李湘瑜　連永琳

［摘 要］文章介紹并闡釋了指向普通學生的高中化學扶放課堂，并以“化學反應的焓變”教學為例展示扶放課堂教學，主要教學環(huán)節(jié)包括理解概念、宏觀辨識、鞏固書寫、總結(jié)提升，基于學生認知先扶后放、提質(zhì)增效，進而提升學生化學學科核心素養(yǎng)。

［關(guān)鍵詞］扶放課堂；普通學生；高中化學；焓變

［中圖分類號］? ? G633.8? ? ? ? ［文獻標識碼］? ? A? ? ? ? ［文章編號］? ? 1674-6058（2024）05-0068-05

一、扶放課堂的提出

（一）課標文件的導向

2018年1月，教育部頒布了《普通高中化學課程標準（2017年版）》，提出要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，倡導真實問題情境的創(chuàng)設(shè)，開展以化學實驗為主的多種探究活動，重視教學內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計，激發(fā)學生學習化學的興趣，促進學生學習方式的轉(zhuǎn)變［1］。2019年6月，國務院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》明確提出，要深化課堂教學改革，要求積極探索基于情境、問題導向的互動式、啟發(fā)式、探究式、體驗式等課堂教學。2021年7月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)《關(guān)于進一步減輕義務教育階段學生作業(yè)負擔和校外培訓負擔的意見》，明確提出要提升課堂教學質(zhì)量，要求教師優(yōu)化教學方式，強化教學管理，提升學生在校學習效率。因此，在新課標、新教材、新高考的背景下，教師應加強授課主題的結(jié)構(gòu)化設(shè)計，在創(chuàng)設(shè)情境中提出問題，在解決問題中建構(gòu)知識，在學以致用中落實質(zhì)量評價。

（二）普通學生的學情

筆者所在的學校是一所二級達標校，生源水平一般。大部分學生接受形象事物的能力較強，理解抽象理論的能力較弱，整合情境信息和規(guī)范學科用語的能力較弱；習慣被動學習，自覺主動探究較少。在“雙減”政策背景下，普通高中的化學教師在教學中如何根據(jù)學情提高教學質(zhì)量？對此，我們采用問卷星對選科化學的高中生進行了網(wǎng)絡問卷調(diào)查和個別訪談。調(diào)查結(jié)果顯示：1.高中化學課時少而教學內(nèi)容多，可讓學生參與教學進度的安排，使學生有更強的學習化學的時間觀念；2.教師要根據(jù)學生的具體情況，即學生的知識結(jié)構(gòu)和接受知識的能力，設(shè)計課堂教學過程。對于基礎(chǔ)比較扎實但是學習能力一般的學生，教師應創(chuàng)建情境，讓學生經(jīng)歷知識獲取過程并學會遷移應用知識。對于基礎(chǔ)不扎實但是學習能力較強的學生，教師應積極引導，讓學生明白扎實的基礎(chǔ)知識對于學習的重要性，并采用對基礎(chǔ)知識多扶而對需要理解和遷移應用的知識多放的教學策略，即采取該扶就扶、該放就放的教學模式進行教學，從不同的角度引導學生學習、理解、應用知識。

（三）扶放有度的啟發(fā)

面對新課標、新教材、新高考，如何讓學生全員參與課堂并專注于課堂？本著問題即課題、教學即研究的原則，筆者在教學中思考，在學習中借鑒。閱讀《扶放有度實施優(yōu)質(zhì)教學》一書后，筆者深受美國教學實踐專家道格拉斯·費希爾和南希·弗雷構(gòu)建的“扶放有度”教學模式的啟發(fā)。書中對“扶放有度”教學模式的闡釋是教師示證、教師輔導、同伴協(xié)作、獨立表現(xiàn)，具體實施可以根據(jù)教學需要重新排序。該教學模式把認知負荷從以教師為中心逐漸轉(zhuǎn)移至教師與學生的學習共同體中，直到最后學生可以獨立進行實踐和應用新知。“扶放有度”教學模式啟發(fā)我們，要提升高中普通學生的化學課堂學習效率，就應基于學生認知先扶后放、有序推進［2］。

