基于情感性艺术处理策略的化学教学设计

温利广

摘要：以“金属材料（第1课时）”的教学设计为例，运用“拟人导入”“PK挑战”“灵活分组”“竞争互助”“角色转换”“歌谣小结”等情感性艺术处理策略对教学内容和教学组织进行优化，通过引发学生（尤其是学困生）的积极学习心向达到优教和促学的目的。

关键词：学困生;情感性艺术处理策略;学习心向;金属材料;性质

文章编号：1008-0546（2019）08-0063-05

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2019.08.021

奥苏贝尔（David Pawl Ausubel， 1918-2008）认为意义学习产生的两个先决性内部条件为[1]：（1）学习者必须具有同化新材料的适当的认知结构。（2）学习者必须具有学习新材料的学习心向。基于此，教师在处理教材时要注重同时从认知和情感两个维度优化课堂教学，既要考虑学生对教学内容的可接受性，也要考虑学生（尤其是学困生）对教学内容的乐接受性。笔者多年的教学实践表明，从教学内容和教学组织的处理上解决学生的学习心向问题更具有促学意义。以上也正是笔者运用情感性艺术处理策略对“金属材料（第1课时）”进行教学设计的基础和出发点。

一、教学主题内容及教学现状分析

本节内容为初中化学人教版下册教材第八单元“金属和金属材料”课题1“金属材料”第1课时“几种重要的金属”[2]。

本课时的主要内容包括：（1）金属的共性与特性;（2）金属的物理性质与用途之间的关系;（3）几种新型的金属材料。

已有的教学设计[3-5]中的教学思路均着重凸显：（1）如何从书本教材、师生提供的素材、乃至实际生活中的实物、网络等多种途径，引领学生感受、认知、归纳金属的共性。（2）如何在金属的应用中启发学生关注金属的特性，并不断贯穿组成与性质、性质与用途的关系这一重要的学科思想。

存在两个问题值得关注：（1）对教材的处理主要囿于认知范畴，缺乏情感维度上的考虑。过分关注认知的学习过程，难以发挥情感的促学作用。（2）形式单一、陈旧的教学组织和学习过程并不是学生尤其是有较重厌学情绪的学困生所需要的，他们在平淡无奇的学习方式中很难获得学习化学愉悦的情绪生活和积极的情感体验。

二、基于情感性艺术处理策略的教学思想与创新点

所谓化学教学的情感性艺术处理策略，“是指化学教师向学生呈现教学内容的过程中，从情感角度着手，对教学内容进行必要的艺术加工处理，创设化学教学中情知交融的教学氛围，陶冶学生情操，提高学习效率的策略[6]。对“金属材料”教学内容进行情感性艺术处理，将情感性艺术策略灵活运用于教学各环节中（见表1），可以有效引发学生学习化学的心向，从而起到优教和促学的作用。

三、教學目标

1.认知领域：了解金属的物理性质，了解金属的用途与金属性质的关系。

2.技能领域：了解探究金属物理性质的方法。培养细致的实验观察能力和综合分析实验结果（或事实数据）得出科学结论的能力。

3.情感领域：通过设计的6项活动进一步培养学习化学的兴趣，激发为民族振兴、社会进步而学习化学的志向。

重点：常见金属的物理性质及性质与用途的关系。

难点：培养学生综合分析问题的能力。

四、教学流程

基于情感性艺术处理策略，将本课时的教学过程设计为六环节，教学流程如下（见图1）。

五、教学实录

1.自我介绍，初识金属

【活动】每组分发一块铝片，学生观察和思考。

【教师】如果你就是这块铝片，请你尽可能从更多的角度面向大家作一个自我介绍。介绍时重点描述的是“我”有哪些物理性质，大家回答时可以以接龙的方式相互补充。

【学生1】大家好，我的名字叫铝，我的肤色是白色的，有美丽的光泽，在众多金属中我是属于比较轻的那类。我可以弯曲和折叠，还可以压制成包装糖果的铝箔，另外我还能导电、导热。

【学生2】比较轻的说法不够专业，应该说密度比较小。

【学生3】铝的颜色不是白色，是银白色。

【教师】我们学习一种新物质时，要按一定的规律，有序地去认识它。金属有一些共性：常温下是固体（汞除外），有金属光泽，大多为电和热的优良导体，有延展性，密度较大，熔点较高等。另外，不同的金属还具有各自的特性和用途，这也是我们本节课要学习的重点。

