基于觀念建構的復習課教學設計

余晨曦 周文榮

摘要：依托“認識化學變化”復習課教學設計，以生活中的蚊香為主題情境，對其燃燒、成分、發展進行探究和分析，各環節以實驗貫穿，以問題驅動，以活動展開，逐步形成化學知識網絡，建構化學基本觀念，從而促進學生思維發展和能力進階。

關鍵詞：觀念建構;認識化學變化;教學設計;思維發展

文章編號：1008-0546（2022）02x-0038-05

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.02x.010

在新課程改革背景下，以“練習——講解——歸納”為核心的傳統復習課教學已無法滿足課堂上教與學的交往與互動，無法促進學科的深層理解和思維的深度發展。因此，從“知識為本”走向“觀念建構”的學習方式的落實變得尤為重要。筆者以“認識化學變化”為例，進行基于觀念建構的主題式復習課教學，從知識類、方法類、情意價值類核心觀念培養學生“分類——遷移——應用”能力[1]，促進學生學科觀念的形成。

一、基于觀念建構的教學設計框架

基于觀念建構的教學設計以學科觀念目標設計為引領，針對需要實現的學科觀念目標設計具體真實的問題，針對問題設計建構觀念的核心活動，針對活動結果設計反饋評價的方式，基本框架見圖1。

根據山東師范大學畢華林教授《化學基本觀念：內涵分析與教學建構》一文提出的化學基本觀念，“認識化學變化”復習課以真實的生活化主題情境——蚊香貫穿始終，且每環節穿插實驗，無時無刻不在滲透實驗觀。通過對蚊香燃燒情況以及燃燒前后質量的分析，利用對比思想鞏固燃燒條件、滅火原理、質量守恒等相關知識的同時強化學生的計量觀與變化觀。在對蚊香成分進行探究時，提煉定性到定量等多角度認識化學變化的方法，實現分類觀、元素觀的形成。從微粒觀的角度追溯蚊香的部分發展，感悟化學在改善生活品質、推動社會發展等方面的價值和意義，無形之間建構學生的化學價值觀。具體教學流程設計如圖2所示。

