初中化學教學中生活化情境的運用

在當今社會，化學作為一門科學，廣泛地滲透于我們的日常生活中。從廚房中的調(diào)味品到清潔用品，從醫(yī)療健康到環(huán)境保護，化學知識的應用無處不在。將化學教學與現(xiàn)實生活緊密結(jié)合，不僅能夠激發(fā)學生的學習興趣，還能夠幫助他們更好地理解和應用化學原理，從而培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和實踐能力。初中化學，作為學生接觸化學學科的初級階段，制訂合理的教學計劃十分重要。人教版九年級化學教材，以其貼近生活、注重實踐的特點，為教師提供了豐富的教學資源。然而，如何有效地將這些資源與現(xiàn)實生活情境相結(jié)合，讓學生在熟悉的生活場景中探索化學的奧秘，也成為化學教學的一大挑戰(zhàn)。為此，本文將以人教版九年級上冊“化石能源的合理利用”一課中的“天然氣”知識為例，深入探討生活化情境教學在初中化學教學中的運用。教師通過三個教學案例設(shè)計，讓學生了解“天然氣”的性質(zhì)構(gòu)成、日常使用、來源途徑，從而形成三合一的系統(tǒng)化認知體系。在教學過程中，教師將抽象的化學概念轉(zhuǎn)化為生動的生活實例，讓學生在探究過程中自然而然地掌握化學知識，同時培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維、探索精神和解決問題的能力。

一、課程背景與學情分析

【課程背景】

“化石能源的合理利用”是人教版化學九年級上冊第七單元的內(nèi)容，旨在幫助學生理解燃料的基本概念、種類、燃燒過程以及能源的有效利用和環(huán)境保護的重要性。而“天然氣”作為該單元的一部分，對學生理解現(xiàn)代能源和化學知識有著重要幫助。天然氣是現(xiàn)代社會開發(fā)的一類清潔、高效的新能源，在現(xiàn)代社會應用日益廣泛，從家庭烹飪、供暖到工業(yè)生產(chǎn)、發(fā)電等領(lǐng)域，都有天然氣的身影。學習天然氣的相關(guān)知識，不僅有助于學生掌握基本的化學知識，還能引導他們關(guān)注能源、生態(tài)環(huán)境方面的問題，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保意識。在“天然氣”的板塊中，主要講解了甲烷（天然氣的主要成分）的組成、性質(zhì)以及其在燃燒過程中的化學變化。此外，課程內(nèi)容還涉及天然氣的開采、運輸、使用等環(huán)節(jié)，以及天然氣作為清潔能源在環(huán)境保護方面的優(yōu)勢。通過這些內(nèi)容的學習，學生將能夠建立起對天然氣這一重要能源的全面認識，理解其在現(xiàn)代社會中的重要作用，為構(gòu)建系統(tǒng)化的知識體系助力。

【學情分析】

九年級學生已經(jīng)具備一定的化學知識基礎(chǔ)，包括元素、化合物、化學反應等基本概念。很多學生已經(jīng)在之前的課程中學習和了解到相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)、化學方程式以及化學反應的類型等，為學習天然氣這一課題提供了必要的理論支持。然而，盡管學生已經(jīng)掌握了一定的化學基礎(chǔ)知識和概念，但他們對實際生活中能源的應用了解仍然較少，特別是天然氣這一清潔能源的具體應用及其環(huán)境意義，無法將書本上的知識遷移，導致學生難以形成系統(tǒng)化的認知，對化學的理解還停留于抽象化的公式、數(shù)據(jù)，不利于學生化學學科思維的發(fā)展和興趣愛好的培養(yǎng)。

二、教學主題與目標

【主題】天然氣——生活中的清潔能源

天然氣作為一種清潔、高效的能源，在現(xiàn)代社會中的應用日益廣泛。它不僅在家庭烹飪、供暖中發(fā)揮著重要作用，還在工業(yè)生產(chǎn)、發(fā)電等領(lǐng)域扮演著關(guān)鍵角色。因此，將“天然氣”作為教學主題，旨在引導學生深入了解這一清潔能源的組成、性質(zhì)、用途以及其在環(huán)保和能源可持續(xù)利用方面的優(yōu)勢。

