韋艷蓉

摘要：以給魚增氧的魚浮靈為素材，開發(fā)了適用于初中化學創(chuàng)意課程的的教學案例。引導(dǎo)學生認識物質(zhì)及其變化規(guī)律，幫助學生拓展視野和啟迪思維，綜合運用化學、數(shù)學、物理等多學科知識分析解決有關(guān)問題，發(fā)展科學探究與創(chuàng)新意識、科學態(tài)度與社會責任等化學學科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：魚浮靈;創(chuàng)意課程;教學案例

文章編號：1008-0546（2021）02-0073-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.02.018

中學化學課程知識結(jié)構(gòu)嚴謹抽象，思維要求比較高，因而常常給人一種“高冷”的感覺，加上常規(guī)教學依然側(cè)重于知識技能的傳授，大量充斥著“訓(xùn)練性學習”，做題似乎成了學生化學學習的唯一手段。這種“印象”和做法對于發(fā)展學生的化學素養(yǎng)、豐富學生對化學的積極情感體驗是不利的。

未來已來，學生已變。我們的課程設(shè)置是否能滿足學生成長的需求？我們的課程內(nèi)容是否能讓不同學生均有受益？因此，在化學啟蒙初中教育階段，通過課程創(chuàng)新，開發(fā)創(chuàng)意課程顯得尤為重要，不僅能展現(xiàn)化學課程“有趣”“有用”的一面，讓學生始終保持對化學世界的好奇心和求知欲，更能豐富學生對化學學科和化學學習的認識，甚至將各科內(nèi)容綜合化，提升孩子已有的生活經(jīng)驗，發(fā)展核心素養(yǎng)。我們需要靜心思考與積極探索。

教學需創(chuàng)造真實世界與學生的連接，與未來的連接，問題涉及往往比較復(fù)雜，本案例呈現(xiàn)了如何圍繞一種真實世界的熟知而又具有一定神秘色彩的化學物質(zhì)來創(chuàng)意開發(fā)學習活動，讓學生利用多學科知識整合聯(lián)系起來，并讓學生親身體驗，提升分析和解決真實問題的能力。

一、課程主題的確定

研究表明，學生對科學的興趣從小學到高中在不斷降低。造成學習動機降低的可能原因是科學教學過程中過于強調(diào)書本的支配地位和對科學事實的記憶。大多數(shù)學生渴望把學習科學作為一種因為興趣而積極參與的過程來體驗。

“魚浮靈”是水產(chǎn)運輸或養(yǎng)殖過程中的一種常用的白色固體。將“魚浮靈”給幾位初中生喂魚，他們能聚精會神地玩很長時間，說明學生對此非常感興趣。從他們的生活經(jīng)驗、知識結(jié)構(gòu)出發(fā)，利用學生熟悉而又感興趣的事物，適時創(chuàng)設(shè)具有趣味性、探索性、延伸性的教學情境，激發(fā)學生的學習意識和創(chuàng)作欲望?；隰~浮靈中的化學物質(zhì)，不僅可以讓學生感受物質(zhì)的神奇，還能夠融人物理和化學學科內(nèi)容的學習與理解，促進學生將書本知識與現(xiàn)實生活和科技發(fā)展聯(lián)系起來，避免學生形成機械性知識--孤立的、不能運用的知識片斷。

二、課程學習目標

對于“魚浮靈”課程，以“魚浮靈遇水產(chǎn)生了什么氣體”“魚浮靈的組成”“魚浮靈增氧原理”“如何制備魚浮靈”為問題驅(qū)動，引導(dǎo)學生綜合運用多學科知識揭秘“魚浮靈”，在揭秘過程中親歷真實、復(fù)雜問題的分析與解決過程，充分感受化學在生產(chǎn)、生活中的好處，逐步學會跨越想象與現(xiàn)實之間的鴻溝，最終實現(xiàn)多學科知識的融會貫通，開拓視野，提升科學探究能力等。制定學習目標如下：

