由引發學生的認知沖突入手

嚴春　吳永才

【摘 要】以滬教版“有機物”專題復習為例，圍繞追溯玉米塑料的來源、探究玉米淀粉的轉變、感悟玉米塑料的用途三個環節，逐步建構玉米變塑料的知識網絡，體悟真實、有用的化學，為學生的核心素養發展服務。

【關鍵詞】有機物；復習教學；初中化學

【中圖分類號】G633.8 【文獻標志碼】A 【文章編號】1005-6009（2017）59-0047-03

【作者簡介】1.嚴春，江蘇省常州市武進區星辰實驗學校（江蘇常州，213161）教師，高級教師，常州市初中化學骨干教師；2.吳永才，江蘇省常州市教育科學研究院（江蘇常州，213001）教研員，正高級教師。

一、設計思想

著眼于學生核心素養的形成，讓興趣的點燃與保持、知識的點擊與鏈接、思維的碰撞與創新、智慧的生成與提升、能力的形成與發展等，都緊緊圍繞學生這一核心展開，將“人”置于課堂的中央，是筆者教學設計的出發點。為此，筆者嘗試以滬教版“有機物”專題復習為例，以講述故事的方式，圍繞“追溯玉米塑料的來源、探究玉米淀粉的轉變、感悟玉米塑料的用途”三個環節，逐步建構玉米變塑料的知識網絡，讓學生體悟真實、有用的化學。運用宏觀與微觀、定性與定量相結合的學科思想和方法尋找證據，推出合理結論，促進化學學科觀念的形成。通過自主互助、實驗探究、交流分享、總結反思、課堂辯論等活動，加深學生對質量守恒定律及酸類物質具有相似化學性質的認識和理解。以下提供主要的教學環節與片段實錄。

二、教學實錄

1.微視頻引入課題。

在上課初始，播放從實地考察玉米種植基地到3D打印產品的全過程的微視頻，由此引入課題“玉米變塑料的故事”。

（設計意圖：通過微視頻播放及實物展示，盡量拉近現實生活與學生的距離，讓學生真切地感悟到生活的化學、真實的化學、有用的化學，從而引發學生的認知沖突，激發學生探究的激情。）

2.追溯玉米塑料的來源。

師：你認為玉米中哪種營養物質最有可能變為塑料？為什么？

生：淀粉。因為含量最高。

師（實物展示玉米淀粉）：玉米淀粉是如何形成的？

生：通過植物光合作用形成的。

（設計意圖：讓學生弄清楚玉米塑料的來源，為后續教學展開埋下伏筆，這也是玉米變塑料故事的開端。）

3.探究玉米淀粉的轉變。

師：玉米淀粉可以轉變成哪些物質？

生：可以轉變成碳、一氧化碳、二氧化碳和水、葡萄糖等。

師：葡萄糖又可轉變成哪些物質？

生：碳、一氧化碳、酒精、二氧化碳和水等。

師：同學們，葡萄糖在無氧的條件下還可以合成物質R。在玉米淀粉轉變為塑料的過程中，物質R起著非常重要的作用。那么，物質R的組成與結構、化學性質如何？我們得進行一番探究才行。R中含有哪些元素？

生：R中含有碳、氫、氧元素。

師：你能設計什么反應原理來探究R中含有碳、氫、氧元素？

生：根據R+O2→CO2+H2O，反應生成二氧化碳說明R中含有碳元素，生成水說明R中含有氫元素。

師：那么，R中氧元素怎么確定呢？

生：只要算出CO2中m（O）與H2O中的m（O）之和，與參加反應的氧氣中m（O）的進行比較，若相等，R中不含氧元素，若不等，R中含有氧元素。

師：除了上述的思路之外，有沒有探究R中是否含有氧元素的不同思路？

生：可以算出一定量CO2中m（C）與H2O中m（H）的質量和，與參加反應的m（R）進行比較，若相等，則R中不含氧元素，若不等，R中含有氧元素。

師：說明我們可以用不同的方法來探究物質R中是否含有氧元素。知道了原理之后，我們該選擇哪些裝置來測定生成二氧化碳和水的質量呢？

學生連接裝置，如圖1。

師：準確稱取3.0gR放入硬質玻璃管中，使之完全燃燒，測得濃硫酸、堿石灰裝置分別增重1.8g和4.4g，理論上完全吸收。①計算判斷R的元素組成。②計算物質R中元素質量比。（C-12，H-1，O-16）

計算過程略。

（在此處，筆者還插入了一段相關的化學史內容，介紹了1831年德國化學家李比希最早提出測定有機化合物中碳氫元素質量分數的方法和用紅外光譜儀、核磁共振儀等當下較為先進的儀器來確定有機物的結構的方法。讓學生體會科技發展的歷程，憧憬未來科技的發展。）

