姜苗苗

[摘   要]在化学课堂教学中，教师利用生活中的某些元素类比化学知识，创设化学学习情境，让学生感知到化学无处不在，深刻体会化学的真实性和实用性，从而提高化学课堂教学效率。

[关键词]生活元素;学习情境;模拟实验

[中图分类号]    G633.8        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2021）20-0070-03

在化学课堂教学中，教师要想灵活多变地、轻松自如地驾驭课堂，就要不拘泥于自己原定的教学计划，要勇于创新。利用生活元素创设化学学习情境就是教学形式多样化与创新的一个重要体现。在教学中，教师以生活中常见的趣味性实例入手，将生活与化学知识紧密联系，使学生在有限的时间内掌握较为复杂的知识，从而激发学生的化学学习兴趣。

化学实验是化学教学的重要组成部分，在常规教学中，如果教师利用化学药品和器材进行演示实验，或者让学生分小组进行实验，尽可能多地在每个章节都配以相关的可操作性实验，并让化学实验贴近生活，利用生活中的某些元素类比化学知识，相信学生在独立完成实验的过程中，会感知到化学无处不在，深刻体会化学的真实性和实用性。

一、利用生活元素创设情境的实例

（一）微粒之间的相互作用——共价键

1.课堂教学示例

以生活中的化学进行导课，如汽车发生碰撞时，安全气囊中所产生的气体为N2;潜水员自带呼吸器里的气体为O2;舞台上常用喷洒干冰CO2的方法来制造白雾以渲染气氛，引导学生思考：这些由非金属原子构成的氣体分子是如何形成的？此前学生已掌握离子键的相关知识，即金属原子和非金属原子之间通过转移电子形成阴阳离子，阴阳离子之间再通过静电作用形成离子化合物。那么，对于两个非金属原子，它们是如何相互吸引和结合的呢？从而诱发学生的求知欲，帮助学生建构常见分子与微粒间作用力关系的思维模式。

教学过程中，通过复习旧知识——离子键的简单内容，让学生积极、主动地完成并展示相关微粒电子式的书写，在巩固旧知识的同时，获得成就感，建立自信心，内生学习动力，为后面高效地学习做好铺垫;通过整理并概念化介绍新知识点——共价键及共价化合物，确保学生在掌握共价键相关基本理论的前提下，引入美国课堂中的“HONC”规则，即氢原子或卤素原子（Hydrogen and Halogen） 在与其他原子结合时会形成一个共价键;氧原子（Oxygen）形成两个共价键;氮原子（Nitrogen）形成三个共价键;碳原子（Carbon）形成四个共价键。改变传统的教学方法，向学生提前渗透化学专业英语词汇，使学生能够在熟悉的英语情境中，轻松地掌握本节课的难点知识，很好地培养了跨学科学习的能力。

为了帮助学生理解分子内部的原子结合方式及掌握电子式的书写方法，教师设计以下探究活动：用圆形的纸片来类比原子模型。学生分小组进行活动，每组学生在限定时间内，以“HONC”规则为前提，利用教师提供的一些带有电子的原子纸片模型，构造一些常见的共价化合物分子模型。一方面，此活动活跃了课堂气氛，使教学任务情境化，每位学生在任务的驱动下，能够充分发挥自身的合作、协调、沟通能力;另一方面，学生通过一些简单易懂的分子纸片模型（如图1），可快速掌握一些较为复杂的共价分子的电子式。“微观粒子宏观化”使得抽象的化学语言得以形象化，使得学生的形象化思维向抽象化思维转化，最终，能够依据物质及其变化的信息建构模型，建立解决复杂化学问题的思维框架，进而培养化学学科核心素养。此活动更是体现了师生的平等性，师生共同分析讨论，营造一种尊重、坦诚、公正的集体文化氛围，注重师生之间、生生之间积极的情感互动，形成和谐、融洽的“情感场”，尽可能地让更多的学生体会到成功的喜悦。

在此探究活动的评价中，需要每组派学生代表在黑板上画出组内成果，即不同共价分子的电子式，教师给予及时的反馈、评价与指导，强调一些典型分子（如CO2、N2、H2O等）的电子式书写要点，并对学生的积极表现给予一定的鼓励与奖赏。

