摘要： 以碳在人類社會(huì)發(fā)展史中的重要作用作為課堂教學(xué)情境，以碳的化學(xué)性質(zhì)為知識(shí)載體，在碳為觀“知”、碳為觀“值”、碳為觀“智”、碳為觀“志”四個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，通過(guò)梯度化的問(wèn)題鏈和系列化的任務(wù)群，建立“情境-問(wèn)題-任務(wù)-知識(shí)-素養(yǎng)”的關(guān)聯(lián)，構(gòu)建“用途-性質(zhì)-變化-因素”認(rèn)知體系，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，彰顯學(xué)科價(jià)值。

關(guān)鍵詞： 科技發(fā)展史； 核心素養(yǎng)； 學(xué)科價(jià)值； 碳的化學(xué)性質(zhì)

文章編號(hào)： 1005-6629（2024）07-0036-06 中圖分類號(hào)： G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

科學(xué)技術(shù)發(fā)展史是人類認(rèn)知和實(shí)踐的歷史，反映了人類對(duì)自然規(guī)律的探索和對(duì)技術(shù)應(yīng)用不斷改進(jìn)的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，人們不斷提出新的理論，創(chuàng)造新的技術(shù)，解決各種困難，積累了大量的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)我們?cè)谔綄た茖W(xué)技術(shù)發(fā)展史時(shí)，實(shí)際上是在探索人類認(rèn)知和實(shí)踐的進(jìn)程。科學(xué)技術(shù)發(fā)展史承載著科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法、科學(xué)思維與科學(xué)精神的形成、發(fā)展及演變過(guò)程的史實(shí)，是兼具知識(shí)價(jià)值與素養(yǎng)價(jià)值的真實(shí)情境素材［1］。

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）在課程理念部分提出：“精心選擇促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的化學(xué)課程內(nèi)容，注重結(jié)合學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)，反映化學(xué)科學(xué)發(fā)展的新成就，體現(xiàn)化學(xué)課程內(nèi)容的基礎(chǔ)性、時(shí)代性和實(shí)踐性……。［2］”化學(xué)教師將科學(xué)技術(shù)發(fā)展史與初中化學(xué)教學(xué)內(nèi)容相融合，可以展現(xiàn)人類對(duì)物質(zhì)世界的探索歷程，呈現(xiàn)探索知識(shí)的原始動(dòng)態(tài)過(guò)程，有助于學(xué)生理解化學(xué)科學(xué)本質(zhì)［3］，樹立科學(xué)發(fā)展觀，發(fā)展核心素養(yǎng)，彰顯學(xué)科價(jià)值。

本文以滬教版教材第四單元“燃料及其燃燒”第二節(jié)“碳”的第二課時(shí)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)為例［4］，探究在教學(xué)設(shè)計(jì)中如何充分融入科技發(fā)展史，以實(shí)現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)中提出的核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)。

1 教學(xué)主題內(nèi)容

本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容為“碳的化學(xué)性質(zhì)”：常溫時(shí)的穩(wěn)定性、點(diǎn)燃時(shí)的可燃性、高溫時(shí)的還原性。人們對(duì)碳的開發(fā)與利用貫穿了社會(huì)發(fā)展的各個(gè)時(shí)期（見(jiàn)圖1）：我國(guó)勞動(dòng)人民在手工勞動(dòng)時(shí)期就掌握了用碳單質(zhì)制墨的方法，開啟了用碳單質(zhì)書寫的篇章；工業(yè)革命時(shí)期碳作為燃料和冶金工業(yè)的重要原料，在推動(dòng)工業(yè)化的進(jìn)程中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用；隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，石墨烯、碳量子點(diǎn)等碳納米材料正在引領(lǐng)科技革命，為電子、材料和生物技術(shù)等領(lǐng)域帶來(lái)了新的發(fā)展前景。

