情境教学在中学化学教学中的应用

姚琦，田志茗

情境教学在中学化学教学中的应用

姚琦，田志茗

（齐齐哈尔大学 化学与化学工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161006）

情境教学将所学知识与生活实际结合，让学生在真实的情境中学习抽象的化学知识，解决生活中的实际问题．情境教学包括情境化、去情境化、再情境化3个教学环节．在教学过程中教师通常注重情境教学的形式，从而影响了教学的实际效果．以高中化学课程“乙醇”的教学为例，以“乙醇汽油到底好用不好用”为情境问题，展开情境化教学设计，结合教学实际提出情境化教学建议．

情境教学；中学化学；乙醇

《普通高中化学课程标准（2017年版）》[1]提出，“要创设真实、具体的问题情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要平台，为学生化学学科核心素养提供了真实的表现机会”．情境可以使知识和认知变得形象化、具体化、生活化、背景化、问题化、思维化，情境是知识转化为素养的桥梁，对教学活动起到积极的促进作用，并能让学生在理论知识与应用实践的交互碰撞中真正理解知识、树立科学精神以及社会责任感[2]．情境教学包括情境化、去情境化、再情境化3个环节，合理设计各环节的教学活动，将情境化和去情境化有效结合是开展情境教学的关键所在，对有效教学具有重要意义．真实情境能多角度、多层次地指导学生学习和归纳化学知识，能激发、推动、强化学生的认知活动、情感活动、实践活动，体现化学学习的意义[3]．本文以“乙醇”课的情境化教学为例，阐述情境教学的关键问题．

1　教学情境创设

问题是有效学习的前提条件，每一个有价值的问题都有利于激发学生的学习兴趣．所以，教师要营造积极的学习情境，让学生直面新、奇、趣，发现疑问，从而打开思维空间，探究问题[4]．

1.1　情境素材选取

知识是情境性的，学习应在情境中进行，所有教学也都应该是情境性的[5]．教师要为学生寻找并提供贴近生活的有意义的学习情境，可以从社会热点、学生的生活经验、化学史、实验探究等方面将化学知识与创设的情境真实地融合在一起，活跃课堂气氛，激发学生解决问题的兴趣，以便达到高效课堂的预期效果．为学生提供新知识的切入点，促进他们产生原有认知冲突并认识到自己的认知矛盾，帮助学生主动形成新的知识建构．在教学中，教师要从日常生活出发，挑选适合学生认知结构的情境作为切入点，切实激发学生的主观能动性，为学生营造学习情境，既从学生社会生活出发，又加强了学生头脑中对“化学体现在生活中”的印象，进而开展高效的情境化教学．乙醇是学生在日常生活中较为熟悉的物质，在一定程度上增强了学生对新知识的亲切感，降低了学生对有机化学的抵触情绪．以新能源乙醇汽油作为切入点，引导学生在寻找乙醇汽油与普通汽油的差异中了解乙醇的结构与性质．

1.2　创设教学情境

1.2.1创设情境随着国六时代的到来，国五新车已经不能再上牌了，在不改变发动机结构的情况下，低比例E10乙醇汽油是最佳比例燃料，因而推广使用低比例混合的E10乙醇汽油燃料[6]．那么，乙醇汽油到底好用不好用．

1.2.2情境问题

问题1：乙醇汽油从何而来．

乙醇汽油由10%的乙醇和90%的普通汽油构成，用“E10乙醇汽油”表示．其中：乙醇是利用高粱、玉米、秸秆等发酵酿造而成的．

问题2：乙醇汽油的优点．

（1）乙醇汽油被研发利用的首要原因是因为它属于清洁能源，能减少有害气体的排放．

（2）乙醇汽油的利用能进一步减缓能源枯竭的速度，对于人类的子孙后代而言是一个友好的新燃料．乙醇汽油中的乙醇能有效清除燃油杂质的沉淀和凝结．

（3）乙醇汽油部分可再生，制备乙醇的原料丰富．

问题3：乙醇汽油的缺点．

（1）资料显示，E10乙醇汽油在浸泡实验中对铜片、铁片的腐蚀性和普通汽油没有差别．但是乙醇经过燃烧后会产生乙酸，乙酸对金属特别是铜具有腐蚀作用．乙醇含量超过15%时会腐蚀铜等金属，因此必须添加腐蚀抑制剂[7]．有关实验表明，在汽油中乙醇含量在10%以下时，对金属基本没有腐蚀，并不会对车产生哪些直接影响[8]．

