郭夢曦

《燃燒和滅火》是人教版教材九年級化學(xué)上冊第七單元課題1的內(nèi)容。學(xué)習(xí)至此，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了鐵，碳，磷，硫在空氣中和氧氣中的燃燒，對于燃燒已經(jīng)有了初步的認識，想要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣有一定的難度，學(xué)生已經(jīng)認識到了氧氣可以支持燃燒，到那時缺乏對于燃燒的充分的認知。如何將本節(jié)的內(nèi)容增強趣味性，是本節(jié)課的難點所在。

實驗的趣味性可以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生對知識的探索欲望。在初中階段，方法如何有效的設(shè)計趣味實驗對于教師來說是很大的考驗，我們可以從身邊常見的物質(zhì)以及現(xiàn)象入手，利用化學(xué)反應(yīng)原理，略加以設(shè)計，就能夠帶入到課堂中來。我們可以從生火實驗和旺火實驗兩個角度入手，深入本節(jié)課的學(xué)習(xí)。

一、生火實驗

在學(xué)習(xí)燃燒的條件時，教材上設(shè)計了紅磷和白磷燃燒的實驗，該實驗的設(shè)計通過對照得到燃燒的條件，首先是紅磷和白磷在生活中用途還是不夠廣泛，學(xué)生對于該物質(zhì)不夠熟悉，無法深入理解。此外，該實驗設(shè)計具有一定的局限性，產(chǎn)生的五氧化二磷對環(huán)境造成了污染，實驗的用量也有待考究。我們生活中有很多燃燒的例子，可以嘗試“從生活中來”，尋找生活中的燃燒實驗。我們可以通過傳統(tǒng)文化中的生火經(jīng)驗設(shè)計一個趣味實驗才促進學(xué)生對燃燒條件的認知。在燦爛的古代化學(xué)中“鉆木取火”絕對占有一席之地。從“鉆木取火”說起， 在鉆木取火的過程中，摩擦的作用是什么？為什么要加柔軟干燥的樹葉和草？為什么要輕輕的吹氣？從這三個問題中，可以進行思考，總結(jié)歸納燃燒需要的三個條件。摩擦的作用是為了提升溫度，到達一定的溫度物質(zhì)才能燃燒。柔軟的干草能較為輕松的燃燒，可以借此引入可燃物和著火點的概念，輕輕的吹氣是為了提供流動空氣。同時，這三個條件缺少一個，都無法生火。一個巧妙的傳統(tǒng)的生火實驗可以幫助學(xué)生搭建物質(zhì)燃燒的三個條件模型。

在傳統(tǒng)工藝中以及我國豐富多彩的古籍中，記載了許多化學(xué)科學(xué)實驗，可以尋覓到很多關(guān)于中學(xué)化學(xué)實驗相關(guān)的素材，充分的利用這樣的信息不僅僅可以提升學(xué)生對中國文化的認識，同時還可以提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng);不僅僅加深了對祖國文化的理解，也增進了對學(xué)科知識的理解，是一舉多得的好事。 “鉆木取火”是古人智慧的結(jié)晶，在現(xiàn)代社會還有哪些可以幫助學(xué)生認識燃燒的有趣的實驗?zāi)兀勘热绗F(xiàn)在采用的是野外生活工具是涂有高錳酸鉀的軟紙，通過摩擦，可以生火。學(xué)生會思考高錳酸鉀的作用是什么呢？可以適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生，結(jié)合九年級化學(xué)第二單元實驗室制備氧氣的知識，在實驗室中，高錳酸鉀常用于制備氧氣，利用高錳酸鉀分解產(chǎn)生錳酸鉀，二氧化錳和氧氣的知識點。從另一個角度來講，加入高錳酸鉀是為了增加氧氣的含量。這就進入了實驗探究的下一個環(huán)節(jié)，如何讓火燒的更旺？

