由引發(fā)學生的認知沖突入手
——“有機物”專題復習教學設計

嚴 春 吳永才

由引發(fā)學生的認知沖突入手
——“有機物”專題復習教學設計

嚴 春1吳永才2

以滬教版“有機物”專題復習為例，圍繞追溯玉米塑料的來源、探究玉米淀粉的轉(zhuǎn)變、感悟玉米塑料的用途三個環(huán)節(jié)，逐步建構(gòu)玉米變塑料的知識網(wǎng)絡，體悟真實、有用的化學，為學生的核心素養(yǎng)發(fā)展服務。

有機物；復習教學；初中化學

一、設計思想

著眼于學生核心素養(yǎng)的形成，讓興趣的點燃與保持、知識的點擊與鏈接、思維的碰撞與創(chuàng)新、智慧的生成與提升、能力的形成與發(fā)展等，都緊緊圍繞學生這一核心展開，將“人”置于課堂的中央，是筆者教學設計的出發(fā)點。為此，筆者嘗試以滬教版“有機物”專題復習為例，以講述故事的方式，圍繞“追溯玉米塑料的來源、探究玉米淀粉的轉(zhuǎn)變、感悟玉米塑料的用途”三個環(huán)節(jié)，逐步建構(gòu)玉米變塑料的知識網(wǎng)絡，讓學生體悟真實、有用的化學。運用宏觀與微觀、定性與定量相結(jié)合的學科思想和方法尋找證據(jù)，推出合理結(jié)論，促進化學學科觀念的形成。通過自主互助、實驗探究、交流分享、總結(jié)反思、課堂辯論等活動，加深學生對質(zhì)量守恒定律及酸類物質(zhì)具有相似化學性質(zhì)的認識和理解。以下提供主要的教學環(huán)節(jié)與片段實錄。

二、教學實錄

1.微視頻引入課題。

在上課初始，播放從實地考察玉米種植基地到3D打印產(chǎn)品的全過程的微視頻，由此引入課題“玉米變塑料的故事”。

（設計意圖：通過微視頻播放及實物展示，盡量拉近現(xiàn)實生活與學生的距離，讓學生真切地感悟到生活的化學、真實的化學、有用的化學，從而引發(fā)學生的認知沖突，激發(fā)學生探究的激情。）

2.追溯玉米塑料的來源。

師：你認為玉米中哪種營養(yǎng)物質(zhì)最有可能變?yōu)樗芰?？為什么?/p>

生：淀粉。因為含量最高。

師（實物展示玉米淀粉）：玉米淀粉是如何形成的？

生：通過植物光合作用形成的。

（設計意圖：讓學生弄清楚玉米塑料的來源，為后續(xù)教學展開埋下伏筆，這也是玉米變塑料故事的開端。）

3.探究玉米淀粉的轉(zhuǎn)變。

師：玉米淀粉可以轉(zhuǎn)變成哪些物質(zhì)？

生：可以轉(zhuǎn)變成碳、一氧化碳、二氧化碳和水、葡萄糖等。

師：葡萄糖又可轉(zhuǎn)變成哪些物質(zhì)？

生：碳、一氧化碳、酒精、二氧化碳和水等。

師：同學們，葡萄糖在無氧的條件下還可以合成物質(zhì)R。在玉米淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)樗芰系倪^程中，物質(zhì)R起著非常重要的作用。那么，物質(zhì)R的組成與結(jié)構(gòu)、化學性質(zhì)如何？我們得進行一番探究才行。R中含有哪些元素？