【目標】

1.理解天然氣的組成，特別是甲烷的化學式及其燃燒反應。

2.掌握天然氣作為燃料的基本性質(zhì)和用途。

3.培養(yǎng)實驗觀察、數(shù)據(jù)分析和問題解決能力。

4.加強對環(huán)保和能源可持續(xù)利用的關(guān)注。

三、教學內(nèi)容與策略

●教學方案一：生活情境導入+實驗探究，助學生理解天然氣的性質(zhì)構(gòu)成

【導入環(huán)節(jié)】生活情境視頻觀看和討論

在課程開始之前，教師可以選取一些家庭廚房使用天然氣烹飪的視頻，視頻中應清晰展示天然氣灶具的操作過程、火焰的穩(wěn)定性和烹飪效果。當然，教師如果能自己在家實地取材拍攝，效果會更好。視頻中可以穿插一些家庭成員對于天然氣使用的感受和看法，以使學生產(chǎn)生情感共鳴。在學生觀看完視頻之后，教師引導學生圍繞以下幾個問題進行討論：“同學們的家里會使用天然氣嗎？”“天然氣在你們的家庭中主要用于哪些方面？”“使用天然氣時，你們是否注意到火焰的顏色和穩(wěn)定性？”“天然氣作為燃料，相比其他能源（如電、煤炭）有哪些優(yōu)勢？”因為天然氣在家庭中使用比較廣泛，學生有相應的生活經(jīng)驗，所以教師應鼓勵學生多分享自己的觀察和想法，可以通過小組討論或全班分享的形式進行。

【新知講解】了解天然氣的元素組成與甲烷燃燒反應

雖然學生或多或少地看到或者接觸過天然氣，但是他們可能對其具體性質(zhì)構(gòu)成還不夠了解。因此，教師在這個環(huán)節(jié)可以帶領(lǐng)學生詳細了解天然氣的化學成分，指出其主要成分為甲烷（CH4，通常占天然氣總量的80%到99.9%），并簡要介紹甲烷的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)（甲烷是一種無色、無味、無毒的氣體，具有高熱值、燃燒穩(wěn)定、潔凈環(huán)保等特點）。教師可以通過動畫或?qū)嶒炑菔炯淄榈娜紵^程，展示甲烷與氧氣反應生成二氧化碳和水的過程。同時，教師要解釋燃燒反應中的能量轉(zhuǎn)化，即化學能轉(zhuǎn)化為熱能和光能。教師也可以使用實例說明，以加深學生對甲烷燃燒反應的理解，如一個家庭每天使用天然氣烹飪2小時，估算這段時間內(nèi)甲烷燃燒產(chǎn)生的熱量和可能釋放的二氧化碳量。

【實驗設(shè)計】甲烷燃燒實驗，深入了解其化學性質(zhì)

實驗準備：教師提前準備好甲烷氣體、燃燒器、溫度計、量筒等實驗器材。同時，確保實驗室通風良好，并準備好安全防范措施。

實驗步驟：教師首先示范如何將甲烷氣體通過導管安全地通入燃燒器中。在示范的過程中，教師強調(diào)操作要領(lǐng)，如輕輕旋開氣體閥門，避免氣體泄漏。接下來可以讓學生分組進行，每組選出一名學生負責操作氣體閥門，另一名學生負責使用火柴點燃甲烷氣體。在點燃的過程中，教師提醒學生保持安全距離，佩戴好防護眼鏡。點燃后，教師指導學生觀察火焰的顏色和穩(wěn)定性，并記錄火焰的高度和溫度，同時引導學生思考火焰顏色與燃燒充分性的關(guān)系，以及溫度對燃燒效率的影響。

在實驗過程中，教師指導學生使用溫度計來測量火焰周圍的溫度，并記錄數(shù)據(jù)，觀察溫度計讀數(shù)的變化，理解燃燒過程中能量的轉(zhuǎn)化。同時，教師也可以讓學生使用量筒收集燃燒產(chǎn)生的氣體，并嘗試檢驗其成分。教師提供必要的化學試劑和儀器，如澄清石灰水，用于檢驗二氧化碳的存在。學生將收集到的氣體通入澄清石灰水中，觀察是否產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象，從而判斷氣體成分。在實驗過程中，教師巡視各小組的實驗情況，解答學生疑問，指導實驗操作。對于操作不規(guī)范或存在安全隱患的情況，教師及時糾正并給予指導。同時教師要讓學生記錄實驗數(shù)據(jù)，包括火焰高度、溫度、燃燒時間以及燃燒產(chǎn)生的氣體成分等，結(jié)合這些記錄的數(shù)據(jù)，讓學生根據(jù)公式計算甲烷燃燒產(chǎn)生的熱量和二氧化碳排放量。通過分析數(shù)據(jù)，教師幫助學生了解甲烷燃燒過程中的能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)變化，加深對化學反應原理的理解。

