情境教學在中學化學教學中的應用

姚琦，田志茗

情境教學在中學化學教學中的應用

姚琦，田志茗

（齊齊哈爾大學 化學與化學工程學院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

情境教學將所學知識與生活實際結合，讓學生在真實的情境中學習抽象的化學知識，解決生活中的實際問題．情境教學包括情境化、去情境化、再情境化3個教學環節．在教學過程中教師通常注重情境教學的形式，從而影響了教學的實際效果．以高中化學課程“乙醇”的教學為例，以“乙醇汽油到底好用不好用”為情境問題，展開情境化教學設計，結合教學實際提出情境化教學建議．

情境教學；中學化學；乙醇

《普通高中化學課程標準（2017年版）》[1]提出，“要創設真實、具體的問題情境是學生化學學科核心素養形成和發展的重要平臺，為學生化學學科核心素養提供了真實的表現機會”．情境可以使知識和認知變得形象化、具體化、生活化、背景化、問題化、思維化，情境是知識轉化為素養的橋梁，對教學活動起到積極的促進作用，并能讓學生在理論知識與應用實踐的交互碰撞中真正理解知識、樹立科學精神以及社會責任感[2]．情境教學包括情境化、去情境化、再情境化3個環節，合理設計各環節的教學活動，將情境化和去情境化有效結合是開展情境教學的關鍵所在，對有效教學具有重要意義．真實情境能多角度、多層次地指導學生學習和歸納化學知識，能激發、推動、強化學生的認知活動、情感活動、實踐活動，體現化學學習的意義[3]．本文以“乙醇”課的情境化教學為例，闡述情境教學的關鍵問題．

1　教學情境創設

問題是有效學習的前提條件，每一個有價值的問題都有利于激發學生的學習興趣．所以，教師要營造積極的學習情境，讓學生直面新、奇、趣，發現疑問，從而打開思維空間，探究問題[4]．

1.1　情境素材選取

知識是情境性的，學習應在情境中進行，所有教學也都應該是情境性的[5]．教師要為學生尋找并提供貼近生活的有意義的學習情境，可以從社會熱點、學生的生活經驗、化學史、實驗探究等方面將化學知識與創設的情境真實地融合在一起，活躍課堂氣氛，激發學生解決問題的興趣，以便達到高效課堂的預期效果．為學生提供新知識的切入點，促進他們產生原有認知沖突并認識到自己的認知矛盾，幫助學生主動形成新的知識建構．在教學中，教師要從日常生活出發，挑選適合學生認知結構的情境作為切入點，切實激發學生的主觀能動性，為學生營造學習情境，既從學生社會生活出發，又加強了學生頭腦中對“化學體現在生活中”的印象，進而開展高效的情境化教學．乙醇是學生在日常生活中較為熟悉的物質，在一定程度上增強了學生對新知識的親切感，降低了學生對有機化學的抵觸情緒．以新能源乙醇汽油作為切入點，引導學生在尋找乙醇汽油與普通汽油的差異中了解乙醇的結構與性質．

1.2　創設教學情境

1.2.1創設情境隨著國六時代的到來，國五新車已經不能再上牌了，在不改變發動機結構的情況下，低比例E10乙醇汽油是最佳比例燃料，因而推廣使用低比例混合的E10乙醇汽油燃料[6]．那么，乙醇汽油到底好用不好用．

1.2.2情境問題

問題1：乙醇汽油從何而來．

乙醇汽油由10%的乙醇和90%的普通汽油構成，用“E10乙醇汽油”表示．其中：乙醇是利用高粱、玉米、秸稈等發酵釀造而成的．

問題2：乙醇汽油的優點．

（1）乙醇汽油被研發利用的首要原因是因為它屬于清潔能源，能減少有害氣體的排放．

（2）乙醇汽油的利用能進一步減緩能源枯竭的速度，對于人類的子孫后代而言是一個友好的新燃料．乙醇汽油中的乙醇能有效清除燃油雜質的沉淀和凝結．

（3）乙醇汽油部分可再生，制備乙醇的原料豐富．

問題3：乙醇汽油的缺點．

（1）資料顯示，E10乙醇汽油在浸泡實驗中對銅片、鐵片的腐蝕性和普通汽油沒有差別．但是乙醇經過燃燒后會產生乙酸，乙酸對金屬特別是銅具有腐蝕作用．乙醇含量超過15%時會腐蝕銅等金屬，因此必須添加腐蝕抑制劑[7]．有關實驗表明，在汽油中乙醇含量在10%以下時，對金屬基本沒有腐蝕，并不會對車產生哪些直接影響[8]．

