论文部分内容阅读
摘要：“转变学生的学习方式，突出学生的实践活动，使学生积极主动地获取化学知识，培养创新精神和实践能力”是化学课程标准的明确要求。“空气的组成”教学内容以空气成分发现史为主线，从“感受空气”“认识空气”“探究氧气含量”“物质的分类”四个环节进行设计，表明了转变学生的学习方式就是教学中在切准知识和能力的基础上增强学生的课堂体验，践行自主、合作、探究的学习方式。
关键词：空气；教学设计；体验；合作探究
文章编号：1008-0546（2017）02-0051-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.02.016
新一轮基础教育课程改革自启动至今已经历了16年，纯应试教育的教学方式已经逐渐减少。但若审视今天的课堂，有些现象依然存在，如：学生缺少课堂的体验，总是被动地学习；重知识记忆、重考试而轻创新探究。致使学生的主体性和积极性受到了很大的抑制。因此《义务教育化学课程标准》明确要求“转变学生的学习方式，突出学生的实践活动，使学生积极主动地获取化学知识，培养创新精神和实践能力”，并提倡自主、合作、探究的学习方式[1]。这是一种有利于学生终身学习、发展学习的方式，真正把“以学生为主体”落到了实处。
一、理论依据
由于教师的“教”是为学生的“学”服务的，并对学生的学习方式起着重要的引领作用，因此要转变学生的学生方式，教师必须首先转变教学方式。教师在教学过程中应善于利用问题的讨论与交流、实验的探究与体验等环节，让学生成为课堂的“主角”，突出其课堂学习的主体性。尤其是要采用设计、动手操作等体验活动，这样学生由实验的观察者转化为实验过程的建设者与参与者，其心理状态也从原先闲适地等待着实验结果，转变为一种急切的期待。这样，学生在自觉、自主、合作地建构化学知识过程中，其学习方式已经悄然发生了转变。
“激发和培养学生对化学学习的兴趣”是《义务教育化学课程标准》中情感、态度与价值观方面的目标要求[2]，研究也表明[3]，当我们开始接触某个事物时，往往因好奇而怀有比较浓厚的兴趣，但这样的兴趣是浅层次的，不稳定的，在学习过程中如果遇到了难以克服的困难，这时兴趣就会大减，而战胜了困难兴趣又会大增。因此教师要在教学中因势利导，通过让学生体验学习的快乐、成功的快乐、分享的快乐，把兴趣转化成学习的乐趣；进而在学生领略了化学的奇妙和内在魅力后，乐趣又会转化成志趣，那么学生就能保持经久不衰的求知欲，这也是学生转变学习方式的重要促进力量。
二、目标分析
本课是沪教版九年级上册第一章第二节第二课时内容，属于“我们身边的物质”主题下“我们周围的空气”部分。在过去的学习中学生对空气已经有了简单的了解，但是从化学的角度来审视还是第一次。另外，该学习内容也是学生认识混合物并探究混合物中成分含量的重要学习过程，不过，学生还是第一次来完成实验与定量分析。综合以上情况，结合课程标准三维目标的要求，提出以下的教学目标：
①能用实验事实说明空气是混合物；了解空气中的主要成分在生产、生活中的用途。
②知道并能辨析混合物与纯净物这两个不同的概念，能区分一些典型的混合物与纯净物。
③通过探究过程，体验从化学视角研究物质组成的一般方法，培养科学探究能力，学习观察、思考、分析等研究方法，善于交流与讨论，敢于发表自己观点。能运用分析、对比、归纳的方法对获取的信息进行整合。
④通过探究空气中氧气的含量实验，初步学习观察、记录实验的方法，能理解该方法对学习化学的重要性，并体验化学实验是进行科学探究的一种手段。
⑤通过空气研究的历史回顾，激发化学探究的欲望，发展学习化学的兴趣，树立对待任何事物严谨的科学态度。
三、设计思路
基于以上理念，为达成本节课的教学目标，本课时设定教学方法为“情景探究，小組合作”，以空气成分的发现史为线索，学生的活动为主要方式，完成“感受空气、认识空气、探究氧气含量及物质分类”四个环节的学习（见图1）。学生通过切实的融入课堂，体验到学习的乐趣，积极性得到了充分调动，从而激发了学习的热情。同时，学生在实验、合作交流过程中，通过教师适时参与、适当引导，以及鼓励为主的评价，从而更加关注合作意识和团队精神，形成共识，得到启示。教学手段上教师使用多媒体辅助演示实验原理，增强直观性，帮助学生突破难点。这样，学生在教师的引导下自觉、自主、合作地建构化学知识，从而转变了学习的方式。当然，课堂中一方面凸显了学生的主体性，另一方面教师的主导性作用也得到有效体现。
