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2010鲁琼初中化学远程研修

专题四 发展学生对化学变化的科学认识

专题简介：

初中化学教师在进行化学变化教学时，往往只停留于具体知识点的教学，如记住化学变化的定义，辨识物理变化和化学变化，记住质量守恒定律，会写中考要求的化学反应方程式，会进行化学反应方程式的计算等，而不能从发展学生对化学变化的科学认识的角度统整相关的教学内容，帮助学生建立对化学变化的科学认识，实现更高层次的学习。本教学专题首先向教师提出基于学生的认识发展进行化学变化相关内容教学的思路，进而为教师解读如何理解“发展学生对化学变化的科学认识”（包含2个核心问题：初中生化学变化认识发展的特点是怎样的？我们该从哪些角度发展学生对化学变化的科学认识？）。在此基础上专家将从教学内容分析、教学策略分析以及教学案例分析等几个层面帮助教师理解在课堂教学中如何“实现发展学生对化学变化的科学认识”，既有观念引领，又有可模仿的具体经验，以满足教师的不同学习需求。

1.      如何基于整体设计促进学生对化学变化认识的发展？

2.      如何利用科学探究发展学生对化学变化的认识？

3.      如何促进学生对化学变化的宏观、微观、符号三种表征方式间的联系？

主持人：

北京师范大化学教育研究所博士      黄燕宁

嘉宾：

教育部初高中化学课程标准研制组组长  北京师范大学化学教育研究所所长 王磊

山东省化学教研员      卢巍

北京市丰台区化学教研员      孙震 

一、“物质的化学变化”主题教学的功能和价值是什么？

王磊：最具有化学学科特色的内容就是有关物质的化学变化。因为我们研究物质的性质以及应用，这其实也是通过研究物质的化学变化来研究的，也是通过化学变化的操控来实现它的应用的。研究化学变化的本质、特征、规律、影响因素以及相关的内容，自然是化学学科责无旁贷的任务，也是我们学生学习化学一定要学习的内容。也就是说化学变化承载这我们对物质世界认识的理性认识阶段、方法手段阶段以及我们认识物质世界的最终目的，以及我们为什么要认识物质世界和认识物质世界后要干什么，也就是达到对物质世界的改造和应用的阶段，都要通过化学变化。

整个初中化学新课程，我们看到以化学课程标准为例我们来说理性认识阶段包括三个层面：（1）感知化学变化：感知化学变化是通过大量知识的学习到感知丰富的化学变化。（2）理解化学变化：首先建立化学变化的基本概念，要把化学变化和物理变化区分开来，进而要认识各种类型的化学变化，尤其以四大基本反应类型为知识载体；要让学生知道化学变化非常多样，但还是有基本的类型和规律的。（3）探究物质变化的基本规律：初中阶段，主要以质量守恒定律为主，来探究化学变化的质量变化规律。借助于原子、分子等微观结构来帮助学生理解化学变化的本质：原子种类和数目不变，只是原子的重新排列组合。

另外对化学变化的认识阶段是应用变化的意识和能力：（1）首先应该先培养学生主动控制和应用变化的意识，用元素化合物的性质及其应用等知识来培养；（2）（化学反应的认识功能）用化学变化去研究物质的性质，进而可以实现物质的转化，可以制造我们想要的物质；我觉得应该让学生具有一种应用化学反应，化学变化的意识同时也有初步的角度的建立。

老师们关注的是化学方程式的书写与计算、发展功能。（1）书写：表达化学变化，理解化学变化的功能。（2）计算：从定量的角度来认识和理解化学变化；应用化学变化的功能；通过化学方程式的相关计算，可以定量了解参与化学反应的物质的组成与含量。所以初中阶段要高度重视基于化学变化，以化学变化为核心的学生的认识发展和整体建构，这种认识是一种常见的建构过程，不是靠一两个概念和一两次教学就能够完成的。

主持人：通过王老师的介绍，也使我大开眼界，原来以为物质的化学变化就那几个点：比如化学变化、化学反应类型有几个概念、化学方程式的书写与计算好像就没了，但是这么一说我们初三整个化学教学其实处处都有物质化学变化这样一个主题；那么应该在教学中怎样理解这样一个主题，我们在教研过程中，卢老师您作为山东省化学教研员你会关注、会突出这样一条线索吗？