生：R中含有碳、氫、氧元素。

師：你能設計什么反應原理來探究R中含有碳、氫、氧元素？

生：根據(jù)R+O2→CO2+H2O，反應生成二氧化碳說明R中含有碳元素，生成水說明R中含有氫元素。

師：那么，R中氧元素怎么確定呢？

生：只要算出CO2中m（O）與H2O中的m（O）之和，與參加反應的氧氣中m（O）的進行比較，若相等，R中不含氧元素，若不等，R中含有氧元素。

師：除了上述的思路之外，有沒有探究R中是否含有氧元素的不同思路？

生：可以算出一定量CO2中 m（C）與H2O中m（H）的質(zhì)量和，與參加反應的m（R）進行比較，若相等，則R中不含氧元素，若不等，R中含有氧元素。

師：說明我們可以用不同的方法來探究物質(zhì)R中是否含有氧元素。知道了原理之后，我們該選擇哪些裝置來測定生成二氧化碳和水的質(zhì)量呢？

學生連接裝置，如圖1。

圖1

師：準確稱取3.0gR放入硬質(zhì)玻璃管中，使之完全燃燒，測得濃硫酸、堿石灰裝置分別增重1.8g和4.4g，理論上完全吸收。①計算判斷R的元素組成。②計算物質(zhì)R中元素質(zhì)量比。（C-12，H-1，O-16）

計算過程略。

（在此處，筆者還插入了一段相關(guān)的化學史內(nèi)容，介紹了1831年德國化學家李比希最早提出測定有機化合物中碳氫元素質(zhì)量分數(shù)的方法和用紅外光譜儀、核磁共振儀等當下較為先進的儀器來確定有機物的結(jié)構(gòu)的方法。讓學生體會科技發(fā)展的歷程，憧憬未來科技的發(fā)展。）

師：結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，物質(zhì)R具有哪些化學性質(zhì)呢？（提示：平時無氧運動時，會產(chǎn)生R物質(zhì)，使肌肉有酸痛感。）

生：可能具有酸性。

師：你能設計哪些實驗方案探究物質(zhì)R具有酸性呢？

生：與紫色石蕊試液反應，與較活潑金屬反應，與碳酸鹽反應，與堿溶液反應，等等。

學生進行實驗并表達交流。觀察到的實驗現(xiàn)象有：①紫色石蕊試液變紅色；②pH小于7；③與碳酸鈉反應產(chǎn)生大量氣泡；④與鋅粒反應產(chǎn)生少量氣泡，有時幾乎看不到氣泡。

師：為何物質(zhì)R幾乎與鋅粒不反應？請看老師的對比實驗。請一位同學上臺協(xié)助老師操作手機推屏軟件，同步拍攝老師的操作。

對比實驗：同濃度的稀鹽酸、R溶液分別與形狀相同的鋅粒反應。

實驗結(jié)論：物質(zhì)R呈弱酸性，物質(zhì)R為弱酸，稱為乳酸。

師：R除了具有酸性之外，還有許多化學性質(zhì)，比如發(fā)生分子間聚合反應等，今后將會繼續(xù)學習。

（設計意圖：通過教學創(chuàng)新，圍繞玉米實物模型進行了知識重構(gòu)，師生一起逐步建構(gòu)玉米變塑料的知識網(wǎng)絡。通過自主互助、實驗探究、交流分享和反思提高等活動，加深學生對質(zhì)量守恒定律及酸類物質(zhì)具有相似化學性質(zhì)的認識和理解。運用宏觀與微觀、定性與定量相結(jié)合的學科思想和方法尋找證據(jù)，推出合理結(jié)論，從而使學生更好地建立質(zhì)量守恒定律的理論模型并且感知其與化學事實的關(guān)聯(lián)。這也是玉米變塑料故事的核心。）

4.了解玉米塑料的用途。

觀看視頻《玉米塑料前景廣闊》。

師：我國在玉米塑料的研制方面專利數(shù)量比較少，在生產(chǎn)應用方面起步晚，市場所占的份額比較低，因此開發(fā)前景非常廣闊。希望同學們立志學好化學，力爭在玉米塑料的研究方面獲得諾貝爾化學獎！

（設計意圖：通過視頻的觀看，認識玉米塑料的特點、用途等。尤其是通過一組玉米塑料的市場份額、我國專利數(shù)量以及我國未來玉米塑料的應用前景的數(shù)據(jù)對比分析，讓學生生發(fā)要學好化學的使命感。）

5．總結(jié)歸納，反思提升。

師：同學們對物質(zhì)轉(zhuǎn)化還有哪些補充？從形成知識網(wǎng)絡圖的過程中，同學們可以歸納出化學研究的一般方法有哪些？

師生共同補充完善知識圖。

圖2

師：美國作家韋伯在其著作《吃不消》中提到這樣的觀點——對玉米等富含淀粉食物的用途進行深度開發(fā)，會導致人類食物資源緊張，造成糧食危機。面對這樣的擔憂，你怎么看？

