化学主题教学的实践与感悟——以“发热包引发的探究”为例

■潘志妹

一、学情分析

“发热包引发的探究”这节课的施教对象是九年级第一学期期末的学生，他们对金属的性质、用途、检验、制备等知识点比较熟悉。通过对班级不同层次的学生进行问卷调查发现，多数学生在物质主题学习方面存在着几类问题。

一是学生对独立知识点掌握得较好，但对知识与知识之间的关联性理解不够，难以形成系统的知识框架。如笔者提出三个问题：1.铁的物理性质有哪些？2.化学性质有哪几条？3.如何检验铁粉？学生回答第三个问题的正确率明显低于前两个。究其原因，学生在理解物质的性质以及利用物质的性质来进行物质的检验这些知识的关联上是相互割裂的，所以不会利用第1个、第2个问题来解决第3个问题。甚至有些学生缺乏对知识内在联系的理解，采用背诵记忆的方法来学习化学。试想，在化学的章节复习阶段，当背默成为常态时，这种方式怎能激发学生的学习兴趣、诱发学生的学习欲望、开发学生的情智呢？

二是学生对教材上重点要求的物质的知识掌握尚好，但是对研究未知物质的思路方法掌握不够。例如学生知道铁的物理性质、化学性质、制备、生锈、检验等，但是面对如何在混合物中检验铁等问题时就无从下手了。只有在知识的不断运用、问题的不断解决中才能逐步走出困境。

三是学生平时动手操作的实验大多数是定性检验或鉴别，而定量分析、测定并计算的实验相对较少。设计定量实验、获取关键数据、处理数据、提高实验的准确性、精确性以及实验误差的分析能力有待训练和提高。

综上所述，笔者认为，物质主题教学的目的不仅在于帮助学生掌握常见的几种物质的知识，还必须帮助学生认识化学学科研究物质的一般思路与方法。而这光靠讲解与告知是不能达成的，学生必须在不断的发现过程中去体会，在多次运用过程中不断领悟，才能转化为自身的科学素养。

基于以上对课标、学情的分析以及主题教学的认识，笔者在激发学生深度学习物质主题方面做了一些思考与实践，“一袋发热包引发的探究”一课就是复习阶段的典型课例。笔者从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度设计了本节课的教学目标。

一是以超能量发热包为背景，再认识金属的性质，进而掌握金属的制备与运用。

二是通过设计方案并定性验证超能量发热包中是否含有铁粉，定量测定其中铁的质量分数，巩固物质的鉴别、检验、化学计算、相关实验操作技能，体验科学探究的方法，提升实验设计、评价和探究的能力。

三是通过小组合作的探究形式，增强学生合作意识，锻炼学生组内、组间的交流评价能力，感受团队合作的重要性，在交流与汇报中，培养学生倾听的习惯和互相尊重的态度。

二、主题教学的实践

本节课主要包含四个环节。

环节一、引入发热包。

问题：户外探险人士想要吃上热腾腾的饭菜，怎么办？展示发热包，引导学生进行分组实验：取样并加水，观察到很快放出大量热，产生很多蒸汽。从中提取相关信息，根据已学知识猜测发热包中有什么，依据又是什么。

学生汇报交流：发热包中可能含有氧化钙，原因是氧化钙与水反应放热；也有可能含有氢氧化钠固体，原因是氢氧化钠固体溶解于水中放出热量；也有可能是铁粉，学生从原有的知识经验得出铁的生锈、铁的缓慢氧化也会释放热量。

设计意图：从市面上的超能量发热包引入，学生分组实验，由发热包遇水产生大量热，很自然地调动学生探究其发热原理的欲望。通过对成分的猜测，回顾暖宝宝的工作原理，也进一步复习了铁与氧气的两种氧化反应，由暖宝宝的成分分析其中盐的作用是加快反应速率。那发热包中到底有没有铁粉呢？自然过渡到第二环节。

环节二、检验发热包中是否含有铁粉。

问题：在进行猜测后，本节课以金属为研究对象，请同学们思考如何验证发热包中是否含有铁粉。

学生回顾铁的相关性质，明确在排除四氧化三铁干扰的情况下，利用“铁能被磁铁吸引”这条性质检验铁粉最为简便。接着根据教师展示的发热包中的成分——焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、木炭粉、盐等，在明确发热包成分的基础上，提出新的问题：若只由冒气泡或者产生亮红色的固体能否确定发热包中含有铁粉？在此基础上，由特殊到一般，最终由铁、铝的性质归纳金属的化学性质。

问题：在有铝干扰的情况下，如何检验其中的铁粉？

学生思考后交流并提出方案：①化学反应除去铝，验证铁的存在；②磁铁吸出，验证铁；③直接加酸或者硫酸铜溶液，修正对现象的全面观察与表述。在此基础上，教师引导学生一起归纳得出混合物中物质的检验思路：如杂质无干扰，可以忽略杂质的影响；若杂质有干扰，则采取合适的方法除去杂质或提取出待检测物质进行检验或者修正对需观察现象的表述。

