“初探暖宝宝”智慧课堂实践

叶哲凯

（南京市建邺初级中学，江苏 南京 210017）

大多数初中化学教师都有同感：在传统的复习课里，教师经常将学过的知识点连成线，用做习题代替知识总结，造成学生对复习课不感兴趣。要激发学生的学习兴趣，可以从学生熟悉的生活中的物质入手。众所周知，化学离不开衣食住行，化学知识和原理起源于生活。教师应将分散在各单元的基础知识重新组合设计，带领学生探究身边的物质，让学生参与生活化教学实践。学完第八单元的时间是12月中旬，气温较低，此时开设“初探暖宝宝”复习课，验证暖宝宝的物质成分，学生兴趣高涨。以初探暖宝宝的发热原理为本节课的切入点，学生的兴趣容易被激发。

一、教学设计

（一）暖宝宝的发热原理

学习任务1：探究暖从何而来。

学生活动：阅读产品说明书，了解暖宝宝的主要成分：铁粉、水、活性炭、蛭石、吸水性树脂和食盐。

提出问题：如何设计实验验证暖宝宝放热？

学生推测：暖宝宝发热是由于袋内物质铁与氧气、水同时接触，发生缓慢氧化放热，造成温度升高。

启发学生：暖宝宝发热过程中不仅发生物质变化，而且发生能量变化。

学习任务2：利用实验验证暖宝宝发热原理。

学生操作：学生分6个小组进行实验，把一袋暖宝宝的内袋放入采集器中密封，用苏威尔温度传感器、氧气传感器测温度、氧气的含量变化。

实验图像：随着时间的变化，温度由室温15摄氏度逐渐升高到40摄氏度，氧气含量由21%降低至8%。

学生在既熟悉又陌生的环境里探究物质的性质，既有成就感又有探究的欲望。

学习任务3：在两种因素影响气体压强的情况下解读图像。

密闭空间里，在铁生锈的过程中，氧气含量减少，温度升高。提出问题：氧气含量减少，会使密闭空间的气体压强变小，温度升高会使密闭空间的气体压强变大，在两种因素影响下，密闭空间的气体压强是变小还是变大？密闭空间里气体的体积何时读取数据？

用问题引导探究，用任务增强合作，关注学生的思维水平，促进学生对知识的深入理解。

实验拓展：了解上述采集器中气体压强的变化。

向学生展示暖宝宝10个小时气体压强的变化图：AB段（两分钟内）密闭空间里气体压强陡降，随后BC段缓慢上升，终点C低于起始点A。

师生分析三个问题：

AB段：缓慢氧化消耗氧气对气压的影响大于放热对气压的影响。

BC段：缓慢氧化消耗氧气对气压的影响小于放热对气压的影响。

C点的压强：C点反应结束，温度为室温，因此C点只表示消耗氧气造成的气压减小。

学习任务4：在两种因素影响气体压强的情况下读取气体的体积数。

[创设实验]用针筒测空气中氧气的含量

实验过程：

（1）剪开一包暖宝宝。

（2）快速折叠塞入针筒（不要接触底部），塞上活塞密封。

（3）倒扣在装有红墨水的烧杯内。

（4）观察现象。

实验现象：针筒内水位逐渐上升。

学生回答问题：

（1）如何解释实验现象？

学生甲回答：针筒内气体压强小于大气压。

学生乙回答：铁粉缓慢氧化消耗氧气对气压的影响小于铁粉缓慢氧化放热对气压的影响，造成针筒内水位逐渐上升。

学生甲的回答只是停留在新授课的结论上：水位的变化是由于存在压强差，而学生乙的回答已经切入问题的本质。

（2）消耗氧气的体积如何计算？

原密闭空间气体体积数减去反应结束时密闭空间气体体积数。

（3）何时读取气体体积数？

学生甲回答：反应结束，冷却到室温时，读取气体体积数。

教师追问：水位上升到不再移动说明什么问题？

学生乙回答：密闭空间气体压强与外界气体压强相等时，读取气体体积数。

学生丙回答：反应结束，冷却到室温时，密闭空间气体压强与外界气体压强相等，水位不再上升时，读取气体体积数。

（二）验证暖宝宝中含有铁

学习任务1：运用性质决定用途的化学原理设计实验方案。

启发学生运用铁的性质验证暖宝宝中含有铁。学生先设计方案，教师巡视指导。在确定方案可行后，学生动手分组操作，并填写实验报告。

实验1操作步骤：取一小钥匙样品置于点滴板上，滴加少量硫酸铜溶液。

实验现象：黑色粉末部分变成红色。

实验结论：暖宝宝中含有铁。

实验2操作步骤：取一小钥匙样品置于点滴板上，滴加少量稀盐酸。

实验现象：溶液中有气泡产生。

实验结论：暖宝宝中含有铁。

实验3操作步骤：镊一团棉花蘸取样品放在酒精灯火焰上灼烧。

实验现象：火星四射。

实验结论：暖宝宝中含有铁。

学习任务2：学生分组实验并填写实验报告，教师出示评价内容让学生互评。

教师采用量化评价的原则。评价方式如下：

①5分，实验原理书写正确，操作性强，装置简单，使用药品少，对环境的污染小。

②4分，实验原理书写正确，设计完整，操作性不强，考虑不周全。

③3分，实验原理书写有错误，设计完整，操作性不强，考虑不周全。

（三）构建有关铁的知识网络

学习任务：在三个反应的化学方程式中勾画出铁会生成哪些单质、氧化物、盐，什么物质可制得铁。

从铁的性质、生成铁到铁的用途，多角度构建铁的网络图，夯实知识基础，培养学生系统归纳的能力。

（四）出示挑战性作业

课后猜想：“暖”为何来得快？“暖”为何保持长久？

二、教学反思

（一）生活化增强复习课中学生学习的驱动力

学生熟悉暖宝宝，但不知道里面的物质是什么。当他们打开内包装袋的时候，就像发现新大陆一样兴奋和喜悦。从化学的视角重新认识暖宝宝，这就是他们学习的驱动力。

（二）科技助力攻克教学难点

STS教育理论指出，将科学、技术、社会融入教学中。我们的学生生活在信息化时代，让他们与“智慧课堂”同步，是他们愿意做的事情。初探暖宝宝的发热原理，让学生精准掌握实验数据，运用“互联网+”实现“智慧课堂”的三个精准，使教学有序进行。

（三）统筹规划教学策略，帮助学生掌握学习方法

在初探暖宝宝的发热原理的任务中设计了四个任务链，它们是递进关联的，学生在任务链的引导下，会很快突破难点。

学生在探究完两种因素影响气体压强的情况下怎样读取气体的体积数之后，就会知道在多种因素影响气体压强的情况下怎样读取气体的体积数。