传统文化与“火”

郭梦曦

《燃烧和灭火》是人教版教材九年级化学上册第七单元课题1的内容。学习至此，学生已经学习了铁，碳，磷，硫在空气中和氧气中的燃烧，对于燃烧已经有了初步的认识，想要激发学生学习兴趣有一定的难度，学生已经认识到了氧气可以支持燃烧，到那时缺乏对于燃烧的充分的认知。如何将本节的内容增强趣味性，是本节课的难点所在。

實验的趣味性可以提升学生的学习兴趣，激发学生对知识的探索欲望。在初中阶段，方法如何有效的设计趣味实验对于教师来说是很大的考验，我们可以从身边常见的物质以及现象入手，利用化学反应原理，略加以设计，就能够带入到课堂中来。我们可以从生火实验和旺火实验两个角度入手，深入本节课的学习。

一、生火实验

在学习燃烧的条件时，教材上设计了红磷和白磷燃烧的实验，该实验的设计通过对照得到燃烧的条件，首先是红磷和白磷在生活中用途还是不够广泛，学生对于该物质不够熟悉，无法深入理解。此外，该实验设计具有一定的局限性，产生的五氧化二磷对环境造成了污染，实验的用量也有待考究。我们生活中有很多燃烧的例子，可以尝试“从生活中来”，寻找生活中的燃烧实验。我们可以通过传统文化中的生火经验设计一个趣味实验才促进学生对燃烧条件的认知。在灿烂的古代化学中“钻木取火”绝对占有一席之地。从“钻木取火”说起， 在钻木取火的过程中，摩擦的作用是什么？为什么要加柔软干燥的树叶和草？为什么要轻轻的吹气？从这三个问题中，可以进行思考，总结归纳燃烧需要的三个条件。摩擦的作用是为了提升温度，到达一定的温度物质才能燃烧。柔软的干草能较为轻松的燃烧，可以借此引入可燃物和着火点的概念，轻轻的吹气是为了提供流动空气。同时，这三个条件缺少一个，都无法生火。一个巧妙的传统的生火实验可以帮助学生搭建物质燃烧的三个条件模型。

在传统工艺中以及我国丰富多彩的古籍中，记载了许多化学科学实验，可以寻觅到很多关于中学化学实验相关的素材，充分的利用这样的信息不仅仅可以提升学生对中国文化的认识，同时还可以提升学生的化学学科素养;不仅仅加深了对祖国文化的理解，也增进了对学科知识的理解，是一举多得的好事。 “钻木取火”是古人智慧的结晶，在现代社会还有哪些可以帮助学生认识燃烧的有趣的实验呢？比如现在采用的是野外生活工具是涂有高锰酸钾的软纸，通过摩擦，可以生火。学生会思考高锰酸钾的作用是什么呢？可以适当引导学生，结合九年级化学第二单元实验室制备氧气的知识，在实验室中，高锰酸钾常用于制备氧气，利用高锰酸钾分解产生锰酸钾，二氧化锰和氧气的知识点。从另一个角度来讲，加入高锰酸钾是为了增加氧气的含量。这就进入了实验探究的下一个环节，如何让火烧的更旺？

