張煥萍 任洪臣 茍曉霞 欒芳

摘? ?要：以甲烷為例，運用啟發(fā)式、遞進式問題鏈進行教學(xué)設(shè)計，引發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生認知，促進學(xué)生思維的自主發(fā)展，增強學(xué)生對環(huán)境保護的意識，提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：化學(xué)學(xué)科;核心素養(yǎng);問題鏈設(shè)計;甲烷

引言

化學(xué)核心素養(yǎng)是指學(xué)生通過學(xué)習化學(xué)知識、提升學(xué)科能力，養(yǎng)成優(yōu)秀品質(zhì)而反映出的綜合素質(zhì)，綜合了知識和能力的學(xué)習、思想的構(gòu)筑、科學(xué)的探究、革新意識的發(fā)展[ 1 ]。在學(xué)生的化學(xué)學(xué)習過程中，必然會伴隨著問題的產(chǎn)生和解決過程，隨著新課改理念逐步加深，教育工作者發(fā)現(xiàn)將教學(xué)活動中的問題按照一定的邏輯順序串成一系列明確的、系統(tǒng)化的問題鏈，有助于提高學(xué)生的問題解決和轉(zhuǎn)變思維的能力，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)[ 2 ]。問題鏈的設(shè)計除了要符合科學(xué)性、情境性、有序性和開放性等原則外，也要遵循學(xué)生的認知發(fā)展順序，由表及里，由簡到繁，按部就班，不能急于求進[ 3 ];要適當引導(dǎo)學(xué)生進行思考，而不能一味地按照提問的方式進行知識的傳授[ 4 ];要把握時機，知道什么時候設(shè)計什么樣的問題。從而有效地引導(dǎo)學(xué)生思考，逐步解決問題鏈中的問題，增強學(xué)生的主動認知能力，提升情感、態(tài)度和價值觀，促進化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的形成，幫助學(xué)生全面發(fā)展[ 5 ]。

本研究在新課改的基礎(chǔ)上以“甲烷”為例，分別采用啟發(fā)式和遞進式策略進行問題鏈設(shè)計，以達到提高學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)，提升課堂教學(xué)效果[ 6 ]。

1? 問題鏈教學(xué)設(shè)計準備

1.1? 教材分析

“最簡單的有機物——甲烷”是人教版高中化學(xué)必修二第三章“有機化合物”第一課時的內(nèi)容，主要內(nèi)容包括甲烷的分子結(jié)構(gòu)，甲烷的化學(xué)性質(zhì)。從最簡單的有機物甲烷下手，抓住分子結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系，創(chuàng)建從結(jié)構(gòu)角度學(xué)習甲烷的化學(xué)性質(zhì)，讓學(xué)生建立對應(yīng)的分子立體結(jié)構(gòu)模型，從而進一步自主學(xué)習其他有機物。

1.2? 學(xué)情分析

【知識基礎(chǔ)】學(xué)生已了解甲烷的基本存在形式、物理性質(zhì)，了解到它是一種燃料，從分子組成上認識了甲烷燃燒反應(yīng)的產(chǎn)物。但欠缺電子式、結(jié)構(gòu)式、化學(xué)鍵相關(guān)版塊知識。

【認知情況】有機物學(xué)習的初級階段，學(xué)生自主學(xué)習和探究能力不夠強，思維方式和邏輯還需進一步強化。

1.3? 教學(xué)目標分析

【知識與技能目標】了解甲烷在自然界中的存在和用途;了解甲烷的物理性質(zhì);掌握甲烷的化學(xué)性質(zhì);理解取代反應(yīng)的概念和相關(guān)知識。

【過程與方法目標】通過動手制作模型，增強學(xué)生動手操作的能力;通過建立結(jié)構(gòu)-性質(zhì)-用途的關(guān)系，學(xué)習理解化學(xué)中有機物的基本思路;通過觀察實驗，記錄現(xiàn)象和總結(jié)實驗結(jié)論，增強學(xué)生的觀察能力、思維能力。

【情感態(tài)度與價值觀】通過學(xué)生動手實踐，感受學(xué)習中的樂趣，激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習興趣以及探索新知的祈望。培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保的概念、保護資源的意識、正確認識社會問題的意識。

