立足鲜活生活 还原计算本质——“利用化学方程式的简单计算”的教学设计

杜悦（南京晓庄学院附属中学　江苏南京　210015）

立足鲜活生活还原计算本质——“利用化学方程式的简单计算”的教学设计

杜悦
（南京晓庄学院附属中学江苏南京210015）

摘要：文章以“利用化学方程式的简单计算”课题为例，尝试在真实的生活情境中开展计算教学，还原化学计算本质，回避“泛数学化”现象的出现。

关键词：化学计算；本质；生活

中图分类号：

文章编号：1008-0546（2015）03-0057-02G633．8

文献标识码：B

化学计算是中学化学教学中不可或缺的一个重要组成部分，通过计算可以打开学生定量认识化学的视角，丰富和完善学生对物质的组成、性质和变化规律的深刻理解，促进学生思维能力的发展。但在实际教学中，不少教师走进了化学计算教学的误区，不能真正理解化学计算价值所在，把化学计算上成一种对技能性知识的模仿、反复训练、远离生活实际、具有浓烈“数学味”的运算课。新课程标准下的化学计算课应如何上？化学计算的本源和意义何在？笔者在执教“利用化学方程式的简单计算”课题时做了一些思考与探索。

一、设计思想

“利用化学方程式的简单计算”是人教版九年级化学课题3的内容，化学新课程标准对此部分内容的要求是“能根据化学方程式进行简单的计算，认识定量研究对于化学科学发展的重大作用”，这些标准意味着化学计算的重点不应放在数学运算的方法上。化学计算不是一个单纯、孤立的数学运算，计算不是它的本质，化学计算的本质是对化学问题进行数学处理的过程，也就是以数学运算为工具对化学基础知识、基本概念、基本理论理解、应用的过程。因此，在教学设计中不能就计算而讲计算，而应关注化学计算的本源，关注化学计算的应用及隐含的思维，让化学计算回归化学学科的本身，融于生活问题的解决过程中，帮助学生探寻计算的依据，发展学生对化学变化的科学认识，让学生体验到真实有用的化学计算。

二、教学过程

环节一：引进生活元素，呈现计算之源

［图片呈现］形形色色生活中的化工产品

［讲述］这些与我们生活密切相关的化工产品就是利用化学反应生产制得的。在工业生产中有一个重要的环节，就是要求投入多少原料得到多少产品，这是一个非常重要的问题，否则会造成资源的浪费。通过计算可以加强生产的计划性和资源的合理利用。本节课我们就要学习这种计算的方法。

［学生观看图片、聆听、初步认识定量研究的意义］

［板书］课题

［设计意图］从一开始将计算与生活链接，让学生感到计算就是生活的需要，就是生活中不可缺少的组成部分，启动学生学习计算的动力之源，激发学生学习计算的兴趣，体现了化学计算的必要性。

环节二：设置生活情境、探寻计算之本

［活动与探究一］下面我们从一个实际问题来探索计算的方法。

［情境一］氢气是未来汽车理想的能源，1kg氢气可供一辆50kW的汽车跑大约100km。科学家一直在研究利用太阳能分解水制取氢气。请你写出该反应的化学方程式，并说一说这个化学方程式的含义。

［学生板演并描述含义］

［展示］一瓶600mL屈臣氏蒸馏水

［提问］这瓶水中有多少个水分子？

［学生作答：有许许多多的水分子构成。］

［引申思考］由许许多多的水分子聚集成的这瓶水完全反应产生氢气、氧气，它们之间的质量又存在什么样的比例关系？

［学生交流讨论发现不管是多少水分子完全分解，反应物与生成物之间的质量比是恒定的］

［展示］15瓶600mL屈臣氏蒸馏水

［迁移应用］现在有15瓶这样的水，算一算15瓶这样的水完全分解能产生多少kg氢气？

［教师点拨一瓶水600mL相当于0．6kg，15瓶

9kg。］

［学生计算得出1kg，学生顿悟原来跑100km需要15瓶这样体积的水。］

［教师追问］解题依据

［方法总结］这个恒定的质量比就是我们计算的依据。

［设问］这样的解题过程完整吗？化学计算需要一定的步骤，请你完善你的解题过程，并阅读教科书P102例题1，找出欠缺的地方，尝试归纳这种计算方法的解题步骤。

［学生阅读教材，自主完善解题过程。］

［学生代表归纳解题步骤，教师示范板演解题过程］

［追问］教材中例1中相关量是什么？

［学生作答］已知高锰酸钾求氧气。

［讲述］同学们读得很仔细，把握了解题的关键。

［设计意图］将计算问题置于氢能源汽车真实的生活情境中，围绕氢能源汽车的工作原理，启发学生自主探寻计算的依据。为了促进学生真正形成依据化学方程式计算的能力，笔者又以学生身边非常熟悉的物质“水”为依托，从微观的层面引导学生认识化学方程式中所蕴含的物质微粒间的量的关系，让学生感受到化学反应是按一定的微观粒子数比进行的，从微粒比过渡到宏观质量比，形成解题思路。在学生真正理解了计算原理的基础上，再从规范的角度引领示范，从而促使学生不仅能真正掌握计算的方法，同时也能形成灵动的计算思维。

