许振芳 洪兹田 陈女婷

摘 要 真实有效的情境创设不仅能让教学生动精彩，更能让学生获得积极的情感体验，助推核心素养中必备品格与价值观念的内化。在九年级化学“二氧化碳的性质”的教学实践中，将多元真实情境与问题解决相结合，梳理基于情境创设的教学策略，有助于提升学生的核心素养。

关键词 初中化学 情境创设 问题探究 证据推理 二氧化碳的性质

真实、具体的问题情境是学科核心素养形成和发展的重要平台，为学生化学核心素养提供了真实的表现机会[1]。以激发学生情感为核心的情境教学法被广泛应用于教育教学中。情境创设可依托图片、视频、音乐、故事、新闻、实验、问题，甚至是教师丰富幽默的教学语言来进行。多元化的情境创设有利于激发学生的真情实感，而形象生动的真实问题情境可让教师的教和学生的学都变得富有生趣。这不仅有利于学科核心素养中必备品格、关键能力的培育，还能促进学生形成正确的价值观念。本文结合人教版九年级化学“二氧化碳的性质”教学实践，通过把多元真实情境与问题解决相结合，探讨基于情境创设的教学策略。

一、明确教学目标，创设教学主题，激发学生求知欲

初中化学教学应力求能够让学生以愉悦的心情去学习生动有趣的化学，以激励学生积极探索化学变化的奥秘[2]2。将核心素养培育落实到真实的问题情境中，可以打破“教材知识”与“社会实际问题解决”隔离的状态，实现化学学习向社会实际问题的迁移，帮助学生提升解决真实问题的能力[3]。在化学教学中应积极创设体现STSE（科学、技术、社会、环境）相互关系的学习情境，使学生初步了解化学对人类文明发展的巨大贡献，认识化学在实现人与自然和谐共处、促进人类和社会可持续发展方面所发挥的重大作用，相信化学必将为创造人类更美好的未来做出重大的贡献[2]3。据此，笔者在依据学情、深入分析教材的基础上，设置了人教版九年级化学“二氧化碳的性质”的4个“课时教学目标”，并依据教学目标设置相关教学主题。

课时教学内容与目标1：从CO2的实验探究中了解CO2的物理性质（颜色、状态、密度、水溶性，干冰易升华）;认识CO2的化学性质（与水反应生成碳酸、不可燃也不助燃、CO2的检验）;初步学会控制条件进行对比实验的方法。相关教学主题：情感旅程，正确看待CO2与温室效应，培养辩证客观的化学价值观念。

课时教学内容与目标2：学习CO2的相关知识;结合生产、生活情境，保持学生学习化学的兴趣，增强学生对化学的好奇心和探究欲。相关教学主题：性质初探，亲身感受CO2的广泛用途，突破思维定式，培养证据意识。

课时教学内容与目标3：CO2不助燃的相关性质;通过再研究，认识到物质性质可能随着条件的变化发生改变，逐步形成客观全面的物质观。相关教学主题：探究推理，解构CO2与水作用的本质，培养证据推理能力。

课时教学内容与目标4：了解自然界的碳循环，分析CO2与温室效应的关系;通过利弊分析，感受化学对人类生活的影响，体会化学在促进人类发展中的巨大贡献，逐步形成爱护环境、合理使用化学物质的可持续发展观念。相关教学主题：奇思妙想，感悟自然界中的碳循环，培养学生责任意识。

二、设置多元教学主题，创设层级情境，提升核心素养

笔者依据设定的教学目标，从学生已有的认知入手，适当使用音频、视频、新闻资料、实验、小故事等多元化的情景创设手段。例如，用音乐营造危机氛围、引入新闻中与环境相关的内容、用唯美场景进行视觉冲击、网红实验、使用生活化的仪器和药品设计实验、改进实验、布置家庭实验、学生喜欢的动漫人物柯南、异想天开小故事、阅读教材内容，等等。在每个环节中设计小问题来引导学生思考，创设层级教学情境，例如，在师生共同经历丰富情感之旅的同时，使学生从中体会到化学学习的生活化和趣味性，感受化学变化的奇妙之处，提升责任素养;帮助学生走出思维定式，全面客观地看问题，逐步建立观点、结论和证据之间的逻辑关系，培养证据推理素养。以下，笔者以四个教学主题的实施过程来呈现多元情境的创设与相关素养的培养。

