真实情境下任务驱动的初中化学计算复习课教学实践

注：本文系无锡市教育科学“十四五”规划2021年度立项课题“指向‘宏微结合素养的初中化学教学评一体化研究”（WX/2022/YBLX0303-09813）的阶段性研究成果。

作者简介：尹峻（1979—），男，汉族，江苏无锡人，本科，中学高级教师，主要研究初中化学教学。

在对化学计算教学背景分析的基础上，阐述了真实情境下任务驱动教学下复习课设计框架与流程，利用“补钙剂的选用、制备和保存”课例，从真实情境要蕴含生活中的实际问题、驱动任务要促进学生的真实参与、多元活动要瞄准认知的有效建构、课堂实践要注重从“双基”走向素养四个方面进行了反思，以期促进一线教师的认识与实践。

一、化学计算教學的背景

（一）教学现状

化学计算不仅是对学生计算技能的考查，更是学生综合能力的表现。学生除了掌握化学计算的基本方法，还需感受计算的功能和价值，化学计算解决了什么实际问题，对人类生活生产有什么作用。对于化学计算这个重难点，人教版初中教材中已经做了很好的设计，其将涉及化学计算的内容分布在各个单元，使学生的认知和能力达到螺旋式的上升。然而目前的资料显示，化学计算的复习缺乏整体规划，只是将化学计算复习渗透到平时单元复习或专题复习中，学生未能对计算有更深入的理解，大多数学生还停留在套用公式的表层化认知中，缺少对化学计算的结构化认知。

（二）对新课标要求的分析

《义务教育化学课程标准（2022年版）》中提出，学生需要初步学会从定性和定量的视角研究物质的组成及变化，认识质量守恒定律对资源利用和物质转化的重要意义；能根据化学式进行物质组成的简单计算，能根据相关标签辨识某些食品、药品的主要成分，并能比较、分析相应物质的含量；学习利用质量关系、比例关系定量认识化学反应，认识定量研究对化学学科发展的重大作用。由此看来，在中考前夕进行化学计算的专题复习，逐步发展学生的系统思维，促进学生核心素养的融合发展，显得尤为重要。

二、真实情境下任务驱动的复习课设计流程

“化学计算专题复习”一课的任务与活动围绕“补钙剂的选用、制备和保存”展开，使学生在真实情境中学会用化学知识解决实际问题，服务于生活。课堂教学安排三个任务：任务1.感知应用：从补钙的家人调查报告出发，根据资料判断是否需要补钙、要补多少钙以及如何选择合适的补钙剂，从而达成对化学式相关计算的更深层次理解。任务2.理解原理：通过对葡萄糖逐步转化为葡萄糖酸钙过程中反应物量的计算、不同浓度溶液转化及反应过程中条件的控制，让学生真实感受化学计算工业生产中的功能和价值，深化对化学方程式计算和溶液计算的知识重构。任务3.探究组成：通过了解葡萄糖酸钙的保存方法，知道葡萄糖酸钙的相关性质。观察葡萄糖酸钙在无氧和空气中高温或灼烧时不同的现象，根据对热重分析的数据处理活动，实现化学反应中元素质量与微粒个数的计算能力达成，加深对宏观、微观和符号三重表征的领悟。

三、真实情境下任务驱动的复习课课例分享

▲任务一：选用补钙剂（感知应用）

［问题1］你需要补钙吗？

资料1：从年龄段来看，青少年每天需要的钙最多，每天至少应该摄入1300 mg。成年人一般需要的钙比较少，为每天最少800 mg。

教师：如果每天从食物中获得的钙元素量不足，就需要通过补钙剂补充。那么，我们可以选择哪些补钙剂呢？需要怎样考虑呢？

学生1：从钙片的价格考虑，我爸爸吃的是碳酸钙咀嚼片，相对比较便宜。

学生2：我爸爸也吃碳酸钙片，他说碳酸钙片中含钙量高。

学生3：妈妈给我买的是葡萄糖酸钙锌口服液，口服液中的钙、锌更容易被吸收。

学生4：我爷爷吃的是乳酸钙液体胶囊，更容易消化……

教师：看来大家是从价格、钙元素含量、吸收效果及个人身体状况等角度选择合适的补钙剂的。

［问题2］你知道怎么补钙吗？

教师：以成年人每天最低需要800 mg钙元素为例，如果所需的钙均来自补钙剂，我们选择服用碳酸钙片或葡萄糖酸钙［化学式（C6H11O7）2Ca］片，每天需要服用几片呢？我们如何计算呢？

学生1：如果服用碳酸钙片，每一片钙片中含钙0.2 g，需要服用4片。

学生2：葡萄糖酸钙相对分子量为430，钙元素的质量分数为40/430×100%≈9.3%，每一片葡萄糖酸钙片含钙0.5 g，其中该元素质量为0.5g×9.3%=0.047g，每天需要服用17片葡萄糖酸钙片。

学生交流、评价计算过程的正误。

教师：通过刚才的讨论，同学们明确了化学计算需要掌握正确的方法。如相对分子质量、化学式中某元素的质量分数、物质中元素质量等。

▲任务二：认识葡萄糖酸钙的制取（理解原理）

［问题3］你知道如何用葡萄糖制取葡萄糖酸钙吗？

实验1：称取18 g葡萄糖，置于250 mL三颈烧瓶中，用盐酸调节溶液pH值，加入适量30%的过氧化氢溶液，水浴加热一段时间，得到无色葡萄糖酸溶液。实验过程如图1所示。

