基于主题情境的复习课教学设计

2021-11-25 07:44王鑫彤周文荣
化学教与学 2021年8期
关键词:教学设计

王鑫彤 周文荣

摘要:以《认识化学变化》复习课为例,围绕主题情境“神舟十一号航天飞船”分享了以情境、问题、活动、知识为主线的教学设计结构和具体的学习过程,从创设有意义的情境、确立较高阶的目标、注重多元化的理解、形成结构化的知识等方面谈了基于主题情境的复习课的反思,以期让教学更有针对性和实效性。

关键词:主题情境;教学设计;认识化学变化

文章编号:1008-0546( 2021)08-0056-04

中图分类号:G632.41

文献标识码:B

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

目前,较多的复习课采用“知识整理——例题讲解——巩固练习”的方式进行,学生兴趣不大,学习效果也一般。完备的知识都是从真实的情境巾习得的[1]。因此,笔者围绕真实的主题情境对初巾化学复习课进行了探索和尝试。

一、基于主题情境的教学设计结构

沪教版第四章“认识化学变化”主要包括常见的化学反应——燃烧、化学反应中的质量关系、化学方程式三部分内容[2],通过复习,帮助学生从物质变化走向能量变化的视角、从宏观走向微观的视角、从定性走向定量的视角、从文字、符号表达走向用化学方程式系统表达的视角来认识化学变化,加深对化学变化中“变”与“恒”的理解,逐步形成变化观和守恒观。

笔者以“神舟十一号航天飞船”为主题,围绕主题建立了一条情境线,通过情境引发出问题,针对问题引导学生开展活动,通过学生的活动引领学生产生新的认知,从不同的视角加深对化学变化的认识和理解。具体教学设计的结构如图1所示。

二、基于主题情境教学的课例分享

以“神舟十一号航天飞船”为主题情境的“认识化学变化”复习课课例分享如下:

环节一:认识火箭推进器的燃料

【情境l】(视频)神舟十一号火箭升空

【问题1】观察表l,第一行、第二行的物质分别起什么作用?

【學生】(分析表格)第一行作可燃物,第二行作助燃剂。

【问题2】发射过程中还需要什么条件?

【学生】点火,使温度达到可燃物的着火点。

【归纳l】物质燃烧的条件:可燃物、助燃剂和温度达到可燃物的着火点。

【实验1】演示煤油的燃烧。

【资料卡1】煤油,又称火油,是一种通过对石油进行分馏后获得的碳氢化合物的混合物。燃烧完全,不冒黑烟,对环境污染小。

【问题3】观察到什么现象?根据资料卡的信息,思考为什么会冒黑烟?

【学生】(观察实验、分析资料)冒黑烟,发生不完全燃烧。

【归纳2】完全燃烧和不完全燃烧的区别。

【问题4】二级燃料液氢、液氧气化后燃烧需要注意什么?(追问:满足什么条件会发生化学爆炸?)

【学生】防止爆炸。(首先满足燃烧的条件,其次达到可燃物爆炸极限。)

【归纳3】爆炸的条件。

【问题5】氢气的爆炸极限范围较大,为什么还要用液氢作二级燃料?

【资料卡2】乙醇、煤油、天然气和氢气的热值。

【学生】(分析资料)热值高、产物无污染。

【归纳4】选用液氢的优点。

【问题6】根据偏二甲肼和四氧化二氮的微观结构模型(或示意图)书写化学式。

【学生】(书写化学式)偏二甲肼化学式为C2H8N2,四氧化二氮的化学式为N2O4。

【问题7】如图2,根据两者反应的微观图写出化学反应方程式。

【学生】书写后交流反馈,进行自我评价并同伴补充完善。

设计意图:本环节以神舟飞船中火箭升空这一具体情境为载体,通过对火箭推进器燃料的主要物质的分析,复习燃烧的条件,理解燃料燃烧产生的能量对火箭升空的意义,从物质变化走向能量变化的视角认识化学变化。通过对燃料煤油、液氢的认识,进一步巩固完全和不完全燃烧、爆炸的条件,提升学生分析问题的能力和证据推理的素养。通过根据微观示意图书写化学式、反应方程式,让学生把宏观的物质与微观的结构有机结合,从宏观走向微观的视角进一步认识了化学变化,同时从原有的用文字、符号表达化学变化走向了用化学方程式系统表达化学变化。

环节二:分析神舟太空舱的供氧

(展示图片)宇航员的太空生活

【情境2】太空舱里的供氧方式

【问题8】视频巾供氧方式有哪几种?

