基于观念建构的复习课教学设计

余晨曦 周文荣

摘要：依托“认识化学变化”复习课教学设计，以生活中的蚊香为主题情境，对其燃烧、成分、发展进行探究和分析，各环节以实验贯穿，以问题驱动，以活动展开，逐步形成化学知识网络，建构化学基本观念，从而促进学生思维发展和能力进阶。

关键词：观念建构;认识化学变化;教学设计;思维发展

文章编号：1008-0546（2022）02x-0038-05

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

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

在新课程改革背景下，以“练习——讲解——归纳”为核心的传统复习课教学已无法满足课堂上教与学的交往与互动，无法促进学科的深层理解和思维的深度发展。因此，从“知识为本”走向“观念建构”的学习方式的落实变得尤为重要。笔者以“认识化学变化”为例，进行基于观念建构的主题式复习课教学，从知识类、方法类、情意价值类核心观念培养学生“分类——迁移——应用”能力[1]，促进学生学科观念的形成。

一、基于观念建构的教学设计框架

基于观念建构的教学设计以学科观念目标设计为引领，针对需要实现的学科观念目标设计具体真实的问题，针对问题设计建构观念的核心活动，针对活动结果设计反馈评价的方式，基本框架见图1。

根据山东师范大学毕华林教授《化学基本观念：内涵分析与教学建构》一文提出的化学基本观念，“认识化学变化”复习课以真实的生活化主题情境——蚊香贯穿始终，且每环节穿插实验，无时无刻不在渗透实验观。通过对蚊香燃烧情况以及燃烧前后质量的分析，利用对比思想巩固燃烧条件、灭火原理、质量守恒等相关知识的同时强化学生的计量观与变化观。在对蚊香成分进行探究时，提炼定性到定量等多角度认识化学变化的方法，实现分类观、元素观的形成。从微粒观的角度追溯蚊香的部分发展，感悟化学在改善生活品质、推动社会发展等方面的价值和意义，无形之间建构学生的化学价值观。具体教学流程设计如图2所示。

