包婷

摘要：基于生活情境的化學(xué)教學(xué)能在解決實(shí)際問題中促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的進(jìn)一步提升。文章以“認(rèn)識化學(xué)變化”單元復(fù)習(xí)課為例，以“汽車行駛”的視角，從發(fā)動原理，尾氣處理，燃料研發(fā)的角度在真實(shí)情境中展開復(fù)習(xí)。通過實(shí)際問題的解決，進(jìn)一步幫助學(xué)生梳理化學(xué)變化中質(zhì)量守恒定律的要點(diǎn)以及化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。

關(guān)鍵詞：情境創(chuàng)設(shè);汽車行駛;化學(xué)變化;單元復(fù)習(xí)

文章編號：1008-0546（2021）09-0065-04

中圖分類號：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2021.09.017

一、研究背景

1.情境依托的真實(shí)背景是豐富單元復(fù)習(xí)課內(nèi)容的價(jià)值載體

情境，源于生活，是引發(fā)情感共鳴的教學(xué)環(huán)境。在真實(shí)的生活問題中激發(fā)學(xué)生探究意圖，在符合認(rèn)知的熟悉問題中嘗試從學(xué)科的角度展開進(jìn)一步的科學(xué)探究，這就是情境的價(jià)值，也是符合復(fù)習(xí)課的教學(xué)需求的。如何在復(fù)習(xí)課中設(shè)置基于單元知識的教學(xué)情境來豐富課堂？如何在問題解決中整合零散的教學(xué)內(nèi)容并構(gòu)建知識體系？這就需要在選擇情境時(shí)充分考慮，教學(xué)情境的主體背景要恰到好處地呼應(yīng)教學(xué)，同時(shí)配合教學(xué)環(huán)節(jié)的逐步開展。

2.情境遵循的邏輯順序是建構(gòu)單元復(fù)習(xí)課框架的線索依據(jù)

真正的教學(xué)情境不應(yīng)該是課堂引入時(shí)的點(diǎn)到即止，它的作用不止是激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，更在于串聯(lián)各項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)，建構(gòu)完整清晰的復(fù)習(xí)框架。為什么要創(chuàng)設(shè)有效情境來實(shí)現(xiàn)單元復(fù)習(xí)？為什么要強(qiáng)調(diào)教學(xué)情境內(nèi)在的邏輯結(jié)構(gòu)？因?yàn)橛袃r(jià)值的情境教學(xué)是完整的，是在緊扣教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上不斷推動學(xué)生認(rèn)知和思維發(fā)展的過程性學(xué)習(xí)。深度學(xué)習(xí)的引發(fā)、維持、促進(jìn)融為一體，才能實(shí)現(xiàn)單元復(fù)習(xí)課的有意義教學(xué)。

3.情境展開的問題探究是推動單元復(fù)習(xí)課延伸的活動中心

創(chuàng)設(shè)的有效情境不能拿來主義，不加修改的鋪設(shè)很難一擊即中地引發(fā)學(xué)生對于復(fù)習(xí)內(nèi)容的思考與運(yùn)用，冗長復(fù)雜的敘述也會讓教學(xué)中心偏離[1]。如何利用情境層層遞進(jìn)地展開環(huán)環(huán)相扣的問題探究？如何有效利用情境加深學(xué)生對于知識理解的同時(shí)，促進(jìn)知識的運(yùn)用和發(fā)展？量身定做代替復(fù)制粘貼，緊扣教學(xué)內(nèi)容，生動簡明地在情境中展開教學(xué)活動才能充分調(diào)動學(xué)生積極性，實(shí)現(xiàn)問題驅(qū)動下的情智課堂。

二、課例實(shí)錄

1.設(shè)計(jì)依據(jù)

課程標(biāo)準(zhǔn)中“物質(zhì)的化學(xué)變化”這一主題主要包括化學(xué)變化的特征，質(zhì)量守恒定律和化學(xué)反應(yīng)的表示方法等內(nèi)容。這一部分的學(xué)習(xí)主要是通過在物質(zhì)間建立聯(lián)系來研究物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)換?！罢J(rèn)識化學(xué)變化”是滬教版九年級化學(xué)上冊中的第四章節(jié)內(nèi)容。本章從燃燒與滅火、質(zhì)量守恒定律、化學(xué)方程式的應(yīng)用等教學(xué)內(nèi)容中將化學(xué)變化從定性引向定量。學(xué)習(xí)本章后，學(xué)生對于燃燒條件在生活中的具體運(yùn)用還不夠靈活，對于化學(xué)方程式計(jì)算的具體價(jià)值尚不明確。因此，本節(jié)復(fù)習(xí)課需要通過生活情境的綜合應(yīng)用、深化和重構(gòu)，借助實(shí)際問題的解決來加深學(xué)生對元素觀、微粒觀、變化觀、守恒觀、計(jì)量觀等化學(xué)學(xué)科觀念的認(rèn)識。