（一）情感旅程，正确看待CO2与温室效应，培养辩证客观的化学价值观念

笔者首先运用急促的音乐营造危机氛围，结合翔实的数据和具体的例子，让学生感受由于CO2被大量排放导致温室效应，加剧了人类的危机。

[引入新课]播放视频（以下为内容导引）：地球月平均气温逐年升高;北极冰盖面积逐年缩小;二氧化碳排放量逐年增加;因全球变暖，专家预测，马尔代夫一百年内可能消失;图瓦卢——“一个即将沉入海底的国家”，将面临举国搬迁的局面;威尼斯2019年全城被淹，专家预测几十年内它将沉于水底……南北两极冰雪消融，我们将何去何从？

[引导反思]是自然报复太强，还是人类下手太狠？

[教师旁白]看似“温顺”的温室效应竟然具有如此之大的副作用！面临全球变暖的境况，人类将作何反应？全球变暖，是全球性气候问题，若大水來袭，哪有“淹他不淹你”的道理。我国多次提出“构建人类命运共同体”，这种将人类命运放在一起的大格局，显然是顺应人类可持续发展的。

设计意图：引入“构建人类命运共同体”理论，激发学生想运用知识改变人类生存环境的责任感。

[教师叙述]然而，温室效应真如洪水猛兽，十恶不赦吗？你真的了解温室效应吗？请阅读课本第120页。

设计意图：气候变暖融化了冰川，抬升了海平面，挤占人类生存空间，它难道不是一个十足的“恶人”吗？教师话锋一转，让学生带着疑问自主阅读教材，真正了解温室效应。学生赫然发现，温室效应原本是地球的一件贴心“小棉袄”，因为它，地球气温才提高到人类适宜生存的15 ℃左右。前后的反差，让学生们认识到认识事物要全面，评价事物要客观。

[教师提问]如果没有温室效应，我们将会如何？

[视频播放]伴随《二泉映月》凄凉的音乐，旁白响起：寒风凄凄，冰天雪地，此时地球没有四季，只余南极和北极，没有北极熊的皮毛，没有企鹅的耐寒，你凭什么生存？

设计意图：渲染气氛并带领学生经历一段丰富的情感之旅，各种音频、视频、新闻资料交织进行，直击学生的心房，引导学生重新审视温室效应。与开篇的讨论形成一褒一贬，帮助学生辩证认识温室效应的利弊，树立公平客观评价事物的价值观念。

（二）性质初探，亲身感受CO2的广泛用途，突破思维定式，培养证据意识

笔者先从学生已有的认知入手，让学生畅谈CO2的存在和诸多用途，初步认识事物的两面性;利用干冰升华的唯美场景冲击学生的视觉，让学生感受化學美就在身边;通过网红实验，培养证据意识。

[学生活动]CO2知多少：学生畅谈CO2的用途。

[学生回答]美味饮料——可乐、雪碧中含CO2，喝起来很爽;发生火灾时，CO2可作灭火剂;植物光合作用产生O2，可净化空气，还可以产生葡萄糖，促进粮食增产;干冰升华吸热，可人工降雨和制造烟雾缭绕的舞台效果……

[教师评价]同学们知道的还真不少！那你们说，CO2还那么令人讨厌吗？

[学生回答]不仅不讨厌，还很可爱呢！

[视频展示]各种干冰冷饮、冷盘、干冰遇水后形成烟雾缭绕的浪漫氛围等。

[教师陈述]其实，CO2在食品中的应用还很多，比如老师手上这个泡腾片。

[教师演示实验]网红实验“熔岩喷发”：将泡腾片加入装有色素、水和植物油的玻璃瓶中，可观察到气体翻腾，推动色素，犹如火山喷发。

[PPT展示]网上关于“泡腾片成分及产生气体原因”的资料。

[教师提问]泡腾片加水产生的气体真是CO2吗？我们能否仅凭主观猜测就认定该气体为CO2？如何获得确凿的“证据”？

[学生回答]不能，可通过实验验证，获取事实证据。

[教师追问]我们怎么设计实验方案来验明气体的“正身”？

[学生回答]利用燃着的木条检验该气体是否为CO2。

[教师追问]能使燃着的木条立即熄灭的一定是CO2吗？

[学生反思后回答]不一定！应改用澄清石灰水进行检验。

[教师提示]请结合教师提供的相关仪器和药品来设计实验方案并进行实验（2人一组），检验泡腾片与水反应产生的气体是否为CO2。（学生桌面上的仪器和药品：长富玻璃牛奶瓶1个、10 mL针筒1个、50 mL透明口杯1个、蒸馏水1瓶、泡腾片2片、澄清石灰水1瓶、小木条、火柴）