【学生】携带氧气、电解水和使用固体物质制取。

【问题9】根据学过的内容,你认为这种固体物质可能是什么?

【学生】高锰酸钾和氯酸钾。

【实验2】往装有二氧化碳的塑料瓶巾迅速加入X固体,振荡,观察现象。打开瓶盖,迅速伸入用带火星的木条。

【问题10】观察到什么现象?(追问:为什么发烫?为什么放黄砂?)

【学生】瓶子变瘪,瓶壁发烫,木条复燃。(反应放热,黄砂防止因局部高温使瓶底烧漏。)

【归纳5】X固体与二氧化碳反应会生成氧气。

【问题II】与之前两种物质相比,X固体制氧气有什么优点?

【学生】(小组讨论)可以将呼吸产生的二氧化碳转化为氧气,实现太空舱内小型的碳循环;常温下反应,节省能源。

【问题12】X固体是化合物,请根据图3所给信息推测X固体的成分。

【学生】小组讨论后小组代表汇报计算的过程和结果。

【归纳6】根据元素守恒思想,确定X固体巾一定有钠元素和氧元素,再根据质量守恒定律,确定X固体是Na202。

【问题13】“神舟十一号”宇航员是景海鹏和陈冬,总飞行时间长达33天。每位宇航员每天要消耗0.9kg氧气,假设1/5的氧气靠Na:O:提供,火箭上至少得携带多少kg Na2O2?

【学生】自主完成,小组代表展示过程并进行互评互纠。

【问题14】如何让解题过程更规范?

设计意图:通过对获得氧气的不同方法的分析和评价,帮助学生掌握实验方案选择与评价的基本思维基点。通过对X成分的探究,让学生应用已有的化学知识来解决实际问题,加深对质量守恒定律、化学方程式的书写等知识的理解,促进学生从定性走向定量的角度来认识化学变化。通过火箭上需要携带的Na202质量的计算,让学生掌握根据方程式计算的一般方法,同时分析易错点并对注意点进行巩固。

环节三:理解太空返回舱的阻燃

【情境3】宇航员返航的视频。

【资料卡3】返回舱表面涂有石棉(不可燃)、玻璃(不可燃)与酚醛(可燃,燃烧形成高碳泡沫结构,隔绝热量)等掺合形成的复合材料。受热后材料会热解、熔化、蒸发。

【问题15】在返回途中,返回舱与大气剧烈摩擦,温度可达几千摄氏度,但返回舱并没有因此而烧毁,你推测一下,可能是什么原因呢?

【学生】(资料分析)返回舱表面有阻燃材料。

【资料卡4】返回舱能够安全着陆,很大部分是依赖于阻燃剂,市面上的阻燃剂有很多种,氢氧化铝作为阻燃剂,在国内外市场上广泛使用。氢氧化铝受热分解生成氧化铝(熔点2054℃,耐高温)。

【问题16】氢氧化铝可作为阻燃剂的原理是什么?书写有关反应方程式。

【学生】(资料分析、书写方程式)生成的氧化铝耐高温,可以覆盖在可燃物表面,隔绝氧气;反应受热分解,可以使温度降到可燃物着火点以下。

【归纳7】灭火的方法和原理。

设计意图:通过资料的阅读与分析,培养学生选择和提取有用信息的能力并利用获取的信息解决问题,提升学生在陌生情境下解决实际问题的素养。通过对阻燃剂原理的分析,进一步理解和巩固灭火的方法和原理。通过方程式的书写,再次让学生体悟用化学方程式系统表达化学变化的必要性。

