基于學生認識發展的教學設計

張斌 李彥山

摘要：“燃燒和滅火”是人教版九年級化學上冊第七章課題1的內容。本節課通過設計核心問題作為學習的定向點，進而設計學習情境、學習策略、組織探究活動展開教學，幫助學生從化學的視角理解和解決生活實際問題，借助化學史實了解自然科學研究的科學思想方法，進一步形成隱患險于明火，防范勝于救災，防火比滅火更重要的安全意識。

關鍵詞：滅火原理;認識發展;化學史

文章編號：1008-0546（2019）06-0068-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.06.019

一、教材分析

“燃燒與滅火”是初中化學人教版九年級上冊第七單元課題1的內容。這一課題主要包括燃燒現象的發生所需要的條件以及滅火的根本原理和方法等知識。燃燒發生所需要的條件是氧氣的助燃性這一化學性質的知識延續，滅火的原理和方法是“碳和碳的氧化物”單元中二氧化碳性質變化部分知識的鞏固，都為后續學習化學變化與能量打下了堅實的基礎。

燃燒與生活息息相關，火的重要性不言而喻。目前在燃燒的條件部分，已有許多優質的教學資源和教學設計片段。而面對“火”這一把雙刃劍，如何能夠讓學生通過滅火的原理部分內容的學習，掌握滅火器的使用原理，提升消防安全意識，培養從化學視角看待和解決問題的能力是非常重要的。

二、教學設計思路

建構主義學習理論認為，知識是認知主體與客觀環境相互作用獲得的，學習過程不是學習者被動地接受知識，而是學習者利用必要的學習資料和借助他人的幫助，通過意義建構的方式來獲得知識。但是，目前的教學總是著重強調學生“學”的重要性，教師作為一個引導者所起到的關鍵作用很容易被忽視;而且，把過多的時間交給學生，容易導致學生學習的自由度過大，從而很難達到教學目標的要求。

而基于學生認識發展的化學教學設計認為，知識是有不同類型的，而且還是有不同層級的，具體性知識與觀念性知識是不同的，知識不僅是靜態的結論，還是生動的過程，更是思維的工具和方法，是具有認識論和方法論的功能和價值的。

基于學生認識發展的教學設計基礎就是對教學知識線索和學生認識發展線索的梳理，這兩條線索決定著教學設計的基本框架結構。而想要確定知識線索，就必須要通過對學生的原有認識、學生認識發展的障礙點以及學生的認識轉變路徑，確定核心知識本體、邏輯線索以及它的認識發展功能定位。教學設計的主體是它的問題線索、活動線索、情境素材線索。教師要依據學生認識發展線索，在認識發展路徑中的每一個關鍵節點設置對應的學生活動，再依據不同的活動類型設計對應的問題，并選擇合適的情境素材作為問題情境或為學生解決問題提供所需的支持或證據口。

所以本文以建構主義為指導，通過設計核心問題作為學習的定向點，避免偏離教學目標的要求，通過設計學習情境、學習策略、組織探究活動展開教學，使課堂思路清晰，方向明確，從而幫助學生建構知識。教學過程主要包括：環節一，創設情境、引入新知。以“轟趴生日會”為背景，通過巧滅蠟燭的實驗活動，幫助學生從生活中常見的事物中尋找化學的方法，體會滅火的原理，明確從化學視角看待和解決問題的重要性。環節二，師生互動、得出結論。通過對滅燭方法的歸類，對比燃燒的條件，發現滅火的原理，并遷移應用到“油鍋起火”的過程中去，不僅能夠培養學生的安全意識，而且能夠引導學生形成用化學原理分析生活現象的意識。環節三，合作探究、思維拓展。根據滅火的原理，基于已有經驗，設計簡易滅火器。借助滅火器的發展史，共同探究滅火器設計的原理，幫助學生形成嚴謹的科學態度，提高其設計實驗的能力。環節四，總結概括、提煉升華。學生通過對生活中發生的火災事件的分析，拓展知識面，提高分析問題和解決問題的能力，進一步形成隱患險于明火、防范勝于救災、防火比滅火更重要的安全意識。環節五，診斷與評價。通過燃燒與滅火的學習，學生已經對于燃燒的“利”與“弊”形成了一定的認識，而學校、家庭、實驗室的防火是學生最需要知悉和掌握的知識和技能，學生通過防火預案報告的書寫，不僅能夠梳理總結自己對燃燒與滅火的認識，診斷自己對于本節內容的掌握情況，而且能夠將所學知識應用到生活中去，從而真正地提升素養水平。

三、教學實錄

環節一：創設情境引入新知

教師活動：通過學生最喜歡過的節日引入討論，創設情境，舉辦轟趴生日會時，最溫馨的便是吹蠟燭許愿，那么除了吹滅蠟燭之外，還能用什么方法滅燭？試著將這些滅燭的方法進行歸類，并說明原因。

學生活動：認真思考，并通過小組合作嘗試各種方法熄滅蠟燭。在對滅燭方法進行歸類時，學生多按照滅火的途徑將滅燭方法分為三種：①降溫滅燭火的方法：嘴吹、水澆、手搖;②隔絕氧氣滅燭火的方法：沙土蓋、濕抹布撲蓋、書本蓋;③清除可燃物滅燭火的方法：剪燭芯。

設計意圖：（1）通過設置生活中比較溫馨的情境，勾起學生美好回憶的同時，讓學生產生主動探究的興趣，從而引入本節課想讓學生關注到的滅火知識。（2）借助實驗活動，讓學生自己動手，在實踐過程中將化學知識與生活實際聯系起來，幫助學生形成主動思考、積極探究的科學態度。

