“初探暖寶寶”智慧課堂實(shí)踐

葉哲凱

（南京市建鄴初級(jí)中學(xué)，江蘇 南京 210017）

大多數(shù)初中化學(xué)教師都有同感：在傳統(tǒng)的復(fù)習(xí)課里，教師經(jīng)常將學(xué)過的知識(shí)點(diǎn)連成線，用做習(xí)題代替知識(shí)總結(jié)，造成學(xué)生對(duì)復(fù)習(xí)課不感興趣。要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以從學(xué)生熟悉的生活中的物質(zhì)入手。眾所周知，化學(xué)離不開衣食住行，化學(xué)知識(shí)和原理起源于生活。教師應(yīng)將分散在各單元的基礎(chǔ)知識(shí)重新組合設(shè)計(jì)，帶領(lǐng)學(xué)生探究身邊的物質(zhì)，讓學(xué)生參與生活化教學(xué)實(shí)踐。學(xué)完第八單元的時(shí)間是12月中旬，氣溫較低，此時(shí)開設(shè)“初探暖寶寶”復(fù)習(xí)課，驗(yàn)證暖寶寶的物質(zhì)成分，學(xué)生興趣高漲。以初探暖寶寶的發(fā)熱原理為本節(jié)課的切入點(diǎn)，學(xué)生的興趣容易被激發(fā)。

一、教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）暖寶寶的發(fā)熱原理

學(xué)習(xí)任務(wù)1：探究暖從何而來。

學(xué)生活動(dòng)：閱讀產(chǎn)品說明書，了解暖寶寶的主要成分：鐵粉、水、活性炭、蛭石、吸水性樹脂和食鹽。

提出問題：如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證暖寶寶放熱？

學(xué)生推測(cè)：暖寶寶發(fā)熱是由于袋內(nèi)物質(zhì)鐵與氧氣、水同時(shí)接觸，發(fā)生緩慢氧化放熱，造成溫度升高。

啟發(fā)學(xué)生：暖寶寶發(fā)熱過程中不僅發(fā)生物質(zhì)變化，而且發(fā)生能量變化。

學(xué)習(xí)任務(wù)2：利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證暖寶寶發(fā)熱原理。

學(xué)生操作：學(xué)生分6個(gè)小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，把一袋暖寶寶的內(nèi)袋放入采集器中密封，用蘇威爾溫度傳感器、氧氣傳感器測(cè)溫度、氧氣的含量變化。

實(shí)驗(yàn)圖像：隨著時(shí)間的變化，溫度由室溫15攝氏度逐漸升高到40攝氏度，氧氣含量由21%降低至8%。

學(xué)生在既熟悉又陌生的環(huán)境里探究物質(zhì)的性質(zhì)，既有成就感又有探究的欲望。

學(xué)習(xí)任務(wù)3：在兩種因素影響氣體壓強(qiáng)的情況下解讀圖像。

密閉空間里，在鐵生銹的過程中，氧氣含量減少，溫度升高。提出問題：氧氣含量減少，會(huì)使密閉空間的氣體壓強(qiáng)變小，溫度升高會(huì)使密閉空間的氣體壓強(qiáng)變大，在兩種因素影響下，密閉空間的氣體壓強(qiáng)是變小還是變大？密閉空間里氣體的體積何時(shí)讀取數(shù)據(jù)？

用問題引導(dǎo)探究，用任務(wù)增強(qiáng)合作，關(guān)注學(xué)生的思維水平，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深入理解。

實(shí)驗(yàn)拓展：了解上述采集器中氣體壓強(qiáng)的變化。

向?qū)W生展示暖寶寶10個(gè)小時(shí)氣體壓強(qiáng)的變化圖：AB段（兩分鐘內(nèi)）密閉空間里氣體壓強(qiáng)陡降，隨后BC段緩慢上升，終點(diǎn)C低于起始點(diǎn)A。

師生分析三個(gè)問題：

AB段：緩慢氧化消耗氧氣對(duì)氣壓的影響大于放熱對(duì)氣壓的影響。

BC段：緩慢氧化消耗氧氣對(duì)氣壓的影響小于放熱對(duì)氣壓的影響。

C點(diǎn)的壓強(qiáng)：C點(diǎn)反應(yīng)結(jié)束，溫度為室溫，因此C點(diǎn)只表示消耗氧氣造成的氣壓減小。

學(xué)習(xí)任務(wù)4：在兩種因素影響氣體壓強(qiáng)的情況下讀取氣體的體積數(shù)。

[創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)]用針筒測(cè)空氣中氧氣的含量

實(shí)驗(yàn)過程：

（1）剪開一包暖寶寶。

（2）快速折疊塞入針筒（不要接觸底部），塞上活塞密封。

（3）倒扣在裝有紅墨水的燒杯內(nèi)。

（4）觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：針筒內(nèi)水位逐漸上升。

學(xué)生回答問題：

（1）如何解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？

學(xué)生甲回答：針筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)小于大氣壓。

學(xué)生乙回答：鐵粉緩慢氧化消耗氧氣對(duì)氣壓的影響小于鐵粉緩慢氧化放熱對(duì)氣壓的影響，造成針筒內(nèi)水位逐漸上升。

學(xué)生甲的回答只是停留在新授課的結(jié)論上：水位的變化是由于存在壓強(qiáng)差，而學(xué)生乙的回答已經(jīng)切入問題的本質(zhì)。

