王鑫彤 周文榮

摘要：以《認識化學(xué)變化》復(fù)習(xí)課為例，圍繞主題情境“神舟十一號航天飛船”分享了以情境、問題、活動、知識為主線的教學(xué)設(shè)計結(jié)構(gòu)和具體的學(xué)習(xí)過程，從創(chuàng)設(shè)有意義的情境、確立較高階的目標(biāo)、注重多元化的理解、形成結(jié)構(gòu)化的知識等方面談了基于主題情境的復(fù)習(xí)課的反思，以期讓教學(xué)更有針對性和實效性。

關(guān)鍵詞：主題情境;教學(xué)設(shè)計;認識化學(xué)變化

文章編號：1008-0546（ 2021）08-0056-04

中圖分類號：G632.41

文獻標(biāo)識碼：B

doi： 10.3969/j.issn. 1008-0546.202 1.08.015

目前，較多的復(fù)習(xí)課采用“知識整理——例題講解——鞏固練習(xí)”的方式進行，學(xué)生興趣不大，學(xué)習(xí)效果也一般。完備的知識都是從真實的情境巾習(xí)得的[1]。因此，筆者圍繞真實的主題情境對初巾化學(xué)復(fù)習(xí)課進行了探索和嘗試。

一、基于主題情境的教學(xué)設(shè)計結(jié)構(gòu)

滬教版第四章“認識化學(xué)變化”主要包括常見的化學(xué)反應(yīng)——燃燒、化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系、化學(xué)方程式三部分內(nèi)容[2]，通過復(fù)習(xí)，幫助學(xué)生從物質(zhì)變化走向能量變化的視角、從宏觀走向微觀的視角、從定性走向定量的視角、從文字、符號表達走向用化學(xué)方程式系統(tǒng)表達的視角來認識化學(xué)變化，加深對化學(xué)變化中“變”與“恒”的理解，逐步形成變化觀和守恒觀。

筆者以“神舟十一號航天飛船”為主題，圍繞主題建立了一條情境線，通過情境引發(fā)出問題，針對問題引導(dǎo)學(xué)生開展活動，通過學(xué)生的活動引領(lǐng)學(xué)生產(chǎn)生新的認知，從不同的視角加深對化學(xué)變化的認識和理解。具體教學(xué)設(shè)計的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