2.教學(xué)目標(biāo)

（1）通過燃燒條件與滅火原理的知識歸納，提升基于核心要點(diǎn)的思維整合能力。

（2）通過質(zhì)量守恒與變化觀念的系統(tǒng)總結(jié)，形成基于實(shí)際問題的科學(xué)探究觀念。

（3）通過反應(yīng)書寫與問題解決的小組合作，培養(yǎng)基于協(xié)同學(xué)習(xí)的自我表達(dá)能力。

3.教學(xué)重難點(diǎn)

（1）教學(xué)重點(diǎn)：燃燒條件和滅火原理的實(shí)際運(yùn)用，常見方程式的書寫

（2）教學(xué)難點(diǎn)：質(zhì)量守恒定律的本質(zhì)，依據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行定量計(jì)算

（3）教學(xué)思路

教學(xué)思路（圖1）。

4.教學(xué)過程

【情境引入】

同學(xué)們，早晨大家都選擇哪種交通方式來學(xué)校？老師平時(shí)也是開車去上班，還記得這周一早晨去學(xué)校……。

環(huán)節(jié)一：汽車發(fā)動時(shí)的燃燒原理

【教師提問】七點(diǎn)準(zhǔn)備從家里出發(fā)，插入車鑰匙后，試了幾次都發(fā)動不起來，這是什么原因呢？同學(xué)們可以結(jié)合資料卡1一起來幫我分析一下。

【資料卡1】

汽車點(diǎn)火系統(tǒng)包括電源、點(diǎn)火線圈、火花塞、點(diǎn)火開關(guān)及控制電路。插入鑰匙通過控制點(diǎn)火開關(guān)，使點(diǎn)火線圈產(chǎn)生高壓電，送到火花塞電極，產(chǎn)生電火花釋放熱量，點(diǎn)燃汽缸中汽油和空氣形成的可燃混合氣。

【學(xué)生討論】

（1）汽油燃燒需要哪些條件？

（2）你認(rèn)為是哪個(gè)故障原因，并從燃燒條件角度分析該故障為什么會導(dǎo)致汽車發(fā)動不起來？

①汽油泵壓力不足或者噴油嘴不通暢導(dǎo)致無法正常出油。

②鑰匙開關(guān)因磨損而未成功接通啟動電路，因而未能引發(fā)電火花。

③蓄電池電量不足或故障。

【教師講解】簡單檢查后，猜測汽車電瓶快沒電了，又試了一次幸好還能發(fā)動起來?？偹汩_出了車庫，這時(shí)儀表盤上又顯示油量不足，趕緊開去附近加油站。

【教師追問】到了加油站，同事打來電話，我掛斷了，你知道這是為什么嗎？

【學(xué)生回答】手機(jī)接通時(shí)可能會產(chǎn)生電磁火花，萬一接觸到揮發(fā)的汽油容易引起燃燒。

【分組實(shí)驗(yàn)】電火花引燃汽油并設(shè)計(jì)方案熄滅（如圖2，圖3，圖4）

實(shí)驗(yàn)材料：蒸發(fā)皿，汽油，電子脈沖點(diǎn)火器，一瓶裝滿二氧化碳的集氣瓶，水，沙土。

【演示實(shí)驗(yàn)】汽油裝進(jìn)燈泡并通電（實(shí)驗(yàn)視頻）。

設(shè)計(jì)意圖：創(chuàng)設(shè)熟悉的生活情境，以談話的交流方式自然而然展開，更能抓住學(xué)生的注意力。借助真實(shí)問題的解決，讓學(xué)生回憶燃燒條件的相關(guān)知識，又從生活問題順理成章地回到化學(xué)課堂，并且在知識梳理的同時(shí)提高了學(xué)生理論知識的靈活運(yùn)用能力。通過電子脈沖點(diǎn)火器的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生真切感受電火花的安全隱患，眼見為實(shí)更能加深學(xué)生的印象。從燃燒條件再到滅火方式，通過方案討論，分組實(shí)驗(yàn)以及水不可用于汽油燃燒滅火的真實(shí)案例，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的防火意識，安全觀念，同時(shí)促使學(xué)生真正將化學(xué)知識運(yùn)用到實(shí)際生活中。