二、扶放課堂的構(gòu)建

（一）扶放課堂的設(shè)想

根據(jù)高中普通學生的認知水平和學習狀態(tài)構(gòu)建扶放課堂，可突出課堂教學結(jié)構(gòu)化設(shè)計，通過優(yōu)化教學方式先扶后放，使課堂教學提質(zhì)增效。扶放課堂的每個教學環(huán)節(jié)都包含四個步驟：情境引問、活動解問、建構(gòu)知識、應用評價。情境引問是通過創(chuàng)設(shè)情境，提出問題；活動解問是通過活動分析，解決問題；建構(gòu)知識是通過師生互動，總結(jié)知識；應用評價是通過應用固學，評價成效。在教學方式上，情境引問和活動解問主要采用教師示證、教師輔導、同伴協(xié)作，適時結(jié)合獨立表現(xiàn)的方式，即以扶為主；建構(gòu)知識和應用評價主要采用同伴協(xié)作和獨立表現(xiàn)的方式，即以放為主［3］。通過先扶后放，形成符合學生認知的教、學、評一體化模式。

（二）扶放課堂的設(shè)計

（三）扶放課堂的實施

筆者以蘇教版高中化學選擇性必修1專題1第一單元“化學反應的熱效應”中的“化學反應的焓變（第一課時）”的教學為例，對扶放課堂的實施進行探究。本課是選擇性必修1的第1節(jié)課，起著承上啟下的作用，旨在促進學生在原有知識的基礎(chǔ)上學習新知識，完善知識結(jié)構(gòu)。經(jīng)過對高一化學必修內(nèi)容的學習，學生已認識吸熱反應與放熱反應，了解熱化學方程式定量表示一個特定反應放出或吸收的熱，但不清楚?H的含義；知道必須提高燃料的燃燒效率，開發(fā)高能清潔燃料，但不了解學習化學反應的焓變的意義。

本節(jié)課的教學目標：1.通過實驗辨識化學反應中的能量轉(zhuǎn)化形式，認識體系與環(huán)境、內(nèi)能與焓、反應熱與焓變等概念。2.通過丙烷完全燃燒的能量變化圖，建立由內(nèi)能分析焓變的宏觀認知模型。3.通過討論對比，掌握熱化學方程式的書寫，了解學習化學反應的焓變的意義。本節(jié)課的教學流程如圖1所示。

三、扶放課堂教學過程

環(huán)節(jié)一 理解概念

【情境引問】（教師輔導）

情境1：神舟伴月（視頻）。

“長征”系列運載火箭技術(shù)的發(fā)展，為中國航天的發(fā)展提供了強有力的支撐?；鸺伙w沖天需要動力源，火箭的燃料源叫推進劑，由氧化劑和燃燒劑組成，如液氧和液氫、常溫推進劑四氧化二氮和偏二甲肼等。

化學反應過程中既有物質(zhì)變化，又有能量變化，遵循質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律?；瘜W反應與能量的關(guān)系應用廣泛。本節(jié)課的主題是“化學反應的焓變”。

問題1：什么是化學反應的焓變？

【活動解問】（同伴協(xié)作）

實驗目的：測定鹽酸與碳酸鈣反應生成CO2的速率。

實驗試劑：3.0 g 大理石（如圖2）、20 mL 1mol·L-1鹽酸。

觀測記錄：每隔10 s記錄注射器（如圖3）中氣體的體積。

數(shù)據(jù)分析（以一組學生記錄和計算的數(shù)據(jù)為例）：

1.同一個反應，在相同時間間隔收集到的CO2體積不同。

2.同一個反應，從開始至30 s，每10 s CO2的平均生成速率增大；從30 s至60 s，每10 s CO2的平均生成速率減小。

原因分析：本實驗是放熱反應，反應速率與溶液溫度和H+濃度有關(guān)。從開始至30 s，雖然鹽酸濃度變化不大，但是反應放熱導致體系溫度升高，反應速率增大；從30 s至60 s，隨著反應的進行，已達到一定的溫度，溫度變化不會太大，但此時鹽酸中的H+濃度降低，使反應速率減小。

【建構(gòu)知識】（教師輔導）

1.體系與環(huán)境

體系：被研究的物質(zhì)系統(tǒng)。

環(huán)境：體系以外的其他部分，也稱為“外界”。

如圖3中，錐形瓶中的鹽酸、大理石及發(fā)生的反應屬于體系；盛試劑的錐形瓶和玻璃注射器及空氣等屬于環(huán)境。因溫度不同，體系與環(huán)境之間傳遞著熱量。

