整合多种教学手段 落实学科核心素养——以“空气”教学为例

北京市东直门中学(100007) 窦金雨

1 教材中的呈现

本节课是人教版9年级上册教材第2单元“我们周围的空气”中的课题，课时分配建议为2课时，笔者着重于第1课时的教学。本课时内容包括化学史实、文字资料以及探究实验,整体分为3个部分：①化学史实探究空气组成；②结合实验粗略测得氧气占比；③结合表达式阐述反应原理。

2 “空气”教学的现状研究

近年来国内一线教育工作者对于“空气”的教学开展了众多实验改进，但往往这些实验改进不能够将实验的数据进行精准化的分析，教学过程中的手段过于单一。笔者在理论研究的基础上让学生用数据作为证据支撑实验事实，并通过线上教学平台对学生实施精准教学，随时了解学生的接受和反馈情况。

3 教学手段的选择

基于现有教学成果，为了帮助学生更好地理解空气中氧气的存在，揭示从定性分析到定量分析的研究过程，笔者选择了以下教学手段。

3.1 微课教学

用微课将拉瓦锡定量测定空气成分、暖宝宝缓慢氧化以及灼烧氧化测定空气中氧气含量的方法等这些原理和方法呈现给学生。

3.2 手持技术数据采集器

在常规教学中学生探究过程较少，特别是在测定空气中氧气含量这一重难点上，主要以教师演示实验为主。手持技术的介入让学生从被动机械性的接受转变为了主观的发现和归纳，使微观世界中的变化外显出来，让学生也能真正的认识到定量实验，帮助学生将知识转化为真知，进而过渡到能力。

3.3 Aischool教学平台

Aischool是一款基于pad教学的软件，用户可以通过“投屏”功能，将数据实时上传并在屏幕上进行展示。本节课教学活动中，笔者在实验探究以及课堂检测环节中使用Aischool智慧平台。在实验过程中，学生可以通过自身终端以及屏幕同时观察实验现象，通过教师推送及时进行课前、课后反馈，并在教师终端展示反馈结果。及时发现教育契机，统计学生错误以及思维误区。

4 教学设计

4.1 教学重难点

教学重点：空气中氧气含量的定性、定量综合研究。

教学难点：空气中氧气含量的测定方法和原理。

4.2 核心素养目标

从宏观角度和性质角度认识物质；了解空气的主要成分，明确空气中氧气含量的测定方法和原理；引导学生通过实验对空气中氧气含量进行测定，学会提出问题、解决问题的方法；初步用观察、实验的方法获取信息，并从实验信息中得出科学的结论。

学生简单预测实验现象，通过分析图像、推理，认识完成空气中氧气含量测定实验的本质。

从化学史和蜡烛燃烧实验感受科学的魅力，学会从生活中挖掘探究的问题。在实验探究过程中，发展学生学习兴趣；通过观察演示实验从而能够提升设计和完成简单化学实验的能力，体验科学探究的乐趣。

