基于核心素养的化学情境教学设计

［摘要］ 以沪教版九年级上册化学“燃烧的条件”一课为例，从生活中常见的打火机的燃烧引入，创设生活主题情境，让学生初步了解燃烧的条件，并通过实验进一步认识燃烧的条件，进而能利用燃烧的条件来解决生活实际问题，由此，在课堂教学中渗透对学生化学核心素养的培养。

［关键词］ 核心素养；情境教学；初中化学；燃烧的条件

《义务教育化学课程标准（2022年版）》和《普通高中课程方案（2017年版2020年修订）》都提出了学科核心素养问题，学科核心素养是课程育人价值的集中体现。义务教育阶段，化学学科核心素养主要包括：化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任。作为一门基础自然科学，化学课程立足学生的生活经验，反映人类探索物质世界的基础观念和规律。创设真实的生活问题情境，将整个知识的学习融入其中，有利于激发学生学习的好奇心，提升学生运用理论解决实际问题的能力，并体会化学是推动社会可持续发展的重要力量。学生通过课程学习，具备一些必备品格和关键能力，逐步形成有助于个人发展和社会发展的正确价值观。义务教育阶段，学生处于化学学习的启蒙阶段，知识难度是比较低的，但在整个化学学科的学习体系中，这一阶段的化学学习对学生后续发展具有重要的意义。因此，创设基于生活问题的学习情境，在课堂中渗透化学核心素养的培养，是化学学科育人方式的重大转变，也是深化化学教学改革的一大挑战。

一、核心素养融入课堂教学主线

1.基于生活问题的学习情境的创设

本节课以“如何点燃打火机引入→初步了解燃烧的条件→设计实验验证燃烧的条件→解决生活中打火机无法点燃的问题→认识燃烧的一般条件→打火机的升级换代”为主线，将燃烧的条件的学习渗入主题情境中，并在真实情境中利用所学知识解决实际问题。真实的情境往往具有复杂性和综合性，是发展学生科学思维、创新精神与实践能力的良好载体，有助于培养学生个人发展和终身发展所需要的品格和能力。

2.以核心素养为主线，确定教学目标

《义务教育化学课程标准（2022年版）》（以下简称“课程标准”）中对燃烧的内容要求是，通过实验探究认识燃烧的条件，理解燃烧和灭火的原理及其在生活中的应用，初步体会调控化学反应的重要意义。笔者结合课程标准及初高中课程的衔接要求，确定本节课的教学目标如下：初步认识燃烧的条件，通过实验验证燃烧的条件，能独立完成实验操作并交流分享实验现象及结论；基于生活现象，能够尊重事实和证据，敢于质疑和批判，深化对燃烧条件的认识；利用燃烧的条件，解决实际问题，具有独立思考的能力和创新精神。

二、指向核心素养的情境教学过程

1.创设情境，在情境中初步了解燃烧的条件

[情境]如何点燃打火机

[师]打火机大家都很熟悉，打火机的功能就是打火。打火机打火需要哪些条件呢？我们先来重新认识打火机的组成构件，打火机主要部件包括三部分，它们分别有什么作用呢？

[问题链]

无色液体的作用是什么？

黑色装置的作用是什么？

金属盖上小孔的作用是什么？

[生]无色液体是燃料，黑色装置是电子打火器，金属盖上的小孔可以通入氧气。

[师]通过以上实验事实，我们可以得出燃烧的条件是物质具有可燃性。电子打火器产生的电火花可以达到可燃物燃烧所需要的最低温度，即可燃物的温度达到着火点。可燃物还需要与空气（氧气）接触。

【设计意图】创设真实的生活情境，通过简单的问题链，让学生对燃烧的条件有了初步了解。在认识无色液体是可燃物时，可以演示“火云掌”趣味实验，让学生认识丁烷这种可燃性气体；继而介绍丁烷是一种碳氢化合物，源自石油的分馏，让学生看到资源综合利用的重要意义，体会化学是推动人类社会可持续发展的重要力量，并为后续化学与能源综合利用的学习做铺垫。

2.设计实验，交流讨论，通过实验验证燃烧的条件

[师]同学们对于燃烧的三个条件已经有了初步的了解，请同学们小组讨论，根据老师所准备的实验药品及仪器设计实验方案来验证燃烧的条件。

实验仪器和药品：粉笔、蜡烛、酒精、水、烧杯、酒精灯、试卷夹、坩埚钳、火柴。

根据所给的仪器及药品，经过讨论，学生设计的实验方案及实验现象大致如下（见表1）：

【设计意图】沪教版初中化学教材中验证燃烧的条件之一——物质具有可燃性，选择的实验药品是棉花球和玻璃棒，用玻璃棒蘸取酒精和水做对比。为了确保实验的连续性、可操作性和简洁性，本节课我们先验证粉笔不具有可燃性，再用粉笔作为载体蘸取酒精和水验证物质的可燃性，既避免了载体是脱脂棉或木条等可燃物的干扰，还有利于后续实验在此实验基础上持续进行（如将粉笔用试卷夹夹持住放在桌面上，直接用烧杯将粉笔罩住）。本节课希望同学们经过思考讨论得出多种实验方案，学会分析方案的可行性，培养学生的开放性思维。在教学过程中，教师要强调实验安全，培养学生谨慎的实验态度和良好的实验习惯。

实验教学是化学课堂教学的重要手段，“物质燃烧的条件”是沪教版初中化学的八个基础实验之一，也是课程标准要求的学生必做实验。由于“物质燃烧的条件”实验难度较低，在新授课时，学生已经基本掌握燃烧的条件，故而对后续的实验学生缺少兴趣、无探究欲，有些老师擅自将此实验取消。这种取消实验片面追求教学进度的做法违背了学科育人的初衷。针对此现象，笔者有意将“物质燃烧的条件”的学生实验课和新课教学相融合，在课堂教学中培养学生设计实验方案、分析实验方案和独立完成实验的能力，有意识地发展学生控制实验变量的学科观念。此外，这样做也可以节省课堂时间，达到高效教学的目的。