本節(jié)課充分挖掘教材蘊(yùn)含的學(xué)科知識(shí)、學(xué)科方法和學(xué)科價(jià)值，落實(shí)核心素養(yǎng)。以碳單質(zhì)對(duì)社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)作為貫穿整堂課的教學(xué)情境，承載碳的化學(xué)性質(zhì)與用途，促進(jìn)知識(shí)的形成，強(qiáng)化物質(zhì)性質(zhì)與用途的關(guān)系，初步形成化學(xué)反應(yīng)調(diào)控觀；基于真實(shí)情境，開展實(shí)驗(yàn)探究，提高科學(xué)探究能力；運(yùn)用手持傳感器數(shù)字化助力實(shí)驗(yàn)研究，提升“宏觀-微觀-符號(hào)-曲線”四重表征能力；感悟化學(xué)對(duì)社會(huì)的巨大推動(dòng)作用，塑造積極的社會(huì)價(jià)值觀，培養(yǎng)責(zé)任擔(dān)當(dāng)。

2 教學(xué)設(shè)計(jì)思想

2.1 融入科技發(fā)展史情境，教學(xué)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化，知識(shí)關(guān)聯(lián)體系化

本節(jié)課設(shè)計(jì)了碳為觀“知”→碳為觀“值”→碳為觀“智”→碳為觀“志”四個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。首先，從碳的基礎(chǔ)知識(shí)出發(fā)（“知”），建立學(xué)生對(duì)碳的化學(xué)性質(zhì)的初步認(rèn)識(shí)；接著，探索碳在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用（“值”），加深學(xué)生對(duì)碳的價(jià)值的理解；然后，進(jìn)入碳材料的創(chuàng)新和智慧開發(fā)（“智”），激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維；最后，展望碳基與硅基文明的未來(lái)（“志”），培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任擔(dān)當(dāng)。教學(xué)設(shè)計(jì)遵循學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，通過(guò)設(shè)計(jì)梯度化的問(wèn)題鏈，發(fā)布系列化的任務(wù)群，實(shí)現(xiàn)“情境-問(wèn)題-任務(wù)-知識(shí)-素養(yǎng)”的關(guān)聯(lián)（見(jiàn)圖2），構(gòu)建“用途-性質(zhì)-變化-因素”認(rèn)知體系（見(jiàn)圖3）。這一設(shè)計(jì)不僅涵蓋了科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，還促進(jìn)了科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)思維的發(fā)展，全面提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

2.2 挖掘科技發(fā)展史中真實(shí)技術(shù)壁壘，開展實(shí)驗(yàn)為主的探究式教學(xué)模式

“新課標(biāo)”在教學(xué)策略中建議“注重運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)手段，加強(qiáng)探究活動(dòng)中的科學(xué)思維，基于科學(xué)探究與實(shí)踐活動(dòng)建構(gòu)化學(xué)觀念，增進(jìn)對(duì)化學(xué)科學(xué)及科學(xué)探究本質(zhì)的理解，發(fā)展科學(xué)探究能力和創(chuàng)新意識(shí)”［5］。教學(xué)中挖掘碳在推動(dòng)工業(yè)化進(jìn)程中面臨的真實(shí)技術(shù)壁壘，針對(duì)碳在燃燒、冶金中是否會(huì)生成一氧化碳開展實(shí)驗(yàn)探究。借助一氧化碳和二氧化碳手持傳感器測(cè)定碳在有限空間中的燃燒產(chǎn)物，建立化學(xué)反應(yīng)的“宏觀-微觀-符號(hào)-曲線”四重表征，幫助學(xué)生更深刻地綜合認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)和過(guò)程。教材中碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，為了發(fā)展學(xué)生在真實(shí)情境中創(chuàng)造性解決問(wèn)題的能力，教學(xué)中將該實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究碳在還原氧化銅反應(yīng)中的氣體產(chǎn)物，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力和創(chuàng)新意識(shí)。

3 課堂教學(xué)片段

3.1 碳為觀“知”

［教師提問(wèn)1］社會(huì)的發(fā)展離不開記錄，同學(xué)們知道最初人們是如何書寫文字的嗎？

［學(xué)生］最初人們是把文字刻在龜甲獸骨、青銅器或竹簡(jiǎn)上。

［教師提問(wèn)2］這種方式書寫有什么特點(diǎn)？

［學(xué)生］費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。

［教師提問(wèn)3］后來(lái)人們又如何書寫？

［學(xué)生］用墨水在絲帛、紙張上書寫。

［教師講解］我國(guó)是世界上最早生產(chǎn)炭黑的國(guó)家。世界上第一部關(guān)于農(nóng)業(yè)和手工業(yè)生產(chǎn)的綜合性著作《天工開物》就記載了我國(guó)古代人民手工制墨的方法?！侗静菥V目》等著作中留下了人們用墨書寫的痕跡。人們用碳單質(zhì)書寫，使得資料能夠長(zhǎng)久保存。