（1）通過探究魚浮靈遇水中產(chǎn)生了什么氣體，強化實驗方法的設(shè)計改進與科學態(tài)度;

（2）通過對魚浮靈組成認識，深刻理解學科相關(guān)思想和觀念;

（3）通過探究魚浮靈增氧原理，發(fā)展信息獲取和理解能力;

（4）在探討制備魚浮靈的活動中，發(fā)展實踐創(chuàng)新精神和合作交流能力。

三、課程學習流程

課程學習流程如表1所示。

四、課程實施

1.魚浮靈視頻引入，激發(fā)探究興趣

由于中學生對魚浮靈及其揭秘非常感興趣，所以首先播放“‘魚浮靈讓瀕死魚起死回生活蹦亂跳”的視頻。該視頻展示了魚販子往水里撒的一種速溶的白粉末，即魚浮靈，水中產(chǎn)生了大量氣泡，半死不活的魚迅速“起死回生”，活蹦亂跳起來。

2.探索發(fā)現(xiàn)，提出問題

提出問題：你認為魚浮靈遇水后生成的是什么氣體？

學生分析思考后做出猜想：是氧氣。（因為魚需要呼吸。）

設(shè)計實驗：將魚浮靈加水后帶火星的木條檢驗。

進行實驗：取少量魚浮靈放入試管中加水，伸人帶火星的木條，看是否復(fù)燃。

實驗現(xiàn)象：試管中有持續(xù)細小氣泡緩慢放出，木條沒有復(fù)燃。（學生感到驚訝）

得出結(jié)論：魚浮靈遇水后生成的不是氧氣。

學生對于魚浮靈加水后生成的氣體不能使帶火星的木條復(fù)燃的現(xiàn)象感到驚訝。如果不是氧氣，那還有什么氣體可以使魚活蹦亂跳？這與常理不符合。如果是氧氣，那么為什么帶火星的木條不能復(fù)燃？

教師提供資料：氧氣的體積百分比為36.8%是帶火星木條能否復(fù)燃的臨界比例。

學生分析思考后再次做出猜想：帶火星的木條不復(fù)燃可能是收集的氧氣濃度不夠。

學生改進實驗方案：1.用排水集氣法收集氣體。

2.繼續(xù)向試管中加入少量MnO2粉末，

進行實驗：1.將魚浮靈加水后用排水法收集氣體，伸入帶火星的木條2.將帶火星木條伸人試管。

實驗現(xiàn)象：木條均復(fù)燃。（學生感到欣慰）

得出結(jié)論：魚浮靈遇水后生成了氧氣。

實驗反思：未出現(xiàn)預(yù)期的現(xiàn)象可能是生成物的濃度太小，檢驗不到。相對于加二氧化錳來說，改用排水法收集氣體后再檢驗所需的藥品較多。

教師補充：數(shù)字化儀器氧氣傳感器。取少量魚浮靈放入試管中加水，伸入氧氣傳感器顯示數(shù)值為31.1%。（學生全神貫注，沉迷于現(xiàn)代科技）

此環(huán)節(jié)是本課的中心環(huán)節(jié)，學生在真實情境下，采用任務(wù)驅(qū)動的方式展開，學生按照任務(wù)自主形成學習小組，圍繞任務(wù)展開搜索、調(diào)查、設(shè)計、修正等探索活動，通過學生自主發(fā)現(xiàn)問題，以及學生之間的交流討論等活動培養(yǎng)學生的集體意識，發(fā)展了學生的學科素養(yǎng)。教師觀察學生的學習情況，適時給予必要的監(jiān)督、指導(dǎo)和支持。補充氧氣傳感器的實驗，讓學生由定性判斷到定量測定。

3.魚浮靈的成分

物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)與變化。要知道魚浮靈的性質(zhì)，必須要知道其組成。