1.4? 教學(xué)重難點分析

教師引導(dǎo)學(xué)生以甲烷分子空間構(gòu)型為基礎(chǔ)，通過實驗探究掌握甲烷的化學(xué)性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維和宏觀現(xiàn)象的微觀解釋能力，加強對甲烷的空間構(gòu)型理解，增強對甲烷化學(xué)反應(yīng)綜合分析能力。

教學(xué)重點：甲烷分子的空間立體結(jié)構(gòu)、主要的化學(xué)性質(zhì)。

教學(xué)難點：甲烷分子的空間立體結(jié)構(gòu)、甲烷的化學(xué)反應(yīng)。

2? 問題鏈教學(xué)設(shè)計

2.1? 啟發(fā)式問題鏈教學(xué)設(shè)計

啟發(fā)式問題鏈是指教師在教學(xué)過程中，提出相關(guān)啟發(fā)性的問題，讓學(xué)生自己理解思考，并得出準確的答案。但是由于學(xué)生知識、經(jīng)驗和能力的限制，接觸“新”知識時遇到問題，通常不知道從哪里著手?？紤]到這個因素，教師應(yīng)設(shè)計具有引導(dǎo)性質(zhì)和功能的問題鏈，啟發(fā)學(xué)生思考，使其自行解決問題。

【問題引入】在我們的日常生活中，大家都對天然氣非常熟悉，那么有沒有同學(xué)知道天然氣的主要成分是什么呢？

【學(xué)生回答】甲烷。

【教師講授】今天我們就一同來學(xué)習最簡單的有機物——甲烷。

【展示】含有甲烷氣體的集氣瓶（瓶中含少量水）。

【教師提問】請同學(xué)們觀察集氣瓶中甲烷氣體的顏色、聞氣體的氣味并思考它的溶解性。

【學(xué)生活動】學(xué)生觀察，招氣入鼻法聞氣體氣味。

【教師提問】通過觀察，同學(xué)們能夠了解甲烷的哪些物理性質(zhì)？

【學(xué)生回答】甲烷是無色無味的氣體。

【教師提問】回憶有哪些方法收集氣體呢？

【學(xué)生回答】向上排空氣法、向下排空氣法和排水集氣法。

【學(xué)生操作】分別采用向上排空氣法、向下排空氣法、排水集氣法收集甲烷。將收集氣體的集氣瓶分別貼上標簽1、2、3。分別點燃瓶中的氣體，立即在火焰上方罩上干燥的燒杯，觀察現(xiàn)象。隨后，將澄清石灰水逐滴滴入有現(xiàn)象的集氣瓶中，繼續(xù)觀察。

【學(xué)生回答】只有標簽2號和3號集氣瓶上方的燒杯內(nèi)壁有水珠出現(xiàn)，且可以使石灰水變渾濁，因此收集甲烷需要采用向上排空氣法和排水集氣法。

【教師提問】根據(jù)此探究實驗?zāi)芊竦贸黾淄榈钠渌锢硇再|(zhì)？

【學(xué)生回答】密度比空氣小、不易溶于水。

【展示】PPT展示甲烷的危險性及造成的危害。

【教師提問】同學(xué)們能夠總結(jié)出甲烷具有哪些危險性？

【學(xué)生回答】甲烷可以燃燒，濃度大時遇明火還能發(fā)生爆炸。甲烷濃度過高時，會使空氣中氧含量會大幅度減少，使人窒息。此外，在其揮發(fā)的情況下，可能會引起凍傷。

上面以問題的形式引出甲烷，一步一步遵循啟發(fā)式原則進行問題鏈設(shè)計。讓學(xué)生自主觀察實驗現(xiàn)象，配合教師開展教學(xué)工作;調(diào)動學(xué)生的積極性，培養(yǎng)觀察能力和動手操作的能力，樹立探究意識;了解甲烷的危險性，幫助同學(xué)們形成安全意識及環(huán)保意識。

2.2? 遞進式問題鏈教學(xué)設(shè)計

遞進式問題鏈是指教師設(shè)計問題鏈時，按照層層遞進的形式完成所要傳授的知識。遞進式問題鏈設(shè)計要做到主題鮮明，中心突出，與大多數(shù)學(xué)生的認知能力相符。

【教學(xué)引入】前面學(xué)習了甲烷的物理性質(zhì)，它的化學(xué)性質(zhì)和空間構(gòu)型又是怎樣的呢？

【演示實驗】將甲烷按照規(guī)定的步驟通入酸性高錳酸鉀和溴水中。

【師生觀察】沒有明顯的實驗現(xiàn)象。

【教師提問】通常情況下甲烷與強酸、強堿或強氧化劑不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，說明什么？