［教師提問(wèn)4］這說(shuō)明碳單質(zhì)具有什么化學(xué)性質(zhì)？

［學(xué)生］常溫下具有穩(wěn)定性。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)生活中的碳為觀“知”，感悟物質(zhì)性質(zhì)與用途的關(guān)系；通過(guò)了解古人對(duì)碳的性質(zhì)與用途的探索，感受我國(guó)古人的智慧，增強(qiáng)對(duì)國(guó)家、民族的認(rèn)同感，培養(yǎng)家國(guó)情懷。

3.2 碳為觀“值”

［教師提問(wèn)1］隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們進(jìn)入了工業(yè)革命時(shí)代。蒸汽機(jī)的發(fā)明和廣泛應(yīng)用是第一次工業(yè)革命的重要標(biāo)志之一，大家知道蒸汽機(jī)的動(dòng)力從何而來(lái)嗎？

［學(xué)生］蒸汽機(jī)的動(dòng)力來(lái)自煤炭的燃燒。

［教師提問(wèn)2］煤的主要成分是碳，這說(shuō)明碳具有什么化學(xué)性質(zhì)？

［學(xué)生］加熱或點(diǎn)燃時(shí)，具有可燃性。

［教師提問(wèn)3］碳單質(zhì)既穩(wěn)定，又不穩(wěn)定，為什么會(huì)表現(xiàn)出如此大的差異呢？這說(shuō)明反應(yīng)能否發(fā)生與什么有關(guān)？

［學(xué)生］因?yàn)闇囟炔煌嫉幕瘜W(xué)性質(zhì)也不同。這說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)能否發(fā)生與溫度有關(guān)。

［教師提問(wèn)4］在此之前，我們還學(xué)習(xí)了碳燃燒的哪些知識(shí)？碳在空氣中或在氧氣中燃燒的現(xiàn)象有何不同？為何不同？這說(shuō)明還可以怎樣調(diào)控化學(xué)反應(yīng)？

［學(xué)生］碳在空氣中燃燒發(fā)出紅光，在氧氣中燃燒發(fā)出白光。反應(yīng)物的濃度不同，反應(yīng)的劇烈程度也不同。我們可以通過(guò)改變反應(yīng)物的濃度，調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的劇烈程度。

［教師提問(wèn)5］在有限的空間中，碳燃燒的產(chǎn)物是什么呢？

［實(shí)驗(yàn)展示］將點(diǎn)燃的木炭放入密閉的三頸燒瓶中，分別用一氧化碳和二氧化碳傳感器測(cè)定密閉容器中一氧化碳和二氧化碳的濃度（見(jiàn)圖4、圖5）。

［學(xué)生］碳燃燒的產(chǎn)物既有一氧化碳，又有二氧化碳。

［教師講解］由于第一次工業(yè)革命時(shí)期人們掌握的燃燒技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單，碳的燃燒往往是不充分的，既有二氧化碳生成，也有一氧化碳生成。

［教師提問(wèn)6］人們是否希望生成一氧化碳？

［學(xué)生］一氧化碳有毒，會(huì)污染環(huán)境。一氧化碳燃燒也會(huì)放出熱量，造成能源的浪費(fèi)。

［教師講解］隨著技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)诘诙喂I(yè)革命中開發(fā)出一系列先進(jìn)的燃燒設(shè)備，改進(jìn)了燃燒技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤的充分燃燒，使其燃燒產(chǎn)物為二氧化碳，不僅減少了廢氣排放，還提高了燃料的利用率。

［教師提問(wèn)7］碳燃燒生成一氧化碳和二氧化碳的化學(xué)方程式應(yīng)如何書寫？

［PPT展示］碳充分燃燒與不充分燃燒微觀圖示（見(jiàn)圖6）。

［教師提問(wèn)8］對(duì)比碳燃燒生成一氧化碳和二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)，為什么碳與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物會(huì)有不同？這說(shuō)明我們還可以如何調(diào)控化學(xué)反應(yīng)？