2.PK挑战，加深对“金属的性质与用途关系”的理解

【活动】学生阅读课本P3的表8-1 -些金属物理性质的比较。

【教师】由表8-1可以看出，金属还具有各自的特性。具体到某一种金属，它的性质与用途之间的关系是怎样的呢？我们一起来做一个游戏——常见金属的性质与用途PK，大家想不想参加？

【学生】想。

【教师】下面我先介绍游戏规则：每组推出一名代表挑战对方，本组其他同学可补充或代替，对白格式为“因为我有……所以我可以……”，要体现出“因果关系”，对不上为输。其他同学可以做记录，最后评出一名最佳PK手。

甲（示例）：我是金刚石，因为我硬度大，所以我能用来做钻探机的钻头。

乙（示例）：我是石墨，因为我有导电性，所以我能用来做干电池的电极。

（1）铝-PK—铁

学生铝：我是铝，因为我有良好的延展性，所以我可以用来做铝箔。

学生铁：我是铁，因为我能够弯曲，所以我可以用来做回形针。

学生铝：我是铝，因为我的密度比较小，所以我可以用来做飞机。

学生铁：我是铁，因为我硬度大，所以我可以用来做锤子。

学生铝：我是铝，因为我的导电性不错，所以我可以用来做导线。

学生铁：我是铁，因为我的导热性良好，所以我可以用来做炊具。

【教师】铁能做炊具还与它的什么性质有关呢？谁可以补充一下？

【学生】熔点高。因为如果铁的熔点不高的话，加热时就容易熔化。

【教师】很好！铁能做炊具与它具有良好的导热性和熔点高都有关。因此，我们分析问题时要尽量做到全面。

（2）铜一PK—银

学生铜：我是铜，因为我有紫红色的美丽光泽，所以我可以用来做装饰品。

学生银：我是银，因为我有银白色的漂亮光泽，所以我也可以用来做装饰品。

学生铜：我是铜，因为我的密度比较大，所以我可以用来做秤砣。

学生银：我是银，因为我有延展性，所以我可以用来做银箔。

学生铜：我是铜，因为我有优良的导电性，所以我可以用来做导线。

学生银：我是银，因为我也有优良的导电性，所以我也可以用来做导线。

【教师】在前面PK的基础上，我们一起来初步建立常见金属的性质和用途的关系。

【板书】性质决定用途，用途反映性质。

3.小组合作，设计方案验证金属的性质与用途

【准备】课前准备好铜片、铁片、铝片、铜块、铁块、铝块、铁锤、干电池、小灯泡、线路板、酒精灯、坩埚钳、剪刀、托盘天平等器材和用品。

【教师】根据你所知道的铜、铁、铝的其中一个性质或用途，请同学们结合桌面上的器材和用品分组设计一个简单的实验方案加以证实（要求：三种金属的性质或用途不重复）。把本组的探究结果与其他组同学交流，看谁获得了更丰富的证据和更准确的结论。最后筛选出优秀方案实施实验。

【学生】分组讨论，组间交流，展示方案（见表2、表3），实验探究。

4.竞争互助，在真实情境中培养综合分析能力

【教师】在前面的PK环节，有同学提到用银做导线。假如五金店的导线都是银做的，情况会怎么样？

【学生l】银很贵，这种导线一般人买不起。

【教师】对，所以我们在考虑金属的用途时，能否仅仅是考虑它们的性质呀？

【学生1】不能，银比较贵，还要考虑成本。

【学生2】地壳中银的含量比较少，还要考虑资源。

【教师】对，还要考虑价格和资源。生活中的很多问题也需要我们学会综合分析。下面请同学们根据自己的生活经验和课本表8-1所提供的信息，并查阅有关资料以抢答的方式回答下列问题。看哪位同学对问题的分析更准确、全面，同时其他同学可以做补充。