卢巍：我觉得应该站在新课程的理念去看待这个化学变化，一个新的主题的知识教学就有一个新的解读。我们认为在这个化学变化这块知识的内容教学有几个功能：

第一就是要帮助学生构建一个变化观，实际上就是说对物质的变化，首先要让学生知道世界是物质的，物质是不断变化的，正是因为物质的不断变化才体现出了各种性质，让他在认识物质性质那个阶段认识了物质多种多样的性质；多种多样的性质就有多种多样的功能，多样性是由变化实现的；然后他就肯定要去认识变化，你们认识变化最终要形成一种观念，所以我们就希望他对化学反应的实质，化学变化的实质从微观层次上的认识（反应物的粒子分裂成原子，原子再重新组合成新的粒子的变化过程）；另外利用化学变化可以改造或消除物质；物质变化中伴随着能量变化。化学变化遵循质量守恒定律。化学变化的发生是有条件的，条件可以影响化学变化的方向及反应程度，所以通过控制条件可以促进或抑制化学变化的发生，使得化学变化为人类所用。整个的化学变化的角度：化学变化的实质、变化的结果、变化的条件、变化的可控性、可用性等方面来形成一个基本的认识，这些基本认识叫做化学变化观。而观念的形成是一个长线的机制，不是短时间内就能形成的，从而观念的培养要贯穿于学生的化学学习的始终。

除了变化的问题，还有一个问题就是关于化学方程式的问题，它是一个高度凝练符号化的语言，它蕴含的信息丰富，一个很简短的化学方程式把物质的反应条件都表达清楚了，发生什么反应，生成什么物质了，有没有伴随能量变化，物质的形态是什么样等等，物质的种类变了物质的形状状态也可能变了，而且在目中程度上还能表现出变化的程度是大的还是小的；快的还是慢的，并且还能反映出某些反应能不能进行到底的。还能反映出反应物、生成物的微粒关系和宏观质量关系，所以它高度凝练，并且这种符号国际统一、具有流通性，便于表达和交流。蕴含着丰富的信息。书写——认识——应用。（包含在物质的化学变化主题之内）

主持人：基于刚才两位专家的讨论让我们感受到一个在我们初中化学教学当中处处都要关注化学变化这样一条主线，另外王老师也让我们打开了视野，我们初中教学的这点东西构架，他到高中甚至是大学都有发展，而且是基于初中的发展，既然我们对初中物质化学变化有了这样一个定位，那我们就要把它转到我们真正的课堂教学当中。

二、“物质的化学变化”主题包含哪些教学内容，其教学要求是怎样的？

王磊：我觉得应该超越具体性知识的追求，也可能是我们现在反思化学变化教学的现状以及未来发展的方向和应该关注的东西，另外我觉得可以给大家两个具体的概括：初中阶段对化学变化的要求：知识内容层面；认识水平层面。长远发展价值观——超越具体性知识的追求；具体概括：内容线：具体知识（基础支撑）——学生——观念认识的长期发展；水平线：初中阶段（一定角度、水平和程度）——高中阶段。

另外物质的化学变化主题的教学内容和水平：

第一、了解化学变化的事实，积累化学变化的认识（依据元素化合物的认识，依据实验认识）。

第二、重点的化学变化要求学生运用实验附证，做实验，用实验表达。事实化，实验化。

第三、建立化学变化本质的概念体系：基于与原子、分子水平的认识（并非在电子、离子水平上的认识），所以反应类型是有限的。

第四、对化学变化规律的认识（初中主要依据质量变化的角度认识，并非依据化学反应方向、限度、速率的角度去认识）

第五、对化学变化的认识是从定性到定量（定量认识是基于式量水平，不是基于物质的量的水平）

第六、初中对化学变化的认识侧重认识和理解，很有限的从操控角度（基于质量守恒定量，化学方程式计算，以及相应的实验，相应的元素和化合物）认识。

三、不同版本教材关于物质的化学变化的教学内容组织和编排顺序是怎样的？反映了怎样的教学理念和教学思路？

1．人教版教材相关内容的编排顺序

孙震：北京教材还是人教版，我就简单说一下人教版教材的编排顺序。关于化学变化的主题，人教版也是分散在各个单元之间，从第一单元：走进化学世界——物质的变化和性质，实际就对应化学变化这一主题。到第五单元：化学方程式——质量守恒定律；如何正确书写化学方程式；利用化学方程式的简单计算；至于化学反应的四种基本反应类型穿插在各个单元之间。第二单元：我们周围的空气：氧气——化合和分解反应。第八单元：金属和金属材料——置换反应；第十一单元：盐，化肥——复分解反应。整个人教版关于化学变化的主题分散在各个单元之间，我们要注意这种联系，关注各单元的“物质的变化”内在联系，老师在带着学生关注这种联系，这是人教版的一个整体编排情况。

2．鲁教版教材的编排顺序

卢巍：鲁教版在化学变化这块，是根据规律贯穿在教材当中。比方说，在第一单元我们的主题叫做化学改变了世界，这个改变主要是通过化学变化来改变的，所以在这里列举了改变世界的事实之后，就提出了化学变化的一个名词。化学变化是有新物质生成的一个变化，但是在这个阶段还不能解读什么是新物质，因为这个物质不是说是世界上以前没有的物质，也不说跟反应前不相同的物质就叫做新物质，它有一个真正的内容鉴定的，在这个单元只提到化学变化的概念。

