基于真實情境的初中化學深度學習實踐探究

摘要：《義務教育化學課程標準（2022年版）》提出教師應積極開展核心素養導向下的化學教學，充分發揮化學課程的育人功能，落實立德樹人根本任務。教師應根據學情及學校實際，以生為本，創設真實、生動、直觀且富有啟迪性的學習情境，激發學生學習化學的興趣，引發學生深度思考，幫助學生建構學科各層級概念，實現課堂教學從掌握知識到發展素養的真正轉變。

關鍵詞：新課標；真實情境；深度學習

《義務教育化學課程標準（2022年版）》（以下通稱“新課標”）在“重視開展核心素養導向的化學教學”的課程理念中提出“創設真實問題情境，倡導‘做中學’‘用中學’‘創中學’，開展項目式學習，重視跨學科實踐活動”。為此，化學教學必須關注學科知識與學生經驗、現實生活、社會生產之間的關聯；引導學生從真實情境中發現問題，展開討論，設計實驗方案，進行實驗驗證；在解決問題的過程中，形成和發展認識化學的思路、方法及科學態度，最終形成學生在比較復雜的情境中運用學科知識、關鍵能力解決實際問題的素養。知識具有情境性，知識的產生、理解及遷移過程均離不開情境的支撐。創設與學生生活、學習密切相關的真實情境，讓學生在真實情境中學習化學是形成學科核心素養的必經之路。

“金屬材料”一課是人教版初中化學教材九年級下冊第八單元第一課的教學內容。該單元隸屬于“物質的性質與應用”學習主題。本單元學習之前，學生已經通過學習氧氣、二氧化碳等具體且熟悉的物質的組成、性質、變化、用途及制備，初步建立了學習化學的一般思路和方法。從本單元學習開始，學生要從“物質類別”的視角深入研究物質，因此該單元在初中化學教學中具有重要的地位及作用。

一、以真實視頻情境導入新課，激發學生學習興趣

建構主義學習觀認為，文化和情境對學生的學習具有非常重要的價值。將學習情境與真實生活建立關聯，讓學生發現所學與所用之間的關系，既可以激發學生學習化學的興趣和好奇心，又能幫助學生理解所學知識的價值并主動建構知識體系。因此，良好的情境引入是達成教學目標的有效手段之一。

【教學片段1】

教師播放天舟七號貨運飛船發射過程的視頻片段。

師：北京時間2024年1月17日22時27分，搭載天舟七號貨運飛船的長征七號遙八運載火箭，在中國文昌航天發射場發射取得圓滿成功。天舟七號貨運飛船的成本非常昂貴，之所以這么貴，是因為天舟七號貨運飛船中使用了大量的金屬材料。這些金屬材料有哪些？作用是什么？這堂課我們一起來了解金屬材料的相關知識。

該導課視頻視聽效果非常震撼，呈現了中國高科技研究成果的強大功能。課堂伊始，學生的注意力便被緊緊抓住。通過觀看視頻并伴隨著主持人的講解，學生的民族自豪感及學習興趣迅速被激發出來。

二、依據學情選擇真實情境，助力學生核心素養達成

素養導向的化學課堂非常關注學生在真實的任務情境中獲得知識、理解知識并運用知識的深度學習過程，只有在這樣深入參與、深入探究、深入體驗的學習中，學生才能真正理解抽象的學科知識，建立化學學習的一般思路與方法，形成科學態度及正確的價值觀。因此，在教學中，教師應創設學生所熟悉的生活情境，利用學生熟悉的、生活中的物質來進行化學教學，更利于化學核心素養的達成。

【教學片段2】金屬的物理性質

師：生活中哪些物品是由金屬材料制成的？請展示課前你搜集的由金屬制成的或含有金屬配件的物品，并和大家交流你的成果。

生：這是一個燈泡，里面的燈絲是由金屬鎢制成的，鎢是銀白色固體；能做燈絲說明鎢具有導電性；因為熔點很高，鎢不易被燒斷，所以用作燈絲；能拉成絲，說明鎢具有延展性。

生：這是一支體溫計，里面含有金屬汞，汞是銀白色液體，我通過查閱資料知道金屬汞有毒。

生：這是一個由金屬銅制成的火鍋，銅是紫紅色固體，能用來做銅火鍋，說明銅具有導熱性。另外，物理課用的導線也是銅做的，說明銅還具有導電性。

生：這是一塊由金屬鋁制成的鋁箔紙，鋁是銀白色固體，密度小；鋁能用于燒烤、發電，說明其具有導熱性；鋁箔是片狀，說明鋁具有延展性。

生：這是一枚金戒指的圖片，金屬金是黃色固體，有金屬光澤，很好看。

生：這兩個分別是鐵制和鋁制的易拉罐，鐵能被磁鐵吸引，而鋁不能。

生：這是三個不同面值的硬幣，我上網查閱了資料，得到這樣的結論——一角硬幣的材質是鋁合金，為銀白色固體；五角硬幣的材質是鋼芯鍍銅合金，為金黃色固體；一元硬幣的材質是鋼芯鍍鎳合金，為銀白色固體。