环节四:课堂总结

【结语】(在课堂逐渐生成的基础上建构完整的板书,见图4。)今天这节课,我们围绕神舟飞船复习了初巾化学部分知识,像宇航员的营养、宇航服的面料等问题,我们将在后面的学习中逐渐得到解决。通过今天的复习,让我们认识到化学变化是“变”与“恒”的统一体。

三、基于主题情境教学的反思

1.创设有意义的情境

有意义的情境除了激发学习兴趣外,更重要的是能引发出真实的问题,诱发学生探究的欲望,同时能开发求真向善尚美的情意。“神舟十一号航天飞船”这个主题情境是真实的、有意义的,体现在以下三个方面:第一,情境有效承载“认识化学变化”的核心知识,情境巾融入的问题能帮助学生逐步建构知识体系;第二,情境具有较强的逻辑性,从“火箭升空——舱内生活——返回落地”,符合事物发展的基本规律,也符合学生认知事物的一般逻辑;第三,情境具有很好的育人价值,从我国航天事业的发展到介绍宇航员的精神,让学生不仅对知识进行了巩固,而且在潜移默化巾渗透了爱国情怀,发挥了很好的学科育人功能。

2.确立较高阶的目标

新授课注重将教材中复杂的知识体系进行清晰解析,让学生容易理解并掌握,学习目标一般为识记、理解和应用;而复习课需要将新授课已经解析清楚的知识进行分析和综合,重构知识和能力体系,学习目标一般为分析、综合和评价。基于主题情境的复习课教学注重学生高阶思维的培养。例如,环节一“认识火箭推进器的燃料”二级火箭燃料的选择、环节二“分析神舟太空舱的供氧”三种固体制氧气方法的评价,学生通过提供资料获取信息,同时进行对比分析,综合多种因素选择最佳的方案。

3.注重多元化的理解

基于主题情境的复习课教学注重用多种途径、多种方式帮助学生对学习过程的理解,同时,在学习过程巾让学生对知识的本体价值、社会化价值和生命化价值获得更多元的理解。“认识化学变化”复习课通过对“神舟十一号”载人飞船燃料、供氧、阻燃的分析和理解,从物质和能量变化的视角、宏观和微观的视角以及定性和定量的视角进一步认识了化学变化,逐步重构了燃烧与灭火、完全燃烧与不完全燃烧、爆炸、质量守恒定律以及根据方程式的计算等知识体系。通过对系列资料的分析,提高了学生获取有用信息并利用已有的知识解决实际问题的能力。通过自主互助、实验探究、交流分享和反思评价等活动,提升了学生分析问题的能力和证据推理的素养。通过认识火箭推进器的燃料、分析神舟太空舱的供氧、理解太空返回舱的阻燃等学习环节,让学生感受到真实的、有趣的、有用的化学,从认识化学走向理解化学,从理解化学走向运用化学,激发学生关心科学技术进步、关注人类社会发展。

4.形成结构化的知识

复习课和新授课有着本质的区别,新授课是将知识进行逐渐分解,就像将一个复杂的“巨系统”分解成一个个学生可以理解的小系统,而复习课是将已经解读的知识建造新的高楼大厦,就像将一个个小系统建造成一个新的“巨系统”。基于主题情境的复习课教学注重对知识体系和能力体系的系统重构。“认识化学变化”复习课三个环节的设计,每个环节都合理地渗透着学科的知识和能力要求,通过三个环节的充分展开,逐渐帮助学生自主建构起了知识网络,同时,在学习活动的过程巾渗透学科思想和方法,引导学生进行对比分析和科学探究等,在潜移默化中训练学生的科学思维,培养学生的科学素养,使学生真正成为学习的主人。

参考文献

[l]吴星,吕琳.核心素养培养需要“教、学、评”一体化[J].江苏教育,2019(19):22-25

[2]王祖浩.义务教育教科書·化学(九年级上册)[M].上海:上海教育出版社,2012

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