（2）乙醇是一種優良溶劑，易對汽車的密封橡膠及其它合成非金屬材料產生輕微的腐蝕、溶漲、軟化或龜裂作用，對汽車非金屬件造成一定腐蝕．也就是說如果選用乙醇汽油可能會影響部分老舊車型或者質量不好的橡膠油路，引起輕微腐蝕、體積增加、軟化或開裂等問題．

（3）乙醇易吸于水，車用乙醇汽油的含水量超過標準指標后，容易發生液相分離導致直流泵損壞．

2　教學的去情境化過程

2.1　去情境化時應注意的問題

教師要將情境信息進一步提煉，濾去無用信息，挖掘隱蔽并有價值的信息，將情境化問題“去情境化”，協助學生形成新的知識建構．此時要注意“情境化”與“去情境化”之間的結點，不宜倉促轉換，也不宜過于拖沓．通過對知識的講解完成乙醇的結構——乙醇的性質——乙醇的用途等一系列線索的實現，完成去情境化過程．在教學中需要結合相關知識內容的教學，利用學生多次認識有機物結構與性質關系的機會，幫助他們不斷豐富和深化對“結構決定性質，性質決定用途”以及“用途反應性質，性質反應結構”的認識[9]．將宏觀世界與微觀世界結合，體現從微觀角度研究宏觀世界的特點．

2.2　去情境化過程

將情境問題轉化為化學問題，提煉情境的學科知識，實現“教學去情境化”．在乙醇的教學中，情境問題、化學問題及學科知識的相互關系為：

去情境問題1：乙醇汽油的優點．

（1）化學問題：乙醇的完全燃燒反應；乙醇的來源以及制備方法；乙醇作為一種有機溶劑的性質．

乙醇能與水以任意比互溶；可混溶于醚、氯仿、甲醇、丙酮、甘油等多數有機溶劑．

去情境問題2：乙醇汽油的缺點．

（1）化學問題：乙醇與乙酸的轉化；乙醇作為有機溶劑的性質；分子結構特點．

有機物易溶于有機溶劑．乙醇作為優良的有機溶劑，對密封橡膠及一些非金屬合成材料也會產生腐蝕．由于乙醇含有羥基，而羥基和水又有很多相似的特性，以致乙醇具有親水性．

3　教學的再情境化過程

3.1　再情境化教學應注意的問題

再情境化是指將所學知識“帶回”之前創設的情境中，加深學生對知識的理解，并將領會的知識應用在新的情境中，是對新情境案例進行分析、猜想、推演、總結的過程．再情境化過程中，教師應注重學生的主體性，重點關注學生對知識接受情況的反饋并及時改進教學過程，最大限度地使每名學生參與到教學活動中，集體推動再情境化的教學過程，并發揮創造精神自主創設情境并分析情境，最后達到解決實際問題的目的．再情境化時所進入的情境不能與原有情境脫離，而是要創設與原始情境相關聯，有共性地遷移情境，加深學生對概念的理解和運用，實現知識的遷移和能力的提升[10]．通過創設情境引導學生共同探究乙醇的結構，性質及用途．最后利用再情境化程序，綜合運用所學知識，并且可以檢驗學生的學習效果．

3.2　再情境化教學設計

將教學“去情境化”，剝離情境得到知識，用化學知識與學生共同分析乙醇汽油作為汽車燃料是否可行，實現知識的“再情境化”．

（1）乙醇汽油屬于清潔能源．根據化學物質具有“結構決定性質，性質決定應用”的特點，那么乙醇具有怎樣的結構，乙醇的完全燃燒反應能產生二氧化碳和水，乙醇熱值為26 780 kJ/kg，國內按照10%的勾兌量進行勾兌，所以乙醇汽油理想熱值為44 078 kJ/kg，比汽油要低4.17%．不過乙醇在含氧量方面比汽油高，所以乙醇汽油的熱值還會比理想熱值更高一些．由于乙醇完全燃燒釋放的廢氣少，熱值比較高，因此，乙醇汽油屬于清潔能源．

（2）乙醇作為一種有機溶劑，也屬于極性溶劑，可以溶解一些不溶于水的物質（如油脂，樹脂，橡膠等一類的有機化合物），可能會對車里的非金屬材料帶來一定的影響，但是如果選擇含耐腐蝕成分的合成橡膠或塑料材料作為燃料系統部件，就可以把這一影響降到最低．

（3）由于乙醇含有羥基，而羥基和水又有很多相似的特性，所以羥基擁有親水性．乙醇和空氣接觸很容易將空氣中的水分融入其中，如果水分達到一定濃度，將會導致乙醇汽油出現油水分離現象，從而給發動機帶來危害，處理方法是什么．