［情境二］这样的计算在实验研究中也很重要。我们在做氧气的制取和性质实验中，需要制备2瓶氧气，可是在操作过程中，出现了这样的现象：有的同学收一瓶也收不满，有的收了两瓶还有。

［学生观看实验视频］

［提出问题］到底取多少药品才能既满足实验要求又不浪费药品呢？

［算一算］实验室用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气，现为完成氧气的性质实验需要两瓶氧气（一瓶氧气的体积为250mL），理论上需要氯酸钾多少g？（通常状况下氧气的密度是1．43g／L）

［学生独立思考计算，教师巡视、指导。］

［学生独立完成后，以小组为单位相互交流。］

［投影学生典型错误案例］

［设疑］请帮老师批改这份作业，能发现哪些问题？看谁火眼金睛？

［学生辨析错误，尝试评价。］

［点拨］根据这些错误改正自己，找出自己在解题中的易错点，并总结解题易错点和注意事项填在学案上。这些易错点就是自己今后学习的障碍，在今后的学习中要注意避免出现。

［设计意图］如果忽视了计算的应用环境，让学生只是去模仿练习，学生所形成的只是对计算技能的一种暂时性熟练，而非对从定量研究物质变化的深层理解。笔者由学生在实验室制取氧气发生的真实“故事”创设情境问题，引发学生从量的角度去研究，驱动学生自觉运用刚刚获得的计算方法来解决问题，有效内化了量的意义，使学生深刻体会到了化学计算在实验研究的重大意义，同时又进一步巩固了计算技能。

环节三、回归生活应用，凸显计算之根

［提出任务］下面让我们联系生产，利用化学方程式进行计算，注意解题格式，比一比谁算得又快又准。

［应用一］工业上高温煅烧石灰石（主要成分CaCO3）制取生石灰（CaO）的化学方程式：

现石灰厂收到了一份2．8t氧化钙的订单，需要碳酸钙多少吨？

［应用二］氯化氢在工业上有广泛的用途。氢气在氯气中燃烧可生成氯化氢气体。燃烧100g氢气，理论上生成氯化氢的质量是多少？

［学生独立思考、小组交流作品展示。］

［思考］我把题目变一变

1．改成求需要石灰石的质量，结果一样吗？

2．100g氢气和3600g氯气反应生成氯化氢气体的质量计算结果变吗？

［学生思考交流］

［引导反思1］在实际生产和科学研究中，所用的原料很多是不纯的，应考虑到杂质问题。

［引导反思2］当遇到多个数据时如何处理？应选择完全反应的一种反应物或生成物来进行化学计算。

［讲述］这两类问题的计算是利用化学方程式计算的更进一步，在今后的课程中会深入学习。

［课堂小结］本节课你有哪些收获？

［交流共勉］

［设计意图］著名教育家陶行知先生曾经说过：“教育要通过生活才能发出力量，成为真正的教育。”笔者再次将计算回归现实生活，引领学生在广阔的生产实践中去应用，通过计算的工具理性聚焦物质的变化，帮助学生在应用中提升化学计算的能力，体悟计算的应用价值。

三、教学反思

传统的计算教学过于强调计算的应试功能，片面追求计算的技巧，只重视方法、步骤的教学，学生很容易陷入非真实化学问题及相应的解题技巧、单纯思维的训练中，学生不能真正理解“为何要计算”、“如何来计算”，并没有真正习得化学计算的能力。而新课程的化学计算教学笔者体会到应扎根于现实生活的土壤，还原计算的本质，注重计算的生活应用和问题解决功能，加强学生自我内化、自我建构的过程，让学生从不同角度、不同侧面去应用计算来解决化学实验、化学科学研究和生产生活中存在的实际问题，真正理解计算的内涵和意义，以此实现更高层次的学习，形成重要的学科思想和观念。

参考文献

［1］杨玉琴．化学计算的学科本质及其教学［J］．化学教学，2013，（10）：6－9

［2］林静，黄燕宁．从生活走进化学从化学走向社会发展学生科学素养［J］．中国教师，2013，（4）3－8

［3］何双安．基于“生活化”理念的化学教学活动的设计［J］．化学教学，2012，（3）：37－38

［4］王后雄．从生活经验到科学概念：化学教学起点的教学策略［J］．教育科学研究，2009，（4）：42－45

［5］孙彩霞．化学教学构建生活化课堂的途径和方法探析［J］．教育实践与研究，2010，（10）：13－16

doi：10.3969／j．issn．1008－0546．2015．03．021