2.家庭拓展作业

上网查阅共价键的“键能”与“键长”的相关知识，完成以下实验，总结单键、双键及三键的键能与键长的关系。实验方案如下：

【实验】共价键强弱的比较。

将橡皮筋类比单键、双键和三键，让学生通过实验分析、总结共价键的键能和键长。

实验目的：将橡皮筋类比共价键，通过对比橡皮筋被拉伸的长度，进而比较共价键的键能大小。

实验材料：米尺，170 g食物，454 g食物，908 g食物，若干橡皮筋，挂钩，回形针，塑料袋。

实验过程：

（1）将橡皮筋挂在门上的挂钩上，使其自然下垂，测量其原始长度;

（2）将170 g食物放在塑料袋中，用回形针将塑料袋挂在橡皮筋上，测量橡皮筋的长度并计算其拉伸后的长度;

（3）将170 g食物分别换成454 g食物、908 g食物，再测量橡皮筋的长度，并记录;

（4）在门上的挂钩上放置两根橡皮筋，并重复步骤（2）和步骤（3），对比相同质量食物的拉伸下，橡皮筋长度的变化;

（5）在门上挂钩上放置三根橡皮筋，并重复步骤（2）和步骤（3），对比相同质量食物的拉伸下，橡皮筋长度的变化（如图2）。

实验数据分析及总结：假设将一根、两根、三根橡皮筋类比共价键中的单键、双键及三键，试着总结共价键中，单键、双键及三键的键能与键长的关系。

共价键的性质——单键、双键及三键的键能与键长的比较，在任何版本的教材中都占有举足轻重的地位。灵活选取生活中的常见元素——橡皮筋来类比共价键，通过测量一根、两根及三根橡皮筋上所挂重物的质量，进而帮助学生理解“三键的键能最大，而键长最小”这一知识点。

此实验操作简单快捷，成本也较低，学生可分小组完成或者自行完成，进而总结共价键的性质。该实验虽然只是一个拓展小实验，却为学生创设了学习情境，培养了学生的思维拓展能力。它让化学实验更加贴近生活，并利用生活中的某些元素类比化学知识，使学生感知到化学的真实性和实用性，这与化学学科核心素养中的“证据推理与模型认知”相契合。学生初步学会收集各种证据，对物质的性质及其变化提出假设，并基于证据进行分析推理，证实或证伪假设，解释证据与结论之间的关系，确定形成科学结论所需要的证据和寻找证据的途径。

（二）原子核的组成及同位素

1.课堂教学示例

课始，教师先引导学生回顾旧知识：相对原子质量即某原子的质量与C-12原子质量的1/12的比值，再引入一则考古类新闻：1929年12月2日，北京人头盖骨被发掘出来，经C-14含量测定，推测其约存在于70万年以前，进而引发学生思考：C-12和 C-14是同类原子吗？它们有何区别？从而激发学生的好奇心。

教学过程中，教师从学生熟悉的原子部分知识展开，即原子是构成物质的一种微粒，它是由原子核和核外电子构成的;再提出问题：原子核是否可以再分？如果可以，又可分为哪些微粒呢？接着直接转述科学事实：大多数原子的原子核是由质子、中子和电子构成的;然后利用多媒体展现三种微粒的质量、相对质量及电量对比的表格，待学生牢固掌握此部分内容后，再次剖析卢瑟福金箔实验的模拟动画，根据实验现象，学生将得出更为具体的结论：相对电子而言，质量较大的质子和中子位于体积很小的原子核内，电子则在原子核外做高速的运动;引导学生深度思考：忽略电子的质量，原子的相对原子质量在数值上与原子的质子数和中子数有何关系？质量数是什么？最后总结本课重点：原子核内所有质子和中子的相对质量取近似值加起来，所得数值近似等于该原子的相对原子质量，我们将其称为质量数，用符号A表示。[AZ]X中，Z表示质子数，X表示元素符号。如[126]C表示質量数为12，原子核内有6个质子的碳原子或原子核内有6个质子和6个中子的碳原子。在解释了C-12原子的微观组成后，让学生试着总结C-14原子的微观组成。学生便会顺理成章地得出C-12和C-14是碳元素的两种不同原子。教师总结同位素概念：同一种元素的原子具有相同的质子数，但中子数不一定相同。

