初中化學創意課程的教學嘗試

韋艷蓉

摘要：以給魚增氧的魚浮靈為素材，開發了適用于初中化學創意課程的的教學案例。引導學生認識物質及其變化規律，幫助學生拓展視野和啟迪思維，綜合運用化學、數學、物理等多學科知識分析解決有關問題，發展科學探究與創新意識、科學態度與社會責任等化學學科核心素養。

關鍵詞：魚浮靈;創意課程;教學案例

文章編號：1008-0546（2021）02-0073-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.02.018

中學化學課程知識結構嚴謹抽象，思維要求比較高，因而常常給人一種“高冷”的感覺，加上常規教學依然側重于知識技能的傳授，大量充斥著“訓練性學習”，做題似乎成了學生化學學習的唯一手段。這種“印象”和做法對于發展學生的化學素養、豐富學生對化學的積極情感體驗是不利的。

未來已來，學生已變。我們的課程設置是否能滿足學生成長的需求？我們的課程內容是否能讓不同學生均有受益？因此，在化學啟蒙初中教育階段，通過課程創新，開發創意課程顯得尤為重要，不僅能展現化學課程“有趣”“有用”的一面，讓學生始終保持對化學世界的好奇心和求知欲，更能豐富學生對化學學科和化學學習的認識，甚至將各科內容綜合化，提升孩子已有的生活經驗，發展核心素養。我們需要靜心思考與積極探索。

教學需創造真實世界與學生的連接，與未來的連接，問題涉及往往比較復雜，本案例呈現了如何圍繞一種真實世界的熟知而又具有一定神秘色彩的化學物質來創意開發學習活動，讓學生利用多學科知識整合聯系起來，并讓學生親身體驗，提升分析和解決真實問題的能力。

一、課程主題的確定

研究表明，學生對科學的興趣從小學到高中在不斷降低。造成學習動機降低的可能原因是科學教學過程中過于強調書本的支配地位和對科學事實的記憶。大多數學生渴望把學習科學作為一種因為興趣而積極參與的過程來體驗。

“魚浮靈”是水產運輸或養殖過程中的一種常用的白色固體。將“魚浮靈”給幾位初中生喂魚，他們能聚精會神地玩很長時間，說明學生對此非常感興趣。從他們的生活經驗、知識結構出發，利用學生熟悉而又感興趣的事物，適時創設具有趣味性、探索性、延伸性的教學情境，激發學生的學習意識和創作欲望。基于魚浮靈中的化學物質，不僅可以讓學生感受物質的神奇，還能夠融人物理和化學學科內容的學習與理解，促進學生將書本知識與現實生活和科技發展聯系起來，避免學生形成機械性知識--孤立的、不能運用的知識片斷。

二、課程學習目標

對于“魚浮靈”課程，以“魚浮靈遇水產生了什么氣體”“魚浮靈的組成”“魚浮靈增氧原理”“如何制備魚浮靈”為問題驅動，引導學生綜合運用多學科知識揭秘“魚浮靈”，在揭秘過程中親歷真實、復雜問題的分析與解決過程，充分感受化學在生產、生活中的好處，逐步學會跨越想象與現實之間的鴻溝，最終實現多學科知識的融會貫通，開拓視野，提升科學探究能力等。制定學習目標如下：

（1）通過探究魚浮靈遇水中產生了什么氣體，強化實驗方法的設計改進與科學態度;

（2）通過對魚浮靈組成認識，深刻理解學科相關思想和觀念;

（3）通過探究魚浮靈增氧原理，發展信息獲取和理解能力;

（4）在探討制備魚浮靈的活動中，發展實踐創新精神和合作交流能力。

三、課程學習流程

課程學習流程如表1所示。

四、課程實施

1.魚浮靈視頻引入，激發探究興趣

由于中學生對魚浮靈及其揭秘非常感興趣，所以首先播放“‘魚浮靈讓瀕死魚起死回生活蹦亂跳”的視頻。該視頻展示了魚販子往水里撒的一種速溶的白粉末，即魚浮靈，水中產生了大量氣泡，半死不活的魚迅速“起死回生”，活蹦亂跳起來。

2.探索發現，提出問題

提出問題：你認為魚浮靈遇水后生成的是什么氣體？

學生分析思考后做出猜想：是氧氣。（因為魚需要呼吸。）

設計實驗：將魚浮靈加水后帶火星的木條檢驗。

進行實驗：取少量魚浮靈放入試管中加水，伸人帶火星的木條，看是否復燃。

實驗現象：試管中有持續細小氣泡緩慢放出，木條沒有復燃。（學生感到驚訝）

得出結論：魚浮靈遇水后生成的不是氧氣。

學生對于魚浮靈加水后生成的氣體不能使帶火星的木條復燃的現象感到驚訝。如果不是氧氣，那還有什么氣體可以使魚活蹦亂跳？這與常理不符合。如果是氧氣，那么為什么帶火星的木條不能復燃？