二、基于主題情境教學(xué)的課例分享

以“神舟十一號航天飛船”為主題情境的“認識化學(xué)變化”復(fù)習(xí)課課例分享如下：

環(huán)節(jié)一：認識火箭推進器的燃料

【情境l】（視頻）神舟十一號火箭升空

【問題1】觀察表l，第一行、第二行的物質(zhì)分別起什么作用？

【學(xué)生】（分析表格）第一行作可燃物，第二行作助燃劑。

【問題2】發(fā)射過程中還需要什么條件？

【學(xué)生】點火，使溫度達到可燃物的著火點。

【歸納l】物質(zhì)燃燒的條件：可燃物、助燃劑和溫度達到可燃物的著火點。

【實驗1】演示煤油的燃燒。

【資料卡1】煤油，又稱火油，是一種通過對石油進行分餾后獲得的碳氫化合物的混合物。燃燒完全，不冒黑煙，對環(huán)境污染小。

【問題3】觀察到什么現(xiàn)象？根據(jù)資料卡的信息，思考為什么會冒黑煙？

【學(xué)生】（觀察實驗、分析資料）冒黑煙，發(fā)生不完全燃燒。

【歸納2】完全燃燒和不完全燃燒的區(qū)別。

【問題4】二級燃料液氫、液氧氣化后燃燒需要注意什么？（追問：滿足什么條件會發(fā)生化學(xué)爆炸？）

【學(xué)生】防止爆炸。（首先滿足燃燒的條件，其次達到可燃物爆炸極限。）

【歸納3】爆炸的條件。

【問題5】氫氣的爆炸極限范圍較大，為什么還要用液氫作二級燃料？

【資料卡2】乙醇、煤油、天然氣和氫氣的熱值。

【學(xué)生】（分析資料）熱值高、產(chǎn)物無污染。

【歸納4】選用液氫的優(yōu)點。

【問題6】根據(jù)偏二甲肼和四氧化二氮的微觀結(jié)構(gòu)模型（或示意圖）書寫化學(xué)式。

【學(xué)生】（書寫化學(xué)式）偏二甲肼化學(xué)式為C2H8N2，四氧化二氮的化學(xué)式為N2O4。

【問題7】如圖2，根據(jù)兩者反應(yīng)的微觀圖寫出化學(xué)反應(yīng)方程式。

【學(xué)生】書寫后交流反饋，進行自我評價并同伴補充完善。

設(shè)計意圖：本環(huán)節(jié)以神舟飛船中火箭升空這一具體情境為載體，通過對火箭推進器燃料的主要物質(zhì)的分析，復(fù)習(xí)燃燒的條件，理解燃料燃燒產(chǎn)生的能量對火箭升空的意義，從物質(zhì)變化走向能量變化的視角認識化學(xué)變化。通過對燃料煤油、液氫的認識，進一步鞏固完全和不完全燃燒、爆炸的條件，提升學(xué)生分析問題的能力和證據(jù)推理的素養(yǎng)。通過根據(jù)微觀示意圖書寫化學(xué)式、反應(yīng)方程式，讓學(xué)生把宏觀的物質(zhì)與微觀的結(jié)構(gòu)有機結(jié)合，從宏觀走向微觀的視角進一步認識了化學(xué)變化，同時從原有的用文字、符號表達化學(xué)變化走向了用化學(xué)方程式系統(tǒng)表達化學(xué)變化。

環(huán)節(jié)二：分析神舟太空艙的供氧

（展示圖片）宇航員的太空生活

【情境2】太空艙里的供氧方式

【問題8】視頻巾供氧方式有哪幾種？

【學(xué)生】攜帶氧氣、電解水和使用固體物質(zhì)制取。

【問題9】根據(jù)學(xué)過的內(nèi)容，你認為這種固體物質(zhì)可能是什么？

【學(xué)生】高錳酸鉀和氯酸鉀。

【實驗2】往裝有二氧化碳的塑料瓶巾迅速加入X固體，振蕩，觀察現(xiàn)象。打開瓶蓋，迅速伸入用帶火星的木條。

【問題10】觀察到什么現(xiàn)象？（追問：為什么發(fā)燙？為什么放黃砂？）

【學(xué)生】瓶子變癟，瓶壁發(fā)燙，木條復(fù)燃。（反應(yīng)放熱，黃砂防止因局部高溫使瓶底燒漏。）

【歸納5】X固體與二氧化碳反應(yīng)會生成氧氣。

【問題II】與之前兩種物質(zhì)相比，X固體制氧氣有什么優(yōu)點？

【學(xué)生】（小組討論）可以將呼吸產(chǎn)生的二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣，實現(xiàn)太空艙內(nèi)小型的碳循環(huán);常溫下反應(yīng)，節(jié)省能源。

【問題12】X固體是化合物，請根據(jù)圖3所給信息推測X固體的成分。

【學(xué)生】小組討論后小組代表匯報計算的過程和結(jié)果。

【歸納6】根據(jù)元素守恒思想，確定X固體巾一定有鈉元素和氧元素，再根據(jù)質(zhì)量守恒定律，確定X固體是Na202。

【問題13】“神舟十一號”宇航員是景海鵬和陳冬，總飛行時間長達33天。每位宇航員每天要消耗0.9kg氧氣，假設(shè)1/5的氧氣靠Na：O：提供，火箭上至少得攜帶多少kg Na2O2？