環(huán)節(jié)二：尾氣處理中的質(zhì)量守恒

【教師提問】加完油后，工作人員建議加些燃油寶，清理積碳。不完全燃燒產(chǎn)生的積碳容易導(dǎo)致汽車油耗增加，動力不足。一般有效清除積碳后，就可以解決排氣管冒黑煙的問題，那說到尾氣，你知道汽車行駛過程中主要會排放出哪些尾氣污染物呢？我們一般又是如何處理的呢？

【教師追問】請同學(xué)們結(jié)合資料卡2思考汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化器中的反應(yīng)原理。

【資料卡2】汽車尾氣會造成酸雨等一系列環(huán)境問題。汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化器的設(shè)計(jì)主要就是為了將尾氣中的CO，NO這兩種有毒氣體轉(zhuǎn)化成空氣中的兩種無毒氣體成分。

【學(xué)生討論】

①寫出轉(zhuǎn)換過程中的化學(xué)方程式。

②嘗試畫出轉(zhuǎn)換過程中的微觀示意圖（圖5】。

③若一輛汽車每分鐘產(chǎn)生的CO和NO質(zhì)量均為50g，通過檢測每分鐘經(jīng)催化轉(zhuǎn)化器排出的產(chǎn)物氣體總質(zhì)量為96g，你發(fā)現(xiàn)了什么？

【教師講解】的確，催化轉(zhuǎn)化器不能確保處理掉所有的污染物，所以處理尾氣問題，除了采取轉(zhuǎn)化污染物的方法，更重要的是減少污染物的生成。

【教師追問】比如汽油怎樣燃燒時(shí)能不產(chǎn)生CO？

【學(xué)生回答】完全燃燒。

【教師追問】已知汽油的主要成分是辛烷，化學(xué)式為C8H18，你能寫出辛烷完全燃燒的化學(xué)方程式嗎？

【學(xué)生回答】書寫方程式。

【教師追問】已知某汽車氣缸的總?cè)萘繛?.5 L，其中氧氣約占總體積的20%，氧氣的密度約為1.4 g/L，為確保辛烷完全燃燒，每個(gè)沖程最多需向氣缸中噴人多少辛烷[2]？（保留1位小數(shù)）

【學(xué)生回答】依據(jù)方程式進(jìn)行定量計(jì)算。

【教師講解】在實(shí)際生活中，汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化器一般都會安裝一個(gè)氧傳感器來檢測尾氣含氧量，并且及時(shí)將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送車載電腦的同時(shí)，會進(jìn)一步利用電腦來控制噴油量，促進(jìn)汽油盡可能地完全燃燒。

設(shè)計(jì)意圖：繼續(xù)沿用汽車行駛的生活情境，以講述經(jīng)歷的方式再次引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步研討相關(guān)問題。通過加油站加油到燃油寶清除積碳的過渡，將視角從燃燒等內(nèi)容轉(zhuǎn)至尾氣處理。事情發(fā)展的時(shí)間順序就是本節(jié)課教學(xué)思路的邏輯順序。由淺入深，從尾氣成分分析到汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化器的原理探究，再到汽油的完全燃燒，利用一個(gè)又一個(gè)貼近生活，真實(shí)科學(xué)的問題可以不斷引發(fā)學(xué)生的思考。緊扣教學(xué)內(nèi)容，也可以逐步加深學(xué)生對于質(zhì)量守恒，方程式書寫與計(jì)算實(shí)際運(yùn)用價(jià)值的認(rèn)知。

環(huán)節(jié)三：燃料研發(fā)中的綠色化學(xué)

【教師提問】關(guān)于尾氣所造成的環(huán)境問題，還有什么辦法從根本上解決嗎？

【學(xué)生討論】研發(fā)新燃料。

【教師講解】清潔燃料，綠色能源是未來汽車驅(qū)動的重要支撐。目前，車用的乙醇汽油已在全國推廣，清潔環(huán)?？稍偕?，技術(shù)成熟使用方便。正如同學(xué)所說，未來我們希望燃料研發(fā)能更進(jìn)一步，像太陽能，氫能發(fā)動的汽車能走進(jìn)千家萬戶，讓綠色化學(xué)點(diǎn)亮我們的新生活。