（4）關于乙醇的來源以及制備方法．制備乙醇的原料豐富，可以利用高粱、玉米、秸稈等發酵釀造而成，乙醇汽油的使用減少了中國對進口石油資源的依賴問題，同時也可降低全球不可再生能源的快速消耗．那么除了生物發酵法制備乙醇，是否有其它制備方法．在資料中可以查到，新能源合成氣乙醇通常是通過煤氣化制備，但這種方法的經濟成本較高．而鋼廠廢氣的主要成分是一氧化碳和氫氣，鋼廠尾氣的處理一直是通過燃燒發電或者供熱．近年來研究發現，可以將鋼廠廢氣和新能源的制備相結合．這樣為學生提出了新的探究問題，即如何通過鋼廠廢氣制備乙醇汽油．

4　情境化教學建議

（1）在實現情境教學過程中，先創設真實的學習情境．真實的情境應該是學生關注的，能夠承載教學的內容．以現代興起的新能源汽油使用利與弊展開學習，學生可以通過查閱資料了解相關信息，并通過創設的情境問題引發學生對新知識的學習興趣，主動汲取新知識并形成新的知識鏈．

（2）去情境化過程就是將隱藏在情境問題中的化學問題挖掘出來，建立情境問題與化學問題及學科知識之間的聯系，要求教師深入研究情境素材和教材，如乙醇汽油明顯的優點就是環保性，它的化學問題是乙醇的完全燃燒、燃燒熱值等，知識點包括反應方程式的書寫，燃燒熱值的測定．

（3）再情境化是將所剖析出的化學知識應用在原情境中，從化學角度分析情境問題，綜合評價情境問題．圍繞問題深化知識理解，建構知識，將社會應用與學生經驗結合，培養學生的社會性和社會責任感，培養學生分析問題、解決問題的綜合能力．

5　結語

有機化學知識的抽象性與情境教學的生動性、實用性有機結合，能賦予知識更強有力的應用性和科學性．真實情境的教學使學生對有機化學中“結構決定性質，性質決定用途”的思想有了深入的理解，更加體會到了化學在生產生活中的應用，培養了學生利用化學知識解決實際問題的能力．

[1] 中華人民共和國教育部．普通高中化學課程標準（2017）[S]．北京：人民教育出版社，2018：78-79

[2] 盧敏．核心素養導向的初中化學情境化教學策略[J]．化學教與學，2019（8）：35-37

[3] 沈旭東．從“為情而境”到“由境生情”——化學教學中真實情境創設概論[J]．化學教學，2019（7）：25-29

[4] 張文虎．基于化學學科核心素養培養的情境教學[J]．教育革新，2019（10）：48

[5] 劉霽輝，劉春玲．深度學習視域下高中化學情境教學設計芻議——以“二氧化硫的性質”為例[J]．科教文匯：上旬刊，2020（5）：145-146

[6] 程艷，蔣晶．乙醇燃料燃燒特性及其推廣應用探析[J]．石油化工應用，2019，38（12）：1-3

[7] 丁小剛，丘源．乙醇汽油對車用汽油機的影響及對策[J]．企業科技與發展，2018（10）：181-183

[8] 李永平．乙醇燃料的特點及使用性能分析[J]．城市車輛，2007（7）：55-57

[9] 何彩霞．發展學生對有機物“結構決定性質”認識的教學研究——以《苯酚》教學為例[J]．教學儀器與實驗，2012，28（5）：11-14

[10] 成斌斌．化學概念教學中的“情境化”“去情境化”和“再情境化”——以“物質在水中的分散”為例[J]．化學教與學，2020（5）：43-46

The application of situational teaching in middle school chemistry teaching

YAO Qi，TIAN Zhiming

（School of Chemistry and Chemical Engineering，Qiqihar University，Qiqihar 161006，China）

Situational teaching combines the knowledge learned with the reality of life，so that students can acquire abstract chemical knowledge in the real situation and solve the practical problems in life．Situational teaching includes three parts，situational，de-situational and re-situational．In the process of teaching，teachers usually pay attention to the form of situational teaching，which affects the actual effect of teaching．Takes the teaching of ethanol as an example，and takes the question of whether ethanol gasoline is easy to use or not as the situational problem．It develops the situational teaching design，and puts forward the situational teaching suggestions combined with the teaching practice．

situational teaching；middle school chemistry；ethanol

O6∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2020.10.021

1007-9831（2020）10-095-04

2020-03-13

齊齊哈爾大學學位與研究生教育教學改革研究項目（JGXM_QUG_Z2019015）

姚琦（1996-），女，黑龍江大慶人，在讀碩士研究生，從事化學教學研究．E-mail：1464695780qq.com

田志茗（1964-），女，黑龍江齊齊哈爾人，教授，博士，從事化學教學研究．E-mail：523770065@qq.com