2.內(nèi)能與焓

內(nèi)能：體系內(nèi)物質(zhì)的各種能量的總和，用符號U表示。

影響因素：質(zhì)量、溫度、壓強、聚集狀態(tài)、組成等。

焓：與內(nèi)能有關(guān)的物理量，用符號H表示。

3.反應熱與焓變

反應熱：在化學反應過程中，當反應物和生成物具有相同溫度時，吸收或釋放的熱。

焓變：在恒壓條件下，化學反應過程中吸收或釋放的熱，用符號?H表示，單位為kJ·mol-1。

恒壓條件下的反應熱等于焓變。

吸熱反應：ΔH>0；放熱反應：ΔH<0。

【應用評價】（獨立表現(xiàn)）

1.正誤判斷。

（）（1）同種物質(zhì)不同狀態(tài)，質(zhì)量相同，焓就相同。

（）（2）化學反應的反應熱就是該反應的焓變。

（）（3）化學反應的能量變化都是化學能與熱能間的相互轉(zhuǎn)化。

（）（4）放熱反應的ΔH<0，而吸熱反應的ΔH>0。

設(shè)計意圖：以火箭燃料引入教學主題，通過實驗數(shù)據(jù)分析引發(fā)認知沖突，讓學生體驗放熱反應對化學反應速率的影響，滲透批判性思維。教師及時引導學生理解三組概念，學會從宏觀視角解決問題，形成化學反應存在物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的變化觀念，培養(yǎng)學生的合作探究能力。

環(huán)節(jié)二 宏觀辨識

【情境引問】（教師輔導）

情境2：液化石油氣含有丙烷。

問題2：圖4是一定量丙烷完全燃燒生成CO2氣體和1 mol 液態(tài)水的能量變化圖，請在括號內(nèi)填“+”或“-”。從內(nèi)能角度分析一個化學反應是吸收能量還是釋放能量取決于什么。

【活動解問】（同伴協(xié)作）

讀圖分析：反應物總能量大于生成物總能量，反應過程要釋放能量，括號內(nèi)填“－”。

討論總結(jié)：從內(nèi)能角度分析一個化學反應是吸收能量還是釋放能量，取決于反應物總能量和生成物總能量之間的相對大小。

【建構(gòu)知識】（同伴協(xié)作）

當反應物總能量小于生成物總能量時，反應過程吸收能量（如圖5）。

當反應物總能量大于生成物總能量時，反應過程釋放能量（如圖6）。

在恒溫、恒壓條件下，化學反應中的能量變化以熱的形式表現(xiàn)，即體系內(nèi)能改變產(chǎn)生反應熱，恒壓條件下的反應熱等于焓變。

ΔH=生成物總能量-反應物總能量

【應用評價】（獨立表現(xiàn)）

2.已知 2A（g）?B（g） ?H1（ΔH1<0）；2A（g）?B（l）ΔH2。圖7中能量變化示意圖正確的是（）。

[能量][2A（g）][B（g）][B（l）][反應過程][反應過程][能量][B（g）][B（l）][2A（g）]

A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?B

C? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?D

設(shè)計意圖：通過完善丙烷完全燃燒的能量變化圖，引導學生建構(gòu)直觀的反應過程能量變化的認知模型，學會通過圖像表征化學反應的能量變化，并能應用模型解決具體反應問題。

