■仇 建
《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022 年版)》強(qiáng)調(diào),真實(shí)、生動、直觀而又富于啟迪性的學(xué)習(xí)情境,能夠激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣,引發(fā)學(xué)生思考,更能幫助學(xué)生建構(gòu)大概念和核心概念。了解不同類物質(zhì)的性質(zhì)及其與實(shí)際應(yīng)用之間的關(guān)聯(lián),有助于學(xué)生發(fā)展化學(xué)素養(yǎng),提升應(yīng)用化學(xué)知識的能力。在九年級學(xué)生還未系統(tǒng)學(xué)習(xí)完初中化學(xué)知識的前提下,筆者遵循學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律,依據(jù)新課標(biāo)和教材內(nèi)容,以“保溫杯的使用說明書”為真實(shí)背景,以問題串為主線,設(shè)計(jì)了本節(jié)課的教學(xué)活動,旨在讓學(xué)生通過回答一系列問題,對保溫杯使用說明背后的化學(xué)知識進(jìn)行理解和探究,了解日常合理使用不銹鋼保溫杯的方法,認(rèn)識金屬、塑料、酸堿、鹽等不同類物質(zhì)的性質(zhì),實(shí)現(xiàn)對這些基礎(chǔ)知識和實(shí)際應(yīng)用之間的意義聯(lián)接,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的好奇心和主動性。在此過程中,筆者運(yùn)用啟發(fā)探究、討論交流、自主學(xué)習(xí)等多種教學(xué)方式,重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生開展合作學(xué)習(xí),使學(xué)生的核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力都得以發(fā)展。
師:天氣越來越冷了,同學(xué)們大多會使用這種金屬制品——不銹鋼保溫杯,來儲備一些熱水。保溫杯里有什么化學(xué)知識呢?今天這節(jié)課,就讓我們一起走近不銹鋼保溫杯。
問題1:這個(gè)保溫杯的杯體、蓋子和密封圈分別由什么材料制成?
問題2:材料一般有哪些類別?
問題3:請閱讀資料1,并思考以下問題:(1)談?wù)勀銓辖鸬恼J(rèn)識;(2)鐵的合金有哪兩類?(3)不銹鋼的成分有哪些?
資料1:在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬,就可以制得具有金屬特性的合金。合金是混合物。鐵的合金有生鐵和鋼,我們把含碳量在2%~4.3%之間的鐵合金稱為生鐵,把含碳量在0.03%~2%之間的鐵合金稱為鋼。不銹鋼是我們生活中常見合金鋼中的一種,不銹鋼除含有鐵、碳外,還含有Cr、Ni,即不銹鋼中含有Fe、Cr、Ni、C等。常用食品級304不銹鋼,屬于奧氏體不銹鋼中的一種,含18%Cr、8%Ni等。
問題4:同學(xué)們,你們認(rèn)為日常生活中大量使用的是純金屬制品,還是合金的制品呢?
如果學(xué)生回答是合金制品,教師還可以追問:為什么合金的用量更多呢?
問題5:結(jié)合小組實(shí)驗(yàn)1的結(jié)果思考,保溫杯的杯體材料為什么選用不銹鋼,而不選用純鐵呢?
小組實(shí)驗(yàn)1:比較純鐵與鐵合金、純銅與黃銅的硬度。操作1:將純鐵片與不銹鋼片互相刻畫。操作2:將純銅片與黃銅片互相刻畫。
設(shè)計(jì)意圖:引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識保溫杯的本體、蓋子和密封圈的制作材料,材料的類型,為后續(xù)內(nèi)容做鋪墊;認(rèn)識金屬材料包括純金屬和它們的合金,鐵的合金包含生鐵和鋼等類型,鋼中含有多種金屬元素和非金屬元素。金屬制成合金后,成分發(fā)生了改變,性能也發(fā)生了改變,基于問題5 的解決,學(xué)生進(jìn)行了小組合作實(shí)驗(yàn)1,培養(yǎng)了動手能力和積極思考的主動性,彰顯了主體地位。
問題6:純金屬和它們的合金都屬于金屬材料。金屬材料一般都具有哪些共同的物理性質(zhì)呢?
問題7:我們知道金屬一般具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性等共同的物理性質(zhì),裝有開水的不銹鋼保溫杯不僅能保溫,而且拿著還不燙手,這又是為什么呢?
問題8:閱讀資料2,結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn),說出用于生產(chǎn)杯蓋的塑料的一些性能。
資料2:不銹鋼保溫杯的蓋子是由乙烯與丙烯的聚合物(PP)加工而成,PP 是塑料中的一種。密封圈是硅橡膠,它是一種合成橡膠。塑料、合成橡膠都是合成有機(jī)高分子的材料。人們將塑料、合成橡膠、合成纖維(常用于生產(chǎn)服裝布料)稱之為三大合成材料。
問題9:說出老師手中不銹鋼保溫杯的具體構(gòu)造。
設(shè)計(jì)意圖:培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)歸納水平,引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用化學(xué)和物理知識分析,進(jìn)行跨學(xué)科知識的融合,使學(xué)生更好地理解“用雙層不銹鋼、中間抽成真空”的目的;引導(dǎo)學(xué)生了解杯蓋的材料,促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識保溫杯的構(gòu)造及類比所使用的材料。
師:同學(xué)們,你購買了一個(gè)新保溫杯,拆開包裝后,你會不會閱讀上面的使用注意事項(xiàng)?
