基于情感性藝術處理策略的化學教學設計

溫利廣

摘要：以“金屬材料（第1課時）”的教學設計為例，運用“擬人導入”“PK挑戰”“靈活分組”“競爭互助”“角色轉換”“歌謠小結”等情感性藝術處理策略對教學內容和教學組織進行優化，通過引發學生（尤其是學困生）的積極學習心向達到優教和促學的目的。

關鍵詞：學困生;情感性藝術處理策略;學習心向;金屬材料;性質

文章編號：1008-0546（2019）08-0063-05

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.08.021

奧蘇貝爾（David Pawl Ausubel， 1918-2008）認為意義學習產生的兩個先決性內部條件為[1]：（1）學習者必須具有同化新材料的適當的認知結構。（2）學習者必須具有學習新材料的學習心向。基于此，教師在處理教材時要注重同時從認知和情感兩個維度優化課堂教學，既要考慮學生對教學內容的可接受性，也要考慮學生（尤其是學困生）對教學內容的樂接受性。筆者多年的教學實踐表明，從教學內容和教學組織的處理上解決學生的學習心向問題更具有促學意義。以上也正是筆者運用情感性藝術處理策略對“金屬材料（第1課時）”進行教學設計的基礎和出發點。

一、教學主題內容及教學現狀分析

本節內容為初中化學人教版下冊教材第八單元“金屬和金屬材料”課題1“金屬材料”第1課時“幾種重要的金屬”[2]。

本課時的主要內容包括：（1）金屬的共性與特性;（2）金屬的物理性質與用途之間的關系;（3）幾種新型的金屬材料。

已有的教學設計[3-5]中的教學思路均著重凸顯：（1）如何從書本教材、師生提供的素材、乃至實際生活中的實物、網絡等多種途徑，引領學生感受、認知、歸納金屬的共性。（2）如何在金屬的應用中啟發學生關注金屬的特性，并不斷貫穿組成與性質、性質與用途的關系這一重要的學科思想。

存在兩個問題值得關注：（1）對教材的處理主要囿于認知范疇，缺乏情感維度上的考慮。過分關注認知的學習過程，難以發揮情感的促學作用。（2）形式單一、陳舊的教學組織和學習過程并不是學生尤其是有較重厭學情緒的學困生所需要的，他們在平淡無奇的學習方式中很難獲得學習化學愉悅的情緒生活和積極的情感體驗。

二、基于情感性藝術處理策略的教學思想與創新點

所謂化學教學的情感性藝術處理策略，“是指化學教師向學生呈現教學內容的過程中，從情感角度著手，對教學內容進行必要的藝術加工處理，創設化學教學中情知交融的教學氛圍，陶冶學生情操，提高學習效率的策略[6]。對“金屬材料”教學內容進行情感性藝術處理，將情感性藝術策略靈活運用于教學各環節中（見表1），可以有效引發學生學習化學的心向，從而起到優教和促學的作用。

三、教學目標

1.認知領域：了解金屬的物理性質，了解金屬的用途與金屬性質的關系。

2.技能領域：了解探究金屬物理性質的方法。培養細致的實驗觀察能力和綜合分析實驗結果（或事實數據）得出科學結論的能力。

3.情感領域：通過設計的6項活動進一步培養學習化學的興趣，激發為民族振興、社會進步而學習化學的志向。

重點：常見金屬的物理性質及性質與用途的關系。

難點：培養學生綜合分析問題的能力。

四、教學流程

基于情感性藝術處理策略，將本課時的教學過程設計為六環節，教學流程如下（見圖1）。

五、教學實錄

1.自我介紹，初識金屬

【活動】每組分發一塊鋁片，學生觀察和思考。

【教師】如果你就是這塊鋁片，請你盡可能從更多的角度面向大家作一個自我介紹。介紹時重點描述的是“我”有哪些物理性質，大家回答時可以以接龍的方式相互補充。

【學生1】大家好，我的名字叫鋁，我的膚色是白色的，有美麗的光澤，在眾多金屬中我是屬于比較輕的那類。我可以彎曲和折疊，還可以壓制成包裝糖果的鋁箔，另外我還能導電、導熱。

【學生2】比較輕的說法不夠專業，應該說密度比較小。

【學生3】鋁的顏色不是白色，是銀白色。

【教師】我們學習一種新物質時，要按一定的規律，有序地去認識它。金屬有一些共性：常溫下是固體（汞除外），有金屬光澤，大多為電和熱的優良導體，有延展性，密度較大，熔點較高等。另外，不同的金屬還具有各自的特性和用途，這也是我們本節課要學習的重點。