通過查閱魚浮靈說明書得知：魚浮靈主要成分是過碳酸鈉，化學式2Na2CO3·3H2O2，俗稱固體雙氧水，是一種速效增氧劑，含氧量高，釋放迅速。施用本品能迅速增加水體溶氧量，有效防止水中生物因缺氧而造成的浮頭等現(xiàn)象。緩解水中酸性物質(zhì)等，控制細菌繁殖。

4.揭秘魚浮靈增氧原理

通過查找雜志和網(wǎng)上資料學生發(fā)現(xiàn)了一些相關(guān)原理的介紹，比如其中江蘇省南通中學的張曉紅老師以“魚浮靈”作為探究對象，利用溶解氧傳感器和pH傳感器對“魚浮靈”增氧原理進行了實驗探究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，“魚浮靈”中碳酸鈉溶于水顯堿性，堿性條件能促進H202的分解，從而達到緩解水體缺氧的目的。

5.制備魚浮靈

我們能否嘗試自己制備魚浮靈？

學生很快提出制備魚浮靈的原料并不難找。碳酸鈉和雙氧水都是我們化學實驗室常見的藥品，但是常溫下碳酸鈉易溶于水，雙氧水本身就是液體且易分解，魚浮靈也是易溶于水的固體，如何讓碳酸鈉和雙氧水形成晶體有難度。

針對學生的困惑，教師進行思維引導(dǎo)。在回顧“不同的溶劑中物質(zhì)的溶解性不同”等溶解性知識后，他們形成了以下操作思路：1.可以將雙氧水直接加到碳酸鈉固體中。2.可以用某種物質(zhì)將原料包裹起來？3.可以加某種物質(zhì)降低溶解度等。

教師肯定了學生的想法并做介紹：工業(yè)制過碳酸鈉分為干法和濕法2種。干法是將無水碳酸鈉置于流動床上，在熱空氣吹沸下向碳酸鈉上連續(xù)噴灑過氧化氫溶液，一步得到過碳酸鈉。此法流程短，產(chǎn)率高。缺點是設(shè)備復(fù)雜、技術(shù)條件控制嚴格、能耗高和產(chǎn)品穩(wěn)定性差。目前較少采用。濕法就是讓原料在溶液中反應(yīng)。

6.魚浮靈的應(yīng)用

魚浮靈可應(yīng)用于漁業(yè)農(nóng)業(yè)，其主要成分過碳酸鈉極易分解，它既有碳酸鹽的性質(zhì)，又有雙氧水的不穩(wěn)定性和氧化性，溶于水后能放出氧而起到漂白殺菌等多種功效，還廣泛應(yīng)用于洗滌、印染和醫(yī)藥等領(lǐng)域.

7.總結(jié)與交流

學生對魚浮靈的組成和結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化、用途與制法進行總結(jié)與討論，充滿著調(diào)動了所知所想解決真實問題后獲得的成功體驗。說一說你最感興趣的是哪一部分？你還想研究關(guān)于魚浮靈的哪些問題？你在知識上有哪些收獲？獲取最佳實驗效果的設(shè)計思路是怎樣的？研究中用到了哪些方法，涉及到哪些學科思想？學生在潛移默化中對學科本質(zhì)有了更深入的認識。

五、結(jié)語

創(chuàng)意課程是有意識的，教師要培養(yǎng)學生的發(fā)現(xiàn)意識和問題意識;創(chuàng)意課程是有意義的，不僅僅是激趣，更是指向?qū)W生的創(chuàng)新。創(chuàng)意課程指向?qū)W生的化學核心素養(yǎng)，指向未來發(fā)展！創(chuàng)意課程跟隨時代而來。愿作為教學主導(dǎo)者的我們能更新觀念，不斷探索，開啟思維，基于學生學習的視角來不斷優(yōu)化活動設(shè)計，有意識地豐富自身的跨學科知識以及加強不同學科問的聯(lián)合教研，創(chuàng)生適合學生成長需求的課程，讓創(chuàng)意落地，使課程更具內(nèi)涵和價值！