二、课堂教学实录与设计意图

环节一：分析蚊香的燃烧

[引入]步入5月，我们迎来24节气之一——立夏，象征着夏季的开始，你对夏天有什么印象？

[学生]热;蚊虫多。

[追问]夏天蚊虫较多，那我们如何克服？

[学生]点蚊香。

[实验1]蚊香无焰焖烧。

[问题1]你们观察到什么现象？

[学生]（观察现象）发红光、冒白烟、有气味。

[追问]能量方面呢？你的判定依据是什么？

[学生]放热，因为燃烧是发光、发热的剧烈的化学变化。

[过渡]（投影图片）前几天老师在家里点蚊香时，发现蚊香支架丢失，便用金属夹做了简易支架。

[视频1]金属夹使燃烧熄灭（笔者剪辑、配音，可用微信或QQ扫图3二维码观看，密码：000000，下同）。

[问题2]为什么蚊香还未燃尽就熄灭了？

[学生]金属具有导热性，将燃烧放出的热量导入到冷空气中，使温度没有达蚊香的着火点。

[问题3]我们化学实验中最常用的是对比实验的思想，那么视频中的蚊香熄灭和老师手中的蚊香燃烧能形成一组对比实验吗？得出的结论是什么？

[学生]因为温度是唯一变量，所以能形成对比实验，结论是燃烧需要达到着火点。

[追问1]灰烬不燃而蚊香燃，又能说明物质燃烧需满足哪一条件？

[学生]物质具有可燃性。

[追问2]除此以外，物质燃烧还需满足的条件是什么？

[学生]与氧气接触。

[问题4]除了视频中的方法，你们还有哪些方法使蚊香熄灭？所对应的原理是什么？

[学生]用烧杯罩在蚊香上，利用了隔绝氧气的原理;剪掉蚊香燃烧部分，利用了撤离可燃物的原理。

[过渡]老师在课后点燃蚊香时发现这样的现象。

[展示]蚊香燃烧前后质量示数（反应前19.76g，反应后18.60g）。

[问题5]为什么灰烬的质量小于蚊香本身质量？你的判定依据是什么？

[学生]根据质量守恒定律，可能有气体逃逸;根据现象还有白煙逃逸（回顾蚊香燃烧现象）。

[问题6]以小组为单位改进实验装置验证蚊香燃烧前后质量相等。

[学生]（小组讨论、交流反馈）学生设计方案（扫图4二维码）。

[视频2]（展示教师演示实验）改进装置测量蚊香燃烧前后质量（扫图5二维码）。

[问题7]根据前后装置的改进，我们在设计质量守恒定律实验时，要注意哪些方面？

[学生]若有气体参与反应或物质逃逸，需在密闭容器中进行实验。

设计意图：以蚊香创设生活化情境，通过蚊香的点燃，培养学生描述物理现象的观察力，并从物质变化和能量变化两方面帮助学生建构变化观。通过蚊香的熄灭方法，深刻体会化学应用于生活的真实性，并从对比思想的层面归纳总结燃烧条件及灭火原理相关知识。通过师生对话、生生对话对蚊香燃烧前后质量进行分析并对装置进行改良升级，在提升分析问题和解决问题能力的同时培养学生的实验观，并整体复习质量守恒定律，建构计量观。

环节二：探究蚊香的成分

[过渡]能燃烧的蚊香中含有哪些元素呢？我们一起进入实验探究。

[实验2]探究蚊香中的元素（实验装置见图6）。

[问题8]你们观察到什么现象？能得出什么结论？

[学生]（观察现象）氯化钴试纸变为粉色，澄清石灰水变浑浊，有白烟;说明生成了水和二氧化碳。

[追问1]澄清石灰水变浑浊一定是生成的二氧化碳与之反应的结果吗？

[学生]（思考分析）也有可能是白烟。

[追问2]那如何区分是白烟还是生成的碳酸钙？

[学生]从长柄V型右侧往白色固体中滴加稀盐酸，若白色固体消失有气泡产生，则为碳酸钙。

[实验3]鉴别碳酸钙或白烟。

[问题9]通过实验现象，确实已能得出结论，蚊香燃烧可生成二氧化碳和水，因此蚊香中有哪些元素？

[学生]一定还有碳元素、氢元素，可能含有氧元素。

[过渡]蚊香中有效成分是丙烯菊酯，老师用李比希法精确测定反应数据，请根据图7确定其化学式。

[学生]自主计算后，投影展示计算过程和结果，并及时纠正。

[问题10]一盘蚊香质量为15.1g，其中丙烯菊酯完全燃烧后能产生0.0418g二氧化碳，丙烯菊酯在蚊香中的含量是多少？

[学生]自主完成，投影展示。

[资料卡1]丙烯菊酯微毒，含量低，即使同时点燃5盘蚊香，它所产生的二氧化碳的量对于一间20立方米的房间来说，微不足道，不会使人产生头昏、气闷症状。（展示计算步骤，见图8;展示二氧化碳浓度与相应症状，见表1。）

[过渡]但浙江一对夫妻却因点燃4盘蚊香被送进了医院。

[视频3]浙江一对夫妻蚊香中毒（扫图9二维码）。

[问题11]这对夫妻中毒的原因是什么？

[学生]蚊香不完全燃烧产生的一氧化碳超标。

[资料卡2]蚊香成分及不完全燃烧的原因介绍。

[问题12]那么如何使不完全燃烧转变成完全燃烧呢？

[学生]增大与氧气的接触面积、增大氧气浓度。

[问题13]因此蚊香在使用过程中有哪些注意点？

[学生]在空气流通区域使用;若在密闭环境内使用，人及宠物需先离开。

设计意图：“认识化学变化”是学生从用文字、符号表达化学变化走向用规范、系统的化学方程式表达化学变化的转折。本环节通过对蚊香中元素、丙烯菊酯的组成与燃烧的探究，促进知识建构层层递进，使学生对化学变化从单一的物质变化的表达走向用化学方程式系统的表达，培养了学生的变化观。通过质量守恒定律的运用，基于事实依据推理，促进学生从定性、定量的视角认识化学变化，培养学生的元素观和计量观。另外，本环节将生活中的新闻视频引入课堂，进而对蚊香进行深入剖析，建构完全燃烧和不完全燃烧的分类观。