［學(xué)生］碳燃燒的產(chǎn)物不同，是因?yàn)閰⒓臃磻?yīng)的氧氣的量不同。可以通過(guò)調(diào)控參加反應(yīng)的反應(yīng)物的量，來(lái)調(diào)控反應(yīng)的產(chǎn)物。

［教師提問(wèn)9］在工業(yè)生產(chǎn)中，可以采取哪些措施促進(jìn)煤的充分燃燒？

［學(xué)生］可鼓入足夠的空氣，可把煤磨碎。

［教師提問(wèn)10］把煤磨碎是利用何種原理調(diào)控化學(xué)反應(yīng)？

［學(xué)生］這是通過(guò)增大反應(yīng)物的接觸面積來(lái)調(diào)控化學(xué)反應(yīng)。

［教師講解］隨著工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，人們對(duì)金屬的需求量顯著增加，在第二次工業(yè)革命期間，金屬冶煉工藝也得到了顯著提高。人們以碳和氧化銅為原料，在高溫的條件下制取了銅。

［教師提問(wèn)11］碳單質(zhì)和氧化銅反應(yīng)的產(chǎn)物除了有銅，還有什么呢？推測(cè)的依據(jù)是什么？

［學(xué)生］碳和氧化銅反應(yīng)可能還會(huì)生成的物質(zhì)有三種情況：①一氧化碳，②二氧化碳，③一氧化碳和二氧化碳。

［教師提問(wèn)12］如果我們要設(shè)計(jì)一套裝置，用于碳和氧化銅反應(yīng)并檢驗(yàn)產(chǎn)物，該裝置應(yīng)該包含哪些部分？

學(xué)生交流討論并回答。

［學(xué)生］反應(yīng)裝置→檢驗(yàn)裝置→尾氣處理裝置。

［教師提問(wèn)13］同學(xué)們能否用提供的器材（見(jiàn)圖7），設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)裝置，用于檢驗(yàn)碳和氧化銅反應(yīng)的產(chǎn)物？（提示：氯化鈀和磷鉬酸的混合溶液遇一氧化碳變藍(lán)色，可用于一氧化碳的檢驗(yàn)）

學(xué)生交流討論、開展實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)。

［教師提問(wèn)14］實(shí)驗(yàn)中同學(xué)們遇到了哪些問(wèn)題？你推測(cè)是何種原因？如何解決？

學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，師生共同討論，總結(jié)實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)。

［教師提問(wèn)15］實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)哪些現(xiàn)象，可以得出什么結(jié)論？

［學(xué)生］澄清石灰水變渾濁、氯化鈀和磷鉬酸混合溶液變藍(lán)色，說(shuō)明產(chǎn)物中既有一氧化碳，也有二氧化碳。

［教師提問(wèn)16］我們是否希望生成一氧化碳？如果我們想減少一氧化碳的生成，大家覺(jué)得應(yīng)該如何調(diào)控？

［PPT展示］碳與氧化銅反應(yīng)生成的一氧化碳分子和二氧化碳分子的微觀圖示（見(jiàn)圖8）。

［學(xué)生］氧化銅的量會(huì)影響反應(yīng)產(chǎn)物。

［教師提問(wèn)17］請(qǐng)同學(xué)們寫出碳與氧化銅反應(yīng)生成二氧化碳的化學(xué)方程式，并根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算：當(dāng)氣體產(chǎn)物全為二氧化碳時(shí)，碳和氧化銅的質(zhì)量比的范圍是多少？

