基于核心素養(yǎng)的化學(xué)情境教學(xué)設(shè)計(jì)

［摘要］ 以滬教版九年級(jí)上冊(cè)化學(xué)“燃燒的條件”一課為例，從生活中常見的打火機(jī)的燃燒引入，創(chuàng)設(shè)生活主題情境，讓學(xué)生初步了解燃燒的條件，并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)燃燒的條件，進(jìn)而能利用燃燒的條件來解決生活實(shí)際問題，由此，在課堂教學(xué)中滲透對(duì)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

［關(guān)鍵詞］ 核心素養(yǎng)；情境教學(xué)；初中化學(xué)；燃燒的條件

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》和《普通高中課程方案（2017年版2020年修訂）》都提出了學(xué)科核心素養(yǎng)問題，學(xué)科核心素養(yǎng)是課程育人價(jià)值的集中體現(xiàn)。義務(wù)教育階段，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括：化學(xué)觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究與實(shí)踐、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。作為一門基礎(chǔ)自然科學(xué)，化學(xué)課程立足學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，反映人類探索物質(zhì)世界的基礎(chǔ)觀念和規(guī)律。創(chuàng)設(shè)真實(shí)的生活問題情境，將整個(gè)知識(shí)的學(xué)習(xí)融入其中，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的好奇心，提升學(xué)生運(yùn)用理論解決實(shí)際問題的能力，并體會(huì)化學(xué)是推動(dòng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要力量。學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)，具備一些必備品格和關(guān)鍵能力，逐步形成有助于個(gè)人發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的正確價(jià)值觀。義務(wù)教育階段，學(xué)生處于化學(xué)學(xué)習(xí)的啟蒙階段，知識(shí)難度是比較低的，但在整個(gè)化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)體系中，這一階段的化學(xué)學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生后續(xù)發(fā)展具有重要的意義。因此，創(chuàng)設(shè)基于生活問題的學(xué)習(xí)情境，在課堂中滲透化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，是化學(xué)學(xué)科育人方式的重大轉(zhuǎn)變，也是深化化學(xué)教學(xué)改革的一大挑戰(zhàn)。

一、核心素養(yǎng)融入課堂教學(xué)主線

1.基于生活問題的學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)

本節(jié)課以“如何點(diǎn)燃打火機(jī)引入→初步了解燃燒的條件→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證燃燒的條件→解決生活中打火機(jī)無法點(diǎn)燃的問題→認(rèn)識(shí)燃燒的一般條件→打火機(jī)的升級(jí)換代”為主線，將燃燒的條件的學(xué)習(xí)滲入主題情境中，并在真實(shí)情境中利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。真實(shí)的情境往往具有復(fù)雜性和綜合性，是發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維、創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的良好載體，有助于培養(yǎng)學(xué)生個(gè)人發(fā)展和終身發(fā)展所需要的品格和能力。

2.以核心素養(yǎng)為主線，確定教學(xué)目標(biāo)

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱“課程標(biāo)準(zhǔn)”）中對(duì)燃燒的內(nèi)容要求是，通過實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)燃燒的條件，理解燃燒和滅火的原理及其在生活中的應(yīng)用，初步體會(huì)調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的重要意義。筆者結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)及初高中課程的銜接要求，確定本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)如下：初步認(rèn)識(shí)燃燒的條件，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證燃燒的條件，能獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作并交流分享實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論；基于生活現(xiàn)象，能夠尊重事實(shí)和證據(jù)，敢于質(zhì)疑和批判，深化對(duì)燃燒條件的認(rèn)識(shí)；利用燃燒的條件，解決實(shí)際問題，具有獨(dú)立思考的能力和創(chuàng)新精神。

二、指向核心素養(yǎng)的情境教學(xué)過程

1.創(chuàng)設(shè)情境，在情境中初步了解燃燒的條件

[情境]如何點(diǎn)燃打火機(jī)

