基于化学学科育人的教学实践与思考

杨林全

摘    要：九年级阶段是学生成长发展的关键时期，做好关键时期的育人工作十分重要。“燃料及其利用”复习教学以秸秆的利用为线索，紧扣能源和环境两大社会问题，着重发展学生核心素养，落实学科育人目标。主要教学策略包括：设计创新实验，激发学习动机;创新教学设计，为学生构建“有意义的学习经历”;创设真实情境，落实学科教育价值。

关键词：学科育人;核心素养;燃料及其利用

一、背景分析

中华民族伟大复兴需要提高国民素质，需要大量的优秀人才。党的十九大提出的教育方针是“落实立德树人根本任务，发展素质教育，推进教育公平，培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人”。教育部在《关于全面深化课程改革，落实立德树人根本任务的意见》中具体要求研究制定“各学段学生发展核心素养体系”，并在“修订课程方案和课程标准”时“依据学生发展核心素养体系，进一步明确各学段、各学科具体的育人目标和任务”，自此，“学科育人”便成为学科教学重要和紧迫的任务。

2018年12月，笔者应江苏省中小学教学研究室的邀请，参加在江苏省盐城中学举办的江苏省第五届中学化学名师高级研修活动，活动的主题是“做四有好老师，当树人大先生”。活动期间笔者执教了人教版九年级化学上冊第七单元《燃料及其利用（复习）》的观摩课，本节课以秸秆在人类发展不同时期的利用为情境展开教学，紧扣能源和环境两大问题，通过环境保护和合理开发，利用资源知识的教学，使学生加强环保意识，树立绿色化学观和科学发展观，认识化学对社会发展的重要作用，增强对自然和社会责任感[1]，激发学好化学建设美好家园的使命感，以落实学科育人的根本目标。

二、教学设计思路与流程

《燃料及其利用（复习）》的内容对学生来说，知识本身并不难，但是需要记忆，比较枯燥。在复习中，如何避免只是对已学知识简单的重复再现，避免学生机械式的记忆;如何激发学生的学习兴趣，进行更高层次的再学习，是本节课教学设计的关键[2]。根据以上分析，确定本节课以秸秆综合利用作为核心线索，融入燃烧的条件、灭火原理以及燃料使用对环境的影响和新能源开发等。让学生充分调动已有知识，在真实的情境中解决实际问题。以这样“串烧”的形式，既有知识内容的落实和认知角度的拓展，又有思维方法的提升和观念的形成，可以提高复习教学的实效[3]。

本节课的教学设计（如图1）试图打破复习课的常规模式，充分挖掘身边的教学资源，精心设计情境。围绕秸秆在过去、现在和将来的利用，将教师的主导意识（问题线）和学生的认知途径（活动线）巧妙串联起来。一方面，联系学生的生活经验，将课堂由课内向课外延伸，把学生由课本知识引向生活实际，激发学生的学习兴趣;另一方面，创设系列“秸秆”的问题情境，组织学生进行实验探究活动，在活动中培养探究能力和合理使用能源的可持续发展观，感受化学对改善生存环境和促进社会发展的积极作用，激发学生为我国科学和社会进步奋发学习。

三、 教学过程

（一）  新课引入

【讲述】过去人们是如何利用秸秆的历史。

【提问】秸秆能做燃料，体现秸秆具有怎样的化学性质？

【学生活动】倾听、思考、回答。

设计意图：回顾历史，让学生重新认识秸秆，了解秸秆曾经是老百姓生产生活离不开的“宝”，是一种重要的资源。

（二）历史悠久的薪柴燃料

【提出问题1】秸秆要点火，需要满足哪些条件？

【提出问题2】要使燃着的秸秆熄灭，有哪些方法？运用了怎样的灭火原理？

【学生活动】思考、回答。

【小组活动】学生完成一段秸秆的燃烧实验，描述实验现象。

【演示实验】聚集学生实验中剪剩下的秸秆，在医用托盘上方点燃，燃烧的过程中将秸秆调整方向，分别向下倾斜、向上倾斜、横放，然后将草把分散开燃烧。

【提出问题3】秸秆在空气中燃烧的剧烈程度跟哪些因素有关？

【学生活动】实验、思考、回答。

设计意图：复习巩固燃烧条件和灭火的原理，拓展影响燃烧剧烈程度的因素。

【提出问题4】为什么一根秸秆燃烧时很容易熄灭，而一把秸秆却能旺盛地燃烧？

【学生活动】思考、回答。

【引导学生感悟】为什么你们的一段秸秆燃烧很容易熄灭，而老师将你们实验剪剩下的秸秆聚集在一起却能旺盛地燃烧呢？这是因为聚集在一起可以减少热量的损失，可以确保秸秆的温度高于它的着火点。由此可见，无论是现在的学习和生活，还是将来干一番事业时，大家只有团结互助齐心协力，我们的希望之火才会越烧越旺。