四、教学过程
【新课引入】
（谜语）一物到处有，用棒赶不走；眼睛看不见，手摸也没有；咀嚼无滋味，没它活不久。（打一常见物质）
【模块一】感受空气
（学生活动）请你回答：日常生活中哪些事例可以让我们感受到空气的存在呢？
教师：当然我们也可以通过设计实验来证明空气的存在。
（教师演示）取一支空的注射器，用手指堵住口部，推注射器的活塞，推不到底部。
教师过渡：空气对我们来说很熟悉，但对空气的认识却经历了一个漫长的过程。
【模块二】认识空气
教师：空气看不见摸不着，你知道空气是一种物质还是由多种物质组成？
（PPT展现）17世纪以前，人们还认为空气是“一种”气体。在17世纪科学家们开始对燃烧和呼吸有了深入的研究，发现空气实质是由多种气体组成的复杂物质。
（学生活动）请你回答：
（1）根据已有知识，同学们还记得空气中含有哪些成分吗？
（2）在日常生活中，什么现象可以体现空气中有氧气、二氧化碳、水蒸气存在？ 教师过渡：经过几代科学家的不懈努力，证实了空气由氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体、水蒸气及杂质组成。那么它们的体积分数各是多少呢？科学家又开始了新的追寻。
【模块三】探究氧气含量
（合作学习）阅读体会下面这段话：
“1774年，法国化学家拉瓦锡用金属燃烧实验证明是金属与空气中‘上等纯空气’作用的结果，并发现了金属燃烧后余下的‘空气’不支持燃烧和呼吸，第一次明确提出空气是由氧气和氮气组成的。 ”
（小组讨论）根据拉瓦锡的实验方案，如果请你设计“测定空气中氧气的含量”实验，你的基本思路大致是什么？
教师：每个小组的桌上都有一套装置和相应的药品，下面我们先一起认识一下仪器。
（教师出示整套装置，简单介绍各个仪器的名称。）
（学生实验）
1.阅读教材，认真阅读（P13）“观察与思考”，注意领会操作要领。
2.小组合作完成实验，教师引导学生观察实验现象，并做好相关记录。
（交流与讨论）
（1）水为什么能进入集气瓶？为什么水只进入了1/5而不是全部呢？
（2）集气瓶中剩余的气体是什么？体现了它的什么性质？
（3）红磷在集气瓶中未能全部燃烧，说明了什么？如果红磷没有剩余能得出正确结论吗？
（4）为什么要冷却到室温，如果不冷却到室温对结果有何影响？
（5）已知木炭能与氧气反应生成二氧化碳，将红磷改用木炭，可以吗？
（请你反思）
（1）你实验成功了吗？你成功（或失败）的主要原因可能是什么？
（2）仔细观察一下，你实验中进入的水是1/5吗？导致其不是的原因可能是什么？
（思维拓展）
根据你的实验体会，你发现本实验的设计上存在哪些问题？想一想可以如何改进？
（学生充分交流后，教师多媒体展示）
（课堂小结）
科学家们通过精确的实验，证明了干燥空气中各组分气体的体积分数大约是：氮气78%，氧气21%，稀有气体（氦、氖、氩等）0.94%，二氧化碳0.03% ，其他气体0.03%。并且在通常情况下，空气中各种成分的含量保持相对稳定。
教师过渡：空气由多种物质组成，但红磷却只含有一种物质，那么在化学学习中用什么概念来区分它们？
【模块四】物质的分类
（学生活动）
（1）混合物和纯净物的概念，学生齐读强化。
（2）思考：在日常生活中有很多纯净物和混合物，你们能举几个例子吗？
（3）练习：红磷、氧气、五氧化二磷是纯净物还是混合物？
（教师评价，并突出从化学式角度判断物质分类：纯净物组成固定，可用化学符号来表示。）
（4）练习：请你说出下列物质分别属于混合物还是纯净物？
氮气、二氧化碳、河水、空气、矿泉水、纯净水、冰水混合物、碳酸氢铵、氨气、石蜡、澄清石灰水、铁水、水银、水、稀有气体
（教师小结）：混合物没有固定的组成，各成分的含量可以改变，没有专门的化学符号。今天的实验也表明，虽然混合物由多种物质组成，但各种成分之间没有发生化学反应，仍保持各自原来的性质。
课堂总结：
（1）经过本节课的学习，你掌握了哪些化学知识？