到了第二单元自然界中的水，通过水这一物质载体去认识物质的分子、原子、以及分子、原子发生变化的问题，就像水发生物理变化的时候分子、原子是怎么样的？然后发生化学变化的时候分子是怎么样被打开，原子是怎么样重新组合的，这样实际上把水一旦发生化学变化以后就变成另外两种物质氢气和氧气了，所以这样的话物质的种类变了，氢气和氧气跟水不同了，最重要的是形成新的分子了，新分子的形成就是原原子的重新组合过程，原分子被破坏新分子形成的一个过程。叫他从这里来理解新物质与旧物质的本质区别，这样对化学变化的认识就深化了一步。

而到了我们周围的空气，就看很多种物质能在自然界发生很多类型不同的化学变化，比如一些反应的类型了，化合反应，分解反应之类的类型就介绍出来了。他就知道变化是多种多样的，同一种物质可以发生多种变化，而且多种变化有不同的特征，然后我们就到了大自然中的燃料那一章节，表面上是看研究燃烧和燃料，研究燃烧的条件看怎么避免火灾之类的问题或者促进燃烧，但是我们是站在一个变化观发展的高度上看待这个内容的，把人类最早认识到燃烧这一类化学变化给它从变化的条件和变化的结果和人们对这个结果的应用，因为它是实现了能量的转化，当然同时也实现了物质的种类和数目的转化，这个高度说明它是有条件的，并且控制这个条件，燃烧可以被控制住，熄灭掉等等，叫学生知道控制条件实现化学变化的这样一种意识在这产生；这样对化学变化的认识就更深刻了一些，

到了第五个单元，酸和碱那一单元，认识实际上就更深入了一些，物质发生化学变化时跟它的组成和结构是有关系的，当然结构还不能提的那么深，如酸和碱他们在结构组成上有共性，所以它在发生化学变化时也有共性。也就是说组成的变化之间的关系适当的有一定的体现，当然不把它外显出来；有的学生水平好些，可能老师在教的过程中就要说，水平低的学生只要掌握课标就行了。

3.教师如何利用好教材选择合适的教学思路，发挥“物质的化学变化”主题的教学功能和价值？

王磊：我想不同版本的教材都还是很精心的构建了促进学生对化学变化整体的认识发展的脉络，我的体会就是一个跟咱们原来的习惯和现状来比我们可能更关注两点东西，第一就是要学会从一课时的化学变化的概念原理的教学要能够关注到整体；当你备一节课的时候，备一个具体化学变化的相关概念和知识时，一定要想到它在整个初中化学变化反应认识体系处于什么位置。第二个就是从教材的编写和处理上除了整体线索的铺设之外，它还有三个东西对我们老师是很重要的，对老师的教学设计有指导意义。

物质的化学变化的主题教学备课时从单课时设计到关注整体。

第一、反映化学变化本质、化学反应规律的这些概念原理知识是怎么得出来的，我说这样的过程叫做概括化过程。（如何得出来的？基于前面的基础元素化合物知识概括出来的）

第二、学生已有认识的基础——建构化过程。（发展学生，问题驱动力，充分用好学生已学的知识和能力。）

第三、化学变化核心概念原理的理解过程——能力化过程（已掌握知识对后续知识的工具方法价值）。我学了后，有什么用，有什么价值，对以后的学习的价值和作用。初中阶段：物质化学变化的概念原理，在科学方法论上，基本上都是概括归纳出来，不同于高中及以后的理论模型。我觉得我们充分利用它学科本身的这个特点，它也符合初中孩子这种自身发展的特点。

主持人：还有您刚才提到的方法价值，我觉得老师们讲这个化学变化整个这个主题的时候，他也会前后关联的，他也会用在讲前面的知识，也会用后面的知识，在讲后面的知识也会用前面的知识的。

王磊：我再举些例子，说明什么叫方法化、能力化？具体来说就是它提供了认识的角度，比如我学了化学变化我再看具体的物质的性质时，那我就是要用化学变化的这个角度去看物质的性质，关键看这个物质能变成其他物质吗？在什么情况下能变成其它物质，它是跟其它什么物质发生了相互的作用，在什么条件下变成了其它物质；由这个物质变成其它物质的过程就是化学变化的过程，在这个过程中表现出来的性质就是物质的化学性质。那么比如说我们学了质量守恒定律，我们学了质量守恒定律我再来看化学反应的时候我至少应该关注了化学变化过程中质量的关系，但是我们发现好多的老师和同学讲质量守恒定律就满足于解质量守恒的题型，一时知道怎么回事，但是学完就搁到那了。不在用，也没有交给孩子怎么用。