设计意图：培养学生融群与合作的习惯，提高品德素养[4]。

【提出问题5】结合刚才的实验，思考秸秆能否直接作为城市居民的生活燃料？

【学生活动】观察、思考、回答。

设计意图：让学生体会到秸秆燃烧时会产生大量的烟尘和灰烬。秸秆不能适应当下百姓生活的要求，由此导致农民经常在田间焚烧秸秆，使其成为环境污染的一个源头。

（三） 使用方便的化石燃料

【提供资料】

（1）图2、图3分别是2016年世界和中国能源消耗结构示意图。

（2）2017年，我国能源消费总量达44.9亿吨标煤，同比增长2.9%，占全球能源消费比例23%，二氧化硫排放量1014.64 万吨，温室气体排放量达到105亿吨，占到全球排放总量的近26%（摘自《中国能源发展报告2017》）。

（3）人类使用的三大化石燃料：石油、天然气和煤炭，据统计这三种能源还能供开采的年限分别只有50.6年、 52.5年和153年（摘自《BP世界能源统计年鉴》2017版）。

【提出问题1】面对材料中的数据你所担心的问题是什么？我们该怎么办？

【学生讨论】分别从能源危机和环境污染两个方面进行分析，并提出解决的设想。

【讲述】我国在新能源利用方面已取得的成就以及和国外的差距。

【提供资料】朱清时教授提出，目前我国能源战略迫切需要研究用非粮食类生物质作原料生产液体类、气体类燃料。开发出拥有自主知识产权和具有推广价值的实用技术，保障我国植物生物质能源的安全开发利用和经济昌盛繁荣。

设计意图：一方面引导学生要成为自然界的友好保护者和绿色化学理念的践行者，从而实现人类与自然的和谐相处以及人与自然、社会的可持续发展[5];另一方面拓展学生的国际视野，了解我国生物质能利用的现状，激发学生为科学和社会进步奋发学习，树立为解决生态环境问题和建设美丽富强的国家而努力的志向。

【提出问题2】秸秆能否转化为城市居民的生活燃料？

【提供资料】秸秆是成熟农作物茎叶（穗）部分的总称。主要含有碳、氢、氧元素，还含有少量氮、磷、钾等元素及有机物等。

【学生活动】阅读教材第138页一、二两段，设计秸秆干馏的方案。

【提供实验器材和用品】酒精灯、坩埚钳、石棉网、镊子、火柴、铝箔、剪刀、秸秆等。

设计意图：让学生再一次了解煤的综合利用的知识，熟悉煤的干馏原理，并运用所学的化学观念和思想解决秸秆综合利用的问题，让学生形成“尊重事实和证据并基于证据推理形成结论”的思维方式。

（四）清洁的新能源

【演示实验】秸秆的干馏（如图4）。

【提出问题1】秸秆干馏后得到的气体燃烧比秸秆直接燃烧有何优点？

【学生活动】观察、思考、回答。

【提出问题2】秸秆干馏得到的可燃性氣体可能是什么？

【学生活动】猜想、回答。

【引导学生思考】你觉得刚才同学们的猜想正确吗？请说出你的理由。

【学生互评】经过分析后得出两种不一样的答案：

（1）猜想正确。因为秸秆中含有碳、氢和氧元素符合元素守恒，而且氢气、甲烷和一氧化碳都具有可燃性。

（2）猜想不正确，因为秸秆干馏得到的气体燃烧时火焰呈黄色，而氢气、甲烷和一氧化碳燃烧时火焰应该呈蓝色。

【播放视频】秸秆的干馏。

【讲述】由视频可知，秸秆干馏得到的可燃性气体最主要的是氢气、甲烷和一氧化碳，还含有少量挥发的焦油，焦油燃烧时产生了黄色的火焰。刚才这位同学观察得很仔细，值得大家学习。

设计意图：培养学生实事求是的科学精神，促进学生形成并发展勇于探索、勤于思考、敢于质疑的思维品质。

【学生活动】学生分别书写氢气、甲烷和一氧化碳在空气中燃烧的化学方程式。

【提出问题3】目前，老师家用的是石油液化气（主要成分为C3H8），如改用这种生物质气，请同学们帮老师想一想，老师家灶具的进风口应如何调整，为什么？改气后，老师家燃气报警器的安装位置应做如何调整，为什么？如果发现气体泄漏该怎么办？