【學(xué)生回答】甲烷化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。

【教師提問】既然大家知道甲烷是天然氣的主要成分，那么甲烷可以燃燒嗎？

【學(xué)生操作】在教師引導(dǎo)下點燃純凈的甲烷氣體，將燃燒產(chǎn)物依次通過無水硫酸銅和石灰水，觀察實驗現(xiàn)象。

【學(xué)生回答】甲烷具有可燃性，它能生成二氧化碳，使澄清石灰水變渾濁。

【教師展示】涉及的化學(xué)方程式CH4+2O2→CO2+2H2O;Ca（OH）2+CO2→CaCO3↓+H2O。

【教師提問】甲烷除了可以與氧氣反應(yīng)，還能與其他物質(zhì)反應(yīng)嗎？

【教師操作】取1支50 mL的量筒，通過排飽和食鹽水的方法先后收集約10 mL甲烷和40 mL氯氣，兩種氣體混合后立即放置在光亮處（不要放在陽光直射的地方，以免引起爆炸），靜置片刻，請同學(xué)們觀察現(xiàn)象。

【學(xué)生回答】液面上升，出現(xiàn)油狀液滴。

【教師提問】請同學(xué)們猜測出現(xiàn)這些現(xiàn)象的原因。

【學(xué)生回答】反應(yīng)后氣體體積減小，量筒內(nèi)壓強變小，液面上升;油狀液滴表明生成物難溶于水。

【教師提問】通過以上幾個實驗，同學(xué)們對甲烷有了新的認識，接下來我們思考甲烷的結(jié)構(gòu)是怎樣的呢？請同學(xué)們拿出球棍模型跟我一起分析。

【學(xué)生活動】安裝操作球棍模型。

【學(xué)生回答】甲烷為正四面體結(jié)構(gòu)。

【教師展示】甲烷與氯氣的反應(yīng)如何進行（演示球棍模型）？

【教師要求】請同學(xué)們記下甲烷與氯氣發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式：

【教師補充】Cl原子取代了甲烷分子中的H原子，這種有機物分子中某些原子或原子團被其他原子或原子團所取代的反應(yīng)，叫做取代反應(yīng)。

【總結(jié)】學(xué)生用球棍模型闡述甲烷和氯的反應(yīng)過程和機理。

在教師的引導(dǎo)下，利用遞進式問題鏈的設(shè)計讓學(xué)生對甲烷知識的學(xué)習更加清晰、更加有層次，提升了學(xué)生學(xué)習化學(xué)的自信，培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、動手能力、思考能力和總結(jié)能力，從而較好地培養(yǎng)了學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

3? 反思與展望

3.1? 教師應(yīng)該增強對問題鏈教學(xué)的理解

教師要具有出色的課堂把控和授課運營能力，要設(shè)計具有高效性的問題鏈。教師認真分析化學(xué)教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合部分知識的內(nèi)在聯(lián)系，充分做好預(yù)實驗和預(yù)設(shè)實驗的多種可能，設(shè)計出符合實驗事實的問題鏈。

3.2? 基于真實情境的問題鏈設(shè)計

設(shè)計問題鏈，要將問題置于一定的知識、社會或生活生產(chǎn)背景中，把化學(xué)知識與周圍的環(huán)境聯(lián)系起來，理論聯(lián)系實際，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，促進學(xué)生對環(huán)境的思考，促進學(xué)生思維的自主發(fā)展，發(fā)揮學(xué)生的主體性地位，發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.3? 以問題鏈為基礎(chǔ)展示教師特色

設(shè)計問題鏈不應(yīng)一味地重復(fù)使用課后問題和老套的問題和思路，而是要創(chuàng)設(shè)符合自己特色的問題鏈教學(xué)模式，這就需要教師參透教材，熟悉整個知識脈絡(luò)，深入理解化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，將個人授課風格和化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)融合起來，更好地為化學(xué)教學(xué)服務(wù)。

本文基于化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，以甲烷為例開展了問題鏈設(shè)計教學(xué)策略研究。在化學(xué)教學(xué)中通過不斷提出問題，設(shè)計問題鏈，突破學(xué)習的重難點，幫助學(xué)生更加有效地理解所學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，同時，提升教師自身能力，促進師生全面發(fā)展。

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