2.PK挑戰，加深對“金屬的性質與用途關系”的理解

【活動】學生閱讀課本P3的表8-1 -些金屬物理性質的比較。

【教師】由表8-1可以看出，金屬還具有各自的特性。具體到某一種金屬，它的性質與用途之間的關系是怎樣的呢？我們一起來做一個游戲——常見金屬的性質與用途PK，大家想不想參加？

【學生】想。

【教師】下面我先介紹游戲規則：每組推出一名代表挑戰對方，本組其他同學可補充或代替，對白格式為“因為我有……所以我可以……”，要體現出“因果關系”，對不上為輸。其他同學可以做記錄，最后評出一名最佳PK手。

甲（示例）：我是金剛石，因為我硬度大，所以我能用來做鉆探機的鉆頭。

乙（示例）：我是石墨，因為我有導電性，所以我能用來做干電池的電極。

（1）鋁-PK—鐵

學生鋁：我是鋁，因為我有良好的延展性，所以我可以用來做鋁箔。

學生鐵：我是鐵，因為我能夠彎曲，所以我可以用來做回形針。

學生鋁：我是鋁，因為我的密度比較小，所以我可以用來做飛機。

學生鐵：我是鐵，因為我硬度大，所以我可以用來做錘子。

學生鋁：我是鋁，因為我的導電性不錯，所以我可以用來做導線。

學生鐵：我是鐵，因為我的導熱性良好，所以我可以用來做炊具。

【教師】鐵能做炊具還與它的什么性質有關呢？誰可以補充一下？

【學生】熔點高。因為如果鐵的熔點不高的話，加熱時就容易熔化。

【教師】很好！鐵能做炊具與它具有良好的導熱性和熔點高都有關。因此，我們分析問題時要盡量做到全面。

（2）銅一PK—銀

學生銅：我是銅，因為我有紫紅色的美麗光澤，所以我可以用來做裝飾品。

學生銀：我是銀，因為我有銀白色的漂亮光澤，所以我也可以用來做裝飾品。

學生銅：我是銅，因為我的密度比較大，所以我可以用來做秤砣。

學生銀：我是銀，因為我有延展性，所以我可以用來做銀箔。

學生銅：我是銅，因為我有優良的導電性，所以我可以用來做導線。

學生銀：我是銀，因為我也有優良的導電性，所以我也可以用來做導線。

【教師】在前面PK的基礎上，我們一起來初步建立常見金屬的性質和用途的關系。

【板書】性質決定用途，用途反映性質。

3.小組合作，設計方案驗證金屬的性質與用途

【準備】課前準備好銅片、鐵片、鋁片、銅塊、鐵塊、鋁塊、鐵錘、干電池、小燈泡、線路板、酒精燈、坩堝鉗、剪刀、托盤天平等器材和用品。

【教師】根據你所知道的銅、鐵、鋁的其中一個性質或用途，請同學們結合桌面上的器材和用品分組設計一個簡單的實驗方案加以證實（要求：三種金屬的性質或用途不重復）。把本組的探究結果與其他組同學交流，看誰獲得了更豐富的證據和更準確的結論。最后篩選出優秀方案實施實驗。

【學生】分組討論，組間交流，展示方案（見表2、表3），實驗探究。

4.競爭互助，在真實情境中培養綜合分析能力

【教師】在前面的PK環節，有同學提到用銀做導線。假如五金店的導線都是銀做的，情況會怎么樣？

【學生l】銀很貴，這種導線一般人買不起。

【教師】對，所以我們在考慮金屬的用途時，能否僅僅是考慮它們的性質呀？

【學生1】不能，銀比較貴，還要考慮成本。

【學生2】地殼中銀的含量比較少，還要考慮資源。

【教師】對，還要考慮價格和資源。生活中的很多問題也需要我們學會綜合分析。下面請同學們根據自己的生活經驗和課本表8-1所提供的信息，并查閱有關資料以搶答的方式回答下列問題。看哪位同學對問題的分析更準確、全面，同時其他同學可以做補充。

【投影】問題1：為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不用鉛制？

【學生1】因為鐵的密度大，鉛的密度小。

【學生2】不對，鉛的密度比鐵還大。是因為鐵的硬度大，鉛的硬度小。

【教師】對。另外，鐵無毒，鉛有毒。

【投影】問題2：為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制？如果用錫制的話，可能出現什么情況？