设计意图：金属的化学性质是初中化学中必须掌握的内容，如果只回顾一下所学知识，应用这些知识解几道题，虽不能说这种教学无效，但是这种教学方式是不能激发学生的学习兴趣的，更加无法让学生形成研究物质的思路与方法。但是本环节中将所学的知识置于平时的生活情境之中，所设计的问题对学生来说有一定的挑战，学生的学习欲望高涨，在问题的解决之中不断提升素养。

环节三、测定发热包中铁的质量分数。

问题：发热包中成分复杂，故将问题简化。现在有一铁粉、木炭粉、食盐的混合样品，请设计实验，测定样品中铁的质量分数。

学生经过交流与讨论，分组汇报以下一些方案（每一步均需称取样品的质量m1）。

方案一：称取一定质量的样品m1，另用磁铁吸出铁粉，测剩余固体的质量为m2，由此计算出铁的质量为（m1-m2）。

方案二：称取一定质量的样品m1，再用磁铁吸出其中的铁粉，接着将铁粉刮下，称量铁粉的质量为m2。

方案三：称取一定质量的样品m1，称取烧杯的质量为m，向其中加入足量稀盐酸，质量为m2，将其中的铁粉完全反应后，烧杯及烧杯中剩余物质的总质量为m3，则产生的氢气质量为（m1+m+m2-m3），根据化学方程式，可求出发热包中铁粉的质量为28×（m1+m+m2-m3）。

当笔者问大家以上三个方案，哪个比较好？理由是什么？学生之间相互评价，思维活跃，以下是学生的发言片段：

学生1：我认为方案二比较简单，数据的获得也比较方便。

学生2：方案二其实存在一些误差。在磁铁吸出铁粉时可能会带出木炭粉或者食盐。

学生3：这样看来，其实方案一也存在着类似的误差。

学生4：方案三其实也会有一些误差，因为氢气逸出时会带出水蒸气，导致最终的结果偏大。

设计意图：在这一教学环节中，学生的思维发散，依托金属的性质设计方案，经过交流汇总，把物理方法与一些化学方法都想到了，当然学生所设计的实验方案远远不止这些，本节课学生充分领悟了化学的思辨之美。而在方案交流、互评质疑的环节中民主开放、氛围活跃，学生在不断地倾听与质疑的过程中，强化了化学实验观，培养了科学探究的创新精神。

环节四、制备铁粉

任务：根据所提供的由低碳钢制备铁粉的工业流程图，书写在焙烧炉与带式还原炉中的化学方程式。

问题：思考工业在使用带式还原炉时的安全注意事项。

设计意图：真正认识一种物质，需要对它有一个全面的了解。通过这一环节问题的设计，学生不仅了解了铁粉的消亡途径，即铁的生锈，也了解铁粉的制备途径，其中一些问题的设计更是对实验室炼铁的复习，工业流程图的出示也是锻炼学生捕捉有效信息的能力和综合分析的能力。在本节课的最后，笔者引导学生从中提炼物质探究的一般过程，让学生初步领悟探究未知物质的思路与方法。

三、对初中化学主题教学的感悟

整节课的设计，笔者围绕学生的好奇、好问、好动，精心设计，环环相扣，引领学生围绕着发热包去一步一步地发现并解决问题，把整节课的难点逐步分散。作为整节课的学习主体，学生深刻体验到自己是有能力去设计实验并且完成探究实验的。在方案交流设计的过程中，教师走入学生中间，共同参与科学探究过程，了解学生探究时的困惑，并适时点拨，使同学之间的交流讨论达到深化理解新知识、掌握思路、学懂弄通的目的。

经过实践，笔者认为主题教学的优点是：一是立足于以学生为本的思想。笔者为学生创设了有挑战性的问题情境，以发热包的研究引出主题，对于这种成分未知的物质，以成分的猜想、验证、含量的测定及制备这几个问题贯穿本节课，具有情境之美。这些问题情境，有利于激发学生的学习兴趣和探究欲望，唤醒学生的主体意识。二是让学生自由地去解读情境。通过小组的合作交流，提倡学生发表自己的观点，追求的目标不是唯一正确的答案，而是注重学生思维过程的展开，具有逻辑之美。三是教师不再是知识的权威与讲解者，而是教学的组织者。在平等自由的环境之中，学生与学生之间、学生与教师之间产生思维的碰撞，构建民主、平等、合作的师生关系。

笔者发现在设计主题教学的过程中，最关键的是选择合适的主题，即恰当的问题情境。课堂内学生能否研讨起来？研讨的问题是否深刻？能否在复习课中促进学生思维能力的提升？教师在课前所设置的主题如果太简单，学生就会缺乏研究的兴趣，那么主题教学就不能顺利展开。反之，如果设置的主题太难，学生理解不了，无法利用所学的知识建立联系，探究同样无法进行。所以，教师必须平时善于留心身边的化学物质，做个有心人；同时也需要了解学情，吃透知识，选择合适的问题进行探究；对于抛出的问题一定要生动有趣、难度适宜。

主题教学要努力给学生打下两个底子：学习的底子和精神的底子。在九年级的化学复习课堂上提高复习效率并使学生能够始终保持积极主动的心态是非常必要的，学生在主题教学的课堂中表现得愿学、乐学、会学、善学，身处在自由平等的环境氛围中，才能提升各方面的能力。