【討論與拓展】實驗結(jié)束后，教師組織全班學生進行討論。學生分享自己的實驗觀察結(jié)果和數(shù)據(jù)記錄，討論甲烷燃燒過程中可能發(fā)生的化學反應和能量轉(zhuǎn)化。教師引導學生思考甲烷燃燒產(chǎn)生的熱量和二氧化碳排放量對環(huán)境和氣候的影響；思考如何改進實驗裝置，提高實驗效率和安全性。例如，是否可以設(shè)計一種更高效的燃燒器，使甲烷氣體燃燒更充分？或者如何改進氣體收集裝置，更準確地測量燃燒產(chǎn)生的氣體成分？在實驗結(jié)束后，教師再組織全班進行總結(jié)，鼓勵各小組學生分享自己的實驗觀察結(jié)果、數(shù)據(jù)分析和學習收獲。通過本次實驗，教師幫助學生掌握甲烷燃燒的基本原理和實驗操作技能，認識到甲烷燃燒產(chǎn)生的熱量和二氧化碳排放量對環(huán)境和氣候的影響，增強環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展觀念。

●教學方案二：案例分析+角色扮演，掌握天然氣的安全使用方法

【目標與作用】本教學案例主要是在學生了解天然氣性質(zhì)構(gòu)成的基礎(chǔ)上，豐富學生的生活經(jīng)驗和實際應用，做好知識遷移工作，以進一步加深學生對天然氣使用安全、環(huán)保意義及未來發(fā)展方向的理解。通過具體案例的分析，教師幫助學生了解天然氣在不同場景中的應用及注意事項，提高安全使用天然氣的能力。同時，通過角色扮演活動，學生能夠親身體驗天然氣安全檢查、故障處理、環(huán)保宣傳等場景，加深對天然氣安全使用規(guī)范和環(huán)保意義的認識。此外，本案例還鼓勵學生發(fā)揮創(chuàng)意，設(shè)計家庭天然氣使用安全指南或推廣天然氣作為清潔能源的宣傳海報，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和實踐能力。

【課程導入】導入環(huán)節(jié)，教師可以展示近年來天然氣泄漏導致的安全事故的新聞，如家庭廚房天然氣泄漏引發(fā)爆炸、工廠天然氣管道破裂導致環(huán)境污染等。通過真實案例的展示，教師引導學生認識到安全使用天然氣的重要性，讓學生明白天然氣雖然是一種廣泛普及的高效清潔能源，但是使用不當也會造成安全隱患。

教師選取一些典型的天然氣使用案例，如家庭廚房烹飪、工廠生產(chǎn)、發(fā)電取暖等。在每個案例中，教師詳細分析天然氣在這些場景中的應用、優(yōu)點及潛在的安全隱患。例如，教師可以從學生的生活視角出發(fā)，列舉在家庭廚房烹飪中的實際操作與風險，指出天然氣作為燃料具有高熱值、燃燒穩(wěn)定等優(yōu)點，但同時也存在泄漏、爆炸等安全隱患。通過案例分析，學生能夠了解天然氣在不同場景中的具體應用及注意事項。

【角色扮演】隨著天然氣的普及，家庭天然氣安全使用成了一個重要話題。然而，許多人對天然氣性質(zhì)、安全使用的知識了解不足，存在一定的安全隱患，所以本次角色扮演活動的目標是通過模擬家庭天然氣使用的各種場景，增強學生的安全意識，使他們從生活化角度更深入地理解安全使用天然氣的基本知識和技能。

角色分配和場景設(shè)置時，教師可以讓學生自己組合模擬一個家庭廚房或相關(guān)場景，包括天然氣灶具、熱水器、燃氣管道等設(shè)施。每組分配不同的角色，包括家庭主婦/夫（負責烹飪）、孩子（好奇且可能不小心觸發(fā)危險）、老人（對新技術(shù)不熟悉）、天然氣公司員工（負責安裝、檢查和維修）以及安全檢查員（負責定期檢查家庭天然氣安全）。根據(jù)表演的需要，教師可以輔助學生準備相應的道具，如天然氣灶具模型、熱水器模型、燃氣管道模型、安全警示標志等。這些道具可以是自制的，也可以是學校提供的。學生小組在表演前需要制定詳細的行動方案，包括每個角色的具體行動步驟、安全注意事項、緊急情況應對措施等。行動方案應經(jīng)過小組討論和教師審核，確保其可行性和安全性。