（2）乙醇是一种优良溶剂，易对汽车的密封橡胶及其它合成非金属材料产生轻微的腐蚀、溶涨、软化或龟裂作用，对汽车非金属件造成一定腐蚀．也就是说如果选用乙醇汽油可能会影响部分老旧车型或者质量不好的橡胶油路，引起轻微腐蚀、体积增加、软化或开裂等问题．

（3）乙醇易吸于水，车用乙醇汽油的含水量超过标准指标后，容易发生液相分离导致直流泵损坏．

2　教学的去情境化过程

2.1　去情境化时应注意的问题

教师要将情境信息进一步提炼，滤去无用信息，挖掘隐蔽并有价值的信息，将情境化问题“去情境化”，协助学生形成新的知识建构．此时要注意“情境化”与“去情境化”之间的结点，不宜仓促转换，也不宜过于拖沓．通过对知识的讲解完成乙醇的结构——乙醇的性质——乙醇的用途等一系列线索的实现，完成去情境化过程．在教学中需要结合相关知识内容的教学，利用学生多次认识有机物结构与性质关系的机会，帮助他们不断丰富和深化对“结构决定性质，性质决定用途”以及“用途反应性质，性质反应结构”的认识[9]．将宏观世界与微观世界结合，体现从微观角度研究宏观世界的特点．

2.2　去情境化过程

将情境问题转化为化学问题，提炼情境的学科知识，实现“教学去情境化”．在乙醇的教学中，情境问题、化学问题及学科知识的相互关系为：

去情境问题1：乙醇汽油的优点．

（1）化学问题：乙醇的完全燃烧反应；乙醇的来源以及制备方法；乙醇作为一种有机溶剂的性质．

乙醇能与水以任意比互溶；可混溶于醚、氯仿、甲醇、丙酮、甘油等多数有机溶剂．

去情境问题2：乙醇汽油的缺点．

（1）化学问题：乙醇与乙酸的转化；乙醇作为有机溶剂的性质；分子结构特点．

有机物易溶于有机溶剂．乙醇作为优良的有机溶剂，对密封橡胶及一些非金属合成材料也会产生腐蚀．由于乙醇含有羟基，而羟基和水又有很多相似的特性，以致乙醇具有亲水性．

3　教学的再情境化过程

3.1　再情境化教学应注意的问题

再情境化是指将所学知识“带回”之前创设的情境中，加深学生对知识的理解，并将领会的知识应用在新的情境中，是对新情境案例进行分析、猜想、推演、总结的过程．再情境化过程中，教师应注重学生的主体性，重点关注学生对知识接受情况的反馈并及时改进教学过程，最大限度地使每名学生参与到教学活动中，集体推动再情境化的教学过程，并发挥创造精神自主创设情境并分析情境，最后达到解决实际问题的目的．再情境化时所进入的情境不能与原有情境脱离，而是要创设与原始情境相关联，有共性地迁移情境，加深学生对概念的理解和运用，实现知识的迁移和能力的提升[10]．通过创设情境引导学生共同探究乙醇的结构，性质及用途．最后利用再情境化程序，综合运用所学知识，并且可以检验学生的学习效果．

3.2　再情境化教学设计

将教学“去情境化”，剥离情境得到知识，用化学知识与学生共同分析乙醇汽油作为汽车燃料是否可行，实现知识的“再情境化”．

（1）乙醇汽油属于清洁能源．根据化学物质具有“结构决定性质，性质决定应用”的特点，那么乙醇具有怎样的结构，乙醇的完全燃烧反应能产生二氧化碳和水，乙醇热值为26 780 kJ/kg，国内按照10%的勾兑量进行勾兑，所以乙醇汽油理想热值为44 078 kJ/kg，比汽油要低4.17%．不过乙醇在含氧量方面比汽油高，所以乙醇汽油的热值还会比理想热值更高一些．由于乙醇完全燃烧释放的废气少，热值比较高，因此，乙醇汽油属于清洁能源．

（2）乙醇作为一种有机溶剂，也属于极性溶剂，可以溶解一些不溶于水的物质（如油脂，树脂，橡胶等一类的有机化合物），可能会对车里的非金属材料带来一定的影响，但是如果选择含耐腐蚀成分的合成橡胶或塑料材料作为燃料系统部件，就可以把这一影响降到最低．

（3）由于乙醇含有羟基，而羟基和水又有很多相似的特性，所以羟基拥有亲水性．乙醇和空气接触很容易将空气中的水分融入其中，如果水分达到一定浓度，将会导致乙醇汽油出现油水分离现象，从而给发动机带来危害，处理方法是什么．