【學(xué)生】自主完成，小組代表展示過程并進行互評互糾。

【問題14】如何讓解題過程更規(guī)范？

設(shè)計意圖：通過對獲得氧氣的不同方法的分析和評價，幫助學(xué)生掌握實驗方案選擇與評價的基本思維基點。通過對X成分的探究，讓學(xué)生應(yīng)用已有的化學(xué)知識來解決實際問題，加深對質(zhì)量守恒定律、化學(xué)方程式的書寫等知識的理解，促進學(xué)生從定性走向定量的角度來認識化學(xué)變化。通過火箭上需要攜帶的Na202質(zhì)量的計算，讓學(xué)生掌握根據(jù)方程式計算的一般方法，同時分析易錯點并對注意點進行鞏固。

環(huán)節(jié)三：理解太空返回艙的阻燃

【情境3】宇航員返航的視頻。

【資料卡3】返回艙表面涂有石棉（不可燃）、玻璃（不可燃）與酚醛（可燃，燃燒形成高碳泡沫結(jié)構(gòu)，隔絕熱量）等摻合形成的復(fù)合材料。受熱后材料會熱解、熔化、蒸發(fā)。

【問題15】在返回途中，返回艙與大氣劇烈摩擦，溫度可達幾千攝氏度，但返回艙并沒有因此而燒毀，你推測一下，可能是什么原因呢？

【學(xué)生】（資料分析）返回艙表面有阻燃材料。

【資料卡4】返回艙能夠安全著陸，很大部分是依賴于阻燃劑，市面上的阻燃劑有很多種，氫氧化鋁作為阻燃劑，在國內(nèi)外市場上廣泛使用。氫氧化鋁受熱分解生成氧化鋁（熔點2054℃，耐高溫）。

【問題16】氫氧化鋁可作為阻燃劑的原理是什么？書寫有關(guān)反應(yīng)方程式。

【學(xué)生】（資料分析、書寫方程式）生成的氧化鋁耐高溫，可以覆蓋在可燃物表面，隔絕氧氣;反應(yīng)受熱分解，可以使溫度降到可燃物著火點以下。

【歸納7】滅火的方法和原理。

設(shè)計意圖：通過資料的閱讀與分析，培養(yǎng)學(xué)生選擇和提取有用信息的能力并利用獲取的信息解決問題，提升學(xué)生在陌生情境下解決實際問題的素養(yǎng)。通過對阻燃劑原理的分析，進一步理解和鞏固滅火的方法和原理。通過方程式的書寫，再次讓學(xué)生體悟用化學(xué)方程式系統(tǒng)表達化學(xué)變化的必要性。

環(huán)節(jié)四：課堂總結(jié)

【結(jié)語】（在課堂逐漸生成的基礎(chǔ)上建構(gòu)完整的板書，見圖4。）今天這節(jié)課，我們圍繞神舟飛船復(fù)習(xí)了初巾化學(xué)部分知識，像宇航員的營養(yǎng)、宇航服的面料等問題，我們將在后面的學(xué)習(xí)中逐漸得到解決。通過今天的復(fù)習(xí)，讓我們認識到化學(xué)變化是“變”與“恒”的統(tǒng)一體。

三、基于主題情境教學(xué)的反思

1.創(chuàng)設(shè)有意義的情境

有意義的情境除了激發(fā)學(xué)習(xí)興趣外，更重要的是能引發(fā)出真實的問題，誘發(fā)學(xué)生探究的欲望，同時能開發(fā)求真向善尚美的情意?！吧裰凼惶柡教祜w船”這個主題情境是真實的、有意義的，體現(xiàn)在以下三個方面：第一，情境有效承載“認識化學(xué)變化”的核心知識，情境巾融入的問題能幫助學(xué)生逐步建構(gòu)知識體系;第二，情境具有較強的邏輯性，從“火箭升空——艙內(nèi)生活——返回落地”，符合事物發(fā)展的基本規(guī)律，也符合學(xué)生認知事物的一般邏輯;第三，情境具有很好的育人價值，從我國航天事業(yè)的發(fā)展到介紹宇航員的精神，讓學(xué)生不僅對知識進行了鞏固，而且在潛移默化巾滲透了愛國情懷，發(fā)揮了很好的學(xué)科育人功能。