[学生分组实验]将泡腾片放入牛奶瓶中，加入1/3水，观察到泡腾片“翻滚”溶解，并产生大量气体。学生将燃着的木条伸入牛奶瓶中，观察现象。在教师指导下，有的学生用针筒抽取部分气体，推入烧杯的石灰水中，有的学生则是直接用针筒继续抽取石灰水振荡……实验中，学生观察到燃着的木条立即熄灭，澄清石灰水变浑浊。也有个别学生的实验出现了“异常”现象，教师适时评价实验方案的合理性、实验中的关键操作及细节。

设计意图：泡腾片、牛奶瓶、针筒等生活化的仪器和药品让学生倍感亲切，学生从中体验到化学学习的生活化和趣味性，学习原来也可以在“玩”中进行。

[教师讲述]石灰水主要成分是氢氧化钙，它和二氧化碳发生反应，生成难溶于水的碳酸钙而出现浑浊现象。根据老师的相关描述，请同学们尝试书写出该反应的化学方程式。

[学生书写方程式] Ca（OH）2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O

[教师提问]上述实验体现了CO2的什么性质？其性质与用途有关系吗？

[学生回答]不助燃、不可燃，故CO2可用于灭火;能与石灰水反应生成白色沉淀，现象明显，故澄清石灰水可用于检验CO2。

[教师反问]CO2不助燃、不可燃就可以灭火吗？

[教师展示]熄灭高低蜡烛实验的改进装置（图1）。敞口透明塑料瓶I、II经打孔粘合形成连通器，瓶II中放置燃着的两根高低蜡烛。

[教师提问]如果往透明塑料瓶I中倒水，会有什么现象？

[学生回答]两个瓶子中的水面一样高。

[教师追问]如果改成往瓶I中倾倒CO2，是否也能像倒水一样？

[教师演示]向图1所示的塑料瓶I中缓慢倒入CO2气体（瓶I为缓冲装置）。可观察到瓶II中两根高低蜡烛由下而上依次熄灭。

[教师提问]由上述两个实验可获知CO2具有什么性质？

[学生顿悟]CO2不可燃、不助燃，密度大于空气。

[教师设问]一定是这样吗？

[教师演示]向盛有CO2的集气瓶中倒入少量水，将镁条在空气中引燃后伸入该集气瓶中。

[学生观察并描述]镁条剧烈燃烧，放出大量的热，白色粉末中夹杂少许黑色固体。

[学生板演]学生结合所观察到的实验现象，根据元素守恒推导反应产物，书写方程式。

[教师演示]用大烧杯罩住两根燃着的高低蜡烛，观察到蜡烛由高到低依次熄灭。

[学生疑惑，反思讨论，得出结论]蜡烛燃烧产生的CO2由于温度较高，其密度变小，浮在上方，所以高的蜡烛先熄灭。

[教师提问]这两个实验对我们研究物质性质有什么启发？

[学生回答]凡事无绝对！有些性质需要特定的条件。若条件变化，性质可能随之而变。

设计意图：以学生最熟悉的CO2灭火入手，探究CO2的部分性质;再呈现镁条在CO2中燃烧和CO2密度小于空气的两个“特例”，帮助学生走出思维定式，避免片面孤立地看待问题，让学生认识到物质变化需要一定的条件，物质的性质可能随条件的改变而变化，只有更好地掌握物质的性质，才能趋利避害，用它们来更好地造福人类。