3.思考交流，拓展提升，对化学反应（燃烧）进行控制与利用

[师]同学们对于燃烧的条件已经较为熟悉，接下来老师给同学们表演一个魔术，请同学们仔细观察并结合所学的知识分析，手绢为什么没有被烧坏？

[演示实验]“烧不坏的手绢”

[师]为什么手绢没有被烧坏？（让学生触摸手绢，感受温度的变化）

[师]同学们可以结合燃烧的三个条件来分析，手绢没有被烧坏是因为没有达到燃烧的哪个条件？尝试分析具体原因。

[生]可燃物温度没有达到着火点。酒精燃烧放热，大量的水蒸发吸热，所以手帕的温度不高，没有达到手帕燃烧的着火点。

[师]这说明，燃烧的三个条件缺一个可以吗？

[生]缺一不可，必须同时具备。

【设计意图】通过简单的小实验，吸引学生的学习兴趣，让学生进一步了解燃烧的条件之间的关系，必须是同时具备三个条件，从而为后续灭火的学习做铺垫。在讲解“烧不坏的手绢”时，可以对沪教版书本实验进行简单的改进：分别将三块棉布手绢浸入95%酒精混合液中、95%酒精与水2∶1混合的混合液中、95%酒精与水1∶2混合的混合液中，浸透后取出，轻轻拧干，用坩埚钳夹持，在酒精灯上点燃，并轻轻抖动手绢，比较手绢在不同浓度酒精溶液中的燃烧现象，让学生进一步了解“手绢烧不坏”的实质。

[师]知识的学习是为了解决问题，促进人类社会发展。老师这里带来了一个油棉打火机，它无法点燃，请同学们试着分析打火机无法点燃的原因。

[生]没有燃料（可燃物）或者可燃物没有达到着火点。

（教师摩擦火轮，有火花产生）

[生]没有可燃物。

[师]在日常学习中同学们发现问题也应当如此，先分析原因，再做改正。在掌握燃烧的条件的基础上，先辈们改进了一代又一代的打火机，价格便宜的电子打火机是我们最常见的，它与火棉打火机相比有什么明显的缺点呢？

[生]不防风，一吹就灭。

[师]为什么火棉打火机能防风呢？如果你是设计师，又将如何改进打火机使其防风？

……

[师]现有的防风打火机包含金属丝和流体力学等方面的改进设计，这根金属丝有什么特别之处呢？

[生]金属丝在燃烧过程中被火焰烧得通红，当我们把火焰吹灭，下面的燃气又会上升被金属丝重新点燃，所以是防风的。

[师]我们来模拟一下这个过程（吹不灭的蜡烛）。

[师]为什么这些蜡烛吹不灭呢？

[师]这些蜡烛的神奇之处在于，我们事先在烛芯上涂了镁粉。

[生]吹气不能把红热镁粉的温度降到石蜡蒸气的着火点以下，而且吹气时吹出的二氧化碳和氧气都可以与镁反应放热，相当于是镁点燃了蜡烛。

[师]同学们发现，燃烧是不是一定需要氧气？

[生]不是，镁可以在二氧化碳中燃烧，二氧化碳作为助燃剂，所以燃烧不一定需要氧气，需要助燃剂即可。

【设计意图】“镁在二氧化碳中燃烧”是对书本中燃烧的条件的延伸，通常同学们认为，燃烧需要氧气或二氧化碳不支持燃烧。二氧化碳在一定条件下也可以支持燃烧，这会与学生的认知产生冲突，激发求知的欲望，从而让学生了解燃烧的一般条件：燃烧不一定需要氧气，需要助燃剂即可。教师也可以对第三章第一节“钠在氯气中燃烧”的内容进行复习拓展巩固，让学生了解氯气也可以作为助燃剂，与高中课程“氯气的性质”相衔接，开阔学生的知识视野，为后续学习做铺垫。

4.开阔视野，思维提升，承上启下

[师]打火机改进了一代又一代，第五代打火机（现在市场上常见的火棉打火机）和第一代外形相似，这仅仅是为了追求二十世纪三四十年代的复古潮流吗？

[师]现在的火棉打火机还有一个显著的优点在于，它使用的燃料是石脑油，而第一代打火机使用的燃料是汽油。石脑油和汽油都源自石油的分馏，但石脑油的着火点比汽油低，可以很轻易点燃，且汽油在燃烧时，容易将物质熏黑，石脑油燃烧时不易熏黑物质。这是什么原因呢？我们下节课将学习完全燃烧与不完全燃烧。

【设计意图】石脑油与汽油的碳原子个数不同，汽油完全燃烧时需要更多的氧气，当氧气不充足时，会发生不完全燃烧，这为下一课时“完全燃烧与不完全燃烧”和第九章“能源的综合利用”做了铺垫，并与第一章第二节中煤油燃烧产生黑烟的实验现象相呼应。

综上，本节课以点燃打火机创设主题情境，让学生在熟悉的生活情境中获取知识与技能，树立正确的人生观、世界观和价值观，认识到化学对于促进社会可持续性发展的重要性，从而实现从“知识教学”到“核心素养培养”的转变。

［参考文献］

［1］王伟，王后雄.《普通高中化学课程标准（2017年版）》中“情境素材建议”内容特点及使用建议[J].化学教学，2018（10）.

［2］耿亚萍.基于生活问题情境的化学核心素养的培养研究——以铁及其化合物复习为例[J].化学教育（中英文），2019，40（07）.