［教師講解］碳奪取氧化銅中的氧元素，生成了二氧化碳。這種奪取氧元素的性質(zhì)被稱為還原性，我們下節(jié)課繼續(xù)探討。

設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)旨在讓學(xué)生在第一次和第二次工業(yè)革命進(jìn)程的情境中學(xué)習(xí)碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，認(rèn)識(shí)碳單質(zhì)在社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中所起的推動(dòng)作用，彰顯化學(xué)學(xué)科價(jià)值。學(xué)生通過(guò)對(duì)比碳在常溫下化學(xué)性質(zhì)的穩(wěn)定性和點(diǎn)燃時(shí)的可燃性、在空氣和氧氣中燃燒的劇烈程度不同以及碳與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物也不同三個(gè)認(rèn)知沖突中，建立化學(xué)反應(yīng)調(diào)控意識(shí)［6］。進(jìn)一步學(xué)以致用，分析工業(yè)中使煤充分燃燒的措施，探討調(diào)控碳與氧化銅反應(yīng)的氣體產(chǎn)物為二氧化碳的措施。在討論過(guò)程中，通過(guò)手持傳感器繪制生成物一氧化碳和二氧化碳的濃度曲線、化學(xué)反應(yīng)微觀圖示的表征、化學(xué)方程式的書寫，提升學(xué)生“宏觀-微觀-符號(hào)-曲線”四重表征能力。在經(jīng)過(guò)碳與氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)猜想、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、證據(jù)推理、得出結(jié)論的過(guò)程中，提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究能力。

3.3 碳為觀“智”

［PPT展示］第三次工業(yè)革命和石墨烯、第四次工業(yè)革命和碳量子點(diǎn)。

［教師講解］在第三次和第四次工業(yè)革命中，碳又如何改寫歷史呢？在第三次工業(yè)革命期間，一種單層碳材料從石墨中被分離出來(lái)，這就是石墨烯，1毫米厚的石墨大約包含300萬(wàn)層石墨烯。在第四次工業(yè)革命期間，科學(xué)家制備出了碳量子點(diǎn)。碳量子點(diǎn)也稱為碳點(diǎn)或碳納米點(diǎn)，直徑在2～10nm。在生物體內(nèi)，石墨烯和碳量子點(diǎn)因其無(wú)毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有良好的生物相容性?？茖W(xué)家通過(guò)化學(xué)改性在石墨烯和碳量子點(diǎn)表面固定一些特定的分子或藥物，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生物分子進(jìn)行選擇性檢測(cè)和藥物的高效運(yùn)載。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)介紹石墨烯和碳量子點(diǎn)的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生意識(shí)到人們已經(jīng)能夠從分子層面改變化學(xué)物質(zhì)，進(jìn)而調(diào)控化學(xué)反應(yīng)。這樣的設(shè)計(jì)讓學(xué)生感悟到科技的迅猛發(fā)展，意識(shí)到科技創(chuàng)新的重要性，激發(fā)學(xué)生對(duì)人類智慧的贊嘆，促使他們深入思考科技發(fā)展對(duì)人類文明的意義和影響。

3.4 碳為觀“志”

［PPT展示］碳材料的開發(fā)利用史（見(jiàn)圖9）。

［教師講解］碳，是人類文明發(fā)展的基石。碳材料的開發(fā)和利用歷史，是人類智慧的體現(xiàn)，也是科技進(jìn)步的縮影。隨著科技的發(fā)展，硅基文明的崛起開始引領(lǐng)新一輪的科技革命。硅半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了信息技術(shù)的飛速進(jìn)步，硅基太陽(yáng)能電池的應(yīng)用則為可持續(xù)能源提供了新的方向……

碳基與硅基文明的較量，反映了人類對(duì)于利用自然資源和推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新的雙重追求，更預(yù)示著人類社會(huì)發(fā)展的多樣可能性。在未來(lái)社會(huì)又將出現(xiàn)哪些具有革命性的新材料和新技術(shù)呢？作為未來(lái)的創(chuàng)新者和決策者，學(xué)生將承擔(dān)起運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，推動(dòng)社會(huì)向著更加可持續(xù)和智能的方向發(fā)展的重任。讓我們以對(duì)知識(shí)的深刻理解和對(duì)未來(lái)的積極態(tài)度，共同迎接社會(huì)發(fā)展的挑戰(zhàn)和變革！

設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)旨在激勵(lì)學(xué)生去展望未來(lái)，鼓勵(lì)他們對(duì)未來(lái)的社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行深入的思考和探討。這樣的思考和探討有助于培養(yǎng)學(xué)生的未來(lái)意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，使他們能夠積極適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的變革和挑戰(zhàn)，意識(shí)到自己在塑造未來(lái)的過(guò)程中所能發(fā)揮的重要作用，成為具有遠(yuǎn)見(jiàn)和擔(dān)當(dāng)?shù)纳鐣?huì)發(fā)展的中堅(jiān)力量。