二、課堂教學實錄與設計意圖

環節一：分析蚊香的燃燒

[引入]步入5月，我們迎來24節氣之一——立夏，象征著夏季的開始，你對夏天有什么印象？

[學生]熱;蚊蟲多。

[追問]夏天蚊蟲較多，那我們如何克服？

[學生]點蚊香。

[實驗1]蚊香無焰燜燒。

[問題1]你們觀察到什么現象？

[學生]（觀察現象）發紅光、冒白煙、有氣味。

[追問]能量方面呢？你的判定依據是什么？

[學生]放熱，因為燃燒是發光、發熱的劇烈的化學變化。

[過渡]（投影圖片）前幾天老師在家里點蚊香時，發現蚊香支架丟失，便用金屬夾做了簡易支架。

[視頻1]金屬夾使燃燒熄滅（筆者剪輯、配音，可用微信或QQ掃圖3二維碼觀看，密碼：000000，下同）。

[問題2]為什么蚊香還未燃盡就熄滅了？

[學生]金屬具有導熱性，將燃燒放出的熱量導入到冷空氣中，使溫度沒有達蚊香的著火點。

[問題3]我們化學實驗中最常用的是對比實驗的思想，那么視頻中的蚊香熄滅和老師手中的蚊香燃燒能形成一組對比實驗嗎？得出的結論是什么？

[學生]因為溫度是唯一變量，所以能形成對比實驗，結論是燃燒需要達到著火點。

[追問1]灰燼不燃而蚊香燃，又能說明物質燃燒需滿足哪一條件？

[學生]物質具有可燃性。

[追問2]除此以外，物質燃燒還需滿足的條件是什么？

[學生]與氧氣接觸。

[問題4]除了視頻中的方法，你們還有哪些方法使蚊香熄滅？所對應的原理是什么？

[學生]用燒杯罩在蚊香上，利用了隔絕氧氣的原理;剪掉蚊香燃燒部分，利用了撤離可燃物的原理。

[過渡]老師在課后點燃蚊香時發現這樣的現象。

[展示]蚊香燃燒前后質量示數（反應前19.76g，反應后18.60g）。

[問題5]為什么灰燼的質量小于蚊香本身質量？你的判定依據是什么？

[學生]根據質量守恒定律，可能有氣體逃逸;根據現象還有白煙逃逸（回顧蚊香燃燒現象）。

[問題6]以小組為單位改進實驗裝置驗證蚊香燃燒前后質量相等。

[學生]（小組討論、交流反饋）學生設計方案（掃圖4二維碼）。

[視頻2]（展示教師演示實驗）改進裝置測量蚊香燃燒前后質量（掃圖5二維碼）。

[問題7]根據前后裝置的改進，我們在設計質量守恒定律實驗時，要注意哪些方面？

[學生]若有氣體參與反應或物質逃逸，需在密閉容器中進行實驗。

設計意圖：以蚊香創設生活化情境，通過蚊香的點燃，培養學生描述物理現象的觀察力，并從物質變化和能量變化兩方面幫助學生建構變化觀。通過蚊香的熄滅方法，深刻體會化學應用于生活的真實性，并從對比思想的層面歸納總結燃燒條件及滅火原理相關知識。通過師生對話、生生對話對蚊香燃燒前后質量進行分析并對裝置進行改良升級，在提升分析問題和解決問題能力的同時培養學生的實驗觀，并整體復習質量守恒定律，建構計量觀。

環節二：探究蚊香的成分

[過渡]能燃燒的蚊香中含有哪些元素呢？我們一起進入實驗探究。

[實驗2]探究蚊香中的元素（實驗裝置見圖6）。

[問題8]你們觀察到什么現象？能得出什么結論？

[學生]（觀察現象）氯化鈷試紙變為粉色，澄清石灰水變渾濁，有白煙;說明生成了水和二氧化碳。

[追問1]澄清石灰水變渾濁一定是生成的二氧化碳與之反應的結果嗎？

[學生]（思考分析）也有可能是白煙。

[追問2]那如何區分是白煙還是生成的碳酸鈣？

[學生]從長柄V型右側往白色固體中滴加稀鹽酸，若白色固體消失有氣泡產生，則為碳酸鈣。

[實驗3]鑒別碳酸鈣或白煙。

[問題9]通過實驗現象，確實已能得出結論，蚊香燃燒可生成二氧化碳和水，因此蚊香中有哪些元素？

[學生]一定還有碳元素、氫元素，可能含有氧元素。

[過渡]蚊香中有效成分是丙烯菊酯，老師用李比希法精確測定反應數據，請根據圖7確定其化學式。

[學生]自主計算后，投影展示計算過程和結果，并及時糾正。

[問題10]一盤蚊香質量為15.1g，其中丙烯菊酯完全燃燒后能產生0.0418g二氧化碳，丙烯菊酯在蚊香中的含量是多少？

[學生]自主完成，投影展示。

[資料卡1]丙烯菊酯微毒，含量低，即使同時點燃5盤蚊香，它所產生的二氧化碳的量對于一間20立方米的房間來說，微不足道，不會使人產生頭昏、氣悶癥狀。（展示計算步驟，見圖8;展示二氧化碳濃度與相應癥狀，見表1。）

[過渡]但浙江一對夫妻卻因點燃4盤蚊香被送進了醫院。

[視頻3]浙江一對夫妻蚊香中毒（掃圖9二維碼）。

[問題11]這對夫妻中毒的原因是什么？

[學生]蚊香不完全燃燒產生的一氧化碳超標。

[資料卡2]蚊香成分及不完全燃燒的原因介紹。

[問題12]那么如何使不完全燃燒轉變成完全燃燒呢？

[學生]增大與氧氣的接觸面積、增大氧氣濃度。

[問題13]因此蚊香在使用過程中有哪些注意點？

[學生]在空氣流通區域使用;若在密閉環境內使用，人及寵物需先離開。

設計意圖：“認識化學變化”是學生從用文字、符號表達化學變化走向用規范、系統的化學方程式表達化學變化的轉折。本環節通過對蚊香中元素、丙烯菊酯的組成與燃燒的探究，促進知識建構層層遞進，使學生對化學變化從單一的物質變化的表達走向用化學方程式系統的表達，培養了學生的變化觀。通過質量守恒定律的運用，基于事實依據推理，促進學生從定性、定量的視角認識化學變化，培養學生的元素觀和計量觀。另外，本環節將生活中的新聞視頻引入課堂，進而對蚊香進行深入剖析，建構完全燃燒和不完全燃燒的分類觀。

