巧设情境 问题驱动 提升学生核心素养

2021-11-25 16:26卢敏
化学教与学 2021年8期
关键词:问题驱动情境创设初中化学

摘要:本节复习课以苏州的碧螺春茶叶为情境,以“观茶制茶品茶茶渣处理”为脉络,以一系列问题为驱动,将知识建构、实验探究与情境有机融合,旨在提高学生运用控制变量法设计实验方案的能力以及探究影响反应速率的因素并在学习生活中应用的能力,进而提高学生的学科素养。

关键词:情境创设;问题驱动;核心素养;初中化学

文章编号:1008-0546( 2021) 08-0047-03

中图分类号:G632.41

文献标识码:B

doi: 10.3969/j.issn. 1008-0546.2021.08.013

一、問题的提出

沪教版初中化学第二章“身边的化学物质”是学生走进化学之门后,在教师引导下第一次比较系统地尝试研究和创造物质。本章涵盖内容众多,如果以传统的讲、练、评、背、默的形式进行,学生的学习往往以考试为驱动,一些知识考过就忘,学生化学素养的提升也容易变成空巾楼阁、无法着力[1]。

二、设计思路

适合的情境在复习课的开设中往往起到事半功倍的作用,本节课同时也是一节公开展示课,笔者选择具有地方特色的苏州碧螺春茶叶为情境,以“观茶一制茶一品茶一茶渣处理”为脉络,以问题为驱动,通过师生多维度互动,将知识建构、实验探究与情境有机融合,旨在提高学生运用控制变量法设计实验方案的能力以及探究影响反应速率的因素并在学习生活巾应用的能力,进而提高学生的学科素养。教学思维导图如图l。

三、教学过程

1.设置情境,导入“观茶”

【师】中国被称为茶的故乡,而苏州出产的碧螺春也是声名远扬。这节课就让我们跟随茶叶的脚步,对“身边的化学物质”进行一个复习。现在从苏州的东山茶园开启我们的茶之旅吧。

【生】观看视频,开启茶之旅。

设计意图:对苏州的学生来说,以碧螺春茶叶为情境,学生感到熟悉和亲切。视频内容包括茶园景色以及制作碧螺春茶的全过程,倍速播放的植物生长动图使学生对植物生长过程的认识变得更直观、真实[2]。

【师】问题l:植物生长过程中发生了什么变化,阅读材料,思考哪些因素会影响光合作用的速率?

【生】在植物生长过程中发生了两种变化,分别是植物的光合作用和呼吸作用。影响绿色植物光合作用的因素有二氧化碳的浓度、温度、光照的强度和光照的时间长短等。

【师】如果我们希望植物枝繁叶茂、茁壮生长,可以怎么做呢?

【生】可以使用温室大棚保温、用二氧化碳做气体肥料、根据植物喜好给予光照等。

设计意图:通过阅读材料、交流讨论,引导学生初步认识影响化学反应的因素。

【师】问题2:自然界中的二氧化碳越少越好吗?请同学们分两个战队进行辩论。

【生】正方观点:二氧化碳浓度过高会导致温室效应,给全球环境带来影响;同时,二氧化碳不能供给呼吸,浓度过高对人体健康不利,甚至可能使人窒息;

【生】反方观点:二氧化碳的用途广泛,利用其在水中的溶解能力及其与水的反应,可以生产碳酸饮料;二氧化碳可以促进植物的光合作用,加大二氧化碳浓度可以加快植物生长;液态二氧化碳灭火器课用于精密仪器、图书、文物等的灭火;固体二氧化碳即干冰应用广泛,如用于人工降雨、做制冷剂等。

小结:保持空气中二氧化碳浓度的相对稳定很有必要。

设计意图:利用辩论的方式,引发学生的思考,激起学生的学习热情,通过观点的碰撞,使学生对二氧化碳的性质与用途以及碳氧循环的理解更深,促使学生深度学习的发生。值得注意的是辩论的形式还有利于培养学生的辩证思维和表达能力[3]。

2.回顾情境,观摩“制茶”

【师】来到东山茶厂的制茶车间,根据截取的制茶GJIF动图,你能回忆起工人师傅利用什么化学变化分别为炒茶和烘茶提供热量的?在化学课中,你还学过哪些物质在空气中燃烧的现象?氧气在燃烧中起什么作用?

【生】工人师傅利用木柴燃烧为炒茶提供热量,利用木炭在空气中的燃烧为烘茶提供热量;在化学课中,我们还学过红磷、镁条、氢气在空气巾的燃烧以及铁丝在氧气中的燃烧。不同物质燃烧的现象往往不同,氧气在物质燃烧反应中起助燃的作用。

设计意图:通过对物质与氧气发生的燃烧反应的复习,帮助学生体会氧气的助燃性,而氧气的助燃性是其氧化性的一种表现。

【师】演示实验:铁粉在空气中的燃烧

【师】问题3:在空气中加热铁丝,铁丝不能燃烧,却能在氧气中燃烧;而铁粉只要在空气中就可以燃烧了。这些实验现象说明影响燃烧的因素有哪些呢?