【提供资料】

（1）相同条件下，相同体积的不同气体含有相同的分子数。

（2）C3H8燃烧的化学方程式 C3H8 + 5O2[点燃][=]3CO2 + 4H2O

【学生活动】通过对比氢气、甲烷、一氧化碳和丙烷在空气中燃烧的化学方程式，联系所学知识经思考得出解决方案。

设计意图：一方面引导学生运用所学知识分析并解决实际问题，另一方面让学生感知利用化学知识可以帮助人们更科学地使用化学物质，提高生活质量，增强安全意识。

【提出问题4】你还可以设计怎样的实验验证秸秆中含有碳和氢两种元素？

【学生活动】设计方案。

【评价方案的可行性】师生讨论完成。

设计意图：设计评价环节是让学生初步感受到实验方案应该原理科学，操作简单易行。若用定性的方法获取的证据不充分，可以考虑设计一些定量的方法，使我们获取的证据更严密、更充分[6]。

【提出问题5】秸秆的综合利用还有哪些方法？

【讲述】我国在利用化学方法综合利用秸秆方面已取得的成果和存在的困难等。

设计意图：让学生感受化学对改善人类生活和促进社会发展的积极作用，教育学生关注与化学有关的社会热点问题，增强安全意识，逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用能源的可持续发展观。培养学生热爱祖国的情感，树立为中华民族复兴和社会进步学习化学的志向。

四、反思与启示

（一）设计创新实验，激发学习动机

实验是检验化学真理的最高法庭，在化学教学中实验又能呈现真实情境，成为学生学习化学的重要中介。本节课设计了秸秆的燃烧和干馏两个创新实验。在秸秆的燃烧实验中，先让学生点燃一段秸秆，然后教师再将学生剪剩下的秸秆聚集在一起点燃，通过实验的分析复习巩固燃烧的条件和灭火的原理，通过实验现象的对比让学生体会团结互助的重要性，培养学生的团队意识和互助精神。秸秆的干馏实验，巧妙地利用铝箔包裹秸秆，简化了实验装置，操作也很方便。这样的创新实验极大地吸引学生的注意力，调动了学生参与学习的积极性，从而激发起他们学习的动机。

（二）创新教学设计，为学生构建“有意义的学习经历”

吴俊明教授认为，从历史的角度看，人类的进步和发展跟人类自身对化学的认识发展一直是结伴而行的。这个总体规律意味着化学具有育人价值。本节课没有沿用传统的复习模式，而是依据人类使用秸秆的发展史，围绕三个问题展开教学：（1）人类刚开始为什么要使用秸秆？（2）现在为什么不用秸秆了？（3）将来利用化学知识可以怎样利用秸秆？过去秸秆使用的历史，帮助学生审视化学在其中的存在。现在秸秆露天焚烧、到处乱抛产生了危害，引导学生利用化学知识解决实际问题。将来随着科学技术的发展，秸秆必将在解决环境问题以及能源危机中大显身手，引领学生成长的品质、体现学习的发展价值。另一方面，通过秸秆“命运”的“一波三折”将学生的学习由浅显引向深度，随意而独具匠心、平常而高于生活，为学生构建一次“有意义的学习经历”。

（三）创设真实情境，落实学科教育价值

将化学问题和事实镶嵌在一种真实的环境中呈现给学生，能引起学生的认知冲突，激发学生寻求问题解决，以达到认知和谐[7]。本节课以燃料的“进化”为线索，以减少污染、绿色化使用秸秆为目标，不断地产生问题驱动学生基于已知的经验去思考、去探究，从而将学科知识复习和社会责任教育融为一体，让学生在解决实际问题的过程中，掌握知识，熟练方法，并将学生的情感融入到整个教学过程中。学生跟随秸秆使用方法的发展，体会着化学的求真、求善、求美[8]。这种浸润式的教学方式，悄无声息地影响着学生的思维，改变学生的观念，发展学生的核心素养，从而落实学科育人的旨归。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012：2.

[2]何乐群.燃料及其利用单元复习教学设计[J].中学化学教学参考，2015（11）：91-92.

[3]杨发丽.基于发展化学核心素养的“煤的综合利用”高三复习教学实践与反思[J].化学教育，2018，39（5）：49-53.

[4]卢天宇.挖掘四大基本反应“立德树人”新内涵[J].中学化学教学参考，2015（8）：53-54.

[5]吴星.高中化学核心素养的建构视角[J].化学教学，2017（2）：3-7.

[6]郭玮.突出化学学科价值和注重学生认知发展的教学研究——以“水的组成”为例[J].化学教育，2017，38（11）：18-23.

[7]杨玉琴，王祖浩.教学情境的本真意蕴[J].化学教育，2011（10）：30-33.

[8]吴俊明.初中化学育人功能与观念渗透[J].化学教学，2017（2）：8-15.