环节三：追溯蚊香的发展

[资料卡3]蚊香的发展——宋代雄黄燃烧驱蚊。

[实验4]（教师演示）雄黄燃烧及产物检验实验（装置如图10）。

[问题14]根据实验现象，雄黄为什么能驱蚊？

[学生]雄黄燃烧产生了有毒的SO2可以驱赶蚊虫。

[问题15]根据图11微观变化过程，写出雄黄燃烧的方程式。

[学生]书写后交流反馈，补充完善。

[资料卡3]蚊香的发展——明清驱蚊法介绍;19世纪，日本上山英一郎利用除虫菊发明蚊香;如今利用拟除虫菊酯制各类驱蚊产品。

[问题16]液体电蚊香因状态为液态，使用时需通电，新闻常报道驱蚊液的爆炸，你们认为驱蚊液会引发爆炸吗？

[学生]不会。

[追问1]引发化学爆炸所需满足的条件有哪些？

[学生]（回顾旧知）可燃物在有限空间内达到一定浓度，且满足燃烧的三条件。

[实验5]驱蚊液的燃烧（实验装置见图12）。

[追问2]是否已满足引发化学爆炸的所有条件？[学生]使用时温度未达到驱蚊液的着火点，因此不会引发化学爆炸。

[资料卡4]驱蚊液的原理，侧面印证不会使压强过大，引发物理爆炸。

[问题17]那新闻报道的驱蚊液的爆炸又是什么原因呢？

[展示]各类新闻报道驱蚊液的爆炸。

[视频4]液体电蚊香倒插引发爆炸（扫图13二维码）。

[总结]教师带领学生一起总结。（板书见图14）。

设计意图：通过实验现象，结合微观示意图归纳古时驱蚊产品的原理，宏微结合体会化学本质，促进学生微粒观的建构。通过分析和视频解析，从物理和化学爆炸两方面深入复习爆炸产生的条件，在此过程中，学会用化学知识解释生活现象及原理，体会化学的实用性和科学性。通过蚊香的发展和更新迭代，体会时代的进步和化学的发展，进一步提升化学价值观。

三、基于观念建构的教学设计思考

观念建构的复习教学是复习课的一种形式。在化学基本观念的引领下，使学生在高水平、高层次的思维活动中加强对化学知识的理解和掌握。它不仅能改善枯燥的复习课教学现状，也契合新课程改革的标准。

1.明确主导学习的观念目标

初中化学知识以化学概念和原理等居多，知识零散化、碎片化，很难使学生自动生成化学观念，所以需要引入观念教学来使知识系统化、逻辑化，引导并促进学生化学观念的建构[2]。教学设计以教学目标为核心，因此，明确主导学习的观念目标则成为观念教学的指南针。笔者基于知识类、方法类、情意类三个维度，合理利用教学资源，梳理知识中蕴含的學科基本观念，整体设计观念目标。“认识化学变化”一课以蚊香为主题创设生活化教学情境，将燃烧与灭火、质量守恒定律、化学方程式等知识的内在联系与层级关系进行串联，展开基于观念建构的主题教学。具体观念目标如图15所示。

2.设计基于观念建构的问题

有效的教学问题能促进教师与学生进行有效率、有深度的课堂对话，推动课堂前进，使学生思维产生碰撞和共鸣从而提升思维方式，促进学生对已学知识进行新的认识，提升思维高度，所以，设置层次递进的有效性、驱动性问题，能促进学生观念的建构、认知的发展、素养的提高。“认识化学变化”一课，笔者在每一环节设置的问题都系统整合学科知识内容，基于观念建构分成三个层次：简单问题——回顾旧知;本源性问题——加深学生对知识的理解和掌握;高阶问题——引发学生展开交流讨论、反思创新等活动，在问题解决中完成对知识网络的形成和化学基本观念的建构[2]。“认识化学变化”问题设置见图16。

3.组织基于观念建构的活动

依据学生的认知水平和思维发展水平，从基本概念入手，开展小组讨论、实验探究、反思交流等多样化的教学活动能增强学生对知识的深层理解，能有效推动基本观念的建构。同时，具体有效的活动能进一步加深理解化学与社会、生活的关系，进一步加深理解化学在社会、生活的应用和地位，进一步促进基本观念的内化和素养的整体提升。“认识化学变化”具体活动见图17。

参考文献

[1]卢巍，徐迎春.促进观念建构的“聚类—提升—应用”复习策略——以“物质的化学变化”专题复习为例[J].化学教学，2020（2）：38-41.

[2]何春霞.学科观念为本的复习课教学设计策略——以沪教版“认识化学变化”的复习为例[J].化学教与学，2020（10）：46-49.

2707500520342