環節二：師生互動得出結論

教師活動：進一步追問學生，滅火的原理與燃燒的條件之間有什么關系？啟發學生與火三角模型進行對比遷移，從而提煉出滅火模型。

學生活動：思考分析實驗過程中所用到的滅燭方法，都是如何達到滅火目的的？通過滅火與燃燒條件的對比，找出滅火的本質。

教師活動：在轟趴生日會，除了溫馨的許愿環節，最值得期待的就是一頓美食了，但是在廚房做飯的過程中，如果油鍋起火怎么辦？

學生活動：學生根據生活經驗已知油鍋起火不能用水澆滅，經過思考，嘗試根據滅火模型解釋油鍋起火為何不能用水，以及如何解決油鍋起火問題。

設計意圖：（1）通過實驗活動分析與生活實際問題的結合，引導學生從燃燒與滅火的現象出發找出滅火的本質，從而形成“化學源于生活，生活中處處有化學”的理念。（2）引導學生抓住滅火的本質，掌握滅火的原理。

環節三：合作探究思維拓展

教師活動：滅火最高效的方法就是使用滅火器，那么滅火器的工作原理是怎樣的？滅火器應該如何設計？請從設計原理、滅火原理角度分別進行分析。

學生活動：小組合作，設計簡易滅火器（包括滅火器的名稱、設計原理、滅火原理、主要藥品儀器、裝置示意圖）。

教師活動：拋出問題，是否所有的滅火器都是用二氧化碳來滅火？提供資料“歷史上的滅火器”，你能根據各種滅火器的名稱、藥品儀器，分析其中的設計原理和滅火原理嗎？對比歷史上的滅火器，你設計的滅火器有什么不足之處？

學生活動：閱讀資料“歷史上的滅火器”，從設計原理、滅火原理兩個角度嘗試分析歷史上的滅火器的工作原理和使用范圍。反思自己設計的滅火器是否考慮到反應物的選取、反應的速度以及產生二氧化碳的量等問題，總結實驗設計的基本思路。

設計意圖：（1）幫助學生形成嚴謹科學的實驗態度，提高學生的實驗裝置設計能力。（2）通過分析理論與實物的差距，啟發學生在學習理論的同時關注理論與實踐的差異，培養學生的技術思維，增強學生理論聯系實踐的能力。（3）幫助學生打破思維定勢，激發學生的創造性思維。

環節四：總結概括提煉升華

教師活動：學習了燃燒的條件和滅火的原理，大家能不能告訴我火災是如何形成的？生活中我們如何防火？提供資料“火災案例”。

學生活動：閱讀“火災案例”資料，分析著火原因，分析總結各種火災場景該怎么樣逃生，以及生活中遇到火災如何滅火。

設計意圖：（1）通過資料分析，提高學生分析問題、解決問題的能力。（2）借助火災案例告誡學生防范勝于救災，增強學生防火滅火意識，學會逃生自救的方法。

環節五：診斷與評價

請每個小組從下列話題中選擇其一，寫一份解決預案報告。

（1）化學實驗室滅火解決預案。請觀察實驗室的環境，哪些物品容易燃燒？如果做實驗的過程中失火，如酒精灑在桌子上并燃燒，該如何滅火？

（2）家庭滅火解決預案。請觀察家庭的環境，哪些物品容易燃燒？如果做飯過程中油鍋起火，該如何處理？如果家具起火，該如何滅火？

（3）請調查學校、居住小區等環境中的消防設施，設計合理逃生路線。

上述三個話題必含內容：如果發生自己無法撲救的火災，在逃生或被困等待救援的過程中，有哪些必備的生存技能？

四、教學特色

1.基于學生和社會發展需求進行教學

處于青春期的初中學生，對自然世界的科學現象和規律充滿了好奇心和求知欲。而化學作為一門與生活中許多經驗和現象關聯密切的自然科學，更是實現學生抽象思維與創造性思維結合的重要科目。因此在本節課中充分考慮學生已有的生活經驗，在激發學生好奇心和求知欲的同時，鼓勵學生從事實出發，抽象出對于一類事物的理性思考，并且讓學生創造性地進行設計，幫助學生借助已有信息去解決未知問題。

21世紀，是一個創新的時代，學生只有具備了對生活中的復雜問題分析和理解能力，才能夠進一步去解決生活中的諸多問題，通過對滅火器的分析，拓寬學生的視野，讓學生真正體會到化學與技術、社會的關系，形成用化學的眼光看待和解決問題的能力。

2.在教學中引入化學史

我國著名的化學家傅鷹先生曾說過：“化學給人以知識，化學史則給人以智慧。”化學的歷史，實際上是化學方法和化學智慧的歷史。本節課借助歷史上的滅火器，讓學生應用所學知識去分析滅火器的工作原理，不僅能夠培養學生多因素分析的能力，而且能夠深切感受到化學知識在生活生產中的重要性。

3.促進學生的認識發展

真正的知識不是靜態的，而是動態的、可建構的，本節課學生以學習滅火原理的基本知識基礎，主動參與到生活中滅火方法的判斷、滅火器的設計中去，不僅能夠幫助學生建立起基本的知識結構，而且能夠將所學知識遷移到實際問題的解決中，從而培養學生的創造性思維和實驗設計的能力，從而真正實現了從知識解析到促進學生認識發展的教學。