[師]打火機(jī)大家都很熟悉，打火機(jī)的功能就是打火。打火機(jī)打火需要哪些條件呢？我們先來重新認(rèn)識(shí)打火機(jī)的組成構(gòu)件，打火機(jī)主要部件包括三部分，它們分別有什么作用呢？

[問題鏈]

無色液體的作用是什么？

黑色裝置的作用是什么？

金屬蓋上小孔的作用是什么？

[生]無色液體是燃料，黑色裝置是電子打火器，金屬蓋上的小孔可以通入氧氣。

[師]通過以上實(shí)驗(yàn)事實(shí)，我們可以得出燃燒的條件是物質(zhì)具有可燃性。電子打火器產(chǎn)生的電火花可以達(dá)到可燃物燃燒所需要的最低溫度，即可燃物的溫度達(dá)到著火點(diǎn)。可燃物還需要與空氣（氧氣）接觸。

【設(shè)計(jì)意圖】創(chuàng)設(shè)真實(shí)的生活情境，通過簡(jiǎn)單的問題鏈，讓學(xué)生對(duì)燃燒的條件有了初步了解。在認(rèn)識(shí)無色液體是可燃物時(shí)，可以演示“火云掌”趣味實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)丁烷這種可燃性氣體；繼而介紹丁烷是一種碳?xì)浠衔铮醋允偷姆逐s，讓學(xué)生看到資源綜合利用的重要意義，體會(huì)化學(xué)是推動(dòng)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要力量，并為后續(xù)化學(xué)與能源綜合利用的學(xué)習(xí)做鋪墊。

2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，交流討論，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證燃燒的條件

[師]同學(xué)們對(duì)于燃燒的三個(gè)條件已經(jīng)有了初步的了解，請(qǐng)同學(xué)們小組討論，根據(jù)老師所準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)藥品及儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來驗(yàn)證燃燒的條件。

實(shí)驗(yàn)儀器和藥品：粉筆、蠟燭、酒精、水、燒杯、酒精燈、試卷夾、坩堝鉗、火柴。

根據(jù)所給的儀器及藥品，經(jīng)過討論，學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象大致如下（見表1）：

【設(shè)計(jì)意圖】滬教版初中化學(xué)教材中驗(yàn)證燃燒的條件之一——物質(zhì)具有可燃性，選擇的實(shí)驗(yàn)藥品是棉花球和玻璃棒，用玻璃棒蘸取酒精和水做對(duì)比。為了確保實(shí)驗(yàn)的連續(xù)性、可操作性和簡(jiǎn)潔性，本節(jié)課我們先驗(yàn)證粉筆不具有可燃性，再用粉筆作為載體蘸取酒精和水驗(yàn)證物質(zhì)的可燃性，既避免了載體是脫脂棉或木條等可燃物的干擾，還有利于后續(xù)實(shí)驗(yàn)在此實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上持續(xù)進(jìn)行（如將粉筆用試卷夾夾持住放在桌面上，直接用燒杯將粉筆罩住）。本節(jié)課希望同學(xué)們經(jīng)過思考討論得出多種實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)會(huì)分析方案的可行性，培養(yǎng)學(xué)生的開放性思維。在教學(xué)過程中，教師要強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)安全，培養(yǎng)學(xué)生謹(jǐn)慎的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)課堂教學(xué)的重要手段，“物質(zhì)燃燒的條件”是滬教版初中化學(xué)的八個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之一，也是課程標(biāo)準(zhǔn)要求的學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)。由于“物質(zhì)燃燒的條件”實(shí)驗(yàn)難度較低，在新授課時(shí)，學(xué)生已經(jīng)基本掌握燃燒的條件，故而對(duì)后續(xù)的實(shí)驗(yàn)學(xué)生缺少興趣、無探究欲，有些老師擅自將此實(shí)驗(yàn)取消。這種取消實(shí)驗(yàn)片面追求教學(xué)進(jìn)度的做法違背了學(xué)科育人的初衷。針對(duì)此現(xiàn)象，筆者有意將“物質(zhì)燃燒的條件”的學(xué)生實(shí)驗(yàn)課和新課教學(xué)相融合，在課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、分析實(shí)驗(yàn)方案和獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力，有意識(shí)地發(fā)展學(xué)生控制實(shí)驗(yàn)變量的學(xué)科觀念。此外，這樣做也可以節(jié)省課堂時(shí)間，達(dá)到高效教學(xué)的目的。

