成果，试着使用文字描述、化学符号等形式来表达化学反应过程及结果。教师也鼓励学生在做实验时提出疑问与困惑，以便进一步探讨回答。

（三）讲解环节

学生做完实验后，出示自己的实验结果。教师组织讨论，目的是带领学生深入探究实验中所观测到的现象。这样，教师就会帮助学生逐渐建立化学反应和化学方程式的内在联系。

然后，教师对化学方程式这一概念进行详细的解释，其中包括它的定义、书写方法和怎样正确地表示化学反应过程。教师特别强调了质量守恒定律在化学方程式配平中的重要性，并通过一系列具体的例子，如“2H2+O2→2H2O”和“Cu+2AgNO3→Cu（NO3）2+2Ag”，引导学生思考反应物和生成物的数量关系。

教师还教授学生如何运用代数方法来配平化学方程式，确保反应物和生成物的原子数量在反应前后保持一致。另外，教师尤其强调化学方程式书写法则，其中包括反应物与生成物化学符号的适当书写，化学式的标准表达与下标的适当运用。通过这些细致的说明与实例演示，学生在熟练掌握化学方程式书写技巧的同时，也能深刻地理解化学反应的实质与规律。

（四）练习环节

为了帮助学生较好地掌握化学方程式的配平方法，教师精心设计了由简单到复杂的习题。这类练习题既包含基本化学方程式的书写，也涉及一些比较复杂的配平问题。通过这些习题，学生逐步加深对化学方程式配平技能的认识与运用。学生做习题时，如有什么疑难问题，都可分组讨论，相互交流思想，解决问题。教师在一旁给予必要的引导与帮助，以保证学生顺利解题，加深学生对知识点的掌握。为了进一步激发学生的学习兴趣，增强课堂的互动性，教师专门开设了“挑战题”。这类挑战题需要学生在规定时间内做完，在组间展示、竞赛。这样，学生既可以体会到挑战的快乐，又可以在演示与比拼过程中进一步巩固与加深对化学方程式配平原理的认识，同时锻炼逻辑推理能力，培养团队合作精神。

（五）总结提升

课程结束时，教师精心布置一环，供学生深刻反思、综合归纳。教师让学生主动分享自己这节课的学习体验与心得体会，从而对所学内容进行深入的巩固与了解。学生热情很高，都发表了自己对化学方程式书写与配平问题的认识，并详细地叙述了实验与练习中所碰到的难点及所采用的解决办法。

教师仔细倾听每位学生的陈述，详细评价反馈学生的成绩。教师特别强调这堂课的中心内容主要有化学方程式的基本概念与书写规范、怎样利用质量守恒定律配平、科学思维在实际化学反应过程中的运用等。教师进一步强调，学生应当高度重视这些关键知识点，因为它们对于理解和掌握化学反应具有至关重要的作用。学生经过这种反思与总结后，在巩固已学知识的同时，科学思维能力与解题能力也得到提升。

【课堂实录】

教师：各位同学，我们今天要研究一个很重要的问题，就是化学方程式书写与配平。先看一个录像，观察蜡烛的燃烧情况。

（播放视频）

教师：看过录像后你是怎么想的？当蜡烛燃烧时你会发现哪些现象呢？

学生1：蜡烛熔化，冒出几股黑烟。

学生2：玻璃罩内还凝结着少量水滴。

教师：非常棒！每个人都进行了认真的观察。那么这些现象表明什么呢？蜡烛质量是否改变？

学生3：由于蜡油的滴落和烟雾的奔涌，蜡烛质量发生改变。

教师：是啊，蜡烛燃烧时的确有质量变化，即化学反应。我们能不能把这一反应过程用科学的方法表达出来？例如，我们刚刚说过，蜡烛燃烧会产生二氧化碳，同时也会产生水分。

学生4：是否使用化学符号？

教师：是的，化学方程式是一种简单的化学反应表达方法。如“C2H5OH+O2→CO2+H2O”，这就是一个化学反应的表示方法。下面，我们就做几个实验更进一步地认识化学反应的实质。