（三）探究推理，解构CO2与水作用的本质，培养证据推理能力

笔者先用小问题串引出“证据”，引发思考，再利用学生喜欢的动漫人物——柯南，激发学生实验探究的欲望，并顺利将柯南破案的方法迁移到学习中。

[教师提问]CO2是否可溶于水？你判断的依据是什么？

[学生回答]可以，要不哪有汽水？

[教师追问]我们能通过实验获取更确凿的证据吗？

[学生实验]往盛有CO2气体的矿泉水瓶中倒入约1/3的水，再次拧紧瓶盖，振荡。观察到瓶子变瘪。学生讨论后得出结论：CO2溶于水，瓶内气压变小，瓶子变瘪。

[教师布置家庭实验]教师将针筒赠与学生，让学生利用周末时间自行设计实验方案，粗略测定CO2溶于水的体积比并进行家庭小实验。

[教师质疑]在上述实验中，CO2是仅仅溶于水还是与水发生化学反应？

[学生疑惑，并在教师指导下实验]取出部分混合液，加入少量紫色石蕊试液，观察到石蕊试液变红。

[教师提问]到底是什么物质使得石蕊试液变红？

[学生回答]CO2。

[教师追问]同学们的推测有“证据”吗？今天我们学习柯南破案，大家一起找出此案的嫌疑人。请问矿泉水瓶中有什么物质？

[学生回答]水和CO2。

[教师追问]对于嫌疑人，咱们是集中审问还是隔离审问？

[学生回答]当然是隔离审问，以免串供。

[教师追问]如果你是侦探，你会如何做？能不能设计实验加以验证？

[学生设计方案]让水、CO2分别与石蕊作用，观察石蕊是否变色。

[教师演示]用水喷湿石蕊纸花，观察到纸花不变色;将干燥的石蕊纸花放入盛有干燥CO2的集气瓶中，观察到纸花不变色。

[教师提问]上述两个实验中，水和CO2都证明了自己的“清白”。那么，事实真相到底是什么？

[学生脱口而出]它们之间发生反应，生成另一种物质！

[教师追问]什么物质？

[教师演示]用盐酸、硫酸、醋酸分别喷紫色石蕊纸花，观察到纸花都变红。

设计意图：增加两种酸，运用归纳演绎的方法，让学生推断出酸性物质能使石蕊纸花变红，渗透归纳演绎素养的培养。

[学生顿悟，回答]酸能使紫色石蕊变红。CO2和水反应生成酸！

[学生板演]根据元素守恒和化学式书写原则，写出CO2和水反应的化学方程式。

[教师提问]有同学认为，没必要做水喷湿石蕊纸花的实验去排除水的嫌疑，你们觉得是否有道理？

[学生思考回答]学生观察教师手中展示的石蕊试液，茅塞顿开。有道理！石蕊试液中本就有水，但没变红。

[教师又问]晃动汽水会有什么现象？

[学生回答]气体逸出，液体会溢出来！

[教师追问]如果晃动变红的混合液呢？请将其中一半液体倒入另一支试管中，用拇指堵住试管口，振荡后与原来溶液颜色进行对比。

[学生实验]观察到有气泡冒出，溶液又变回紫色。

[教师提问]溶液为什么又变回紫色？

[学生回答]酸性物质消失。

[教师追问]哪儿去了？

[学生思考后顿悟]重新分解成水和CO2。刚刚产生的那些气泡就是CO2。

[教师设问]这和晃动汽水是不是一个道理？如果改用加热呢？同学们有没有煮过可乐鸡翅？

[教师演示]取变红的混合液于试管中加热，观察到溶液变回紫色。

[学生板演]书写反应的化学方程式：H2CO3 = H2O + CO2↑。

设计意图：以学生熟悉的汽水作引子，提出CO2是否溶解于水，是否与水反应，引发学生疑问。教师以一连串的小问题引导探究，引导学生思维向纵深发展，让学生在掌握CO2相关性质的同时，习得化学学科学习的方法。基于对证据的执着追求，学生将探究变成一种自发的学习行为，不停地思考、实践、推理，进一步增强思维的严谨性，形成实证观念;通过学习共同体间的相互合作、相互质疑、相互促进，思维得到了更好的训练。通过上述教学环节的设计，帮助学生逐步建立观点、结论和证据之间的逻辑关系。

（四）奇思妙想，感悟自然界中的碳循环，培养学生责任意识

在这个环节中，笔者运用一个小故事来呼应前文，为学生创设了体现STSE相互关系的学习情境，激发学生大胆想象，引导学生参透其中含义。用元素守恒观念帮助学生理解，让学生感受到化学变化的奇妙之处，相信化学能为人类更美好的未来做出重大贡献，提高学好化学的责任感。

[异想天开]一神人某天突发奇想，想发明一种神兽，游走于大气中，随意捕捉空气中的CO2，搭配H2O或H2，一顿操作咔咔咔，一股清流喷涌而出。没错！这就是一种新型汽油！一举解决了温室效应加剧和能源短缺问题，顿时震惊了全世界！（故事说完，全班大笑）

