基于学生认识发展的教学设计

张斌 李彦山

摘要：“燃烧和灭火”是人教版九年级化学上册第七章课题1的内容。本节课通过设计核心问题作为学习的定向点，进而设计学习情境、学习策略、组织探究活动展开教学，帮助学生从化学的视角理解和解决生活实际问题，借助化学史实了解自然科学研究的科学思想方法，进一步形成隐患险于明火，防范胜于救灾，防火比灭火更重要的安全意识。

关键词：灭火原理;认识发展;化学史

文章编号：1008-0546（2019）06-0068-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.06.019

一、教材分析

“燃烧与灭火”是初中化学人教版九年级上册第七单元课题1的内容。这一课题主要包括燃烧现象的发生所需要的条件以及灭火的根本原理和方法等知识。燃烧发生所需要的条件是氧气的助燃性这一化学性质的知识延续，灭火的原理和方法是“碳和碳的氧化物”单元中二氧化碳性质变化部分知识的巩固，都为后续学习化学变化与能量打下了坚实的基础。

燃烧与生活息息相关，火的重要性不言而喻。目前在燃烧的条件部分，已有许多优质的教学资源和教学设计片段。而面对“火”这一把双刃剑，如何能够让学生通过灭火的原理部分内容的学习，掌握灭火器的使用原理，提升消防安全意识，培养从化学视角看待和解决问题的能力是非常重要的。

二、教学设计思路

建构主义学习理论认为，知识是认知主体与客观环境相互作用获得的，学习过程不是学习者被动地接受知识，而是学习者利用必要的学习资料和借助他人的帮助，通过意义建构的方式来获得知识。但是，目前的教学总是着重强调学生“学”的重要性，教师作为一个引导者所起到的关键作用很容易被忽视;而且，把过多的时间交给学生，容易导致学生学习的自由度过大，从而很难达到教学目标的要求。

而基于学生认识发展的化学教学设计认为，知识是有不同类型的，而且还是有不同层级的，具体性知识与观念性知识是不同的，知识不仅是静态的结论，还是生动的过程，更是思维的工具和方法，是具有认识论和方法论的功能和价值的。

基于学生认识发展的教学设计基础就是对教学知识线索和学生认识发展线索的梳理，这两条线索决定着教学设计的基本框架结构。而想要确定知识线索，就必须要通过对学生的原有认识、学生认识发展的障碍点以及学生的认识转变路径，确定核心知识本体、逻辑线索以及它的认识发展功能定位。教学设计的主体是它的问题线索、活动线索、情境素材线索。教师要依据学生认识发展线索，在认识发展路径中的每一个关键节点设置对应的学生活动，再依据不同的活动类型设计对应的问题，并选择合适的情境素材作为问题情境或为学生解决问题提供所需的支持或证据口。

所以本文以建构主义为指导，通过设计核心问题作为学习的定向点，避免偏离教学目标的要求，通过设计学习情境、学习策略、组织探究活动展开教学，使课堂思路清晰，方向明确，从而帮助学生建构知识。教学过程主要包括：环节一，创设情境、引入新知。以“轰趴生日会”为背景，通过巧灭蜡烛的实验活动，帮助学生从生活中常见的事物中寻找化学的方法，体会灭火的原理，明确从化学视角看待和解决问题的重要性。环节二，师生互动、得出结论。通过对灭烛方法的归类，对比燃烧的条件，发现灭火的原理，并迁移应用到“油锅起火”的过程中去，不仅能够培养学生的安全意识，而且能够引导学生形成用化学原理分析生活现象的意识。环节三，合作探究、思维拓展。根据灭火的原理，基于已有经验，设计简易灭火器。借助灭火器的发展史，共同探究灭火器设计的原理，帮助学生形成严谨的科学态度，提高其设计实验的能力。环节四，总结概括、提炼升华。学生通过对生活中发生的火灾事件的分析，拓展知识面，提高分析问题和解决问题的能力，进一步形成隐患险于明火、防范胜于救灾、防火比灭火更重要的安全意识。环节五，诊断与评价。通过燃烧与灭火的学习，学生已经对于燃烧的“利”与“弊”形成了一定的认识，而学校、家庭、实验室的防火是学生最需要知悉和掌握的知识和技能，学生通过防火预案报告的书写，不仅能够梳理总结自己对燃烧与灭火的认识，诊断自己对于本节内容的掌握情况，而且能够将所学知识应用到生活中去，从而真正地提升素养水平。

三、教学实录

环节一：创设情境引入新知

教师活动：通过学生最喜欢过的节日引入讨论，创设情境，举办轰趴生日会时，最温馨的便是吹蜡烛许愿，那么除了吹灭蜡烛之外，还能用什么方法灭烛？试着将这些灭烛的方法进行归类，并说明原因。

学生活动：认真思考，并通过小组合作尝试各种方法熄灭蜡烛。在对灭烛方法进行归类时，学生多按照灭火的途径将灭烛方法分为三种：①降温灭烛火的方法：嘴吹、水浇、手摇;②隔绝氧气灭烛火的方法：沙土盖、湿抹布扑盖、书本盖;③清除可燃物灭烛火的方法：剪烛芯。