環節三：追溯蚊香的發展

[資料卡3]蚊香的發展——宋代雄黃燃燒驅蚊。

[實驗4]（教師演示）雄黃燃燒及產物檢驗實驗（裝置如圖10）。

[問題14]根據實驗現象，雄黃為什么能驅蚊？

[學生]雄黃燃燒產生了有毒的SO2可以驅趕蚊蟲。

[問題15]根據圖11微觀變化過程，寫出雄黃燃燒的方程式。

[學生]書寫后交流反饋，補充完善。

[資料卡3]蚊香的發展——明清驅蚊法介紹;19世紀，日本上山英一郎利用除蟲菊發明蚊香;如今利用擬除蟲菊酯制各類驅蚊產品。

[問題16]液體電蚊香因狀態為液態，使用時需通電，新聞常報道驅蚊液的爆炸，你們認為驅蚊液會引發爆炸嗎？

[學生]不會。

[追問1]引發化學爆炸所需滿足的條件有哪些？

[學生]（回顧舊知）可燃物在有限空間內達到一定濃度，且滿足燃燒的三條件。

[實驗5]驅蚊液的燃燒（實驗裝置見圖12）。

[追問2]是否已滿足引發化學爆炸的所有條件？[學生]使用時溫度未達到驅蚊液的著火點，因此不會引發化學爆炸。

[資料卡4]驅蚊液的原理，側面印證不會使壓強過大，引發物理爆炸。

[問題17]那新聞報道的驅蚊液的爆炸又是什么原因呢？

[展示]各類新聞報道驅蚊液的爆炸。

[視頻4]液體電蚊香倒插引發爆炸（掃圖13二維碼）。

[總結]教師帶領學生一起總結。（板書見圖14）。

設計意圖：通過實驗現象，結合微觀示意圖歸納古時驅蚊產品的原理，宏微結合體會化學本質，促進學生微粒觀的建構。通過分析和視頻解析，從物理和化學爆炸兩方面深入復習爆炸產生的條件，在此過程中，學會用化學知識解釋生活現象及原理，體會化學的實用性和科學性。通過蚊香的發展和更新迭代，體會時代的進步和化學的發展，進一步提升化學價值觀。

三、基于觀念建構的教學設計思考

觀念建構的復習教學是復習課的一種形式。在化學基本觀念的引領下，使學生在高水平、高層次的思維活動中加強對化學知識的理解和掌握。它不僅能改善枯燥的復習課教學現狀，也契合新課程改革的標準。

1.明確主導學習的觀念目標

初中化學知識以化學概念和原理等居多，知識零散化、碎片化，很難使學生自動生成化學觀念，所以需要引入觀念教學來使知識系統化、邏輯化，引導并促進學生化學觀念的建構[2]。教學設計以教學目標為核心，因此，明確主導學習的觀念目標則成為觀念教學的指南針。筆者基于知識類、方法類、情意類三個維度，合理利用教學資源，梳理知識中蘊含的學科基本觀念，整體設計觀念目標。“認識化學變化”一課以蚊香為主題創設生活化教學情境，將燃燒與滅火、質量守恒定律、化學方程式等知識的內在聯系與層級關系進行串聯，展開基于觀念建構的主題教學。具體觀念目標如圖15所示。

2.設計基于觀念建構的問題

有效的教學問題能促進教師與學生進行有效率、有深度的課堂對話，推動課堂前進，使學生思維產生碰撞和共鳴從而提升思維方式，促進學生對已學知識進行新的認識，提升思維高度，所以，設置層次遞進的有效性、驅動性問題，能促進學生觀念的建構、認知的發展、素養的提高。“認識化學變化”一課，筆者在每一環節設置的問題都系統整合學科知識內容，基于觀念建構分成三個層次：簡單問題——回顧舊知;本源性問題——加深學生對知識的理解和掌握;高階問題——引發學生展開交流討論、反思創新等活動，在問題解決中完成對知識網絡的形成和化學基本觀念的建構[2]。“認識化學變化”問題設置見圖16。

3.組織基于觀念建構的活動

依據學生的認知水平和思維發展水平，從基本概念入手，開展小組討論、實驗探究、反思交流等多樣化的教學活動能增強學生對知識的深層理解，能有效推動基本觀念的建構。同時，具體有效的活動能進一步加深理解化學與社會、生活的關系，進一步加深理解化學在社會、生活的應用和地位，進一步促進基本觀念的內化和素養的整體提升。“認識化學變化”具體活動見圖17。

參考文獻

[1]盧巍，徐迎春.促進觀念建構的“聚類—提升—應用”復習策略——以“物質的化學變化”專題復習為例[J].化學教學，2020（2）：38-41.

[2]何春霞.學科觀念為本的復習課教學設計策略——以滬教版“認識化學變化”的復習為例[J].化學教與學，2020（10）：46-49.

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