2.確立較高階的目標(biāo)

新授課注重將教材中復(fù)雜的知識體系進行清晰解析，讓學(xué)生容易理解并掌握，學(xué)習(xí)目標(biāo)一般為識記、理解和應(yīng)用;而復(fù)習(xí)課需要將新授課已經(jīng)解析清楚的知識進行分析和綜合，重構(gòu)知識和能力體系，學(xué)習(xí)目標(biāo)一般為分析、綜合和評價?；谥黝}情境的復(fù)習(xí)課教學(xué)注重學(xué)生高階思維的培養(yǎng)。例如，環(huán)節(jié)一“認識火箭推進器的燃料”二級火箭燃料的選擇、環(huán)節(jié)二“分析神舟太空艙的供氧”三種固體制氧氣方法的評價，學(xué)生通過提供資料獲取信息，同時進行對比分析，綜合多種因素選擇最佳的方案。

3.注重多元化的理解

基于主題情境的復(fù)習(xí)課教學(xué)注重用多種途徑、多種方式幫助學(xué)生對學(xué)習(xí)過程的理解，同時，在學(xué)習(xí)過程巾讓學(xué)生對知識的本體價值、社會化價值和生命化價值獲得更多元的理解?！罢J識化學(xué)變化”復(fù)習(xí)課通過對“神舟十一號”載人飛船燃料、供氧、阻燃的分析和理解，從物質(zhì)和能量變化的視角、宏觀和微觀的視角以及定性和定量的視角進一步認識了化學(xué)變化，逐步重構(gòu)了燃燒與滅火、完全燃燒與不完全燃燒、爆炸、質(zhì)量守恒定律以及根據(jù)方程式的計算等知識體系。通過對系列資料的分析，提高了學(xué)生獲取有用信息并利用已有的知識解決實際問題的能力。通過自主互助、實驗探究、交流分享和反思評價等活動，提升了學(xué)生分析問題的能力和證據(jù)推理的素養(yǎng)。通過認識火箭推進器的燃料、分析神舟太空艙的供氧、理解太空返回艙的阻燃等學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生感受到真實的、有趣的、有用的化學(xué)，從認識化學(xué)走向理解化學(xué)，從理解化學(xué)走向運用化學(xué)，激發(fā)學(xué)生關(guān)心科學(xué)技術(shù)進步、關(guān)注人類社會發(fā)展。

4.形成結(jié)構(gòu)化的知識

復(fù)習(xí)課和新授課有著本質(zhì)的區(qū)別，新授課是將知識進行逐漸分解，就像將一個復(fù)雜的“巨系統(tǒng)”分解成一個個學(xué)生可以理解的小系統(tǒng)，而復(fù)習(xí)課是將已經(jīng)解讀的知識建造新的高樓大廈，就像將一個個小系統(tǒng)建造成一個新的“巨系統(tǒng)”?；谥黝}情境的復(fù)習(xí)課教學(xué)注重對知識體系和能力體系的系統(tǒng)重構(gòu)?！罢J識化學(xué)變化”復(fù)習(xí)課三個環(huán)節(jié)的設(shè)計，每個環(huán)節(jié)都合理地滲透著學(xué)科的知識和能力要求，通過三個環(huán)節(jié)的充分展開，逐漸幫助學(xué)生自主建構(gòu)起了知識網(wǎng)絡(luò)，同時，在學(xué)習(xí)活動的過程巾滲透學(xué)科思想和方法，引導(dǎo)學(xué)生進行對比分析和科學(xué)探究等，在潛移默化中訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人。

參考文獻

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