以学生感兴趣的宠物进行类比，展示一组小狗的图片（如图3），小狗属于同一种类，但是它们却有着各自不同的特征，如颜色、大小、耳朵的形状、毛发的长度等都各不相同，但它们仍属于同一物种。由此类比化学中同一元素的原子，以此增强课堂的趣味性，进而强化学生对于同位素的认知。再通过一些常见同位素（如氕、氘、氚）原子内部微粒个数的判断，让学生进一步熟悉质子数、中子数及质量数的判断技巧，轻松破解本节课的重难点。

此外，还可以让学生通过观察元素周期表，强化某些常见元素的原子中所含质子数的判断，并提出问题：质量数是整数，而元素周期表中的原子质量为何是小数？引导学生查阅相关资料，掌握利用同位素原子质量及其相对百分含量来计算元素原子质量的方法。在时间允许的情况下，带领学生完成以下拓展性实验，以便学生深入理解元素原子质量的计算方法。

2.课堂拓展实验

【实验】彩虹糖类比同位素测原子质量。

教师准备：为每个学生提前备好约50粒三种颜色的彩虹糖。

实验目的：将彩虹糖类比同位素的不同原子，并计算每颗彩虹糖的质量，进而使学生熟悉同位素原子质量的计算方法。

实验材料：约50粒三种颜色的彩虹糖，电子天平，塑料杯或其他容器。

实验过程：每组学生将彩虹糖样品进行分组，可根据颜色或者大小等进行分组，分成3组后，标记为A、B、C组，将其视为三种同位素，分别称量三组彩虹糖质量，并记录每组彩虹糖的数量，把实验数据记录在下列表格中（如表1）。

实验数据分析：

（1）用总质量除以数量，计算出每组彩虹糖的平均质量;

（2）分别用三组彩虹糖的数量除以彩虹糖总数得到每组的相对含量;

（3）分别用三组彩虹糖的相对含量乘以百分之百得到每组的百分含量;

（4）将步骤（2）中的相对含量乘以每组对应的平均质量得到每组彩虹糖（类比每种同位素）的相对质量;

（5）将步骤（4）中各组彩虹糖的相对质量相加，即为彩虹糖的原子质量。

实验过程如图4所示。

实验总结：一种元素的原子质量等于这种元素的每个同位素质量乘以该种同位素原子在自然界中的相对含量的和。

将学生感兴趣的食物——彩虹糖类比为抽象的微观粒子——原子，通过实验中相对简单的计算过程，促进学生掌握较为复杂的“元素原子质量”计算问题。实验后，可以将未使用的彩虹糖作为奖励分发给学生。学生“吃在嘴里，甜在心里”，进而提升了化学课堂的魅力。

此实验引导学生依据实验目的设计实验方案，对观察记录的实验信息进行加工并获得结论，培养了学生独立思考的能力和创新精神。同时很好地培养了学生“科学探究与创新意识”化学学科核心素养。

二、教学反思

当前教育形势下，教师要重新审视和梳理学生的学科思维，把培养学生学习兴趣、挖掘学生学习潜力、提升学生综合素养放在首位;使化学与生活有效结合，在落实化学基础知识的同时，密切联系学生自身生活和社会实践，以化学问题为载体，以学生的生活经验为核心，提升学生热爱化学的情感及实践活动能力。如此，教师便可做到“教得活”，学生也可做到“学得活”。

[   参   考   文   献   ]

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]  王祖浩.普通高中课程标准实验教科书化学2必修[M].南京：江苏凤凰教育出版社，2015.

[3]  WILBRAHAM  A  C，STALEY  D  D，MATTA  M  S，et al.Pearson chemistry：teacher，s edition[M].Boston：Pearson Education， 2012.

（责任编辑 张 简）