（2）在课堂学习过程中，你在学习方法等方面有哪些收获？
【课堂连线】在空气组成的发现史上有这么一个有意义的故事[4]：“稀有气体的发现”。
你从这段故事中可以得到什么启示？
五、课后反思
本节课学生在教师的引导下全面地自主学习、合作实验，实现了知识的自我构建和教育的自我演变，这样，学生的学习方式得到了根本的转变。综合起来，本节课的设计有以下三个突出的亮点：
1. 有效利用化学史，与课堂教学融合
課堂教学中不仅利用化学史作为学习的材料，而且又以空气组成的认识史为线索，将所有知识按逻辑顺序串联起来。同时，以化学史开始、并以化学史结束拓展了课堂教学的宽度和高度，这样的教学设计具有较强的创新性。
2. 形式很好地服务于内容
本节课设计活动多、形式多，各种活动共有12次，这其中既有学生之间的讨论（如“合作学习”），又有学生个体对问题的思考（如“学生活动”），还有师生之间的你来我往式的互动。但教学形式是由课堂教学内容决定，无论小组讨论、大组交流、实验探究、个人思考回答，都根据实际内容的需要，统筹安排。多样化的活动形式安排，就使普通性问题在小组内解决，提升性问题全班解决，专业性问题教师讲授学习，努力做到小组合作学习与学生的个人思考有机结合，真正做到课堂教学“有趣、有序、有效”。
3. 知识的学习与素养的形成相辅相成
当今课堂教学中都存在两方面的基础要求：对化学重点知识的学习与化学素养的培养。毋庸讳言，知识是学生应试的基础，但素养才是学生学习的价值与意义体现，也是学生学习的落脚点。因此，二者不可偏颇，例如，学生在实验探究的误差分析过程中，掌握实验误差的形成及误差分析方法，同时培养了对待任何事物严谨的科学态度；“冰水混合物”中冰和水是同一种物质，只是状态不同的混合，突出了对周围世界认识的化学视角。
本文在修改过程中得到了华东师范大学沈甸教授的悉心指导，在此表示诚挚感谢！
参考文献
[1][2]中华人民共和国教育部制定. 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
[3] 朱永新著.我的教育理想（增补本）[M].桂林：漓江出版社，2009：143，181
[4] 王祖浩主编.九年级化学上册教师教学指导书[M].上海：上海教育出版社，2012：11-13，21
关键词：空气；教学设计；体验；合作探究
文章编号：1008-0546（2017）02-0051-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.02.016
新一轮基础教育课程改革自启动至今已经历了16年，纯应试教育的教学方式已经逐渐减少。但若审视今天的课堂，有些现象依然存在，如：学生缺少课堂的体验，总是被动地学习；重知识记忆、重考试而轻创新探究。致使学生的主体性和积极性受到了很大的抑制。因此《义务教育化学课程标准》明确要求“转变学生的学习方式，突出学生的实践活动，使学生积极主动地获取化学知识，培养创新精神和实践能力”，并提倡自主、合作、探究的学习方式[1]。这是一种有利于学生终身学习、发展学习的方式，真正把“以学生为主体”落到了实处。
一、理论依据
由于教师的“教”是为学生的“学”服务的，并对学生的学习方式起着重要的引领作用，因此要转变学生的学生方式，教师必须首先转变教学方式。教师在教学过程中应善于利用问题的讨论与交流、实验的探究与体验等环节，让学生成为课堂的“主角”，突出其课堂学习的主体性。尤其是要采用设计、动手操作等体验活动，这样学生由实验的观察者转化为实验过程的建设者与参与者，其心理状态也从原先闲适地等待着实验结果，转变为一种急切的期待。这样，学生在自觉、自主、合作地建构化学知识过程中，其学习方式已经悄然发生了转变。
“激发和培养学生对化学学习的兴趣”是《义务教育化学课程标准》中情感、态度与价值观方面的目标要求[2]，研究也表明[3]，当我们开始接触某个事物时，往往因好奇而怀有比较浓厚的兴趣，但这样的兴趣是浅层次的，不稳定的，在学习过程中如果遇到了难以克服的困难，这时兴趣就会大减，而战胜了困难兴趣又会大增。因此教师要在教学中因势利导，通过让学生体验学习的快乐、成功的快乐、分享的快乐，把兴趣转化成学习的乐趣；进而在学生领略了化学的奇妙和内在魅力后，乐趣又会转化成志趣，那么学生就能保持经久不衰的求知欲，这也是学生转变学习方式的重要促进力量。