學生以此論題進行課堂辯論：

正方：目前，還有許多非洲孩童還處于饑荒狀態(tài)，需要大量的糧食，所以會造成糧食危機。

反方：①玉米可以再生；②增加糧食產(chǎn)量；③改進作物品種……

師：我們要學會辯證地看問題。既要用化學觀點看問題，又要跳出化學看問題?；瘜W學科的意義就在于對玉米進行深度開發(fā)，給人類提供更優(yōu)質(zhì)的生活。課后請同學們再進行文獻檢索，寫出科普短文，作為課后作業(yè)通過微信或QQ發(fā)給老師。同學們，這就是今天我們一起講述玉米變塑料的故事，今天的故事講完了，相信在同學們的心中一定會延伸出許多美麗的化學故事。衷心祝愿在未來的學習中能夠開發(fā)出更多的玉米作物新材料，為人們享受更優(yōu)質(zhì)的生活而出一份力，因為“化學是人類進步的階梯”！

（設計意圖：本環(huán)節(jié)是為了放大化學學科的知識及方法價值，同時融入學生對化學學科的生活及情感價值。尤其是通過辯論思辨，對學生進行科學觀、世界觀、人生觀、價值觀教育，彰顯化學學科的獨特魅力。）

【團隊推薦】

這是一節(jié)“有機物”專題復習課的教學設計，設計者圍繞“人在課中央”的理念要求，在求新、求實、求趣的過程中，著眼于三個方面的思考，踐行著“大化學”的思想。

1.從模擬走向真實。如何讓學生從課堂上的模擬走向真實的生活世界？如何讓學生學會用化學的視角來審視、研究身邊的物質(zhì)？這是每一位化學教師應該思考的問題。本節(jié)復習課，設計者盡可能多地通過視頻播放、實物展示、圖片欣賞以及動手實驗、手機推屏軟件直播等多維的視覺手段，拉近現(xiàn)實生活與學生的距離，讓學生真切地感受到生活的化學、真實的化學、有用的化學。

2.從靜態(tài)走向動態(tài)。放棄靜態(tài)的知識羅列，追求動態(tài)的知識建構(gòu)，是本節(jié)復習課設計的最大亮點。比如課堂重點設計的三大環(huán)節(jié)：追溯玉米塑料的來源、探究玉米淀粉的華麗轉(zhuǎn)變、感悟玉米塑料的用途等，設計者都力求讓“靜態(tài)”的知識“動”起來——在“動態(tài)”的實驗流程、物質(zhì)的演變圖示之中，逐一展開，抽絲剝繭，層層遞進。這樣設計，就是考慮不把知識僅僅當成結(jié)論告訴學生，不把自己的經(jīng)驗強加給學生，而是讓學生在自我需求的驅(qū)動下，通過自主、合作、探究，完成知識的建構(gòu)、實現(xiàn)認知的轉(zhuǎn)變和發(fā)展，促成知識動態(tài)的生成。

3.從學科走向?qū)W生。設計者通過這節(jié)復習課，要在學生的心目中不僅放大化學學科在生活中的價值，同時融入學生對化學學科的情感價值。更為重要的是，設計者將學科知識的深度學習，學科的思想、方法、思維價值的實現(xiàn)，都指向了學生綜合素養(yǎng)的提升。比如課堂中圍繞“將糧食中的淀粉轉(zhuǎn)換成其他有用材料是否會導致糧食危機”展開辯論，再比如設計鏈接史料——著名化學家李比希定量測定元素組成的實驗以及對物質(zhì)R的結(jié)構(gòu)簡式的對比分析等環(huán)節(jié)，觀照的意義就延伸到了學生的未來發(fā)展、終身發(fā)展、人的核心素養(yǎng)的發(fā)展，彰顯著這節(jié)課設計的獨特魅力。

G633.8

A

1005-6009（2017）59-0047-03

1.嚴春，江蘇省常州市武進區(qū)星辰實驗學校（江蘇常州，213161）教師，高級教師，常州市初中化學骨干教師；2.吳永才，江蘇省常州市教育科學研究院（江蘇常州，213001）教研員，正高級教師。

（推薦人：吳永才）