［问题4］要使葡萄糖完全转化为葡萄糖酸，至少需要30%的过氧化氢溶液的质量为多少？

教师：要解决这个问题，我们需要哪些条件？计算步骤有哪些？

学生1：需要书写葡萄糖转化为葡萄糖酸的化学方程式。

学生2：根据化学方程式，先计算出需要溶液中过氧化氢的质量。

C6H12O6+H2O2■C6H12O7+H2O

180  34

18 g  x

180/34=18 /x

x=3.4 g

m（溶液）=3.4/30%=11.3 g

［总结］初中化学计算常见的三种形式：根据化学式计算、根据化学方程式计算和有关溶液的计算。

教师：市场售过氧化氢溶液的浓度一般有医用的3%和工业用的35%两种浓度。你有办法配制上述所需的浓度为30%的过氧化氢溶液吗？

学生3：取一定量3%的过氧化氢溶液加热，蒸发掉部分水。

学生4：将工业用的35%的过氧化氢溶液稀释。

学生5：将一定量3%和35%的两种过氧化氢溶液混合。

教师：刚刚同学们提出的方案从理论上看，都是可行的。接下来，我们进行深入思考并讨论其在实际操作过程中的可行性。

学生6：如果选用3%的过氧化氢溶液，利用稀溶液蒸发浓缩过程中溶质质量不变：m（稀溶液）×3%=3.4 g。

m（稀溶液）=113.3 g。

学生7：蒸发浓缩过程中，温度升高，导致过氧化氢分解，所以此方案不合理。

学生8：经过计算，可以选择用9.7 g浓度为35%的过氧化氢溶液，加水稀释得到。

学生9：两种溶液混合的方法，有多种配比方式，计算过程较复杂。

教师：经过大家交流讨论，用浓溶液稀释的方案最合理。

［实验2］将5 g碳酸钙粉末分5次左右加入上步反应得到的葡萄糖酸溶液，不断搅拌，反应80 分钟后产率趋于稳定。经分离提纯，得到葡萄糖酸钙固体。

▲任务三：确定葡萄糖酸钙组成（探究组成）

［问题5］你知道葡萄糖酸钙的保存方法吗？

资料2：正常情况下，葡萄糖酸钙片能保存36个月（密封），太阳光会影响药品稳定性，使分子运动加剧，加速药品发生反应。高温环境会使药品提前失效，甚至变质，引发毒副反应。空气中灼葡萄糖酸钙，会生成碳酸钙和碳单质，并产生大量二氧化碳气体。

教师：用喷火枪对葡萄糖酸钙样品灼烧，同时测定灼烧后固体的质量。（见表1）

［问题6］通过葡萄糖酸钙灼烧后质量的变化，你能确定其组成吗？

教师给学生提示葡萄糖酸钙样品化学式——

x（C6H11O7）2Ca·yH2O。加热过程中，葡萄糖酸钙会失去结晶水，同时分解生成碳酸钙，当温度达到800℃时，碳酸钙分解，最后生成氧化钙。

学生思考并完成物质组成的计算。

教師提示并总结：m（葡萄糖酸钙样品）=2.33 g，m（氧化钙）=0.28 g，

m（钙元素）=m（氧化钙）×40/56=0.20 g，m（葡萄糖酸钙）=2.15（g），

m（水）=0.18 g

葡萄糖酸钙与水的微粒个数比

=2.15/430∶0.18/18=1∶2

葡萄糖酸钙样品化学式是（C6H11O7）2Ca·2H2O。

教师总结：本节课从补钙剂的选择、葡萄糖酸钙的制备及化学式的确定，复习了化学计算的相关内容，知道初中化学计算的三个基本类型（化学式的相关计算、根据化学方程式计算和有关溶液的计算），熟悉了如何利用计算建立宏观质量和微粒个数的联系，理解了化学计算的遵循原则，即质量守恒定律。

四、教学思考

（一）真实情境要蕴含生活中的实际问题

真实情境能让学生身临其境，产生“关联之感”，使学生主动地、持续地进行项目探索，诱发学生探究的欲望。本节课围绕补钙这一主题，引发是否需要补钙、要补多少钙、如何选择合适的补钙剂等相互关联且有现实意义的问题，既能达到化学计算专题复习的预设目标，又能提升学生化学计算的能力，加深学生对化学计算功能和价值的理解。

（二）驱动任务要促进学生的真实参与

创造力、问题解决能力的培养需要让学生拥有真实的问题解决经历，成为积极的行动者，调动已有的知识经验、能力基础，创造性地解决真实情境中的问题。课前的调查报告、补钙剂的选择和合理补充、钙片的合理保存等系列驱动任务，能促使学生深度参与教学活动，并用已有的学科知识解决生活中的问题，体现了学科的价值。

（三）多元活动要瞄准认知的有效建构

多元化、多样化的活动是建构知识体系、促进深度认知的有效途径。课前完成补钙剂的调查报告，根据资料计算补钙剂的用量；根据化学方程式计算反应物和生成物质量，根据溶液稀释过程中溶质不变的规律计算溶液质量；通过资料和实验认识葡萄糖酸钙性质，通过热重分析数据计算确定其组成，通过这些系列活动，将分散于各个单元的化学计算逐步呈现，逐渐让学生系统化再认知化学计算，有效构建知识体系。

（四）课堂实践要注重从“双基”走向素养

概念为基、能力驱动的课程代表技能、过程、行为和思维习惯的组合，更代表了更广泛和更具有适应性的成就，即素养。本节课从探究未知成分的补钙剂出发，通过实验确定组成，再根据性质理解制备的原理，最后感悟葡萄糖酸钙的应用和价值，教师将“告知”转化为学生主动参与的“推知”，让学生主动思考、分析和概括，让学习回归本质，促进了学生核心素养培养的落地生根。

（作者单位：无锡市太湖格致中学）

编辑：常超波