屏顯:
不銹鋼保溫杯使用注意事項(xiàng):1.請將產(chǎn)品放置于嬰幼兒觸摸不到的地方,以免燙傷或碰傷。2.請不要放入干冰、碳酸飲料、乳制品等。3.請不要靠近火源。4.加入熱飲時(shí)不宜過滿,以免溢出燙傷。5.外出攜帶時(shí)請確定關(guān)緊蓋子。6.喝熱飲時(shí)請注意溫度,以免燙傷。7.請不要在傾斜的狀態(tài)下或靠近臉的狀態(tài)下打開蓋子。8.請不要在洗碗機(jī)、烘碗機(jī)、微波爐中使用。
問題10:對于不銹鋼保溫杯的使用注意事項(xiàng),你應(yīng)該采取什么樣的態(tài)度和做法?
問題11:注意事項(xiàng)中的1、4、5、6、7點(diǎn)都是大家容易理解的。第2點(diǎn)中,保溫杯中為什么不能加入干冰呢?
問題12:第2 點(diǎn)中,為什么不能加入碳酸飲料、乳制品呢?
問題13:結(jié)合小組實(shí)驗(yàn)2,你觀察到的主要現(xiàn)象有哪些?
小組實(shí)驗(yàn)2:將鐵絲加入酸中,觀察現(xiàn)象。操作1:將鐵絲放到稀鹽酸中,觀察現(xiàn)象。操作2:將鐵絲放到稀硫酸中,觀察現(xiàn)象。
設(shè)計(jì)意圖:引導(dǎo)學(xué)生在生活中購物時(shí)要關(guān)注商品的標(biāo)簽,對標(biāo)簽內(nèi)容要有質(zhì)疑精神,培養(yǎng)學(xué)生勇于修正或放棄錯(cuò)誤觀點(diǎn)的科學(xué)精神;促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用物理和化學(xué)知識來分析問題,理解干冰在杯內(nèi)升華后會產(chǎn)生大量氣體,造成杯內(nèi)氣壓過大,杯子勢必會成為極具威力的“炸彈”;引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會從氣體的生成、物質(zhì)顏色的改變等角度描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并思考為什么會發(fā)生這樣的變化,結(jié)合教師的解釋,促進(jìn)他們理解不銹鋼保溫杯中不能加入碳酸飲料的原因。
問題14:酸性物質(zhì)腐蝕不銹鋼。結(jié)合小組實(shí)驗(yàn)3,思考:在牛奶、咖啡、橙汁、豆?jié){、茶水、汽水等日常飲品中,哪些是呈酸性的呢?
小組實(shí)驗(yàn)3:測定日常飲品的酸堿性。操作1:用pH 計(jì)測定牛奶的酸堿性。操作2:清洗pH 計(jì)。操作3:用pH 計(jì)測定咖啡的酸堿性。操作4:重復(fù)操作2后,再測定其他飲品的酸堿性。
問題15:觀察演示實(shí)驗(yàn),描述觀察的現(xiàn)象。
教師演示實(shí)驗(yàn):在酒精燈火焰上點(diǎn)燃制作杯蓋的PP材料。
追問:大家對說明書中“使用保溫杯時(shí)請勿靠近火源”又是怎么理解的?
問題16:你自己或家人有沒有不合理使用不銹鋼保溫杯的行為習(xí)慣?為延長保溫杯的使用壽命,或者避免其對人體和環(huán)境造成不良影響,我們應(yīng)該如何正確使用不銹鋼保溫杯?
問題17:生活中,在使用購回的物品前,我們需要做些什么?
設(shè)計(jì)意圖:加深學(xué)生印象,讓學(xué)生在生活中能更快識別具有酸性的飲品,對保溫杯杯蓋遇熱會變形、受損甚至?xí)紵灿懈畹恼J(rèn)識;引發(fā)學(xué)生回憶平時(shí)錯(cuò)誤使用保溫杯的做法,引導(dǎo)學(xué)生后續(xù)使用保溫杯時(shí)要關(guān)注注意事項(xiàng),再拓展到其他生活用品,促進(jìn)他們積極參加與化學(xué)有關(guān)的生活、社會問題的討論并做出合理的價(jià)值判斷。
使用保溫杯是學(xué)生生活中的日常行為,將其作為教學(xué)情境,能讓學(xué)生產(chǎn)生更大的學(xué)習(xí)動力,課堂教學(xué)活動也不再是生硬的練習(xí)題,而是一個(gè)個(gè)解決現(xiàn)實(shí)問題的學(xué)習(xí)任務(wù),這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)就變得更加自主與協(xié)作。
教學(xué)過程中,筆者精心設(shè)計(jì)了教學(xué)內(nèi)容,如讓學(xué)生自主合作學(xué)習(xí)合金的相關(guān)知識,初步識別金屬和塑料兩種不同的材料;設(shè)計(jì)小組合作實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)等探究實(shí)驗(yàn)活動,幫助學(xué)生更好地習(xí)得不銹鋼保溫杯使用的相關(guān)常識,理解使用不銹鋼保溫杯的注意事項(xiàng),發(fā)展化學(xué)學(xué)科思維。對于筆者設(shè)定的大多數(shù)內(nèi)容,學(xué)生都是在合作中達(dá)成目標(biāo)的,如回答問題時(shí)的討論交流、完成實(shí)驗(yàn)時(shí)的通力協(xié)作、對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述時(shí)的爭辯討論,等等。金屬和塑料是學(xué)生日常生活中常見物質(zhì),而不同的學(xué)生對兩種物質(zhì)的陌生程度是不同的,以“合理使用不銹鋼保溫杯”為主題開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生通過小組合作、實(shí)驗(yàn)探究、討論交流等多樣化方式解決問題,能促進(jìn)學(xué)生之間更好地交流與認(rèn)知??梢姡S富課堂教學(xué)內(nèi)容資源,以“知識問題化、問題情境化、學(xué)習(xí)探究化”實(shí)施課堂教學(xué)活動,能讓學(xué)生有效參與到問題的討論中去,課堂效果也能得到有效提升。