【投影】问题1：为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？

【学生1】因为铁的密度大，铅的密度小。

【学生2】不对，铅的密度比铁还大。是因为铁的硬度大，铅的硬度小。

【教师】对。另外，铁无毒，铅有毒。

【投影】问题2：为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能出现什么情况？

【学生1】钨的熔点高，锡的熔点低。

【学生2】用锡制的话，灯丝不会亮。

【教师】不对，我觉得用锡制的话灯也会亮。但只是亮一瞬间，因为刚通电就熔断，好比一次性的“闪光灯”。

【投影】问题3：为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样？

【学生l】铬的硬度非常大，镀铬可以增加水龙头的耐磨性。

【学生2】镀金好看。

【学生3】镀金虽然好看，但金的硬度比较小，不耐磨，很快就会磨损掉，中看不中用。

【教师】镀金成本高，太引入注意，容易被盗。

【投影】问题4：我們目前常用的1元、5角、1角硬币是用一些特殊的金属材料制造的。这些金属材料有什么性质？

【学生l】硬度比较大，耐磨。

【学生2】密度比较小，轻便。

【学生3】材料要无毒、安全，色泽要好看。

【学生4】材料价格要比较低。

【教师】因为硬币数量非常大，还要求资源要充足。

【教师】因此。我们在考虑物质的用途时，要进行综合分析。除了要考虑物质的性质，还需要考虑价格、资源、使用是否便利、是否美观、废料是否易于回收和对环境的影响等因素。

5.展示交流，介绍几种新型金属材料

三名学生代表分别介绍生物医用金属材料、纳米多孔金属材料和航天特种高分子金属材料等三种新型金属材料。

【学生l】生物医用金属材料

生物医用金属材料主要包括不锈钢、Ti合金、Co合金、Mg合金、形状记忆合金、贵金属以及纯金属（Ta、Nb、Zr）等，因其在强度、塑性、韧性、模量、硬度、疲劳寿命、抗腐蚀等方面具备优良性能而被广泛用于骨科治疗，如固定物、人造关节、齿科、人造脊柱等或矫形器械。Zr基生物医用合金材料因其弹性模量低、强度高、在生理环境中耐腐蚀性能好、生物相容性好等优点逐渐引起人们的关注，被用作人体硬组织替代材料[7]。

【学生2】纳米多孔金属材料

“纳米多孔金属”这个概念最先由美国Sieradzki和Newman于1990年正式提出。相比于传统金属材料，纳米多孔金属材料具有比表面积大、孔隙率高、抗疲劳、耐腐蚀、高强度、能量吸收性好等优势，被广泛应用于催化、生物过滤与分离、传感器、高性能光学薄膜、表面增强拉曼散射等领域，在燃料电池、电容器等新能源材料领域也有着巨大的应用前景。纳米多孔金属材料可根据其孔径尺寸的大小分为3类：孔径小于2nm的为微孔，孔径大于50nm的为大孔，孔径在两者之间的为介孔[8]。

【学生3】航天特种高分子金属材料

航天特种高分子金属材料具有防静电、防热、抗核电磁脉冲、表干时间短以及施工工艺简便等特点。这种材料的使用，主要为解决航天产品储存过程中出现的霉菌、盐雾以及湿热等问题，使航天产品的内部结构以及仪器设备能够在一个适宜的温度范围内进行工作，保证关键材料的正常工作。以防热性能为例，目前航天特种高分子金属材料中主要加入了酚醛树脂、有机硅树脂等。因树脂的隔热性好、耐烧性、弹性好、储存时间长等特性，让其能够在多个航天产品中得到应用。且航天特种高分子金属材料中加入树脂后，成为非碳性材料，实现在红外、雷达等吸波下进行隐身[9]。

6.知识梳理，歌谣结课

【教师】最后，我们一起来将本节课学习的知识梳理一下。请同学们参照《世上只有妈妈好》的旋律齐唱《金属之歌》。

【学生】齐唱。

【投影】

金属之歌

常见金属要知道，铁铝铜铬金银钨;

金属物性九要素，颜色光泽导热性;

状态熔点导热性，密度硬度延展性;

金呈黄色铜紫红，其他多为银白色;

铜丝铝丝做导线，美丽首饰金和银;

炒菜做饭涮羊肉，铁锅铝锅铜火锅;

要想耐磨需镀铬，菜刀锤子凭铁硬;

电灯发光靠钨丝，包装糖果用铝箔;

金属用途多方定，价格资源与环保;

美观便利易回收，综合考虑须记住。

六、教学效果与反思

一个新颖、有趣的导入会给学生留下难以忘怀的印象。环节1一方面以拟人化的自我介绍直奔主题，从一开始就深深吸引住学生，他们的学习热情也大大地提升了，为后面的教学做好铺垫。另一方面，学生通过对金属的“自我介绍”，既可以引导他们回忆、提炼头脑中已存有的金属物理性质的知识储备，同时也暴露出他们对金属性质的认识尚处于零散和无序的状态，产生超出自己预期料想的效果，从而引发学生学习化学的积极心向。