二、旺火實驗

從原理上分析，燃燒反應(yīng)是反應(yīng)物與氧氣發(fā)生的劇烈的發(fā)光發(fā)熱的氧化反應(yīng)。野外生火中，要讓燃燒更加劇烈可以通過改變反應(yīng)物和氧氣入手。野外生火的實驗中，高錳酸鉀通過摩擦的作用，可以提供更多的氧氣，促進了燃燒，是燃燒更加劇烈，火焰更旺，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。生活中，除了有高錳酸鉀這種物質(zhì)之外，還有一種常見的物質(zhì)就是“安全火柴”。安全火柴的火柴頭主要由紅磷、三硫化二銻組成，火柴盒子側(cè)面的物質(zhì)中主要含有玻璃粉、氯酸鉀。這樣的設(shè)計是將反應(yīng)的物質(zhì)分開來，紅磷是作為可燃物，在受熱的過程中可以改變結(jié)構(gòu)變成白磷，側(cè)面的物質(zhì)氯酸鉀類似生火實驗中的高錳酸鉀的作用，在摩擦受熱的過程中分解產(chǎn)生氧氣促進燃燒。安全火柴中采用的紅磷常溫下不能達到著火點不能燃燒，只有接觸摩擦后產(chǎn)生熱量以及更多的氧氣才能燃燒，這樣的設(shè)計是使強可燃物和氧氣分開，來實現(xiàn)安全。在劃火柴的時候，玻璃粉增加摩擦，在局部產(chǎn)生一定的溫度，是氯酸鉀分解放出氧氣，在氧氣的幫助下，三硫化二銻開始燃燒，放出更多的熱，使紅磷轉(zhuǎn)化為白磷，并且燃燒。在安全火柴中以及野外生火的過程中，是通過改變反應(yīng)中氧氣的含量促進燃燒更加劇烈。我們還可以通過改變反應(yīng)物的狀態(tài)來促進燃燒。在野外生火中，往往使用的燃料是蜂窩煤。在煤球的表面做成蜂窩的狀態(tài)，可以高反應(yīng)物和氧氣的接觸面積，促進反應(yīng)充分進行。在九年級第二單元中，我們知道鐵在空氣中不能燃燒，在氧氣中可以燃燒，是提高了氧氣的濃度，促進了鐵的燃燒，我們也可以設(shè)計一個趣味實驗，提高鐵與氧氣的接觸面積，將鐵絲做成及極細的鐵絲或者直接將鐵絲做成鐵粉，再進行實驗。極細鐵絲可以在空氣中燃燒，鐵粉在空氣中也可以燃燒，火星四射，可用于做煙火。國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)之一——打鐵花，是流傳于豫晉地區(qū)民間傳統(tǒng)的煙火，其反應(yīng)原理是鐵水在空氣中燃燒。鐵絲在空氣中不能燃燒，鐵水可以在空氣中燃燒，是因為反應(yīng)面積增大了。因為打鐵花的要求高，幾乎每一個專業(yè)的技師在訓(xùn)練中都收到過高溫灼傷，不便于進行實驗展示，可以將鐵水換做摻有絨棉的極細鐵絲——鐵絲絨棉。鐵絲絨棉可以較好的展示鐵在空氣中燃燒的現(xiàn)象，同時可以觀察到產(chǎn)生的四氧化三鐵附著在絨棉上，利于學(xué)生對該實驗的掌握，并且促進對燃燒的認識。

從古代化學(xué)中的“鉆木取火”到現(xiàn)代技術(shù)中的高錳酸鉀野外取火，從生活中“安全火柴”到國家非物質(zhì)文化遺產(chǎn)中的“打鐵花”，再到生火中常用于清潔汽車的“鐵絲絨棉”，在我們身邊有豐富多彩的物質(zhì)世界，都是化學(xué)學(xué)科研究的對象，加以利用就是良好的教學(xué)素材。生活中處處有智慧的結(jié)晶也有化學(xué)的身影，可以利用好這些素材促進學(xué)生提升化學(xué)學(xué)習(xí)興趣以及化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

STEM背景下機器人教育與中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

胡學(xué)林

四川省鄰水中學(xué) 四川 廣安 638500

摘要：STEM教育最早起源于美國，然而近幾年來這一教育理念在我國的教育行業(yè)得到了不斷地推廣，究其原因就是時代在進步，經(jīng)濟要發(fā)展，國家與社會需要更全方位的人才，因此不僅要求學(xué)生掌握傳統(tǒng)的文化知識，還要求學(xué)生不斷培養(yǎng)自己的科學(xué)創(chuàng)新意識與自主創(chuàng)新能力。那如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與自主創(chuàng)新能力呢？STEM背景下的機器人教育就很好地將知識與自主創(chuàng)新能力做了結(jié)合，從吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣入手，將學(xué)生帶入機器人的世界，通過學(xué)生實際地動手操作來獲取知識，提升動手能力、自主創(chuàng)新能力，為中學(xué)生以后的創(chuàng)新能力培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：STEM;機器人教育;中學(xué)生;創(chuàng)新能力;培養(yǎng)

在傳統(tǒng)的教育形勢下，學(xué)校與教師將更多的關(guān)注點放在了學(xué)生的文化知識上，對于創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的關(guān)注度不夠，隨著時代的進步，傳統(tǒng)的教學(xué)形式已經(jīng)不再適用于現(xiàn)在的社會了，因為社會對于人才的要求是全方位的，教師不僅要關(guān)注學(xué)生的文化知識，還要注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，STEM背景下的機器人教育就很好地將文化知識與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)做了結(jié)合，讓學(xué)生在動手操作中收獲知識，提升動手能力，培養(yǎng)自主創(chuàng)新能力。