環(huán)節(jié)三 鞏固書寫

【情境引問】（教師輔導）

情境3：北京冬奧會主火炬使用的是氫燃料，張家口賽區(qū)的火炬使用的是綠氫燃料，從生產(chǎn)到應用實現(xiàn)零碳排放。

問題3：熱量的釋放或吸收是化學反應能量變化的常見形式。如何用化學用語定量表示化學反應中放出或吸收的熱？

【活動解問】（教師輔導）

請學生觀察下列熱化學方程式，分析其在書寫上與化學方程式有何不同。

①2H2（g）+O2（g）＝2H2O（l）? ΔH=-571.6 kJ·mol-1

②2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）? ΔH=-483.6 kJ·mol-1

③H2（g）+[12]O2（g）＝H2O（l）? ΔH=-285.8 kJ·mol-1

④2H2O（l）＝2H2（g）+O2（g）? ΔH=571.6 kJ·mol-1

【建構(gòu)知識】（教師輔導，同伴協(xié)作）

熱化學方程式

1.定義：能夠表示反應熱的化學方程式。

2.意義：不僅表示物質(zhì)的變化，也表示能量的變化。

3.書寫原則

（1）標注狀態(tài)：固體（s）、液體（l）、氣體（g）、水溶液（aq）。

（2）化學計量數(shù)表示物質(zhì)的量，書寫時可以用整數(shù)或簡單分數(shù)表示。同一反應，化學計量數(shù)不同時，ΔH成比例變化。

（3）反應逆向進行，ΔH 絕對值相等，符號相反。

（4）若條件為25 ℃（298 K）、101 kPa可省略，其他溫度和壓強必須注明。

如：

100 ℃、101 kPa

H2（g）+I2（g）＝2HI（g）? ΔH=-14.9 kJ·mol-1

25 ℃、101 kPa

H2（g）+I2（g）＝2HI（g）? ΔH=-9.48 kJ·mol-1

［信息提示］

ΔH的單位中“mol-1”的含義：

對于一個化學反應：aA+bB＝cC+dD，ΔH的單位中“mol-1”不是指“每摩爾A（或B、C、D）”，而是指“每摩爾反應”。

例如，對于反應：2H2（g）+ O2（g）＝ 2H2O（l） ΔH=-571.6 kJ·mol-1，2 mol H2（g）與1 mol O2（g）反應生成2 mol H2O（l）表示“每摩爾反應”，“每摩爾反應”放出571.6 kJ的熱量。

而對于反應：[H2（g）+12O2（g）]＝H2O（l） ΔH=-285.8 kJ·mol-1，1 mol H2（g）與0.5 mol O2（g）反應生成1 mol H2O（l）表示“每摩爾反應”，“每摩爾反應”放出285.8 kJ的熱量。

［典例分析］

寫出以下反應的熱化學方程式。25 ℃、101 kPa 時，2.3 g乙醇液體完全燃燒生成二氧化碳氣體和液態(tài)水，放出68.34 kJ的熱量。

解：乙醇完全燃燒的化學方程式為：

C2H5OH+3O2[點燃] 2CO2+3H2O

設(shè)1 mol乙醇完全燃燒放出的熱量為[x]，則

[2.3 g68.34 kJ=1 mol×46 g·mol-1x]

解得[x=1366.8 kJ]

則該反應的熱化學方程式為：

C2H5OH（l）+3O2（g）＝2CO2（g）+3H2O（l）

ΔH=-1366.8 kJ·mol-1

強調(diào)：一寫方程式，二標狀態(tài)，三寫ΔH，四檢查。

【應用評價】（獨立表現(xiàn)）

3.Ⅰ.發(fā)射衛(wèi)星時可用肼（N2H4）做燃料，已知在298 K、101 kPa時，1 g液態(tài)肼燃燒生成氮氣和液態(tài)水，釋放19.44 kJ熱量。觀察并分析下列肼燃燒反應的熱化學方程式，判斷這些熱化學方程式是否正確。

（）（1）N2H4+O2＝N2+2H2O

ΔH=-622.08 kJ·mol-1

（）（2）N2H4（l）+O2（g）＝N2（g）+2H2O（l）

ΔH=622.08 kJ·mol-1

（）（3）N2H4（l）+O2（g）＝N2（g）+2H2O（l）

ΔH=-622.08 kJ·mol-1

（）（4）N2H4（l）+O2（g）＝N2（g）+2H2O（g）

ΔH=-622.08 kJ·mol-1

（）（5）[12]N2H4（l）+[ 12]O2（g）＝[12]N2（g）+ H2O（l）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?ΔH=-311.04 kJ·mol-1

Ⅱ.寫出下列反應的熱化學方程式。

（1）液氧和液氫可做火箭推進劑，已知1 g液氫在液氧中完全燃燒生成氣態(tài)水，釋放118.75 kJ熱量。

（2）2022年10月9日，長征二號丁運載火箭將“夸父一號”衛(wèi)星成功送入預定軌道，該火箭使用的推進劑是N2O4和偏二甲肼（C2H8N2）。已知0.5 mol液態(tài)C2H8N2在液態(tài)N2O4中完全燃燒生成無污染氣體和液態(tài)水，釋放1275 kJ熱量。

