“初探暖寶寶”智慧課堂實踐

葉哲凱

（南京市建鄴初級中學，江蘇 南京 210017）

大多數初中化學教師都有同感：在傳統的復習課里，教師經常將學過的知識點連成線，用做習題代替知識總結，造成學生對復習課不感興趣。要激發學生的學習興趣，可以從學生熟悉的生活中的物質入手。眾所周知，化學離不開衣食住行，化學知識和原理起源于生活。教師應將分散在各單元的基礎知識重新組合設計，帶領學生探究身邊的物質，讓學生參與生活化教學實踐。學完第八單元的時間是12月中旬，氣溫較低，此時開設“初探暖寶寶”復習課，驗證暖寶寶的物質成分，學生興趣高漲。以初探暖寶寶的發熱原理為本節課的切入點，學生的興趣容易被激發。

一、教學設計

（一）暖寶寶的發熱原理

學習任務1：探究暖從何而來。

學生活動：閱讀產品說明書，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：如何設計實驗驗證暖寶寶放熱？

學生推測：暖寶寶發熱是由于袋內物質鐵與氧氣、水同時接觸，發生緩慢氧化放熱，造成溫度升高。

啟發學生：暖寶寶發熱過程中不僅發生物質變化，而且發生能量變化。

學習任務2：利用實驗驗證暖寶寶發熱原理。

學生操作：學生分6個小組進行實驗，把一袋暖寶寶的內袋放入采集器中密封，用蘇威爾溫度傳感器、氧氣傳感器測溫度、氧氣的含量變化。

實驗圖像：隨著時間的變化，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%。

學生在既熟悉又陌生的環境里探究物質的性質，既有成就感又有探究的欲望。

學習任務3：在兩種因素影響氣體壓強的情況下解讀圖像。

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，會使密閉空間的氣體壓強變小，溫度升高會使密閉空間的氣體壓強變大，在兩種因素影響下，密閉空間的氣體壓強是變小還是變大？密閉空間里氣體的體積何時讀取數據？

用問題引導探究，用任務增強合作，關注學生的思維水平，促進學生對知識的深入理解。

實驗拓展：了解上述采集器中氣體壓強的變化。

向學生展示暖寶寶10個小時氣體壓強的變化圖：AB段（兩分鐘內）密閉空間里氣體壓強陡降，隨后BC段緩慢上升，終點C低于起始點A。

師生分析三個問題：

AB段：緩慢氧化消耗氧氣對氣壓的影響大于放熱對氣壓的影響。

BC段：緩慢氧化消耗氧氣對氣壓的影響小于放熱對氣壓的影響。

C點的壓強：C點反應結束，溫度為室溫，因此C點只表示消耗氧氣造成的氣壓減小。

學習任務4：在兩種因素影響氣體壓強的情況下讀取氣體的體積數。

[創設實驗]用針筒測空氣中氧氣的含量

實驗過程：

（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。

（4）觀察現象。

實驗現象：針筒內水位逐漸上升。

學生回答問題：

（1）如何解釋實驗現象？

學生甲回答：針筒內氣體壓強小于大氣壓。

學生乙回答：鐵粉緩慢氧化消耗氧氣對氣壓的影響小于鐵粉緩慢氧化放熱對氣壓的影響，造成針筒內水位逐漸上升。

學生甲的回答只是停留在新授課的結論上：水位的變化是由于存在壓強差，而學生乙的回答已經切入問題的本質。

（2）消耗氧氣的體積如何計算？

原密閉空間氣體體積數減去反應結束時密閉空間氣體體積數。

（3）何時讀取氣體體積數？

學生甲回答：反應結束，冷卻到室溫時，讀取氣體體積數。

教師追問：水位上升到不再移動說明什么問題？

學生乙回答：密閉空間氣體壓強與外界氣體壓強相等時，讀取氣體體積數。

學生丙回答：反應結束，冷卻到室溫時，密閉空間氣體壓強與外界氣體壓強相等，水位不再上升時，讀取氣體體積數。

（二）驗證暖寶寶中含有鐵

學習任務1：運用性質決定用途的化學原理設計實驗方案。

啟發學生運用鐵的性質驗證暖寶寶中含有鐵。學生先設計方案，教師巡視指導。在確定方案可行后，學生動手分組操作，并填寫實驗報告。

實驗1操作步驟：取一小鑰匙樣品置于點滴板上，滴加少量硫酸銅溶液。

實驗現象：黑色粉末部分變成紅色。

實驗結論：暖寶寶中含有鐵。

實驗2操作步驟：取一小鑰匙樣品置于點滴板上，滴加少量稀鹽酸。

實驗現象：溶液中有氣泡產生。

實驗結論：暖寶寶中含有鐵。

實驗3操作步驟：鑷一團棉花蘸取樣品放在酒精燈火焰上灼燒。

實驗現象：火星四射。

實驗結論：暖寶寶中含有鐵。

學習任務2：學生分組實驗并填寫實驗報告，教師出示評價內容讓學生互評。

教師采用量化評價的原則。評價方式如下：

①5分，實驗原理書寫正確，操作性強，裝置簡單，使用藥品少，對環境的污染小。

②4分，實驗原理書寫正確，設計完整，操作性不強，考慮不周全。

③3分，實驗原理書寫有錯誤，設計完整，操作性不強，考慮不周全。

（三）構建有關鐵的知識網絡

學習任務：在三個反應的化學方程式中勾畫出鐵會生成哪些單質、氧化物、鹽，什么物質可制得鐵。

從鐵的性質、生成鐵到鐵的用途，多角度構建鐵的網絡圖，夯實知識基礎，培養學生系統歸納的能力。

（四）出示挑戰性作業

課后猜想：“暖”為何來得快？“暖”為何保持長久？

二、教學反思

（一）生活化增強復習課中學生學習的驅動力

學生熟悉暖寶寶，但不知道里面的物質是什么。當他們打開內包裝袋的時候，就像發現新大陸一樣興奮和喜悅。從化學的視角重新認識暖寶寶，這就是他們學習的驅動力。

（二）科技助力攻克教學難點

STS教育理論指出，將科學、技術、社會融入教學中。我們的學生生活在信息化時代，讓他們與“智慧課堂”同步，是他們愿意做的事情。初探暖寶寶的發熱原理，讓學生精準掌握實驗數據，運用“互聯網+”實現“智慧課堂”的三個精準，使教學有序進行。

（三）統籌規劃教學策略，幫助學生掌握學習方法

在初探暖寶寶的發熱原理的任務中設計了四個任務鏈，它們是遞進關聯的，學生在任務鏈的引導下，會很快突破難點。

學生在探究完兩種因素影響氣體壓強的情況下怎樣讀取氣體的體積數之后，就會知道在多種因素影響氣體壓強的情況下怎樣讀取氣體的體積數。