卢巍：学质量守恒定律主要放在质量守恒定律的探究上，要探究的话就应该从方法上多种化，等探究的结果出来以后就牢牢的记住那个结果，他们就不考虑这个被我们探究出来的质量守恒定律对我们有什么重要的意义，所以一旦质量守恒定律学完以后再去看待氧气的制备就容易多了，一开始在没有学习质量守恒定律时看待氧气的制备过程和条件。看看反应的条件和操作过程容不容易控制，反应是快点还是慢点等问题。

主持人：我觉得两位专家这个高度真的很高啊，我们有个特别现实的问题就是一线教师拿到教材以后我们怎么能够读出两位专家给我们指引的这个方向；我们怎么样能去认识这个问题呢，我们能不能给大家示范一下，比如咱们就那咱们那个鲁教版的燃烧和灭火，因为我刚才觉得卢老师在刚才介绍的过程当中燃烧和灭火在你的教材或者我们看到的教材当中，它主要是当作探究燃烧和灭火的反应条件，这样一个探究课程在你们教学中不存在难点，孩子都可以掌握那几个条件，那么卢老师刚才介绍过她们的教材有一点特殊之处。

孙震：鲁教版它包括燃烧和灭火、化学反应应用，这里面包括了质量守恒定律和化学方程式，然后就是化学燃料和应用，大自然中的二氧化碳，第一遍看的时候我觉得内容有点散，我就把我拿的这个教师指导用书这个版本看了一遍，里面既有教材又有教学指导，从各个单元的题目上看，这九个单元的题目都是一些

核心的和重要的生活和社会问题，每个单元都围绕这样一个中心去编排鲁教版的教材，那么再回过头来有这样大的一个思路，回过头来看第四个单元，燃烧与灭火除了要实现自己燃烧条件这样一个知识功能外，我觉得它还有一个对化学反应条件控制的一个意识；对化学反应条件控制的方法，然后进入到了化学反应的表示和陈述意义。这又跟前面第三单元空气的成分，物质的组成的表示，它又是一个相互依存的关系。它前面是一个基础，前面有了物质的组成的表示，实际它这个教材每一个单元都是这样一个既跨越知识又相互联系的关系。

所以我看了这些内容之后，第一感觉光看这一部分内容感觉枯燥有点散，可是把整个教材这个大框架看了以后，然后再去看它前面，再去看它后面第五单元常见的酸和碱以及包括化学反应的有关计算，我才明白，原来这个教材是这样设计，它把基本概念这些点，一点一点的逐层的分散到每一个单元中，生活和社会问题为中心的这样一个单元，那这样的话我再从这个角度看这个单元，我觉第一得把燃烧和灭火的条件的控制的方法要渗入到教辅当中；第二个就是我们核心的东西也要在这里面渗透，那么我们在前面可能有这种量变意识，物质的组成表示这一块要渗透，包括符号的表达，包括在往前原子的构成包括分子等等这些东西在前面都要有渗透，到这它出来就可能更顺利了，我是这么看鲁教版的燃烧与燃料这一块。

主持人：我觉得孙老师在这么短时间内给我们介绍了一个教材分析示范，我觉得起码给了我们一个特别重要的信息就是孙老师他是以整体来看这个教材，你是整天看这个教材，看它是用什么思路来编排，然后再看这一节对学生整体发展的贡献是什么。

卢巍：教材在用之前都要有一个阅读感知的过程，所以我想老师们拿到这个教材后，你首先要看到它内容的框架结构，它在构建这个框架的时候有一种意图，它通过这个构架的标题、文字表达它就能够体现出来。

比如第一节是燃烧与灭火，第一个标题是灭火原理，实际上就是控制反应条件阻止反应发生，这在标题上就体现出来了，燃烧需要什么条件是过去的一个思路，但是燃烧需要什么条件从学生已有的发展考虑很难想到这样的高度，灭火的时候用了一些措施，这些措施让他去看这个方法，他才知道灭火的原理就是阻止了这个条件。第二个标题是促进燃烧的方法，控制的这种思路已经跃然纸上了。第三个标题是爆炸是如何发生的，一种极限，燃烧情况下的爆炸是如何发生的。这三个标题出现既有冲击力，又把教材的线索体现出来了，所以在感知教材的时候，框架教材是第一步的思考，之后再把具体内容通过什么样的线索组织起来，里边涉及什么活动，活动的目的是什么这样的问题再去体会清楚，对于教材的领会就比较到位，这时在联系自己的学生，有什么样的认识基础，你打算培养的目标，然后教学活动设计自然就有一定智慧了。

所以很多情况下我们就想教学采用什么方法，这不是先着眼的问题，而是确定目标，不管这个目标是不优化的还是不够优化的，你都能实现目标。也就是首先要有一个目标然后再看教材的内容怎么应用怎么实现，这里就有这样的一个思路。