（4）关于乙醇的来源以及制备方法．制备乙醇的原料丰富，可以利用高粱、玉米、秸秆等发酵酿造而成，乙醇汽油的使用减少了中国对进口石油资源的依赖问题，同时也可降低全球不可再生能源的快速消耗．那么除了生物发酵法制备乙醇，是否有其它制备方法．在资料中可以查到，新能源合成气乙醇通常是通过煤气化制备，但这种方法的经济成本较高．而钢厂废气的主要成分是一氧化碳和氢气，钢厂尾气的处理一直是通过燃烧发电或者供热．近年来研究发现，可以将钢厂废气和新能源的制备相结合．这样为学生提出了新的探究问题，即如何通过钢厂废气制备乙醇汽油．

4　情境化教学建议

（1）在实现情境教学过程中，先创设真实的学习情境．真实的情境应该是学生关注的，能够承载教学的内容．以现代兴起的新能源汽油使用利与弊展开学习，学生可以通过查阅资料了解相关信息，并通过创设的情境问题引发学生对新知识的学习兴趣，主动汲取新知识并形成新的知识链．

（2）去情境化过程就是将隐藏在情境问题中的化学问题挖掘出来，建立情境问题与化学问题及学科知识之间的联系，要求教师深入研究情境素材和教材，如乙醇汽油明显的优点就是环保性，它的化学问题是乙醇的完全燃烧、燃烧热值等，知识点包括反应方程式的书写，燃烧热值的测定．

（3）再情境化是将所剖析出的化学知识应用在原情境中，从化学角度分析情境问题，综合评价情境问题．围绕问题深化知识理解，建构知识，将社会应用与学生经验结合，培养学生的社会性和社会责任感，培养学生分析问题、解决问题的综合能力．

5　结语

有机化学知识的抽象性与情境教学的生动性、实用性有机结合，能赋予知识更强有力的应用性和科学性．真实情境的教学使学生对有机化学中“结构决定性质，性质决定用途”的思想有了深入的理解，更加体会到了化学在生产生活中的应用，培养了学生利用化学知识解决实际问题的能力．

[1] 中华人民共和国教育部．普通高中化学课程标准（2017）[S]．北京：人民教育出版社，2018：78-79

[2] 卢敏．核心素养导向的初中化学情境化教学策略[J]．化学教与学，2019（8）：35-37

[3] 沈旭东．从“为情而境”到“由境生情”——化学教学中真实情境创设概论[J]．化学教学，2019（7）：25-29

[4] 张文虎．基于化学学科核心素养培养的情境教学[J]．教育革新，2019（10）：48

[5] 刘霁辉，刘春玲．深度学习视域下高中化学情境教学设计刍议——以“二氧化硫的性质”为例[J]．科教文汇：上旬刊，2020（5）：145-146

[6] 程艳，蒋晶．乙醇燃料燃烧特性及其推广应用探析[J]．石油化工应用，2019，38（12）：1-3

[7] 丁小刚，丘源．乙醇汽油对车用汽油机的影响及对策[J]．企业科技与发展，2018（10）：181-183

[8] 李永平．乙醇燃料的特点及使用性能分析[J]．城市车辆，2007（7）：55-57

[9] 何彩霞．发展学生对有机物“结构决定性质”认识的教学研究——以《苯酚》教学为例[J]．教学仪器与实验，2012，28（5）：11-14

[10] 成斌斌．化学概念教学中的“情境化”“去情境化”和“再情境化”——以“物质在水中的分散”为例[J]．化学教与学，2020（5）：43-46

The application of situational teaching in middle school chemistry teaching

YAO Qi，TIAN Zhiming

（School of Chemistry and Chemical Engineering，Qiqihar University，Qiqihar 161006，China）

Situational teaching combines the knowledge learned with the reality of life，so that students can acquire abstract chemical knowledge in the real situation and solve the practical problems in life．Situational teaching includes three parts，situational，de-situational and re-situational．In the process of teaching，teachers usually pay attention to the form of situational teaching，which affects the actual effect of teaching．Takes the teaching of ethanol as an example，and takes the question of whether ethanol gasoline is easy to use or not as the situational problem．It develops the situational teaching design，and puts forward the situational teaching suggestions combined with the teaching practice．

situational teaching；middle school chemistry；ethanol

O6∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2020.10.021

1007-9831（2020）10-095-04

2020-03-13

齐齐哈尔大学学位与研究生教育教学改革研究项目（JGXM_QUG_Z2019015）

姚琦（1996-），女，黑龙江大庆人，在读硕士研究生，从事化学教学研究．E-mail：1464695780qq.com

田志茗（1964-），女，黑龙江齐齐哈尔人，教授，博士，从事化学教学研究．E-mail：523770065@qq.com