設(shè)計意圖：通過氫燃料火炬引出氫氣燃燒熱化學方程式的比較，提出問題，促進學生鞏固熱化學方程式的書寫原則，進而能夠熟練、規(guī)范地用符號表征化學反應，養(yǎng)成節(jié)約能源、綠色低碳的環(huán)境保護意識。

環(huán)節(jié)四 總結(jié)提升

【情境引問】（教師輔導）

情境4：氫氣的制取與儲存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點。

問題4：已知0.5 mol H2S（g）分解為S2（g）和H2（g），吸收42.45 kJ的熱量，熱化學方程式為? ? ? ? ? ? ? ? ? 。該反應的反應物具有的總能量? ? ? ? ? ? ? ? （填“大于”“等于”或“小于”）生成物具有的總能量。H2S熱分解制氫時，常向反應器中通入一定比例的空氣，使部分H2S燃燒，其目的是? ? ? ? ? ? ?。

【活動解問】（獨立表現(xiàn)）

2H2S（g）=2H2（g）+ S2（g） ΔH=169.8 kJ·mol-1；小于；使部分H2S燃燒，放出熱量，為硫化氫熱分解反應提供熱量。

教師小結(jié)：

1.化學反應的熱效應應用廣泛，人們根據(jù)焓變的數(shù)據(jù)合理選擇和利用化學反應。

2.倡導構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系［4］。

【建構(gòu)知識】（同伴協(xié)作）

從宏觀角度認識化學反應的焓變。

理解三組概念→由內(nèi)能分析焓變→鞏固表示方法→合理應用焓變。

【應用評價】（獨立表現(xiàn)）

課外作業(yè)。

設(shè)計意圖：讓學生綜合應用知識回答問題，進而評價學生靈活運用知識獨立解決問題的能力，讓學生進一步了解運用焓變的數(shù)據(jù)合理選擇和利用化學反應的學科價值。

四、教學反思

（一）課堂簡約，結(jié)構(gòu)清晰

扶放課堂踐行簡約。高效的課堂結(jié)構(gòu)化設(shè)計，教學方向和教學環(huán)節(jié)明確，可有效避免復雜內(nèi)容的煩瑣教學，重在優(yōu)化教學方式。

（二）情境引問，建構(gòu)知識

真實、具體的問題情境是學生化學學科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要平臺，為學生化學學科核心素養(yǎng)提供了真實的表現(xiàn)機會［5］。創(chuàng)設(shè)的情境應具有針對性，可有效發(fā)揮為教學服務的功能，主要目的是引發(fā)問題、解決問題、建構(gòu)知識。教學中還應充分發(fā)揮化學實驗的獨特價值，讓學生在實踐中質(zhì)疑，在實踐中感悟，在實踐中激發(fā)內(nèi)驅(qū)力。

（三）生生參與，及時評價

高考命題理念從“知識立意”“能力立意”向“價值引領(lǐng)、素養(yǎng)導向、能力為重、知識為基”轉(zhuǎn)變［6］。教師如何提升教學質(zhì)量以適應新高考的要求？若教師只是一味地灌輸知識，舍不得花時間讓學生及時鞏固，就會使學生覺得知識乏味、不易理解，從而喪失學習興趣。對此，教師要積極改變教學方式，順應新時代的需求。扶放課堂教學模式是基于普通學生的認知而設(shè)計的，強調(diào)學生全員參與。它根據(jù)學生的認知層次，先落實單一知識，再綜合運用知識解決問題，盡可能發(fā)揮學生的主體作用，引導學生對所學內(nèi)容進行有序梳理歸納，并及時在應用中評價學生的學習成效［7］。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?］

［1］［5］? 中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準：2017年版［M］.北京：人民教育出版社，2018.

［2］［3］? 費希爾，弗雷.扶放有度實施優(yōu)質(zhì)教學［M］.徐佳燕，張強，譯.福州：福建教育出版社，2019.

［4］ 王祖浩.普通高中教科書? ? 選擇性必修1 化學反應原理［M］.南京：江蘇鳳凰教育出版社，2021.

［6］? 教育部考試中心.中國高考評價體系說明［M］.北京：人民教育出版社，2019.

［7］? 王云生.優(yōu)化課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)和組織形式的實踐探索：智慧教育平臺高中化學教學課例評析 ［J］.化學教學，2023（9）：3-6，19.

（責任編輯 羅 艷）