（学生动手做实验，把现象记录下来）

教师：同学们，请在做完实验之后回到你们的座位上，咱们讨论一下每个组的结果。哪个组第一个分享？

（A组展示结果）

A组的代表表示：在进行镁条燃烧实验时，我们观察到镁条在燃烧过程中释放出明亮的白色光芒，并形成若干白色粉状物质。在我们看来，这一过程可以被描述为“Mg+O2→MgO”的形式。

教师：很棒，大家都看到了A组的实验成果。那么，其他组的学生是否也发现了别的现象或不一样的观点呢？

（学生探讨、分享了不一样的实验观察）

教师：那就来看怎样正确地写出这道化学方程式和用质量守恒定律进行配平。

（教师对化学方程式配平方法进行了细致的讲解）

【案例分析】

在此次化学方程式教学过程中，教师通过多样化的教学策略与方法成功培养学生的科学思维。视频引入、提问引导等方式激发学生的学习兴趣，帮助他们初步构建化学反应概念，从而为下文探究学习打下基础。实验操作使学生在实践活动中感知并经历化学反应过程，从而加深学生对化学方程式的认识。教师通过指导学生对实验结果进行探讨与共享，培养其观察能力与团队合作精神。教师通过讲解化学方程式的书写与配平，并结合学生实验结果与疑问，指导学生对质量守恒定律进行理解与运用，有利于学生构建系统的知识框架，提高逻辑推理能力。形式多样的练习题及挑战活动不仅能巩固学生对化学方程式的理解，还能提升其解题能力及学习热情。

反思与总结有利于学生巩固所学知识，并反思在学习过程中所获得与欠缺之处，从而进一步加深学生对化学方程式的认识与科学思维。教材在设计上强调以学生为主体，以发展思维能力为目标。教师也更重视真实情境的创设，并通过多元化的教学方法来指导学生自主学习与探索，让学生在领悟知识的过程中促进科学思维能力的提升。

【案例反思】

注重学生个体差异：实际教学中学生认知水平、学习能力等方面都有不同。部分学生在进行化学方程式配平时可能会遇到困难，所以，教师有必要多设计分层练习，并进行个性化指导，以帮助每位学生都能在自己原有基础上有所成长。

加强实验和理论相结合：教师要引导学生把实验现象和化学理论联系起来，以帮助学生建立更深的认识。比如，在阐述质量守恒定律的过程中，教师可结合实际案例来帮助学生深化对该理论的认识。

增加学生自主探索和讨论机会：在教学活动中，教师应激励学生提出疑问和假设，并通过自我探索和团队合作的方式来解决这些问题。这样既能培养学生的探究精神，又能促进其批判性思维与创新能力的发展。

【教学随笔】

我在本次化学方程式教学实践中深刻认识到培养科学思维的意义。化学不只是传授知识，还能培养思维方式与科学素养。课堂中，我试图从视频引入、实验操作和合作学习几个方面来帮助学生建构科学的概念和促进思维能力的提升。

然而，在实际操作中，我也发现了许多挑战。比如，怎样均衡不同水平学生的学习需求、怎样在有限的时间里引导他们深度思考、自主探究等，这些问题都值得我们进一步深思与完善。在今后的教学中，我将不断探索更加行之有效的教学方法与策略，尤其是指导学生开展深度学习与自主探究。

我认为，只有不断反思与完善，才能较好地培养学生的科学思维，让其在今后的学习与生活中拥有坚实的科学素养与创新能力。在这一过程中，我必须不断地对自身的教学方法进行调整与改进，以满足学生的需求与教育发展的方向，从而更好地为学生的成长与成才给予支持与帮助。

（作者单位：淮安市东城开明中学）

编辑：温雪莲