【生】影响物质燃烧现象的因素:可燃物与氧气的接触面积、氧气的浓度等。

设计意图:教师演示铁粉在空气中的燃烧实验,并利用视频剪辑工具放大、重复实验中最核心的部分,使学生对铁粉能在空气中燃烧的印象更清晰准确。在此基础上,学生分组讨论两组对比实验,最终推导出影响燃烧现象的因素。

【过渡】铁丝在空气中不能燃烧是否表示铁丝在空气中不能和氧气反应呢?

【生】回顾教材第一章的“铁的锈蚀实验”(图2),结合教材第二章的缓慢氧化相关内容,得出结论:铁在空气可以与氧气发生缓慢氧化反应[4]。

【师】问题4:该实验中铁丝生锈消耗的气体一定是氧气吗?我们可以借助氧气传感器测定铁丝生锈时氧气体积分数的变化,来验证铁丝生锈消耗了氧气。但铁丝生锈速度慢,如何加快铁的锈蚀速率呢?

【生】交流讨论后确定用铁粉代替铁丝,并且加入热的食盐水加快铁的锈蚀。

学生实验:利用氧气传感器测定铁粉生锈时氧气体积分数的变化,学生测得的铁粉锈蚀过程中氧气浓度的变化曲线如图3。

设计意图:一方面,学生在探究影响燃烧现象的因素的基础上,在真实情境中利用知识的迁移性去解决新问题,在问题解决中提升了思维能力和实验设计能力。另一方面,与模糊的定性实验的现象相比,铁粉锈蚀过程中氧气浓度的数值变化曲线更直接、更准确,数字传感器实验将学生从尊崇教师权威转向了尊崇科学事实,将传统实验与数字传感器实验相融合,既增强了学生的科学探究能力,更培养了学生的证据意识和科学精神。

3.学以致用,“品茶”除垢

【过渡】回到我们的茶之旅途,带着炒好烘干的碧螺春回到温馨的家,一杯茶、一本书、一缕阳光、一段音乐,何其惬意。

【师】品茶之备茶、备茶具、择水、水温控制等。

【师】问题5:烧水的电水壶和存放水的热水瓶有时有水垢怎么处理?老师在线上购得了一款水垢清洁剂,我们来看一下它的宣传片。水垢清洁剂与水垢反应生成的可能是什么气体?如何验证你的猜测?如何快速除水垢?

【生】通过查阅资料发现水垢的主要成分之一是碳酸钙,碳酸钙与水垢清洁剂中的柠檬酸反应,生成了二氧化碳。通过交流讨论,学生提出通过提高反应温度、粉碎水垢、提高溶液的浓度等方法可以快速除水垢。在此基础上,学生分组进行对比实验,并利用澄清石灰水验证生成的气体中的确有二氧化碳。

设计意图:在真实情境中,学生既完成了知识的建构,并学以致用来解决学习、生活中的实际问题,在解决问题的过程中,学生利用控制变量法设计实验方案,通过小组合作完成实验。在师生互动、生生活动中,学生的科学探究能力得以提升,学生对“化学从生活中来、到生活中去”的体会更深,也更容易形成持续学习化学的兴趣。

4.分类回收,“茶渣”处理

【生】泡完的茶叶属于厨余垃圾,应该先过滤,晾干,再放入厨余垃圾箱。

【师】问题7:茶之旅到此告一段落,同学们收获了什么呢?

设计意图:在化学课堂中宣导垃圾分类回收的意识,培养学生的环保意识,建立社会责任感。

综上,笔者为学生创设了一个熟悉且真实的情境,并提出了一系列的问题,在情境中,学生将化学知识进行了串联,并利用知识的迁移性去解决学习和生活中的实际问题,在问题解决中,学生的思维能力和实验探究能力得到了提升。笔者认为让学生体会到化学从生活中来、到生活中去的学习价值,发展学生的科學精神和社会责任感更是复习课的意义所在。

参考文献

[l]杨玉琴,赵华.核心素养视域下的初中化学专题复习课教学策略——以“我们周围的空气”复习课为例[J].化学教学,2018(6):41-47

[2]卢敏.核心素养导向的初中化学情境化教学策略[J].化学教与学,2019(8):35-37

[3]杨玉琴,倪娟.促进“深度学习”的教学设计[J].化学教育,2016,37( 17):1-8

[4]王祖浩,王云生,吴星等.义务教育教科书化学(九年级上册)[M].上海:上海教育出版社,2017:5,33

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