教師提供資料：氧氣的體積百分比為36.8%是帶火星木條能否復燃的臨界比例。

學生分析思考后再次做出猜想：帶火星的木條不復燃可能是收集的氧氣濃度不夠。

學生改進實驗方案：1.用排水集氣法收集氣體。

2.繼續向試管中加入少量MnO2粉末，

進行實驗：1.將魚浮靈加水后用排水法收集氣體，伸入帶火星的木條2.將帶火星木條伸人試管。

實驗現象：木條均復燃。（學生感到欣慰）

得出結論：魚浮靈遇水后生成了氧氣。

實驗反思：未出現預期的現象可能是生成物的濃度太小，檢驗不到。相對于加二氧化錳來說，改用排水法收集氣體后再檢驗所需的藥品較多。

教師補充：數字化儀器氧氣傳感器。取少量魚浮靈放入試管中加水，伸入氧氣傳感器顯示數值為31.1%。（學生全神貫注，沉迷于現代科技）

此環節是本課的中心環節，學生在真實情境下，采用任務驅動的方式展開，學生按照任務自主形成學習小組，圍繞任務展開搜索、調查、設計、修正等探索活動，通過學生自主發現問題，以及學生之間的交流討論等活動培養學生的集體意識，發展了學生的學科素養。教師觀察學生的學習情況，適時給予必要的監督、指導和支持。補充氧氣傳感器的實驗，讓學生由定性判斷到定量測定。

3.魚浮靈的成分

物質的組成和結構決定性質與變化。要知道魚浮靈的性質，必須要知道其組成。

通過查閱魚浮靈說明書得知：魚浮靈主要成分是過碳酸鈉，化學式2Na2CO3·3H2O2，俗稱固體雙氧水，是一種速效增氧劑，含氧量高，釋放迅速。施用本品能迅速增加水體溶氧量，有效防止水中生物因缺氧而造成的浮頭等現象。緩解水中酸性物質等，控制細菌繁殖。

4.揭秘魚浮靈增氧原理

通過查找雜志和網上資料學生發現了一些相關原理的介紹，比如其中江蘇省南通中學的張曉紅老師以“魚浮靈”作為探究對象，利用溶解氧傳感器和pH傳感器對“魚浮靈”增氧原理進行了實驗探究。結果發現，“魚浮靈”中碳酸鈉溶于水顯堿性，堿性條件能促進H202的分解，從而達到緩解水體缺氧的目的。

5.制備魚浮靈

我們能否嘗試自己制備魚浮靈？

學生很快提出制備魚浮靈的原料并不難找。碳酸鈉和雙氧水都是我們化學實驗室常見的藥品，但是常溫下碳酸鈉易溶于水，雙氧水本身就是液體且易分解，魚浮靈也是易溶于水的固體，如何讓碳酸鈉和雙氧水形成晶體有難度。

針對學生的困惑，教師進行思維引導。在回顧“不同的溶劑中物質的溶解性不同”等溶解性知識后，他們形成了以下操作思路：1.可以將雙氧水直接加到碳酸鈉固體中。2.可以用某種物質將原料包裹起來？3.可以加某種物質降低溶解度等。

教師肯定了學生的想法并做介紹：工業制過碳酸鈉分為干法和濕法2種。干法是將無水碳酸鈉置于流動床上，在熱空氣吹沸下向碳酸鈉上連續噴灑過氧化氫溶液，一步得到過碳酸鈉。此法流程短，產率高。缺點是設備復雜、技術條件控制嚴格、能耗高和產品穩定性差。目前較少采用。濕法就是讓原料在溶液中反應。

6.魚浮靈的應用

魚浮靈可應用于漁業農業，其主要成分過碳酸鈉極易分解，它既有碳酸鹽的性質，又有雙氧水的不穩定性和氧化性，溶于水后能放出氧而起到漂白殺菌等多種功效，還廣泛應用于洗滌、印染和醫藥等領域.

7.總結與交流

學生對魚浮靈的組成和結構、性質和變化、用途與制法進行總結與討論，充滿著調動了所知所想解決真實問題后獲得的成功體驗。說一說你最感興趣的是哪一部分？你還想研究關于魚浮靈的哪些問題？你在知識上有哪些收獲？獲取最佳實驗效果的設計思路是怎樣的？研究中用到了哪些方法，涉及到哪些學科思想？學生在潛移默化中對學科本質有了更深入的認識。

五、結語

創意課程是有意識的，教師要培養學生的發現意識和問題意識;創意課程是有意義的，不僅僅是激趣，更是指向學生的創新。創意課程指向學生的化學核心素養，指向未來發展！創意課程跟隨時代而來。愿作為教學主導者的我們能更新觀念，不斷探索，開啟思維，基于學生學習的視角來不斷優化活動設計，有意識地豐富自身的跨學科知識以及加強不同學科問的聯合教研，創生適合學生成長需求的課程，讓創意落地，使課程更具內涵和價值！