二、旺火实验

从原理上分析，燃烧反应是反应物与氧气发生的剧烈的发光发热的氧化反应。野外生火中，要让燃烧更加剧烈可以通过改变反应物和氧气入手。野外生火的实验中，高锰酸钾通过摩擦的作用，可以提供更多的氧气，促进了燃烧，是燃烧更加剧烈，火焰更旺，可以激发学生的学习兴趣。生活中，除了有高锰酸钾这种物质之外，还有一种常见的物质就是“安全火柴”。安全火柴的火柴头主要由红磷、三硫化二锑组成，火柴盒子侧面的物质中主要含有玻璃粉、氯酸钾。这样的设计是将反应的物质分开来，红磷是作为可燃物，在受热的过程中可以改变结构变成白磷，侧面的物质氯酸钾类似生火实验中的高锰酸钾的作用，在摩擦受热的过程中分解产生氧气促进燃烧。安全火柴中采用的红磷常温下不能达到着火点不能燃烧，只有接触摩擦后产生热量以及更多的氧气才能燃烧，这样的设计是使强可燃物和氧气分开，来实现安全。在划火柴的时候，玻璃粉增加摩擦，在局部产生一定的温度，是氯酸钾分解放出氧气，在氧气的帮助下，三硫化二锑开始燃烧，放出更多的热，使红磷转化为白磷，并且燃烧。在安全火柴中以及野外生火的过程中，是通过改变反应中氧气的含量促进燃烧更加剧烈。我们还可以通过改变反应物的状态来促进燃烧。在野外生火中，往往使用的燃料是蜂窝煤。在煤球的表面做成蜂窝的状态，可以高反应物和氧气的接触面积，促进反应充分进行。在九年级第二单元中，我们知道铁在空气中不能燃烧，在氧气中可以燃烧，是提高了氧气的浓度，促进了铁的燃烧，我们也可以设计一个趣味实验，提高铁与氧气的接触面积，将铁丝做成及极细的铁丝或者直接将铁丝做成铁粉，再进行实验。极细铁丝可以在空气中燃烧，铁粉在空气中也可以燃烧，火星四射，可用于做烟火。国家级非物质文化遗产之一——打铁花，是流传于豫晋地区民间传统的烟火，其反应原理是铁水在空气中燃烧。铁丝在空气中不能燃烧，铁水可以在空气中燃烧，是因为反应面积增大了。因为打铁花的要求高，几乎每一个专业的技师在训练中都收到过高温灼伤，不便于进行实验展示，可以将铁水换做掺有绒棉的极细铁丝——铁丝绒棉。铁丝绒棉可以较好的展示铁在空气中燃烧的现象，同时可以观察到产生的四氧化三铁附着在绒棉上，利于学生对该实验的掌握，并且促进对燃烧的认识。

从古代化学中的“钻木取火”到现代技术中的高锰酸钾野外取火，从生活中“安全火柴”到国家非物质文化遗产中的“打铁花”，再到生火中常用于清洁汽车的“铁丝绒棉”，在我们身边有丰富多彩的物质世界，都是化学学科研究的对象，加以利用就是良好的教学素材。生活中处处有智慧的结晶也有化学的身影，可以利用好这些素材促进学生提升化学学习兴趣以及化学学科素养。

STEM背景下机器人教育与中学生创新能力的培养

胡学林

四川省邻水中学 四川 广安 638500

摘要：STEM教育最早起源于美国，然而近几年来这一教育理念在我国的教育行业得到了不断地推广，究其原因就是时代在进步，经济要发展，国家与社会需要更全方位的人才，因此不仅要求学生掌握传统的文化知识，还要求学生不断培养自己的科学创新意识与自主创新能力。那如何培养学生的创新意识与自主创新能力呢？STEM背景下的机器人教育就很好地将知识与自主创新能力做了结合，从吸引学生的学习兴趣入手，将学生带入机器人的世界，通过学生实际地动手操作来获取知识，提升动手能力、自主创新能力，为中学生以后的创新能力培养奠定了基础。

关键词：STEM;机器人教育;中学生;创新能力;培养

在传统的教育形势下，学校与教师将更多的关注点放在了学生的文化知识上，对于创新意识与创新能力的培养的关注度不够，随着时代的进步，传统的教学形式已经不再适用于现在的社会了，因为社会对于人才的要求是全方位的，教师不仅要关注学生的文化知识，还要注重创新能力的培养，STEM背景下的机器人教育就很好地将文化知识与创新能力的培养做了结合，让学生在动手操作中收获知识，提升动手能力，培养自主创新能力。

一、创设深度学习的情境与环境

环境改变人，由此可见环境对于人的影响是巨大的。因此在学校进行机器人教学时，教师要根据中学生的特点，如：想象力丰富、思维活跃......来为学生创设属于他们特点的教学环境与情境，吸引学生的学习兴趣，让学生快速融入其中，通过机器人操作来培养学生的逻辑思维能力、团队意识、自主创新能力。