其中，目标的确定是基于教学分析，这个教学分析先要分析教学对象：就是学生，学生已有的认识水平，然后分析教学内容，分析内容承载的价值，这些分析出来之后就是要培养学生意识。

王磊：大家都谈了对教材的看法，我觉得看教材要有一些眼，比如说从结构上关注他的一级标题和二级标题，里面的黑体字，方块字，然后线索上我们要关注他的知识点，关注他的活动线索，情境素材的情况，挖掘问题线索。分析完之后会做出判断，在此基础上要加上你的立场和理念，看同样的教材你有不同的教学理念就会有不同的判断，然后会采取不同的理解和应用。我们站在整体的认识发展上去看教材，我们会看到什么？刚才的具体活动，具体素材，具体问题，显现出了一种什么意义，如果我要关注整个的学生化学变化的认识发展，那么我体会的东西是不同的。如果站在如何提高公民的科学素养的立场上和理念上，我不会关注他对化学变化认识的发展，我可能比较关注学了燃烧灭火之后能解释什么样的现象，他能够用知识原理去改变什么事，当遇到燃烧的时候能不能用科学合理的方法去解决，甚至会不会有一些设计思路，从正面的燃烧和灭火去让想要的燃烧发生和阻止不想要的燃烧，这个是从应用的角度和理念上去关注的。

另外，我们的老师还可以去基于学生的学习过程和学习规律去关注教材同样的信息，比如说关注燃烧的条件、灭火的原理、爆炸的原因，这些是具体性的认识，这些是怎么建构出来的，所依赖的经验事实是什么、能够得出什么样的规律性的结论。可能还会关注，这个材料是整个学生研究化学反应规律的第一个素材，第一个台阶，先学燃烧和灭火再学质量守恒定律，也就是说燃烧与灭火不是简单的本质特征的分类，而实际上是要讲原理的，讲规律的，这是第一个研究规律。金属活动性顺序应该是第二个研究规律，然后是质量守恒定律，初中阶段能谈上规律的可能就是这三个。燃烧和灭火放在第一个有他的道理的，因为燃烧是孩子再熟悉不过的现象了，有他们非常丰富的直接经验，但是没有把他当作规律去研究过，所以这个时候我们要提升他原有的认识，寻找他背后存在的规律，这个就是很有意思的，也是教学的抓手。

还有一个问题就是得到规律后要能力化，不能只停留在知道这个规律上，让学生用这个规律去干事，第一要能够促进你想要的燃烧的发生，第二就是阻止你不想要的燃烧的发生，第三能解释复杂的燃烧现象包括爆炸现象。这个就是能力化了，这个素材是很有意思的也是孩子们非常感兴趣。

在燃烧和灭火之前已经做了很多的化学实验了，在学完之后在回过头来去看学过的化学实验，如何改进实验条件等等。

主持人：通过几位专家的分析，老师在教材用教材看教材时要有自己的理解，不能被动的从教材中获取信息点，而是要有学科的理解、对教学的理解，对整个初中化学功能价值的理解才能用好我们的教材。

四、如何进行“物质的化学变化”主题的教学设计？教学策略有哪些？

1．如何通过教学设计促进学生对物质的化学变化的认识的发展？

卢巍：对化学变化的认识，从学生已进入化学开始到初中毕业结束，有一个整体的发展构想，到了复习课阶段，对化学变化的认识已经发展到一定的高度了，需要达成的高度基本达成了，所以在设计时要有一定的考量了，我们比较了两个案例，都是初中化学实验室制备氧气的复习课，有一个老师特别关注怎么样通过复习把实验室制备氧气的原理实验装置收集方法全部复习一遍，并且叫学生把整个程序背一遍，但是他的复习还是在原来的认识水平上，只达到温故层次，就没有提升。而另外一个老师，过去我们学过了实验室制备氧气的方法，谁能来再说一遍，把学生调动起来一起回顾，把整个实验室制备氧气原来的流程重新过了一遍，温故的效果就达到了。梳理完之后，他说我们那时候在制备氧气时你们记住这些已经相当不错了，但是今天我们重新审视这个过程，应该还有一些新的过程要考虑，如果当初提出的任务是让你去实验室寻找合适的药品，制备一瓶氧气，你怎么去完成呢？学生有非常强的好奇心，想找到一条不同的途径显示自己有水平，有的学生想了很多的方法，老师在归纳的时候问这些方法有没有依据，为什么没想到用木炭去制呢？学生就想那应该还有另一种物质，因为一种物质里边没有氧元素怎么能制出氧气呢。

所以我们在制备氧气的实验任务面前，一定要分析我们要制备一种有氧元素的物质。在寻找原料的时候一定要考虑原料中首先含有氧元素，但是含氧元素也不一定可以，比如水电解时就比较费电，不够经济。经济问题是要考虑的，还有考虑难度大不大，效率高不高，提出的一系列问题，学生就想利用化学变化实现物质的改造，有很多问题是我们要考虑。当孩子的收获谈出来以后，比我们预想的要好，老师的教学思路有了这么多的变化我们是很惊喜的，等孩子谈出来感受的时候我们感觉更加的惊喜。没想到孩子通过一节课的收获远远超出我们在观察教学过程中设想到的。