師：根據大家列舉的金屬材料，我們把金屬材料分為兩類——一類是純金屬，另一類是合金。我在黑板分成兩列分別進行整理。請觀察同學們帶來的金屬類物品，嘗試總結金屬具有哪些物理性質。

【小組研討】

1.學生閱讀教材第3 頁中的表 8～表12；

2.針對金屬制成的物品開展研討。

【學生匯報】

生：大多數金屬是銀白色，都具有導電性、導熱性……

生：銅是紅色的，金是黃色的；常溫下汞是液體，其他金屬是固體……

師：很多金屬有共同的物理性質，但是不同金屬的同種性質有時也是不一樣的。

（師生共同總結金屬的物理通性及特性）

本片段是金屬的物理性質及特性的學習。教師增加了這樣的設計環節：課前，讓學生尋找生活中用金屬材質制作的物品，了解該物品中金屬的名稱、使用此金屬的原因等與金屬有關的內容，并將該物品（或圖片）帶到課堂上，將學習結果與其他同學進行交流。

學生在完成課前作業的過程中，通過閱讀、查閱資料、與家長溝通等形式，對生活中部分常見金屬有了初步了解。在搜集生活物品的過程中，學生進一步感受到金屬材料在生活中的廣泛應用，也理解了化學與生活的密切關系，意識到化學來源于生活并且服務于生活，進一步激發了學生深入學習金屬的熱情。

在課堂教學中，學生先將收集到的物品在班級中進行展示，并匯報研究成果。在匯報過程中，學生積極發言，小組同學之間相互補充。然后，通過展示大量生活中的金屬物品，學生非常直觀地感受、認識到金屬的諸多性質。最后，在師生共同總結的環節中，學生對金屬物理性質的了解從感性上升到理性，從個別發展到一般，也滲透了類比、歸納等學習方法。這樣的設計與實踐，實現了以生為本的、從知識教學到素養教學的轉變。

三、設計真實實驗探究情境，完善學生知識結構

化學來源于生活，又服務于生活。化學知識來源于人們對生活實踐的總結與凝練，化學知識在提升人類生活質量、推動社會可持續發展方面起著重要的作用。化學與人類的衣食住行密切相關。因此，化學的學習必須與生活、社會建立關聯。教師要引領學生從生活中尋找與化學有關的物質、物品來學習化學，并將所學知識遷移到生活中，讓知識與學生的經驗、經歷密切關聯。只有這樣，學生才能將所學新知識有效嵌入知識結構中。

【教學片段3】合金

師：實驗臺上的是大家搜集到的由多種金屬融合制成的金屬物品，剛才大家已經做了匯報。其實，我們生活中所見到的金屬材料不都是純金屬，更多的是合金。比如，不銹鋼、鋁合金等。什么是合金呢？合金有哪些特殊性能呢？這些物品為什么用合金制成呢？請大家閱讀教材中的相關內容并按照要求完成實驗。

【小組探究】

1. 閱讀教材第6頁～第7頁中一些常見合金的主要成分、性能和用途。

2. 以小組為單位合作完成教材第4頁的實驗：比較黃銅片（銅鋅合金）與銅片，硬鋁片（鋁合金）與鋁片的光澤和顏色，將它們互相摩擦，比較它們的硬度。

【學生匯報】

生：在一些金屬中加熱熔合其他金屬或非金屬，制得具有金屬特征的材料叫合金。合金也具有金屬特征，也有導電性、導熱性，有金屬光澤。

生：我們通過實驗發現，銅鋅合金的硬度比銅的硬度大，硬鋁的硬度比鋁的硬度大。由此，我們猜測合金的硬度大于組成它的金屬的硬度。

生：我們匯報的是根據課前作業要求而查閱的資料（如圖1）。

師：通過上述學習，我們發現金屬形成合金后，硬度變大了、熔點降低了。除此之外，抗腐蝕性能也更好。比如，不銹鋼菜刀與純鐵菜刀相比，更不易生銹。因此，合金比純金屬有更廣泛的用途。生活中常見的鐵合金有生鐵、鋼，它們是含碳量不同的鐵合金。成語“百煉成鋼”即是將鐵中部分碳除去的過程。