设计意图：（1）通过设置生活中比较温馨的情境，勾起学生美好回忆的同时，让学生产生主动探究的兴趣，从而引入本节课想让学生关注到的灭火知识。（2）借助实验活动，让学生自己动手，在实践过程中将化学知识与生活实际联系起来，帮助学生形成主动思考、积极探究的科学态度。

环节二：师生互动得出结论

教师活动：进一步追问学生，灭火的原理与燃烧的条件之间有什么关系？启发学生与火三角模型進行对比迁移，从而提炼出灭火模型。

学生活动：思考分析实验过程中所用到的灭烛方法，都是如何达到灭火目的的？通过灭火与燃烧条件的对比，找出灭火的本质。

教师活动：在轰趴生日会，除了温馨的许愿环节，最值得期待的就是一顿美食了，但是在厨房做饭的过程中，如果油锅起火怎么办？

学生活动：学生根据生活经验已知油锅起火不能用水浇灭，经过思考，尝试根据灭火模型解释油锅起火为何不能用水，以及如何解决油锅起火问题。

设计意图：（1）通过实验活动分析与生活实际问题的结合，引导学生从燃烧与灭火的现象出发找出灭火的本质，从而形成“化学源于生活，生活中处处有化学”的理念。（2）引导学生抓住灭火的本质，掌握灭火的原理。

环节三：合作探究思维拓展

教师活动：灭火最高效的方法就是使用灭火器，那么灭火器的工作原理是怎样的？灭火器应该如何设计？请从设计原理、灭火原理角度分别进行分析。

学生活动：小组合作，设计简易灭火器（包括灭火器的名称、设计原理、灭火原理、主要药品仪器、装置示意图）。

教师活动：抛出问题，是否所有的灭火器都是用二氧化碳来灭火？提供资料“历史上的灭火器”，你能根据各种灭火器的名称、药品仪器，分析其中的设计原理和灭火原理吗？对比历史上的灭火器，你设计的灭火器有什么不足之处？

学生活动：阅读资料“历史上的灭火器”，从设计原理、灭火原理两个角度尝试分析历史上的灭火器的工作原理和使用范围。反思自己设计的灭火器是否考虑到反应物的选取、反应的速度以及产生二氧化碳的量等问题，总结实验设计的基本思路。

设计意图：（1）帮助学生形成严谨科学的实验态度，提高学生的实验装置设计能力。（2）通过分析理论与实物的差距，启发学生在学习理论的同时关注理论与实践的差异，培养学生的技术思维，增强学生理论联系实践的能力。（3）帮助学生打破思维定势，激发学生的创造性思维。

环节四：总结概括提炼升华

教师活动：学习了燃烧的条件和灭火的原理，大家能不能告诉我火灾是如何形成的？生活中我们如何防火？提供资料“火灾案例”。

学生活动：阅读“火灾案例”资料，分析着火原因，分析总结各种火灾场景该怎么样逃生，以及生活中遇到火灾如何灭火。

设计意图：（1）通过资料分析，提高学生分析问题、解决问题的能力。（2）借助火灾案例告诫学生防范胜于救灾，增强学生防火灭火意识，学会逃生自救的方法。

环节五：诊断与评价

请每个小组从下列话题中选择其一，写一份解决预案报告。

（1）化学实验室灭火解决预案。请观察实验室的环境，哪些物品容易燃烧？如果做实验的过程中失火，如酒精洒在桌子上并燃烧，该如何灭火？

（2）家庭灭火解决预案。请观察家庭的环境，哪些物品容易燃烧？如果做饭过程中油锅起火，该如何处理？如果家具起火，该如何灭火？

（3）请调查学校、居住小区等环境中的消防设施，设计合理逃生路线。

上述三个话题必含内容：如果发生自己无法扑救的火灾，在逃生或被困等待救援的过程中，有哪些必备的生存技能？

四、教學特色

1.基于学生和社会发展需求进行教学

处于青春期的初中学生，对自然世界的科学现象和规律充满了好奇心和求知欲。而化学作为一门与生活中许多经验和现象关联密切的自然科学，更是实现学生抽象思维与创造性思维结合的重要科目。因此在本节课中充分考虑学生已有的生活经验，在激发学生好奇心和求知欲的同时，鼓励学生从事实出发，抽象出对于一类事物的理性思考，并且让学生创造性地进行设计，帮助学生借助已有信息去解决未知问题。

21世纪，是一个创新的时代，学生只有具备了对生活中的复杂问题分析和理解能力，才能够进一步去解决生活中的诸多问题，通过对灭火器的分析，拓宽学生的视野，让学生真正体会到化学与技术、社会的关系，形成用化学的眼光看待和解决问题的能力。

2.在教学中引入化学史

我国著名的化学家傅鹰先生曾说过：“化学给人以知识，化学史则给人以智慧。”化学的历史，实际上是化学方法和化学智慧的历史。本节课借助历史上的灭火器，让学生应用所学知识去分析灭火器的工作原理，不仅能够培养学生多因素分析的能力，而且能够深切感受到化学知识在生活生产中的重要性。

3.促进学生的认识发展

真正的知识不是静态的，而是动态的、可建构的，本节课学生以学习灭火原理的基本知识基础，主动参与到生活中灭火方法的判断、灭火器的设计中去，不仅能够帮助学生建立起基本的知识结构，而且能够将所学知识迁移到实际问题的解决中，从而培养学生的创造性思维和实验设计的能力，从而真正实现了从知识解析到促进学生认识发展的教学。