3.思考交流，拓展提升，對(duì)化學(xué)反應(yīng)（燃燒）進(jìn)行控制與利用

[師]同學(xué)們對(duì)于燃燒的條件已經(jīng)較為熟悉，接下來老師給同學(xué)們表演一個(gè)魔術(shù)，請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察并結(jié)合所學(xué)的知識(shí)分析，手絹為什么沒有被燒壞？

[演示實(shí)驗(yàn)]“燒不壞的手絹”

[師]為什么手絹沒有被燒壞？（讓學(xué)生觸摸手絹，感受溫度的變化）

[師]同學(xué)們可以結(jié)合燃燒的三個(gè)條件來分析，手絹沒有被燒壞是因?yàn)闆]有達(dá)到燃燒的哪個(gè)條件？嘗試分析具體原因。

[生]可燃物溫度沒有達(dá)到著火點(diǎn)。酒精燃燒放熱，大量的水蒸發(fā)吸熱，所以手帕的溫度不高，沒有達(dá)到手帕燃燒的著火點(diǎn)。

[師]這說明，燃燒的三個(gè)條件缺一個(gè)可以嗎？

[生]缺一不可，必須同時(shí)具備。

【設(shè)計(jì)意圖】通過簡(jiǎn)單的小實(shí)驗(yàn)，吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生進(jìn)一步了解燃燒的條件之間的關(guān)系，必須是同時(shí)具備三個(gè)條件，從而為后續(xù)滅火的學(xué)習(xí)做鋪墊。在講解“燒不壞的手絹”時(shí)，可以對(duì)滬教版書本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的改進(jìn)：分別將三塊棉布手絹浸入95%酒精混合液中、95%酒精與水2∶1混合的混合液中、95%酒精與水1∶2混合的混合液中，浸透后取出，輕輕擰干，用坩堝鉗夾持，在酒精燈上點(diǎn)燃，并輕輕抖動(dòng)手絹，比較手絹在不同濃度酒精溶液中的燃燒現(xiàn)象，讓學(xué)生進(jìn)一步了解“手絹燒不壞”的實(shí)質(zhì)。

[師]知識(shí)的學(xué)習(xí)是為了解決問題，促進(jìn)人類社會(huì)發(fā)展。老師這里帶來了一個(gè)油棉打火機(jī)，它無法點(diǎn)燃，請(qǐng)同學(xué)們?cè)囍治龃蚧饳C(jī)無法點(diǎn)燃的原因。

[生]沒有燃料（可燃物）或者可燃物沒有達(dá)到著火點(diǎn)。

（教師摩擦火輪，有火花產(chǎn)生）

[生]沒有可燃物。

[師]在日常學(xué)習(xí)中同學(xué)們發(fā)現(xiàn)問題也應(yīng)當(dāng)如此，先分析原因，再做改正。在掌握燃燒的條件的基礎(chǔ)上，先輩們改進(jìn)了一代又一代的打火機(jī)，價(jià)格便宜的電子打火機(jī)是我們最常見的，它與火棉打火機(jī)相比有什么明顯的缺點(diǎn)呢？