4.3 教学流程

教学流程如图1所示。

5 教学实录

5.1 环节1：课前查漏

(课前)发布微课学习活动并布置测试任务。

学生：课前利用平台进行微课预习，将不懂的知识进行记录(课上有针对性的学习)。通过平台完成前测。

设计意图：通过Aischool教学平台，预先发布微课，通过客观题的简单前测了解学生知识掌握情况。

5.2 环节2：分组实验，初识氧气的存在

提问1：蜡烛燃烧是我们生活中常见的现象，你还记得蜡烛燃烧的实验现象吗？

学生：学生思考后，尝试回答。

提问2：咱们一起来重温一下这个简单的实验，点燃培养皿(装有水)中的蜡烛，观察，你看到了什么？

学生：(学生完成实验)实验发光、放热，火焰分为3层，有“蜡油”滴落。

学生预测：蜡烛熄灭，水位上升。

提问3：实验盒中有一只玻璃杯，请你们帮我预测一下，扣上玻璃杯以后会出现什么现象？

学生：完成实验并拍照记录实验现象(云共享)。

设计意图：从生活实际和已有知识入手，揭示化学与生活的紧密联系，使学生学习起来感到亲切和轻松。同时，也让学生充分感受到化学学科的探究性魅力。

讲述：简要讲述化学史，从空气的发现再到氧气(定性到定量)的研究。

学生：学生认真聆听，在聆听的过程中通过Aischool教学平台记录重点并提出自己的疑惑。

设计意图：从科学史的角度感受科学的伟大魅力，同时让学生领略到氧气发现再到定量实验的曲折过程。

5.3 环节3：分析史实，体会氧气的发现

自主学习：通过Aischool提供电子课本自学课本26页,了解拉瓦锡实验方法和过程，结合微课预习内容完成表格。

学生：自学小组讨论完成学案表格。交流汇报；小组内讨论交流共享拉瓦锡的实验方法、过程、原理。

设计意图：培养学生阅读和自学能力，通过科学史，分析科学家实验细节，探究其中的科学方法，了解人类认识事物的曲折过程以及科学家的探索精神。

提问4：请一组同学代表帮我们分析一下拉瓦锡所完成实验的装置和原理。

学生：学生尝试分析。

提问5：引导追问：汞液面上升的原因？

学生：封闭体系内消耗氧气。

提问6：引导追问：哪里构成了封闭体系？

学生：钟罩汞面以上以及曲颈甑整体。

提问7：引导追问：哪里液面上升？上升为何处的1/5？

学生：钟罩内的汞面上升且上升封闭体系1/5。

设计意图：通过一系列追问设计，让学生能够准确的明白实验原理，并表述出来。

5.4 环节4：演示实验，感受体系的变化

探究学习：简要介绍实验装置并引入传感器的使用。

学生：学生聆听，简要了解实验装置。

提问8：请同学们预测一下传感器所显示图像的变化趋势。

学生：预测：体系内温度会一直升高，压强逐渐降低。

提问9：你能否简要的分析实验图像？

学生：如图2所示，学生结合事先预测分别指出温度线与压强线。

提问10：通过实验和数据的展示你能够得到哪些实验结论？

学生：学生结合图像描述：在实验过程中，红磷燃烧消耗了空气中的氧气，使集气瓶内的压强减小，当集气瓶冷却至室温时，打开止水夹，水填充了消耗的氧气的体积，使压强再次相等。

设计意图：运用手持技术，将难于感知的微观世界通过传感器动态的表现出来。进一步明确测定空气中氧气含量的实验原理，知道实验是学习化学的基础，体会科学探究的过程。

5.5 环节5：理论探究，强化实验的原理

讲述：仿照拉瓦锡实验的测定原理测定出空气中氧气的体积含量约为空气总体积的1/5。

提问11：你能否归纳总结出完成该实验的必要条件？

学生：选取能与空气中的氧气反应并且只消耗氧气的物质，生成的产物不为气态。

设计意图：通过反思，使已有认知得到升华，并学会收集证据，巩固所学知识，提高运用能力。

5.6 环节6：素养升华，尝试推翻“燃素说”

提问12：你能否尝试从实验中收集证据，推翻“燃素说”？请你将证据写在Aischool课堂论坛中。

学生：思考，回忆学习过程，归纳整理知识。小组、班级内讨论将本节课学习的知识进行归纳和整理，作为证据尝试推翻“燃素说”。

设计意图：以开放性的结课方式让学生沉浸于化学家的研究中，并思考如何收集证据，培养并提升学生的证据意识，促进小组以及班级内的合作学习。

6 课堂效果与反思

关注学生的实际获得，在教学过程中以问题串的形式将课堂进行有效连接，整个课程紧凑，学生参与度高，充分体现了学生主体的课堂地位。

中共中央、国务院《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》指出：“融合运用传统教学与现代技术手段，重视情境教学。”本节课中，笔者重视学生核心素养的落实，着重通过完整的科学探究过程培养学生的科学探究意识、宏微结合思想以及证据推理的能力。与传统教学相比，笔者运用了多种现代化技术手段贯穿课堂，将微观世界以图像的形式进行表达，让学生感受真实的化学变化；通过Aischool教学平台检测，教师更加准确地了解了学生的障碍点和需求点，并对后续课堂的内容做出相应的调整，体现了教学的针对性和高效性；自主发现学习中的问题并进行记录；线上组建课堂讨论组，收集学生寻找到的实验事实，充分的体现了学生的个性化学习。