師：結構決定性質，物質R具有哪些化學性質呢？（提示：平時無氧運動時，會產生R物質，使肌肉有酸痛感。）

生：可能具有酸性。

師：你能設計哪些實驗方案探究物質R具有酸性呢？

生：與紫色石蕊試液反應，與較活潑金屬反應，與碳酸鹽反應，與堿溶液反應，等等。

學生進行實驗并表達交流。觀察到的實驗現象有：①紫色石蕊試液變紅色；②pH小于7；③與碳酸鈉反應產生大量氣泡；④與鋅粒反應產生少量氣泡，有時幾乎看不到氣泡。

師：為何物質R幾乎與鋅粒不反應？請看老師的對比實驗。請一位同學上臺協助老師操作手機推屏軟件，同步拍攝老師的操作。

對比實驗：同濃度的稀鹽酸、R溶液分別與形狀相同的鋅粒反應。

實驗結論：物質R呈弱酸性，物質R為弱酸，稱為乳酸。

師：R除了具有酸性之外，還有許多化學性質，比如發生分子間聚合反應等，今后將會繼續學習。

（設計意圖：通過教學創新，圍繞玉米實物模型進行了知識重構，師生一起逐步建構玉米變塑料的知識網絡。通過自主互助、實驗探究、交流分享和反思提高等活動，加深學生對質量守恒定律及酸類物質具有相似化學性質的認識和理解。運用宏觀與微觀、定性與定量相結合的學科思想和方法尋找證據，推出合理結論，從而使學生更好地建立質量守恒定律的理論模型并且感知其與化學事實的關聯。這也是玉米變塑料故事的核心。）endprint

4.了解玉米塑料的用途。

觀看視頻《玉米塑料前景廣闊》。

師：我國在玉米塑料的研制方面專利數量比較少，在生產應用方面起步晚，市場所占的份額比較低，因此開發前景非常廣闊。希望同學們立志學好化學，力爭在玉米塑料的研究方面獲得諾貝爾化學獎！

（設計意圖：通過視頻的觀看，認識玉米塑料的特點、用途等。尤其是通過一組玉米塑料的市場份額、我國專利數量以及我國未來玉米塑料的應用前景的數據對比分析，讓學生生發要學好化學的使命感。）

5.總結歸納，反思提升。

師：同學們對物質轉化還有哪些補充？從形成知識網絡圖的過程中，同學們可以歸納出化學研究的一般方法有哪些？

師生共同補充完善知識圖。

師：美國作家韋伯在其著作《吃不消》中提到這樣的觀點——對玉米等富含淀粉食物的用途進行深度開發，會導致人類食物資源緊張，造成糧食危機。面對這樣的擔憂，你怎么看？

學生以此論題進行課堂辯論：

正方：目前，還有許多非洲孩童還處于饑荒狀態，需要大量的糧食，所以會造成糧食危機。

反方：①玉米可以再生；②增加糧食產量；③改進作物品種……

師：我們要學會辯證地看問題。既要用化學觀點看問題，又要跳出化學看問題。化學學科的意義就在于對玉米進行深度開發，給人類提供更優質的生活。課后請同學們再進行文獻檢索，寫出科普短文，作為課后作業通過微信或QQ發給老師。同學們，這就是今天我們一起講述玉米變塑料的故事，今天的故事講完了，相信在同學們的心中一定會延伸出許多美麗的化學故事。衷心祝愿在未來的學習中能夠開發出更多的玉米作物新材料，為人們享受更優質的生活而出一份力，因為“化學是人類進步的階梯”！

（設計意圖：本環節是為了放大化學學科的知識及方法價值，同時融入學生對化學學科的生活及情感價值。尤其是通過辯論思辨，對學生進行科學觀、世界觀、人生觀、價值觀教育，彰顯化學學科的獨特魅力。）

【團隊推薦】

這是一節“有機物”專題復習課的教學設計，設計者圍繞“人在課中央”的理念要求，在求新、求實、求趣的過程中，著眼于三個方面的思考，踐行著“大化學”的思想。

1.從模擬走向真實。如何讓學生從課堂上的模擬走向真實的生活世界？如何讓學生學會用化學的視角來審視、研究身邊的物質？這是每一位化學教師應該思考的問題。本節復習課，設計者盡可能多地通過視頻播放、實物展示、圖片欣賞以及動手實驗、手機推屏軟件直播等多維的視覺手段，拉近現實生活與學生的距離，讓學生真切地感受到生活的化學、真實的化學、有用的化學。

2.從靜態走向動態。放棄靜態的知識羅列，追求動態的知識建構，是本節復習課設計的最大亮點。比如課堂重點設計的三大環節：追溯玉米塑料的來源、探究玉米淀粉的華麗轉變、感悟玉米塑料的用途等，設計者都力求讓“靜態”的知識“動”起來——在“動態”的實驗流程、物質的演變圖示之中，逐一展開，抽絲剝繭，層層遞進。這樣設計，就是考慮不把知識僅僅當成結論告訴學生，不把自己的經驗強加給學生，而是讓學生在自我需求的驅動下，通過自主、合作、探究，完成知識的建構、實現認知的轉變和發展，促成知識動態的生成。

3.從學科走向學生。設計者通過這節復習課，要在學生的心目中不僅放大化學學科在生活中的價值，同時融入學生對化學學科的情感價值。更為重要的是，設計者將學科知識的深度學習，學科的思想、方法、思維價值的實現，都指向了學生綜合素養的提升。比如課堂中圍繞“將糧食中的淀粉轉換成其他有用材料是否會導致糧食危機”展開辯論，再比如設計鏈接史料——著名化學家李比希定量測定元素組成的實驗以及對物質R的結構簡式的對比分析等環節，觀照的意義就延伸到了學生的未來發展、終身發展、人的核心素養的發展，彰顯著這節課設計的獨特魅力。

（推薦人：吳永才）endprint