【學生1】鎢的熔點高，錫的熔點低。

【學生2】用錫制的話，燈絲不會亮。

【教師】不對，我覺得用錫制的話燈也會亮。但只是亮一瞬間，因為剛通電就熔斷，好比一次性的“閃光燈”。

【投影】問題3：為什么有的鐵制品如水龍頭等要鍍鉻？如果鍍金怎么樣？

【學生l】鉻的硬度非常大，鍍鉻可以增加水龍頭的耐磨性。

【學生2】鍍金好看。

【學生3】鍍金雖然好看，但金的硬度比較小，不耐磨，很快就會磨損掉，中看不中用。

【教師】鍍金成本高，太引入注意，容易被盜。

【投影】問題4：我們目前常用的1元、5角、1角硬幣是用一些特殊的金屬材料制造的。這些金屬材料有什么性質？

【學生l】硬度比較大，耐磨。

【學生2】密度比較小，輕便。

【學生3】材料要無毒、安全，色澤要好看。

【學生4】材料價格要比較低。

【教師】因為硬幣數量非常大，還要求資源要充足。

【教師】因此。我們在考慮物質的用途時，要進行綜合分析。除了要考慮物質的性質，還需要考慮價格、資源、使用是否便利、是否美觀、廢料是否易于回收和對環境的影響等因素。

5.展示交流，介紹幾種新型金屬材料

三名學生代表分別介紹生物醫用金屬材料、納米多孔金屬材料和航天特種高分子金屬材料等三種新型金屬材料。

【學生l】生物醫用金屬材料

生物醫用金屬材料主要包括不銹鋼、Ti合金、Co合金、Mg合金、形狀記憶合金、貴金屬以及純金屬（Ta、Nb、Zr）等，因其在強度、塑性、韌性、模量、硬度、疲勞壽命、抗腐蝕等方面具備優良性能而被廣泛用于骨科治療，如固定物、人造關節、齒科、人造脊柱等或矯形器械。Zr基生物醫用合金材料因其彈性模量低、強度高、在生理環境中耐腐蝕性能好、生物相容性好等優點逐漸引起人們的關注，被用作人體硬組織替代材料[7]。

【學生2】納米多孔金屬材料

“納米多孔金屬”這個概念最先由美國Sieradzki和Newman于1990年正式提出。相比于傳統金屬材料，納米多孔金屬材料具有比表面積大、孔隙率高、抗疲勞、耐腐蝕、高強度、能量吸收性好等優勢，被廣泛應用于催化、生物過濾與分離、傳感器、高性能光學薄膜、表面增強拉曼散射等領域，在燃料電池、電容器等新能源材料領域也有著巨大的應用前景。納米多孔金屬材料可根據其孔徑尺寸的大小分為3類：孔徑小于2nm的為微孔，孔徑大于50nm的為大孔，孔徑在兩者之間的為介孔[8]。

【學生3】航天特種高分子金屬材料

航天特種高分子金屬材料具有防靜電、防熱、抗核電磁脈沖、表干時間短以及施工工藝簡便等特點。這種材料的使用，主要為解決航天產品儲存過程中出現的霉菌、鹽霧以及濕熱等問題，使航天產品的內部結構以及儀器設備能夠在一個適宜的溫度范圍內進行工作，保證關鍵材料的正常工作。以防熱性能為例，目前航天特種高分子金屬材料中主要加入了酚醛樹脂、有機硅樹脂等。因樹脂的隔熱性好、耐燒性、彈性好、儲存時間長等特性，讓其能夠在多個航天產品中得到應用。且航天特種高分子金屬材料中加入樹脂后，成為非碳性材料，實現在紅外、雷達等吸波下進行隱身[9]。

6.知識梳理，歌謠結課

【教師】最后，我們一起來將本節課學習的知識梳理一下。請同學們參照《世上只有媽媽好》的旋律齊唱《金屬之歌》。

【學生】齊唱。

【投影】

金屬之歌

常見金屬要知道，鐵鋁銅鉻金銀鎢;

金屬物性九要素，顏色光澤導熱性;

狀態熔點導熱性，密度硬度延展性;

金呈黃色銅紫紅，其他多為銀白色;

銅絲鋁絲做導線，美麗首飾金和銀;

炒菜做飯涮羊肉，鐵鍋鋁鍋銅火鍋;

要想耐磨需鍍鉻，菜刀錘子憑鐵硬;

電燈發光靠鎢絲，包裝糖果用鋁箔;

金屬用途多方定，價格資源與環保;

美觀便利易回收，綜合考慮須記住。

六、教學效果與反思

一個新穎、有趣的導入會給學生留下難以忘懷的印象。環節1一方面以擬人化的自我介紹直奔主題，從一開始就深深吸引住學生，他們的學習熱情也大大地提升了，為后面的教學做好鋪墊。另一方面，學生通過對金屬的“自我介紹”，既可以引導他們回憶、提煉頭腦中已存有的金屬物理性質的知識儲備，同時也暴露出他們對金屬性質的認識尚處于零散和無序的狀態，產生超出自己預期料想的效果，從而引發學生學習化學的積極心向。