4 教學(xué)效果與反思

4.1 教學(xué)效果

本節(jié)課學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和參與度顯著提高，對(duì)探究實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)出了濃厚的好奇心和探索欲。教師在課后對(duì)學(xué)生進(jìn)行了隨機(jī)訪談，學(xué)生的感受主要體現(xiàn)為：（1）將化學(xué)知識(shí)與人類社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展史結(jié)合，深刻感受到了化學(xué)學(xué)科的魅力以及在推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步中的重要價(jià)值。（2）小組合作開展探究實(shí)驗(yàn)，提高了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，獲得了實(shí)驗(yàn)成功的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。（3）小組討論環(huán)節(jié)，通過(guò)分享觀點(diǎn)，交換思想，深化了對(duì)知識(shí)的理解和運(yùn)用。（4）通過(guò)微觀圖示，更加直觀理解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。由此可見(jiàn)，開展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，宏微結(jié)合，運(yùn)用證據(jù)推理與模型認(rèn)知的思維方式，有助于實(shí)現(xiàn)學(xué)生積極參與并解決綜合復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題。教師通過(guò)“課堂反饋”對(duì)授課班級(jí)（40人）和另一平行班級(jí)（40人，采用常規(guī)教學(xué)）共80名學(xué)生進(jìn)行測(cè)試，收回有效測(cè)試卷80份，測(cè)試內(nèi)容覆蓋了碳的化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)調(diào)控、“宏觀-微觀-符號(hào)-曲線”四重表征能力、實(shí)驗(yàn)探究、依據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行定量計(jì)算等核心知識(shí)。測(cè)試結(jié)果表明：兩個(gè)班級(jí)所有學(xué)生均能夠根據(jù)碳的用途準(zhǔn)確推斷碳的化學(xué)性質(zhì)。在化學(xué)反應(yīng)調(diào)控的理解上，授課班級(jí)學(xué)生表現(xiàn)出對(duì)反應(yīng)發(fā)生、反應(yīng)速率和反應(yīng)結(jié)果三個(gè)關(guān)鍵維度有較深的理解，并能夠基于實(shí)驗(yàn)事實(shí)作出準(zhǔn)確的分析和判斷。尤其是授課班級(jí)在運(yùn)用四重表征進(jìn)行分析和依據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行定量計(jì)算方面的能力更為突出，凸顯了教學(xué)策略在加深學(xué)生對(duì)化學(xué)本質(zhì)理解、提升其分析與應(yīng)用能力方面的顯著效果。

4.2 教學(xué)反思

4.2.1 教學(xué)拓展需關(guān)注學(xué)生的可接受性

在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，教師通過(guò)研讀教材和文獻(xiàn)，創(chuàng)設(shè)了承載碳化學(xué)性質(zhì)的科技發(fā)展史情境，提煉出當(dāng)前學(xué)生所能理解的“化學(xué)反應(yīng)調(diào)控”的影響因素，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)的重要性。然而，在實(shí)際生產(chǎn)與科研中可以調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的因素是多元和復(fù)雜的，教師在進(jìn)行教學(xué)拓展時(shí)，需注意學(xué)生的已有認(rèn)知基礎(chǔ)，在學(xué)生可理解的范圍內(nèi)適當(dāng)延伸。

4.2.2 從定量視角認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)還需通過(guò)后續(xù)教學(xué)深化

“課堂反饋”發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在運(yùn)用化學(xué)方程式從定量角度解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，授課班全對(duì)的人數(shù)為72.5%，平行班僅為47.5%。教師通過(guò)與學(xué)生深入溝通，了解到他們普遍認(rèn)為此類問(wèn)題難度較大，對(duì)思維能力要求較高。針對(duì)這一問(wèn)題，教師在后續(xù)教學(xué)中應(yīng)繼續(xù)強(qiáng)化微觀圖示與化學(xué)符號(hào)的關(guān)聯(lián)，借助微觀圖示輔助學(xué)生基于反應(yīng)物和生成物的微觀構(gòu)成從定量角度進(jìn)一步理解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，從而提高實(shí)際應(yīng)用和遷移能力。

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