课程重构:促进意义理解的化学结构化教学初探  

——以“对汽车尾气的探究”研究课为例

作 者:

作者简介:
杨向红,江苏省南京市玄武区教师发展中心(200016)。

原文出处:
上海教育科研

内容提要:


期刊代号:G37
分类名称:中学化学教与学
复印期号:2014 年 07 期

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      一、案例背景

      意义理解的学习是一种促进学生能力发展的深度学习。根据奥苏贝尔等的观点,意义理解的学习是广泛联结、促进迁移的学习,而化学学科学习内容较散,又与物理、生物等有跨学科的联系,更有广泛的生活、社会和科技背景。课堂教学的结构化设计,要分析学生的学习基础,充分理解课程标准、整合甚至补充课程资源,以问题串合理安排学习线索,从知识的结构化和方法的结构化整体设计板书。下面以笔者在初三上学期开设的一节“对汽车尾气的探究”专题研究课为例,分析如何结构化设计教学和进行课程重构。

      二、案例描述

      1.课程资源分析

      “汽车用燃料的燃烧”属于人教版初三化学7-3“使用燃料对环境的影响”的内容,绝大多数的初三学生能通过自学达到课程标准的要求,大多数初三教师由于课时所限,通常是一带而过。但深度分析这一学习资源,有三个特点:一是与现代的城市生活密切关联,能极大调动学生的学习兴趣;二是本节是上册的“终点”,可以作为回顾、梳理、提升关于气体相关知识的载体;三是文中提到氮的氧化物是主要的大气污染物之一,又是初、高中学习一个重要的衔接点。笔者针对试教班级学生基础较好的特点,以“对汽车尾气的探究”为主题,对课程进行重构,开发了一节专题研究课,以引发学生深度的意义学习。

      2.学习流程的安排

      (1)教学引入

      [问题设计]汽车通常用什么作为燃料?汽车尾气中的主要污染物有哪些?

      [课程资源]教材资料、生活图片

      [设计意图:从生活常识引入“汽车尾气”这一学习主题,以自学完成对尾气中的主要污染物的总体认识,为后续分点探索提供图谱]

      (2)“一氧化碳、碳氢化合物和烟尘”的学习

      [问题设计]

      Q1.产生:发动汽车点火,若汽油________产生CO,我们常常在汽车尾气中看到一股浓浓的黑烟,其主要成分是(写名称)________,少数在汽缸中受高温气化的燃油未燃烧就直接排出,产生碳氢化合物、烟尘等污染物。

      Q2.危害:尾气中的CO因具有________性,会导致人体缺氧而危及生命。碳氢化合物、烟尘等在紫外线、阳光、空气等的作用下,发生复杂的变化形成光化学烟雾,使城市能见度下降和影响人体健康。

      Q3.治理方法:阅读教材,说说治理这类污染物的主要措施。

      

      ·实验目的:逐一验证汽油主要成分X燃烧的三种产物

      ·查询资料:白色无水硫酸铜固体遇水变蓝,浓硫酸可以吸水。

      

      ·问题与交流:说明尾气中含有CO的现象是________。

      [课程资源]

      阅读教材资源,完成Q1、Q3;

      提供CO使新鲜鸡血变色的实验视频,完成Q2;

      提供“实验装置拼图卡”,以小组合作方式,探究Q4。

      [设计意图:按污染物的学习线索“污染物的产生——危害——治理——拓展研究”来设计问题,问题难度层层深入,提供的支持性学习资源从浅入深,从教材阅读到观看实验再到合作探究。意在以CO这一污染物的学习为载体,使学生能在教师提供的丰富的资源中,掌握学习污染物的一般方法,了解科学探索的一般过程,综合运用所有气体的知识解决实际问题,从知识和方法两个层次达到意义学习。]

      (3)了解氮氧化物

      [问题设计]

      Q1.产生:在机动车汽缸中如空气充足,经过压缩的空气在高温和放电下发生复杂的化学反应,氮气和氧气反应生成一氧化氮,一经排放极易氧化成二氧化氮。所以NO和是汽车尾气中含量最多的氮氧化物。写出产生NO、的化学方程式:________、________。

      Q2.危害:①一次污染:NO和CO相似会与人体中的________结合导致缺氧。有________气味,会引起支气管炎和肺炎并诱发癌变。②二次污染:1955年美国洛杉矶爆发了著名的因汽车尾气而产生的________事件,这是由于氮氧化物和碳氢化合物在太阳光下发生复杂变化而产生的。

      Q3.治理方法:阅读教材,治理氮氧化物的措施主要有哪些?近年来设计汽车时在排气管上装一个“催化转化器”,其原理是:在铂、钯合金的催化下,将NO、CO转化为参与大气生态循环两种无害气体,试写出反应的化学方程式________。

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