環節2對教學內容進行趣味化處理，更能引發學生的積極學習心向。同伴PK挑戰的對話形式融知識性和趣味性于一體，讓學生耳目一新，學習熱情非常高漲。學生對金屬的物理性質與用途PK的過程，實際上就是他們自主建構“性質決定用途、用途反映性質”這一學科思想方法的過程。另外，PK環節也很好地鍛煉了學生的口頭表達能力，同時，他們所暴露出的知識或思維誤區（如用銀做導線）也為后面環節的教學做好鋪墊。本環節也有欠缺、有遺憾——層次比較低的班級的學生對“性質與用途關系”的理解往往還比較生硬，導致學生思維的火花沒有真正被激發并引起高效的碰撞。

環節3的學習小組由4人組成，其中一名是優等生，一名是后進生，兩名是中等生，要求各小組成員平均水平基本一致，每個小組基本上都是全班的縮影或截面。組內異質為互助合作奠定了基礎，而組間同質又為保證全班各小組間開展公平的競爭創造了條件。學生以小組合作的形式設計驗證“金屬的性質與用途”的實驗方案并實施的過程培養了他們的合作學習能力和實驗探究能力。學生設計方案和實施方案的過程實際上就是收集證據證實或證偽金屬的性質和用途的過程，從而有效建立觀點、結論和證據之間的邏輯關系。由于筆者所在學校實驗條件不理想，沒能找到體積相同的銅塊、鐵塊和鋁塊，故臨時建議學生用大小相當的三種金屬片代替完成方案二的實驗。

環節4中，首先，搶答的方式能鍛煉學生思維的敏捷性，符合初中學生愛競爭的心理特點。這種方式為課堂創設了自由民主的氛圍，學生在搶答中品嘗成功的喜悅，滿足了表現欲，從而增強學習化學的興趣。其次，真實情境問題的設置為學生應用知識解釋現象或解決問題提供了機會，第一位學生的搶答和其他學生（包括教師）的補充或糾錯的過程也是引導學生學會綜合分析問題和合作互助的過程。至此，教學難點在緊張熱烈而又輕松愉快的氛圍中得到突破。需要注意的是，為防止學生因急于表達而亂答，教師在拋出問題后要留出適當時間給學生思考，培養他們認真傾聽和深度思考的習慣。

環節5是建立在學生課外自主學習的基礎之上。筆者于課前廣泛發動學生，通過網絡（以中國知網為主）、書籍等資料，收集關于新型金屬材料的相關知識，并由學生自己動手做成圖文并茂的幻燈片，在課堂上交流、展示。在該環節中，學生的角色由“學習者”向“教授者”轉換，充分發揮了學生的主體作用。通過對三種新型金屬材料的介紹，拓寬了學生的視野，同時也激發了他們為民族振興、社會進步而學習化學的志向。

環節6以歌謠《金屬之歌》的形式對本節課學習內容進行梳理小結，至少有以下三個好處：一是歌謠式小結形式新穎，使學生興趣大增;二是歌謠式小結明了易記，朗朗上口，與一條一款的提綱式小結比較，易記勿漏。三是歌謠式小結融學科知識及思想方法于一體，再次引發學生的學習心向，這對于幫助學生掌握本節課的知識及對今后的學習大有幫助。如果時間允許，讀者也可以嘗試在課堂上讓學生自編歌謠進行學習小結，這實際上是引導學生自主發現、自我建構的過程。

參考文獻

[1] Ausubel DP， et al.Educational Psychology：A CognitiveView[M].New York： Holt， Rinehart &Winston Inc， 1978：132-136

[2]王晶，鄭長龍.義務教育教科書：化學九年級下冊（第1版）[M].北京：人民教育出版社，2012：2-4

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[4]涂耀林，朱春紅，徐琴.基于培養學生核心素養的教學設計——以“用途廣泛的金屬材料”為例[J].中學化學教學參考，2018（12）：30-31

[5]徐雁.學生全程參與的《金屬材料》新授課教學設計[J].化學教與學，2012（9）：67-70

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[7] 劉東云，湛永鐘.Zr基生物醫用合金材料的發展與探索[J].廣西科學，2018，25（6）：633-638

[8] 刁桂林，郭軒軒，李雪.納米多孔金屬材料的研究進展[J]遼寧科技大學學報，2018，41（6）：401-405

[9]何永富，航天特種高分子金屬材料研究與應用進展[J].世界有色金屬，2018（8）：234-237