主持人：让孩子感觉到我学的这些东西是真正有用的，真实的能够解决我遇到的一些问题，这样的一个课例是不是我们所说的让我们的认识具体化、功能化的一个过程呢？

王磊：物质制备，实验室制法也是化学变化的应用，所以利用好这些具体知识来发挥他承载的化学变化的功能价值应用的思路的发展是很有效的。几个版本教材对于化学变化的基本类型的知识采取分散编排的，所以这样的教学和具体元素的认识是紧密联系在一起的，所以很容易概括得出，在建立概念的时候就很方便了。但是，这样做也可能会有局限，就是停留在对变化类型的概念建立了，就淡化了建立起来之后有什么样的功能和价值，也是我们现在在日常教学中对于化学反应的类型的相关知识的处理上有值得反思的地方。

我想给大家几点建议，应该重视这些类型概念，四大基本反应类型很重要的认识视角就是对于化学反应的基本分类，这是最贴近反应事实的、最一级的理性概括。但是老师不体会我们为什么对这些反应分类，我们没有告诉孩子分类之后有什么用，我们希望在化学反应类型的教学当中要考虑反应类型的功能价值怎么发挥的问题。比如，首先解决已有的具体的化学变化的概括化认识，那么真正做到了概括化认识吗？除了初步建立起这个认识后，我能不能把这四大基本反应类型打通，建议老师在分散编排处理的基础上适当的结合。在学完四大基本反应类型后，加一个整体的一节课，也可以放在复习。学生把具体元素化合物的知识进行分门别类和归纳，而不是老师给归纳，第二，就是具体化认识，就是我告诉你四大基本反应类型，你必须能够帮我举出所以初中阶段学过的具体的例子，你能够由概括到具体，具体到反应、具体到事实和现象、具体到实验。这时候告诉他四大反应类型也是具体的知识框架，不是只有元素化合物是具体框架，反应类型也是重要的知识结构，是帮助你整理知识的认知结构的作用，但是到这还不够，还需要能力化，就是能用四大基本反应类型所匹配的具体化的认识来解释和分析具体的反应的现象和事实。比如说，初中阶段的化和反应基本用来解释和分析生活现象的，很少去实现制备的，可以给建立起这样的一个联系。复分解反应和置换反应在初中阶段的主要功能是除了解释和分析与金属有关的现象，还有调节和干预的功能，如酸碱中和和酸碱盐等等。他们也是初中阶段非常典型的制法，实验室的制备反应，这个不是科学概念，而是具体元素化合物的学习，制法的学习，分类的学习统整起来，不是为了得到和理解这个概念，还是有用的。当然我们对于反应类型的划分是有限的，将来还会进一步发展。这个是要求老师在课堂教学中去改进的。

2.利用科学探究进行“物质的化学变化”主题的教学时，如何选取的恰当探究问题?

主持人：两位专家介绍了这样两个精彩的案例，在课标中科学探究是非常重要的学习方式，物质的化学变化肯定也离不开探究的教学方式的，在我们帮学生提升对物质的化学变化的主题上，科学探究能起到什么作用？孙振老师的探究教学的设计给我们印象很深，能不能来谈谈当时是怎么进行的，设计点在哪呢？

孙震：设计时把归纳质量守恒放在了突出的位置上，通过学生设计探究实验，对不同组的探究进行一个归纳，最后归纳出质量守恒这样的一个思路。这里是应用科学探究发展学生对质量守恒的认识。让学生去归纳，这里设计了六个不同的实验，每一组都有气体生成的和没有气体生成的，通过整个的六个不同实验进行归纳，这也是基于科学家们根据无数的实验事实归纳出来的来设计这样一节课，具体到这节课教学环节是通过玻易耳教师现场演示蜡烛燃烧的实验，再到拉瓦锡的实验这三个实验引出思维冲突，到底反应物和生成物的关系是增加、较少还是相等，分为这三种情况，然后再带着学生去进行设计这样的实验，每组学生完成两个，给的学生装置比较多，就显得开放程度比较大。

主持人：当时参赛老师很多，也都用这样的探究的方式来进行这段教学，你觉得有没有跟您设计不太一样的，能给我们介绍介绍他们是怎么设计的？

孙振：给我印象深刻的是景山分校的吴老师的那节课：

案例介绍和点评：课例名称：质量守恒定律。教师在探究实验后，先带着学生去分析反应前物质的质量有：烧杯、试管、铁钉、硫酸铜的质量和水的质量；反应后的质量有：烧杯、试管、没参加反应的铁的质量、硫酸亚铁的质量、水的质量、铜的质量。然后对比反应前和反应后的质量，那些物质反应前后没有变化，学生分析出烧杯、试管、水、没反应的铁。然后消去没反应的质量就可以得到：参加反应的铁的质量和参加硫酸铜的质量总和等于生成的铜和硫酸亚铁的质量总和。