【教師板書】

師：除了鐵合金及教材中介紹的常見合金，還有一些新型的合金，如形狀記憶合金。

（教師播放視頻：形狀記憶合金、儲氫合金、耐熱合金等新型合金的組成及在生活、生產中的應用）

【學生匯報】學生課前查閱資料，找到了幾種由合金制成的樂器，制作PPT并匯報。

生：編鐘是中國古代重要的打擊樂器，是鐘的一種。青銅編鐘出現在商代，興起于西周，盛于春秋戰國直至秦漢，自宋代以來漸漸衰退，源遠流長三千余年。青銅編鐘作為我國古代的禮樂重器，是中國古代樂器“八音”（金、石、土、革、絲、木、匏、竹）之首。青銅編鐘的制作分為青銅制作與調音兩個環節，主要以青銅（銅、錫和鉛冶煉而成的合金）為主要材料，當時的銅被稱為“金”，材料比較珍貴。古人用銅制成大小不一的鐘并懸掛于木質鐘架上，用木槌敲擊發音，音色清脆、悠揚，穿透力強。在古代，編鐘是上層社會專用的樂器，是等級和權力的象征。在現代，編鐘體現的則是中國歷史的宏大與厚重。

生：古代的古箏多用動物的毛發做弦，音色柔和，但聲音小，易走音，使用壽命短；后用尼龍弦，再用裸鋼絲，音量變大了，但偏硬；如今用尼龍鋼絲弦，既有傳統弦的柔和，又有鋼絲弦的韌性，音量也有了質的提高。镲——兩個圓形的銅片互相撞擊發聲。嗩吶——木質管身，上端裝帶哨銅管，下端套一銅制的喇叭口。

生：鋼琴發聲的原理——彈奏者通過按下鍵盤上的琴鍵，牽動鋼琴里面包著絨氈的小木槌，繼而敲擊鋼絲弦發出聲音。18世紀時的鋼琴以鋼絲為主。1825年，有了鑄鐵架子的鋼琴，俗稱“板”。1834年，開始用鋼弦—280e6e90d1e5c7ff9e14e19ecb1f2dd8—現在多為合金。琴弦排列——高、中音琴弦由鋼絲制成；低音琴弦用鋼絲加上紫銅纏絲制成。

生：早期的長笛是由烏木或者椰木制成的，現代則多使用金屬的材質，如普通的鎳銀合金到專業型的銀合金，9K和14K金以及貴金屬鉑等。傳統木質長笛的音色特點是圓潤、溫暖、細膩，音量較小，而金屬長笛的音色就比較明亮寬廣。豎琴——琴弦通常在高音區用尼龍弦，中音區用腸衣弦，低音區用金屬弦。

師：音樂總能給人的心靈以洗禮，而其形形色色的載體在演奏時常令人不由得心生愉悅。金屬的功能眾多，在與音樂相伴的過程中，便淋漓地體現了其美的一部分。無論是小到琴弦這樣的部件，還是大到古今中外的各式樂器，它們金屬的典雅之感、良好的性能和特有的光澤既是一種特色，又是一種品質。樂器與金屬，從過去到現在再到未來，一直會有如此完美的結合。

合金的定義及特性的學習，部分教師是通過引領學生快速閱讀教材相關內容的方式完成的。本片段設計與此不同，先由學生帶來的合金制成的物品引入，再引領學生閱讀教材、完成合金特性的探究實驗。在了解合金的特性后，教師再讓學生思考課前搜集到的部分物品為什么由合金制成。在這個深度參與過程中，讓學生理解、感受合金為什么比純金屬的應用更廣泛。之后，教師播放了多種重要的、新型的合金在生活、生產、科研中的應用及其結構的視頻，觀看后學生受到震撼。最后，學生將課前查閱的、由合金制成的樂器的有關資料制作成PPT進行匯報。在學習和匯報中，學生深切感受到金屬與我們的生活、生產密不可分，金屬材料為改善人類生活、促進社會發展起到了不可或缺的作用。

在“金屬材料”一課中，教師根據學情在多個環節均創設了真實學習情境。在關鍵問題的引領下，學生通過課前調研、閱讀、實驗探究、展示搜集的物品、制作PPT進行匯報交流等形式，積極主動且深度參與知識的探索與形成過程。本課的設計與實施尊重學生思維的個體差異，努力為學生提供獨立思考、小組合作、展示交流的機會和平臺，真正體現了“以生為本”的理念。在本課的學習過程中，學生充分感受到化學在滿足人類生活需要和促進科技發展方面的重要作用。通過觀看、了解先進的科技成果，學生感受到前輩們的艱辛研究歷程，激發其昂揚的學習斗志和熱情。

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準（2022年版）［M］.北京：北京師范大學出版社，2022.

［2］錢勝.談新課標背景下初中化學課堂教學設計［J］.中學化學教學參考，2023（6）.

（責任編輯：楊強）

作者簡介：馬智慧，大連教育學院初中化學教研員，高級教師。

課題項目：本文系遼寧省教育科學“十四五”規劃2022年度課題“素養導向下初中化學大單元‘教—學—評’一體化研究”的階段性研究成果。課題編號：JG22CB224。