[生]不防風(fēng)，一吹就滅。

[師]為什么火棉打火機(jī)能防風(fēng)呢？如果你是設(shè)計(jì)師，又將如何改進(jìn)打火機(jī)使其防風(fēng)？

……

[師]現(xiàn)有的防風(fēng)打火機(jī)包含金屬絲和流體力學(xué)等方面的改進(jìn)設(shè)計(jì)，這根金屬絲有什么特別之處呢？

[生]金屬絲在燃燒過程中被火焰燒得通紅，當(dāng)我們把火焰吹滅，下面的燃?xì)庥謺?huì)上升被金屬絲重新點(diǎn)燃，所以是防風(fēng)的。

[師]我們來模擬一下這個(gè)過程（吹不滅的蠟燭）。

[師]為什么這些蠟燭吹不滅呢？

[師]這些蠟燭的神奇之處在于，我們事先在燭芯上涂了鎂粉。

[生]吹氣不能把紅熱鎂粉的溫度降到石蠟蒸氣的著火點(diǎn)以下，而且吹氣時(shí)吹出的二氧化碳和氧氣都可以與鎂反應(yīng)放熱，相當(dāng)于是鎂點(diǎn)燃了蠟燭。

[師]同學(xué)們發(fā)現(xiàn)，燃燒是不是一定需要氧氣？

[生]不是，鎂可以在二氧化碳中燃燒，二氧化碳作為助燃劑，所以燃燒不一定需要氧氣，需要助燃劑即可。

【設(shè)計(jì)意圖】“鎂在二氧化碳中燃燒”是對(duì)書本中燃燒的條件的延伸，通常同學(xué)們認(rèn)為，燃燒需要氧氣或二氧化碳不支持燃燒。二氧化碳在一定條件下也可以支持燃燒，這會(huì)與學(xué)生的認(rèn)知產(chǎn)生沖突，激發(fā)求知的欲望，從而讓學(xué)生了解燃燒的一般條件：燃燒不一定需要氧氣，需要助燃劑即可。教師也可以對(duì)第三章第一節(jié)“鈉在氯氣中燃燒”的內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)拓展鞏固，讓學(xué)生了解氯氣也可以作為助燃劑，與高中課程“氯氣的性質(zhì)”相銜接，開闊學(xué)生的知識(shí)視野，為后續(xù)學(xué)習(xí)做鋪墊。

4.開闊視野，思維提升，承上啟下

[師]打火機(jī)改進(jìn)了一代又一代，第五代打火機(jī)（現(xiàn)在市場(chǎng)上常見的火棉打火機(jī)）和第一代外形相似，這僅僅是為了追求二十世紀(jì)三四十年代的復(fù)古潮流嗎？

[師]現(xiàn)在的火棉打火機(jī)還有一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)在于，它使用的燃料是石腦油，而第一代打火機(jī)使用的燃料是汽油。石腦油和汽油都源自石油的分餾，但石腦油的著火點(diǎn)比汽油低，可以很輕易點(diǎn)燃，且汽油在燃燒時(shí)，容易將物質(zhì)熏黑，石腦油燃燒時(shí)不易熏黑物質(zhì)。這是什么原因呢？我們下節(jié)課將學(xué)習(xí)完全燃燒與不完全燃燒。

【設(shè)計(jì)意圖】石腦油與汽油的碳原子個(gè)數(shù)不同，汽油完全燃燒時(shí)需要更多的氧氣，當(dāng)氧氣不充足時(shí)，會(huì)發(fā)生不完全燃燒，這為下一課時(shí)“完全燃燒與不完全燃燒”和第九章“能源的綜合利用”做了鋪墊，并與第一章第二節(jié)中煤油燃燒產(chǎn)生黑煙的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相呼應(yīng)。

綜上，本節(jié)課以點(diǎn)燃打火機(jī)創(chuàng)設(shè)主題情境，讓學(xué)生在熟悉的生活情境中獲取知識(shí)與技能，樹立正確的人生觀、世界觀和價(jià)值觀，認(rèn)識(shí)到化學(xué)對(duì)于促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)性發(fā)展的重要性，從而實(shí)現(xiàn)從“知識(shí)教學(xué)”到“核心素養(yǎng)培養(yǎng)”的轉(zhuǎn)變。

［參考文獻(xiàn)］

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