她在质量守恒得出这一块，给学生的引导和铺垫，带着学生去分析反应前的总质量和反应后的总质量，带着学生进一步去分析实际相等的反应前的总质量和反应后的总质量，得出结论。对学生的认知障碍的引导是我非常关注的。对概念的表述是完整的，但是没有理解概念的真正内涵。

主持人：当时老师的探究点主要放在质量守恒定律怎么得出这样的问题上，那么现在再去设计教学时，主要把探究点放在哪？有没有一些新的思考呢?

孙震：在对鲁教版教材初步了解的过程中和听老师对这一主题的分析，可能鲁教版在质量守恒定律的呈现方式上是另外的一个思路，是建立在化学反应中原子不变入手，把微观的问题解释，然后再去分析宏观的质量，再去实验验证或探究。

卢巍：质量守恒教学的过程中我们也有这样的设计，就是利用探究去深化对质量守恒定律的认识，鲁教版的教材从微观上做了一个分析，分析的结果学生做了一个推论，学生认为是守恒的，让他实验去验证这种守恒，用以掌握的探究办法设计实验去验证守恒，出现了很多的披露，在操作过程中塞子掉了下来，学生就认为不守恒了，但是放在天平上称结果还守恒，这种情况下疑惑就出来了，提出了一个问题化学变化前后质量是不是守恒还是值得进一步的研究，老师把这个生成性的问题提出来了，把这组出现的失误和得出的结论拿出来，让学生去分析有没有可能成立，如果不成立，用什么样的证据去推翻他，在这种情况下，学生做了多方面的分析，老师也进行了引导，最后学生提出了两个观点：一个是天平本身有问题，一个是真的有的反应质量不守恒，不守恒的原因是不是转化成其他的东西了。有的学生认为燃烧过程中有发光放热现象，，是不是物质转化成能量跑掉了，任何辐射都是向外传播粒子，小粒子是有质量的，也有可能是从环境吸收能量了。然后老师带着学生去分析天平的灵敏度，化学中除了物质进行转化、原子重新组合以外，确实还伴随着能量变化。事实上我们现在谈的质量守恒是一种相对守恒，包括质量和能量两个方面的守恒。只是这些能量变化和质量相比是可以忽略的。这样的素材如果不用探究的办法进行内容的教学，就不可能生成一个新问题，没有新问题，就没有新认识发展的契机，这个案例充分体现了利用探究去认识物质的化学变化，能够实现他更高度的发展的目标。

王磊：关于质量守恒都用探究的方法进行教学设计已经表现出了几类侧重点和范式，也反应出概念原理教学的探究和实验和元素化合物的探究实验有不一样的特点。一种是基于归纳的探究，一种是基于概括和理解的探究。吴老师的设计就是基于这样的探究，已经超过了具体事实的简单归纳的水平，真正关注由表及里的概括，进入规律的本质层面。

第二针对学生的概括角度，学生原来的事实归纳的角度，基于一个物质为基点，科学家已经超越了表面的归纳，而是本质的归纳，参加反应的和总量这两个定语完全超越了一般人对反应的认识角度，这样才能得出守恒。学生有一个难点是不容易理解的，就是参加反应，而科学家就是找到了一个一般人想不到的研究角度才发现了事实和规律。

第三种探究式基于应用的探究。对质量守恒定律还没有基于应用的探究，就是从理论上已经可以推论出他是守恒的，但是我要应用这个守恒应该是在化学计算上，就是拉瓦锡的后一个阶段的研究，从定量角度来看自变量和应变量。这个就有了应用的角度，直接对化学方程式的理论得出就匹配上了，这个路线上的探究在课堂实施中还没看到。

刚才卢老师谈了一个很好的科学本质教育的案例，这个案例和前边的设计的区别在哪，我们可以给出两种归类：一类是基于假设检验的质量守恒的探究，假设是基于经验的或是模糊的假设，检验是给你什么事实就被动的接受证据，不是系统的规划证据。而卢老师介绍的是推论证明式的探究，推论是有系统理论做推到基础的，就是进行了一个系统的假设，，但是必须拿出实验证据，这种探究很像科学研究，这个阶段的实证是非常系统和严谨的，必须经得住质疑和论证。卢老师的案例是更高一级的阶段，一般认为学生已经知道了第一阶段的结论，这时的质量守恒定律只是一个理论的模型，还必须做精确的实验证明，学生在证明中出现了种种问题，这个时候的教育价值在于如何用实验证明提出来的理论和模型。概念原理教学和元素化合物教学最根本的不同就是证据与概念的表述不是一一对应的，是一个抽象概括的过程。这个特点很多老师容易忽略。