例如：在讲授《机器人走迷宫》时，教师可以利用多媒体教学让学生初步了解如何快速地让机器人走出迷宫，通过观看视频来吸引学生的学习兴趣，让学生对于“机器人走迷宫”的实验产生浓厚的学习兴趣，然后现场拿出机器人与模拟的迷宫，让学生亲身体验，为学生创设深度学习的情境与环境，让学生在实验中去感悟如何更好地完成此次项目，不断提升学生的创新意识与创新能力。

二、选择并组织具有真实性、挑战性及自主性的项目

许多学校虽然已经引入了机器人教育，但是传统的教学观念依然影响着家长，他们会将学生的重点放在文化课程的学习上，忽略学生其他能力的培养，这时教师就要充分发挥其作用，向家长及学生讲解机器人教育的重要性以及未来对他们生活与工作的影响。教师进行机器人教学时，应该根据中学生现阶段的特点来做到因材施教。现阶段的中学生思维活跃、想象力强、好奇心强，在进行机器人教育时，除了要向学生讲解专业知识外，还需要组织具有真实性、挑战性以及自主性的项目，让学生在项目操作中，培养动手能力、创造思维能力、创造能力……

例如：在讲授《机器人如何定点取得标的物》时，教师可以利用多媒体的方式让学生对于这节课要讲的知识点有个初步的把控，以此来吸引学生的学习兴趣，接着对完整的知识点以及操作步骤进行深入的讲解，然后布置任务：谁可以以最快的速度取得标的物？将学生按照能力均衡的方式进行小组划分，让学生进行pk，在比赛中让学生充分调动自己的学习主动性与创新意识，从而更好地完成此次比赛，培养自己的创新能力。

三、丰富信息加工策略，促进深度加工

授人以鱼不如授人以渔，教师在进行机器人教学时，不能让学生只停留在简单的思考以及重复的系统操作上，而应该让学生进行信息加工策略，通过对知识以及对操作系统的了解，让学生不断提升创新意识，培养学生的创新能力。

例如：在讲授《机器人搭建》时，教师可以利用实验法来吸引学生的学习兴趣，教师提前准备一个完成拆解完毕的机器人，在课堂上一步一步地进行组装，让学生进行观看，完成之后让学生自行进行组织，以此来锻炼学生对于细节的把控，促进学生更好地学习机器人课程，更好地完成深度加工。

四、践行以主动性、思考性和创新性为指向的评价

在我们生活中经常会听到这样一句话：“自信的人最美！”由此可见，自信对于一个人来说是至关重要的。中學生处于表现欲望强烈、自尊心强的阶段，因此教师在进行机器人授课时要时刻关注学生的情况，及时给予学生主动性、思考性、创新性的评价，让学生在机器人学习中培养自主创新能力。

例如：在讲授《机器人格斗》时，教师可以利用多媒体教学，播放机器人格斗的视频来吸引学生的学习兴趣，接着教师进行机器人格斗的技术讲解以及注意事项，然后让学生进行情景模拟，在模拟中给予学生正面评价，让学生充满自信，在自信中变得更加主动与认真， 不断培养学生的创新能力以及独立思考的能力。

结束语：

总而言之，在当前的教育形势下，推进STEM背景下的机器人教育是一个必然的趋势，因为社会需要全方位的人才，那就需要教师在进行教学时，充分发挥学生的主动性，让学生在机器人操作中不断寻找新的问题，不断地去思考与解决新的问题，提高学生的动手实践能力，提升学生的逻辑思维能力，培养学生的自主创新能力，成为对国家、对社会有用的人才。

参考文献：

[1]余晓芳.机器人教育对中小学创新能力的培养探讨[J].课程教育研究，2018（36）：16.

[2]周恂，田成.关于机器人教育中学生创新能力培养问题的研究[J].科学中国人，2016（36）：366.

[3]王丽娟. 机器人教育对中学生自主学习能力培养的研究[D].河北师范大学，2015.