[教师提问]看来这故事震惊了你和我。你们觉得这种想法荒诞吗？它有可能实现吗？

[学生交流汇报]可能。从元素守恒角度考虑，C、H、O元素可以造出新型汽油。万事俱备，只差条件。

[教师展示]CO2和H2合成汽油的流程图（图2）。

CO2[+H2催化剂]CO[+H2催化剂]（CH2）n[ 催化剂]汽油

[学生质疑]这样合成的汽油有C元素，燃烧后有CO2，温室效应仍无法消除。

[教师回答]这个想法很有意思！但有个疑问，我们的目的是要对CO2“赶尽杀绝”吗？

[学生领悟]这样做是要减少CO2的额外排放，实现CO2的動态良性循环，同时还能缓解能源危机。

[布置作业]其中第（1）（2）题二选一：

（1）以“我看温室效应”“温室效应功过评析”等为主题，书写一篇有关温室效应的小短文或者调查报告，谈一谈你对温室效应的看法（或就如何缓解“温室效应”提出你的建议）;

（2）请探究“跳跳糖”跳动的原因，并以此探究二氧化碳的相关性质;

（3）利用针筒、汽水等物品设计实验，粗略测定CO2溶解于水的体积比。

三、教学反思与建议

在九年级化学“二氧化碳的性质”教学实践中，笔者将多元真实情境与问题解决相结合，教学效果良好。实践证明，真实有效的情境创设不仅能让教学生动精彩，更能让学生获得积极的情感体验，助推核心素养中必备品格与价值观念的内化。以下是笔者对多元情境创设教学实践的反思与建议，希望有助于教师的教学实践。

（一）创设贴近生活的熟悉情境，激发学习动机和动力

本案例突破教材资源局限，充分利用生活资源，以泡腾片“火山熔岩”网红实验、蜡烛熄灭改进实验、镁条在CO2中的剧烈燃烧实验，让化学知识的学习变得更趣味化和生活化。音乐、图片、资讯、新闻、生活中司空见惯的药品、器具甚至是教师富有情感的旁白，无不拉近学科知识与学生的心理距离，有效激发了学生的学习动力，增强了学生学好化学和探索科学奥妙的信心。因此，建议教师在设计教学时，创设贴近生活的熟悉情境，有利于激发学生的学习动机和动力。

（二）创设实验探究的问题情境，體验有意义的学习过程

本案例把“CO2灭火”和“CO2与水相互作用”作为主要探究素材，创设了生活味道浓厚的探究情境，让学生有更多的机会体验科学探究的过程，在知识的形成、相互联系与实际应用中养成科学严谨、实事求是、勇于创新的学习态度，提升解决问题的能力。预设的实验探究情境一环紧扣一环，学生在教师预设的问题中思维不断碰撞，产生的疑惑也在实验探究中一一得到验证。学生不仅学会了通过分析、推理、实验等方法来认识和研究物质的结构、性质、用途以及三者之间的关系，学会了运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律，并能感悟人生哲理。可见，创设实验探究的问题情境，有利于学生在化学学科的学习中既能体验到有意义的学习过程，又能在体验中提升证据推理能力。

（三）创设STSE相互关系情境，内化价值观念和品格修养

本案例通过对温室效应的利弊分析，帮助学生树立客观全面的物质评价观。用具体的图片、新闻资料展示温室效应的加剧导致了全球变暖、海平面上升、人类生存空间被挤占、人类面临极大的困境，让学生感受到自然环境和人类可持续发展的重要关系，感受人类在生产生活中的过度消耗给地球带来的巨大压力，激发学生学好科学、保护环境的责任感。实践证明效果良好。因此，建议教师多多尝试创设STSE相互关系情境，以便助益于学生价值观念的内化和品格修养的提升。

总之，核心素养的培育不是直接由教师“教”出来的，而是以真实问题情境为载体，以问题串教学为引领，在真实问题的解决过程中发展起来的[4]。教学不是灌输，更不能强迫，也不是仅靠一张嘴自说自话，它应该是镶嵌在生动活泼的情境创设中，渗透在精心设计的教学活动中，让学生自然而然地习得知识、获得技能，顺理成章地提升学科素养和感悟学科价值。富有灵性的教学一定是源于真实具体的问题情境。精心的活动设计可以让预设与生成交织在一起，呈螺旋状上升;默契的师生互动可以催生精彩的资源，让课堂教学锦上添花。学生在课堂活动中除了知识与技能的习得外，更为可贵的是在积极体验后留下的、植入大脑深处的感悟和观念，或是更高层次的价值观念。

[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（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020：73.

[2]中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012.

[3]范标.核心素养视域下的情境创设：以“水的净化与组成”为例[J].化学教学，2019（2）：51-54.

[4]洪兹田，罗德炳，王锋，等.在化学教学中挖掘优秀文化的教育价值[J].教学与管理，2020（16）：42-45.

（责任编辑：赵晓梅）