3.“物质的化学变化”主题中化学用语的教学策略有哪些？

主持人：通过三位老师的讲解，我们教学中不仅要做科学探究，更要重视做什么样的科学探究，而且要关注在概念原理教学中探究得到的直接结论和我得到的概念关系是什么，这个是教师要帮我学生理清和深化的。那我们在物质的化学变化这一主题中有一些教学难点教师一直很困惑，就是化学方程式的书写和计算怎么处理，质量守恒定律的研究直接影响计算的知识的认识，但是有的老师只从微观角度和浅层的角度让学生去书写，但是怎么将质量守恒应用到化学反应方程式的书写和计算中呢？怎么让学生在微观和质量之间建立很好的练习，能应用他解决生活中的问题呢？我这里有一个案例想请各位专家给我们点评一下。

介绍案例：名称：化学方程式的书写。讲课之前先给学生放了一段视频实验：将7g铁粉与4g硫粉混合均匀，放在石膏板上，用炙热的玻璃棒加热。反应后只得到一种黑色物质，铁粉和硫粉都没有剩余，且生成的黑色固体为11g.

问了第一个核心问题：从以上实验中，可以分析出化学反应有那些基本特征？学生一边分析，老师一边在黑板上做了一个概念图， 。通过这样的分析之后，又问了第二个问题：你能用化学式表示该化学反应吗？学生直接就表达出来了。然后老师总结了化学式的定义，整理了元素符号（表示元素）、化学式（表示物质组成）、化学方程式（表示物质的化学变化）三者之间的关系。接下来问了第三个问题：根据所写的化学方程式分析在硫和铁生成硫化亚铁这个反应中，那些方面发生了变化？那些不变？在老师的引导下学生做了微观、宏观、元素观变化情况。然后对化学方程式做了一个梳理，再然后就是应用，要求学生写出水电解的化学方程式。这个方程式是要求配平的，老师做了一个小的处理：配是配上分子个数；平是原子个数相等。最后进行小结。

这个过程是想突破化学方程式的质量和微观粒子的关系能不能构建起来，我想请几位专家点评一下这个课？

案例点评

王磊：这个课例还是很有突破的，老师首先化学方程式的理解是多角度，多层次的，而且具有整体联系，他把自己的认识转换成教学的设计，先由信息简单角度简单到复杂建构起完整的认识再迁移应用，挺不错的。听起来还可以再有一点结论，给化学方程式明确两个东西：一个是给你化学方程式你怎么理解，你必须要达到什么样的理解，很多老师把他当作概念去教，并没有让学生变成自己的认识框架，所以导致学生学完之后自己并不用理解角度去分析他学过的20几个重点反应。初中生不能系统的去说20几个反应能告诉我什么含义，也就是说只把他当作一个认识结论而已，没有把他当作一个认识角度和工具。

围绕化学方程式，第一要形成多角度的认识模型，最常见的是宏观的角度而且是基于物质水平的，然后是微观的角度，微粒在化学变化中的变化，还要有定量的角度，既包括数量的角度，也包括质量的角度，质量的角度还应该包括式量的认识和真实情境的认识。还应该关注操控的角度，但是老师没有和学生去玩反应即多角度多层次的去看反应去用反应。还有就是反应在生活、生产、实验中的真实存在。学生应该建立起和这个反应有关的实验情景和现象，初中化学要求的20多个反应都有重要的实验事实和依据，学生能不能见到反应马上回原到实验事实，甚至有的反应要求能够设计实验，去重现这个反应，证明反应发生了。但是我们在平时的授课中很少让学生这么去认识反应，我们的反应在学生头脑中是纯概念，是纯记忆的一个公式，没有任何的可以玩的东西，这个是值得我们反思的。

主持人梳理总结：当我们从不同角度去看反应的时候，当我们能够带着孩子去用反应的时候，当他们对物质的化学反应都成为一种乐趣的时候，孩子的背和记的障碍可能就没有了，通过几位专家的交谈，我们理解到，通过物质的化学变化的主题，我们学习这个教学内容的功能，从不同的水平不同角度认识物质的化学变化，我们了解了物质化学变化的基本思路，关注孩子的整体发展，关注概念原理知识的概括化的生成，我们希望把对物质化学变化的基本思路功能化，能够真正的解决问题，让学生感觉知识可以应用出来。另外，在教学设计时充分利用科学探究的方式，让学生在探究中体会知识的价值，对认识发展的作用，这样也就不会成为教学的难点了。

本专题作业：1.请设计“质量守恒定律”一节的问题线索；

       2.请写出：通过本专题研修，您对物质的化学变化这一主题有了哪些新的认识？