一、創(chuàng)設(shè)深度學(xué)習(xí)的情境與環(huán)境

環(huán)境改變?nèi)耍纱丝梢姯h(huán)境對于人的影響是巨大的。因此在學(xué)校進行機器人教學(xué)時，教師要根據(jù)中學(xué)生的特點，如：想象力豐富、思維活躍......來為學(xué)生創(chuàng)設(shè)屬于他們特點的教學(xué)環(huán)境與情境，吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生快速融入其中，通過機器人操作來培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力、團隊意識、自主創(chuàng)新能力。

例如：在講授《機器人走迷宮》時，教師可以利用多媒體教學(xué)讓學(xué)生初步了解如何快速地讓機器人走出迷宮，通過觀看視頻來吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生對于“機器人走迷宮”的實驗產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，然后現(xiàn)場拿出機器人與模擬的迷宮，讓學(xué)生親身體驗，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)深度學(xué)習(xí)的情境與環(huán)境，讓學(xué)生在實驗中去感悟如何更好地完成此次項目，不斷提升學(xué)生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。

二、選擇并組織具有真實性、挑戰(zhàn)性及自主性的項目

許多學(xué)校雖然已經(jīng)引入了機器人教育，但是傳統(tǒng)的教學(xué)觀念依然影響著家長，他們會將學(xué)生的重點放在文化課程的學(xué)習(xí)上，忽略學(xué)生其他能力的培養(yǎng)，這時教師就要充分發(fā)揮其作用，向家長及學(xué)生講解機器人教育的重要性以及未來對他們生活與工作的影響。教師進行機器人教學(xué)時，應(yīng)該根據(jù)中學(xué)生現(xiàn)階段的特點來做到因材施教。現(xiàn)階段的中學(xué)生思維活躍、想象力強、好奇心強，在進行機器人教育時，除了要向?qū)W生講解專業(yè)知識外，還需要組織具有真實性、挑戰(zhàn)性以及自主性的項目，讓學(xué)生在項目操作中，培養(yǎng)動手能力、創(chuàng)造思維能力、創(chuàng)造能力……

例如：在講授《機器人如何定點取得標(biāo)的物》時，教師可以利用多媒體的方式讓學(xué)生對于這節(jié)課要講的知識點有個初步的把控，以此來吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，接著對完整的知識點以及操作步驟進行深入的講解，然后布置任務(wù)：誰可以以最快的速度取得標(biāo)的物？將學(xué)生按照能力均衡的方式進行小組劃分，讓學(xué)生進行pk，在比賽中讓學(xué)生充分調(diào)動自己的學(xué)習(xí)主動性與創(chuàng)新意識，從而更好地完成此次比賽，培養(yǎng)自己的創(chuàng)新能力。

三、豐富信息加工策略，促進深度加工

授人以魚不如授人以漁，教師在進行機器人教學(xué)時，不能讓學(xué)生只停留在簡單的思考以及重復(fù)的系統(tǒng)操作上，而應(yīng)該讓學(xué)生進行信息加工策略，通過對知識以及對操作系統(tǒng)的了解，讓學(xué)生不斷提升創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

例如：在講授《機器人搭建》時，教師可以利用實驗法來吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師提前準(zhǔn)備一個完成拆解完畢的機器人，在課堂上一步一步地進行組裝，讓學(xué)生進行觀看，完成之后讓學(xué)生自行進行組織，以此來鍛煉學(xué)生對于細節(jié)的把控，促進學(xué)生更好地學(xué)習(xí)機器人課程，更好地完成深度加工。

四、踐行以主動性、思考性和創(chuàng)新性為指向的評價

在我們生活中經(jīng)常會聽到這樣一句話：“自信的人最美！”由此可見，自信對于一個人來說是至關(guān)重要的。中學(xué)生處于表現(xiàn)欲望強烈、自尊心強的階段，因此教師在進行機器人授課時要時刻關(guān)注學(xué)生的情況，及時給予學(xué)生主動性、思考性、創(chuàng)新性的評價，讓學(xué)生在機器人學(xué)習(xí)中培養(yǎng)自主創(chuàng)新能力。

例如：在講授《機器人格斗》時，教師可以利用多媒體教學(xué)，播放機器人格斗的視頻來吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，接著教師進行機器人格斗的技術(shù)講解以及注意事項，然后讓學(xué)生進行情景模擬，在模擬中給予學(xué)生正面評價，讓學(xué)生充滿自信，在自信中變得更加主動與認真， 不斷培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力以及獨立思考的能力。

結(jié)束語：

總而言之，在當(dāng)前的教育形勢下，推進STEM背景下的機器人教育是一個必然的趨勢，因為社會需要全方位的人才，那就需要教師在進行教學(xué)時，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性，讓學(xué)生在機器人操作中不斷尋找新的問題，不斷地去思考與解決新的問題，提高學(xué)生的動手實踐能力，提升學(xué)生的邏輯思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，成為對國家、對社會有用的人才。

參考文獻：

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