二、目标分析
本课是沪教版九年级上册第一章第二节第二课时内容，属于“我们身边的物质”主题下“我们周围的空气”部分。在过去的学习中学生对空气已经有了简单的了解，但是从化学的角度来审视还是第一次。另外，该学习内容也是学生认识混合物并探究混合物中成分含量的重要学习过程，不过，学生还是第一次来完成实验与定量分析。综合以上情况，结合课程标准三维目标的要求，提出以下的教学目标：
①能用实验事实说明空气是混合物；了解空气中的主要成分在生产、生活中的用途。
②知道并能辨析混合物与纯净物这两个不同的概念，能区分一些典型的混合物与纯净物。
③通过探究过程，体验从化学视角研究物质组成的一般方法，培养科学探究能力，学习观察、思考、分析等研究方法，善于交流与讨论，敢于发表自己观点。能运用分析、对比、归纳的方法对获取的信息进行整合。
④通过探究空气中氧气的含量实验，初步学习观察、记录实验的方法，能理解该方法对学习化学的重要性，并体验化学实验是进行科学探究的一种手段。
⑤通过空气研究的历史回顾，激发化学探究的欲望，发展学习化学的兴趣，树立对待任何事物严谨的科学态度。
三、设计思路
基于以上理念，为达成本节课的教学目标，本课时设定教学方法为“情景探究，小組合作”，以空气成分的发现史为线索，学生的活动为主要方式，完成“感受空气、认识空气、探究氧气含量及物质分类”四个环节的学习（见图1）。学生通过切实的融入课堂，体验到学习的乐趣，积极性得到了充分调动，从而激发了学习的热情。同时，学生在实验、合作交流过程中，通过教师适时参与、适当引导，以及鼓励为主的评价，从而更加关注合作意识和团队精神，形成共识，得到启示。教学手段上教师使用多媒体辅助演示实验原理，增强直观性，帮助学生突破难点。这样，学生在教师的引导下自觉、自主、合作地建构化学知识，从而转变了学习的方式。当然，课堂中一方面凸显了学生的主体性，另一方面教师的主导性作用也得到有效体现。
四、教学过程
【新课引入】
（谜语）一物到处有，用棒赶不走；眼睛看不见，手摸也没有；咀嚼无滋味，没它活不久。（打一常见物质）
【模块一】感受空气
（学生活动）请你回答：日常生活中哪些事例可以让我们感受到空气的存在呢？
教师：当然我们也可以通过设计实验来证明空气的存在。
（教师演示）取一支空的注射器，用手指堵住口部，推注射器的活塞，推不到底部。
教师过渡：空气对我们来说很熟悉，但对空气的认识却经历了一个漫长的过程。
【模块二】认识空气
教师：空气看不见摸不着，你知道空气是一种物质还是由多种物质组成？
（PPT展现）17世纪以前，人们还认为空气是“一种”气体。在17世纪科学家们开始对燃烧和呼吸有了深入的研究，发现空气实质是由多种气体组成的复杂物质。
（学生活动）请你回答：
（1）根据已有知识，同学们还记得空气中含有哪些成分吗？
（2）在日常生活中，什么现象可以体现空气中有氧气、二氧化碳、水蒸气存在？ 教师过渡：经过几代科学家的不懈努力，证实了空气由氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体、水蒸气及杂质组成。那么它们的体积分数各是多少呢？科学家又开始了新的追寻。
【模块三】探究氧气含量
（合作学习）阅读体会下面这段话：
“1774年，法国化学家拉瓦锡用金属燃烧实验证明是金属与空气中‘上等纯空气’作用的结果，并发现了金属燃烧后余下的‘空气’不支持燃烧和呼吸，第一次明确提出空气是由氧气和氮气组成的。 ”
（小组讨论）根据拉瓦锡的实验方案，如果请你设计“测定空气中氧气的含量”实验，你的基本思路大致是什么？
教师：每个小组的桌上都有一套装置和相应的药品，下面我们先一起认识一下仪器。
（教师出示整套装置，简单介绍各个仪器的名称。）
（学生实验）
1.阅读教材，认真阅读（P13）“观察与思考”，注意领会操作要领。
2.小组合作完成实验，教师引导学生观察实验现象，并做好相关记录。
（交流与讨论）
（1）水为什么能进入集气瓶？为什么水只进入了1/5而不是全部呢？