（2）消耗氧氣的體積如何計(jì)算？

原密閉空間氣體體積數(shù)減去反應(yīng)結(jié)束時(shí)密閉空間氣體體積數(shù)。

（3）何時(shí)讀取氣體體積數(shù)？

學(xué)生甲回答：反應(yīng)結(jié)束，冷卻到室溫時(shí)，讀取氣體體積數(shù)。

教師追問：水位上升到不再移動(dòng)說明什么問題？

學(xué)生乙回答：密閉空間氣體壓強(qiáng)與外界氣體壓強(qiáng)相等時(shí)，讀取氣體體積數(shù)。

學(xué)生丙回答：反應(yīng)結(jié)束，冷卻到室溫時(shí)，密閉空間氣體壓強(qiáng)與外界氣體壓強(qiáng)相等，水位不再上升時(shí)，讀取氣體體積數(shù)。

（二）驗(yàn)證暖寶寶中含有鐵

學(xué)習(xí)任務(wù)1：運(yùn)用性質(zhì)決定用途的化學(xué)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用鐵的性質(zhì)驗(yàn)證暖寶寶中含有鐵。學(xué)生先設(shè)計(jì)方案，教師巡視指導(dǎo)。在確定方案可行后，學(xué)生動(dòng)手分組操作，并填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

實(shí)驗(yàn)1操作步驟：取一小鑰匙樣品置于點(diǎn)滴板上，滴加少量硫酸銅溶液。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：黑色粉末部分變成紅色。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：暖寶寶中含有鐵。

實(shí)驗(yàn)2操作步驟：取一小鑰匙樣品置于點(diǎn)滴板上，滴加少量稀鹽酸。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溶液中有氣泡產(chǎn)生。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：暖寶寶中含有鐵。

實(shí)驗(yàn)3操作步驟：鑷一團(tuán)棉花蘸取樣品放在酒精燈火焰上灼燒。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：火星四射。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：暖寶寶中含有鐵。

學(xué)習(xí)任務(wù)2：學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)并填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師出示評(píng)價(jià)內(nèi)容讓學(xué)生互評(píng)。

教師采用量化評(píng)價(jià)的原則。評(píng)價(jià)方式如下：

①5分，實(shí)驗(yàn)原理書寫正確，操作性強(qiáng)，裝置簡單，使用藥品少，對(duì)環(huán)境的污染小。

②4分，實(shí)驗(yàn)原理書寫正確，設(shè)計(jì)完整，操作性不強(qiáng)，考慮不周全。

③3分，實(shí)驗(yàn)原理書寫有錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)完整，操作性不強(qiáng)，考慮不周全。

（三）構(gòu)建有關(guān)鐵的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

學(xué)習(xí)任務(wù)：在三個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式中勾畫出鐵會(huì)生成哪些單質(zhì)、氧化物、鹽，什么物質(zhì)可制得鐵。

從鐵的性質(zhì)、生成鐵到鐵的用途，多角度構(gòu)建鐵的網(wǎng)絡(luò)圖，夯實(shí)知識(shí)基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)歸納的能力。

（四）出示挑戰(zhàn)性作業(yè)

課后猜想：“暖”為何來得快？“暖”為何保持長久？

二、教學(xué)反思

（一）生活化增強(qiáng)復(fù)習(xí)課中學(xué)生學(xué)習(xí)的驅(qū)動(dòng)力

學(xué)生熟悉暖寶寶，但不知道里面的物質(zhì)是什么。當(dāng)他們打開內(nèi)包裝袋的時(shí)候，就像發(fā)現(xiàn)新大陸一樣興奮和喜悅。從化學(xué)的視角重新認(rèn)識(shí)暖寶寶，這就是他們學(xué)習(xí)的驅(qū)動(dòng)力。

（二）科技助力攻克教學(xué)難點(diǎn)

STS教育理論指出，將科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)融入教學(xué)中。我們的學(xué)生生活在信息化時(shí)代，讓他們與“智慧課堂”同步，是他們?cè)敢庾龅氖虑椤３跆脚瘜殞毜陌l(fā)熱原理，讓學(xué)生精準(zhǔn)掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)現(xiàn)“智慧課堂”的三個(gè)精準(zhǔn)，使教學(xué)有序進(jìn)行。

（三）統(tǒng)籌規(guī)劃教學(xué)策略，幫助學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法

在初探暖寶寶的發(fā)熱原理的任務(wù)中設(shè)計(jì)了四個(gè)任務(wù)鏈，它們是遞進(jìn)關(guān)聯(lián)的，學(xué)生在任務(wù)鏈的引導(dǎo)下，會(huì)很快突破難點(diǎn)。

學(xué)生在探究完兩種因素影響氣體壓強(qiáng)的情況下怎樣讀取氣體的體積數(shù)之后，就會(huì)知道在多種因素影響氣體壓強(qiáng)的情況下怎樣讀取氣體的體積數(shù)。