环节2对教学内容进行趣味化处理，更能引发学生的积极学习心向。同伴PK挑战的对话形式融知识性和趣味性于一体，让学生耳目一新，学习热情非常高涨。学生对金属的物理性质与用途PK的过程，实际上就是他们自主建构“性质决定用途、用途反映性质”这一学科思想方法的过程。另外，PK环节也很好地锻炼了学生的口头表达能力，同时，他们所暴露出的知识或思维误区（如用银做导线）也为后面环节的教学做好铺垫。本环节也有欠缺、有遗憾——层次比较低的班级的学生对“性质与用途关系”的理解往往还比较生硬，导致学生思维的火花没有真正被激发并引起高效的碰撞。

环节3的学习小组由4人组成，其中一名是优等生，一名是后进生，两名是中等生，要求各小组成员平均水平基本一致，每个小组基本上都是全班的缩影或截面。组内异质为互助合作奠定了基础，而组间同质又为保证全班各小组间开展公平的竞争创造了条件。学生以小组合作的形式设计验证“金属的性质与用途”的实验方案并实施的过程培养了他们的合作学习能力和实验探究能力。学生设计方案和实施方案的过程实际上就是收集证据证实或证伪金属的性质和用途的过程，从而有效建立观点、结论和证据之间的逻辑关系。由于笔者所在学校实验条件不理想，没能找到体积相同的铜块、铁块和铝块，故临时建议学生用大小相当的三种金属片代替完成方案二的实验。

环节4中，首先，抢答的方式能锻炼学生思维的敏捷性，符合初中学生爱竞争的心理特点。这种方式为课堂创设了自由民主的氛围，学生在抢答中品尝成功的喜悦，满足了表现欲，从而增强学习化学的兴趣。其次，真实情境问题的设置为学生应用知识解释现象或解决问题提供了机会，第一位学生的抢答和其他学生（包括教师）的补充或纠错的过程也是引导学生学会综合分析问题和合作互助的过程。至此，教学难点在紧张热烈而又轻松愉快的氛围中得到突破。需要注意的是，为防止学生因急于表达而乱答，教师在抛出问题后要留出适当时间给学生思考，培养他们认真倾听和深度思考的习惯。

环节5是建立在学生课外自主学习的基础之上。笔者于课前广泛发动学生，通过网络（以中国知网为主）、书籍等资料，收集关于新型金属材料的相关知识，并由学生自己动手做成图文并茂的幻灯片，在课堂上交流、展示。在該环节中，学生的角色由“学习者”向“教授者”转换，充分发挥了学生的主体作用。通过对三种新型金属材料的介绍，拓宽了学生的视野，同时也激发了他们为民族振兴、社会进步而学习化学的志向。

环节6以歌谣《金属之歌》的形式对本节课学习内容进行梳理小结，至少有以下三个好处：一是歌谣式小结形式新颖，使学生兴趣大增;二是歌谣式小结明了易记，朗朗上口，与一条一款的提纲式小结比较，易记勿漏。三是歌谣式小结融学科知识及思想方法于一体，再次引发学生的学习心向，这对于帮助学生掌握本节课的知识及对今后的学习大有帮助。如果时间允许，读者也可以尝试在课堂上让学生自编歌谣进行学习小结，这实际上是引导学生自主发现、自我建构的过程。

参考文献

[1] Ausubel DP， et al.Educational Psychology：A CognitiveView[M].New York： Holt， Rinehart &Winston Inc， 1978：132-136

[2]王晶，郑长龙.义务教育教科书：化学九年级下册（第1版）[M].北京：人民教育出版社，2012：2-4

[3] 李蕾.“金属材料”教学设计[J].化学教育，2010，31（S2）：42-44

[4]涂耀林，朱春红，徐琴.基于培养学生核心素养的教学设计——以“用途广泛的金属材料”为例[J].中学化学教学参考，2018（12）：30-31

[5]徐雁.学生全程参与的《金属材料》新授课教学设计[J].化学教与学，2012（9）：67-70

[6]刘一兵，化学教学内容情感性艺术处理的策略[J].化学教育，2007（6）：13-16

[7] 刘东云，湛永钟.Zr基生物医用合金材料的发展与探索[J].广西科学，2018，25（6）：633-638

[8] 刁桂林，郭轩轩，李雪.纳米多孔金属材料的研究进展[J]辽宁科技大学学报，2018，41（6）：401-405

[9]何永富，航天特种高分子金属材料研究与应用进展[J].世界有色金属，2018（8）：234-237