（2）集气瓶中剩余的气体是什么？体现了它的什么性质？
（3）红磷在集气瓶中未能全部燃烧，说明了什么？如果红磷没有剩余能得出正确结论吗？
（4）为什么要冷却到室温，如果不冷却到室温对结果有何影响？
（5）已知木炭能与氧气反应生成二氧化碳，将红磷改用木炭，可以吗？
（请你反思）
（1）你实验成功了吗？你成功（或失败）的主要原因可能是什么？
（2）仔细观察一下，你实验中进入的水是1/5吗？导致其不是的原因可能是什么？
（思维拓展）
根据你的实验体会，你发现本实验的设计上存在哪些问题？想一想可以如何改进？
（学生充分交流后，教师多媒体展示）
（课堂小结）
科学家们通过精确的实验，证明了干燥空气中各组分气体的体积分数大约是：氮气78%，氧气21%，稀有气体（氦、氖、氩等）0.94%，二氧化碳0.03% ，其他气体0.03%。并且在通常情况下，空气中各种成分的含量保持相对稳定。
教师过渡：空气由多种物质组成，但红磷却只含有一种物质，那么在化学学习中用什么概念来区分它们？
【模块四】物质的分类
（学生活动）
（1）混合物和纯净物的概念，学生齐读强化。
（2）思考：在日常生活中有很多纯净物和混合物，你们能举几个例子吗？
（3）练习：红磷、氧气、五氧化二磷是纯净物还是混合物？
（教师评价，并突出从化学式角度判断物质分类：纯净物组成固定，可用化学符号来表示。）
（4）练习：请你说出下列物质分别属于混合物还是纯净物？
氮气、二氧化碳、河水、空气、矿泉水、纯净水、冰水混合物、碳酸氢铵、氨气、石蜡、澄清石灰水、铁水、水银、水、稀有气体
（教师小结）：混合物没有固定的组成，各成分的含量可以改变，没有专门的化学符号。今天的实验也表明，虽然混合物由多种物质组成，但各种成分之间没有发生化学反应，仍保持各自原来的性质。
课堂总结：
（1）经过本节课的学习，你掌握了哪些化学知识？
（2）在课堂学习过程中，你在学习方法等方面有哪些收获？
【课堂连线】在空气组成的发现史上有这么一个有意义的故事[4]：“稀有气体的发现”。
你从这段故事中可以得到什么启示？
五、课后反思
本节课学生在教师的引导下全面地自主学习、合作实验，实现了知识的自我构建和教育的自我演变，这样，学生的学习方式得到了根本的转变。综合起来，本节课的设计有以下三个突出的亮点：
1. 有效利用化学史，与课堂教学融合
課堂教学中不仅利用化学史作为学习的材料，而且又以空气组成的认识史为线索，将所有知识按逻辑顺序串联起来。同时，以化学史开始、并以化学史结束拓展了课堂教学的宽度和高度，这样的教学设计具有较强的创新性。
2. 形式很好地服务于内容
本节课设计活动多、形式多，各种活动共有12次，这其中既有学生之间的讨论（如“合作学习”），又有学生个体对问题的思考（如“学生活动”），还有师生之间的你来我往式的互动。但教学形式是由课堂教学内容决定，无论小组讨论、大组交流、实验探究、个人思考回答，都根据实际内容的需要，统筹安排。多样化的活动形式安排，就使普通性问题在小组内解决，提升性问题全班解决，专业性问题教师讲授学习，努力做到小组合作学习与学生的个人思考有机结合，真正做到课堂教学“有趣、有序、有效”。
3. 知识的学习与素养的形成相辅相成
当今课堂教学中都存在两方面的基础要求：对化学重点知识的学习与化学素养的培养。毋庸讳言，知识是学生应试的基础，但素养才是学生学习的价值与意义体现，也是学生学习的落脚点。因此，二者不可偏颇，例如，学生在实验探究的误差分析过程中，掌握实验误差的形成及误差分析方法，同时培养了对待任何事物严谨的科学态度；“冰水混合物”中冰和水是同一种物质，只是状态不同的混合，突出了对周围世界认识的化学视角。
本文在修改过程中得到了华东师范大学沈甸教授的悉心指导，在此表示诚挚感谢！
参考文献
[1][2]中华人民共和国教育部制定. 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
[3] 朱永新著.我的教育理想（增补本）[M].桂林：漓江出版社，2009：143，181
[4] 王祖浩主编.九年级化学上册教师教学指导书[M].上海：上海教育出版社，2012：11-13，21