在角色扮演過程中，教師或者表演組的學生可以結(jié)合具體場景向大家普及天然氣安全使用的知識和技能，如如何正確使用天然氣灶具、如何檢查燃氣管道是否漏氣、如何應對天然氣泄漏等緊急情況。如果有條件還可以借助學校的資源，邀請消防部門、天然氣機構(gòu)專業(yè)人員來參與現(xiàn)場表演，為學生進行實地演示和講解，以提高活動的專業(yè)性和可信度。本次活動通過模擬家庭天然氣使用的各種場景，使學生能夠在真實的生活環(huán)境中學習和體驗天然氣安全使用的知識和技能，做到知識概念與生活應用的搭接，從而提升化學學科教學的趣味性和實用力。

●教學案例三：項目式學習，了解天然氣的產(chǎn)生來源

【目標與作用】本教學案例是希望在前兩個案例的基礎(chǔ)上，進一步豐富學生的知識體系，使學生了解天然氣的來源、產(chǎn)生途徑以及其在能源領(lǐng)域的應用，加深學生對能源燃料可持續(xù)利用的認識，同時，也讓學生明白化學與我們的生活息息相關(guān)。

【課程導入】教師借助上述案例家庭廚房中燃氣灶具的使用場景，引導學生思考天然氣是如何來到我們身邊的，激發(fā)學生的好奇心和探索欲。提出問題：天然氣是從哪里來的？它是怎么產(chǎn)生的？并將這些問題貫穿到案例過程中，與上文中的案例形成呼應，幫助學生構(gòu)建系統(tǒng)化的認知體系。

【項目活動】在構(gòu)建關(guān)于天然氣產(chǎn)生途徑的生活化教學情境中，教師精心設(shè)計在線學習資源與項目研究兩個環(huán)節(jié)，旨在通過生活化的方式，引導學生深入理解天然氣的來源。首先，教師借助信息化工具整合資料，可以搜集在線視頻學習資源，也可以通過編輯工具制作教學視頻和課件。如“天然氣是如何在地下形成的？”通過視頻展示，學生直觀感受天然氣的誕生過程。同時教師還可以準備圖文資料，如“天然氣生物成因和化學成因的趣味解析”，這些資料以圖文并茂的形式深入淺出地解釋了天然氣生物成因和化學成因的奧秘，使學生在輕松愉快的氛圍中掌握相關(guān)知識。

在自主探究的基礎(chǔ)上，教師可以進一步設(shè)計生活化的項目研究環(huán)節(jié)。教師將學生分成若干小組，每個小組選擇一個與天然氣生產(chǎn)途徑相關(guān)的項目進行深入研究。例如，“廚房天然氣背后的故事——從地下到廚房的旅程”項目，讓學生追蹤天然氣從地下開采到家庭使用的全過程，了解天然氣在能源供應鏈中的地位；或者是“天然氣生物成因的趣味探索——家里的垃圾桶能變成天然氣嗎？”項目，通過模擬實驗，學生親身體驗天然氣生物成因的奇妙過程，感受垃圾變廢為寶的神奇魅力。這個項目背后的原理主要基于厭氧消化技術(shù)，即將有機物在厭氧條件下通過微生物的降解作用轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳，再經(jīng)過提純處理形成可再生天然氣（RNG）。雖然從嚴格意義上講，家里的普通垃圾桶并不能直接變成天然氣，但通過這個模擬實驗，可以讓學生體驗和理解天然氣生物成因的基本過程。在研究過程中，教師可以引導學生制訂詳細的研究計劃，搜集相關(guān)資料，進行實驗或調(diào)查，并撰寫研究報告。這些活動不僅有助于學生鍛煉探究能力、團隊合作能力和問題解決能力，還能使他們更加深入地理解天然氣的產(chǎn)生途徑和相關(guān)知識。

四、總結(jié)

化學本身是側(cè)重于應用試驗的學科，也與人們的生活息息相關(guān)，但是目前國內(nèi)很多化學課程教學模式較為單一、枯燥，不注重生活化的遷移，讓學生形成了化學課抽象、枯燥、難學的主觀認知，導致教學效果長期以來提升緩慢。所以，為化解這一教學矛盾，本文基于“天然氣”知識點設(shè)計了三個教學案例，以天然氣的性質(zhì)構(gòu)成、生活使用、來源途徑為重點，構(gòu)成一個三合一的知識體系，讓學生明白了天然氣的主要性質(zhì)和構(gòu)成元素，以及在生活中如何使用和保證安全。將這些知識進行串聯(lián)能夠豐富學生的感性體驗，構(gòu)建清晰的知識體系，加深學生的理解與應用。同時也避免了傳統(tǒng)化學課程只重視書本，不重視感性理解的弊端，更有利于達到逐步培養(yǎng)學生興趣、知識體系和學科素養(yǎng)的目的。

編輯：曾彥慧