【課堂小結(jié)】這節(jié)課，和同學(xué)們一起以“汽車行駛”的視角再次從定性定量，宏觀微觀等不同的角度充分認(rèn)識并研究了化學(xué)變化的本質(zhì)，進(jìn)一步復(fù)習(xí)梳理了燃燒條件，質(zhì)量守恒定律，以及化學(xué)方程式的書寫和計(jì)算。以后的學(xué)習(xí)生活中，希望同學(xué)們能用掌握的化學(xué)知識解決實(shí)際問題，開著“化學(xué)”這輛小車去創(chuàng)造更美好的生活。

設(shè)計(jì)意圖：用汽車燃料的研發(fā)為“汽車行駛”這一核心情境畫上句號，同時(shí)也幫助學(xué)生從反應(yīng)條件，質(zhì)量變化，物質(zhì)轉(zhuǎn)換的角度充分認(rèn)識化學(xué)變化的本質(zhì)。通過視頻拓展讓學(xué)生了解乙醇燃料以及氫能源汽車的研發(fā)進(jìn)展，感受綠色化學(xué)于生產(chǎn)生活的重要意義。正面的情感體驗(yàn)讓學(xué)生理解科學(xué)探究與創(chuàng)新意識，科學(xué)精神與社會責(zé)任的相輔相成。

5.板書設(shè)計(jì)（圖6）

三、實(shí)踐反思

1.充分剖析情境事件的因果關(guān)系，加強(qiáng)教學(xué)環(huán)節(jié)的緊密聯(lián)系

基于情境的教學(xué)設(shè)計(jì)一定是完整的，連貫的?？梢允欠蠈W(xué)生認(rèn)知邏輯，由表及里地對于相關(guān)生活問題的研究;也可以是遵循事件發(fā)生正常進(jìn)展的完整情境。只有環(huán)環(huán)相扣，前后呼應(yīng)，才是對中心情境的有效利用。曇花一現(xiàn)般簡單引入，再妙趣橫生，也沒有在單元復(fù)習(xí)課的教學(xué)中起到貫穿課堂的主線作用。真正的情境教學(xué)要提前預(yù)設(shè)，巧妙設(shè)計(jì)，緊扣主題。結(jié)合單元復(fù)習(xí)課的知識要點(diǎn)充分整合，化零散為整體，在問題探究中，不經(jīng)意間梳理所有的相關(guān)內(nèi)容，才是發(fā)揮了情境的最大作用。

2.正面闡述情境事件的真實(shí)細(xì)節(jié)，觸發(fā)教學(xué)主體的情感共鳴

選擇適宜的情境時(shí)，真實(shí)性，科學(xué)性是第一準(zhǔn)則。盡量用貼近生活的例子代替過于高科技的前沿技術(shù)，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在討論問題時(shí)也能做到有話可說。盡量用正面積極的理論運(yùn)用代替危險(xiǎn)事故后果的再現(xiàn)，可以在輕松愉悅的氛圍中去體悟科學(xué)探究的樂趣。

3.深層挖掘情境事件的理論依據(jù)，展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的學(xué)科價(jià)值

確定情境后如何充分利用？首先需要多觀察生活，課堂的素材源于生活，不經(jīng)意的生活常識或許也蘊(yùn)藏著不一樣的智慧火花。其次，需要多思考，用學(xué)科的角度去看待生活，從理論知識的層次去分析問題，或許可挖掘的更多。最后，從生活問題出發(fā)，回歸教學(xué)內(nèi)容，深化學(xué)科價(jià)值的同時(shí)也能更進(jìn)一步提升學(xué)生學(xué)以致用的素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]周玉明.情境教學(xué)有效設(shè)問策略研究[J].化學(xué)教學(xué)，2015（1）：38-39

[2]宋曉敏，蔣濤.教學(xué)中怎樣培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)變化的定量認(rèn)識——教學(xué)關(guān)鍵問題解決方案示例二[J].基礎(chǔ)教育課程，2015（23）：45-48

*本文系江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃立項(xiàng)課題：基于“生活即教育”思想的中學(xué)化學(xué)深度學(xué)習(xí)研究（立項(xiàng)編號：E-c/2020/05）的研究成果之一。