巧設問題串，突出合作共學

《義務教育化學課程標準（2022年版）》強調，真實、生動、直觀而又富于啟迪性的學習情境，能夠激發學生的化學學習興趣，引發學生思考，更能幫助學生建構大概念和核心概念。了解不同類物質的性質及其與實際應用之間的關聯，有助于學生發展化學素養，提升應用化學知識的能力。在九年級學生還未系統學習完初中化學知識的前提下，筆者遵循學生的認識規律，依據新課標和教材內容，以“保溫杯的使用說明書”為真實背景，以問題串為主線，設計了本節課的教學活動，旨在讓學生通過回答一系列問題，對保溫杯使用說明背后的化學知識進行理解和探究，了解日常合理使用不銹鋼保溫杯的方法，認識金屬、塑料、酸堿、鹽等不同類物質的性質，實現對這些基礎知識和實際應用之間的意義聯接，激發學生學習的好奇心和主動性。在此過程中，筆者運用啟發探究、討論交流、自主學習等多種教學方式，重點引導學生開展合作學習，使學生的核心素養和關鍵能力都得以發展。

一、問題設計

師：天氣越來越冷了，同學們大多會使用這種金屬制品——不銹鋼保溫杯，來儲備一些熱水。保溫杯里有什么化學知識呢？今天這節課，就讓我們一起走近不銹鋼保溫杯。

活動1 認識不銹鋼保溫杯的構造

問題1：這個保溫杯的杯體、蓋子和密封圈分別由什么材料制成？

問題2：材料一般有哪些類別？

問題3：請閱讀資料1，并思考以下問題：（1）談談你對合金的認識；（2）鐵的合金有哪兩類？（3）不銹鋼的成分有哪些？

資料1：在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬，就可以制得具有金屬特性的合金。合金是混合物。鐵的合金有生鐵和鋼，我們把含碳量在2%～4.3%之間的鐵合金稱為生鐵，把含碳量在0.03%～2%之間的鐵合金稱為鋼。不銹鋼是我們生活中常見合金鋼中的一種，不銹鋼除含有鐵、碳外，還含有Cr、Ni，即不銹鋼中含有Fe、Cr、Ni、C等。常用食品級304不銹鋼，屬于奧氏體不銹鋼中的一種，含18%Cr、8%Ni等。

問題4：同學們，你們認為日常生活中大量使用的是純金屬制品，還是合金的制品呢？

如果學生回答是合金制品，教師還可以追問：為什么合金的用量更多呢？

問題5：結合小組實驗1的結果思考，保溫杯的杯體材料為什么選用不銹鋼，而不選用純鐵呢？

小組實驗1：比較純鐵與鐵合金、純銅與黃銅的硬度。操作1：將純鐵片與不銹鋼片互相刻畫。操作2：將純銅片與黃銅片互相刻畫。

設計意圖：引導學生認識保溫杯的本體、蓋子和密封圈的制作材料，材料的類型，為后續內容做鋪墊；認識金屬材料包括純金屬和它們的合金，鐵的合金包含生鐵和鋼等類型，鋼中含有多種金屬元素和非金屬元素。金屬制成合金后，成分發生了改變，性能也發生了改變，基于問題5的解決，學生進行了小組合作實驗1，培養了動手能力和積極思考的主動性，彰顯了主體地位。

問題6：純金屬和它們的合金都屬于金屬材料。金屬材料一般都具有哪些共同的物理性質呢？

問題7：我們知道金屬一般具有優良的導電、導熱性等共同的物理性質，裝有開水的不銹鋼保溫杯不僅能保溫，而且拿著還不燙手，這又是為什么呢？

問題8：閱讀資料2，結合生活經驗，說出用于生產杯蓋的塑料的一些性能。

資料2：不銹鋼保溫杯的蓋子是由乙烯與丙烯的聚合物（PP）加工而成，PP是塑料中的一種。密封圈是硅橡膠，它是一種合成橡膠。塑料、合成橡膠都是合成有機高分子的材料。人們將塑料、合成橡膠、合成纖維（常用于生產服裝布料）稱之為三大合成材料。

問題9：說出老師手中不銹鋼保溫杯的具體構造。

設計意圖：培養學生的總結歸納水平，引導學生綜合運用化學和物理知識分析，進行跨學科知識的融合，使學生更好地理解“用雙層不銹鋼、中間抽成真空”的目的；引導學生了解杯蓋的材料，促進學生進一步認識保溫杯的構造及類比所使用的材料。

活動2 理解不銹鋼保溫杯的使用注意事項

師：同學們，你購買了一個新保溫杯，拆開包裝后，你會不會閱讀上面的使用注意事項？

屏顯：

不銹鋼保溫杯使用注意事項：1.請將產品放置于嬰幼兒觸摸不到的地方，以免燙傷或碰傷。2.請不要放入干冰、碳酸飲料、乳制品等。3.請不要靠近火源。4.加入熱飲時不宜過滿，以免溢出燙傷。5.外出攜帶時請確定關緊蓋子。6.喝熱飲時請注意溫度，以免燙傷。7.請不要在傾斜的狀態下或靠近臉的狀態下打開蓋子。8.請不要在洗碗機、烘碗機、微波爐中使用。

問題10：對于不銹鋼保溫杯的使用注意事項，你應該采取什么樣的態度和做法？

問題11：注意事項中的1、4、5、6、7點都是大家容易理解的。第2點中，保溫杯中為什么不能加入干冰呢？

問題12：第2點中，為什么不能加入碳酸飲料、乳制品呢？

問題13：結合小組實驗2，你觀察到的主要現象有哪些？

小組實驗2：將鐵絲加入酸中，觀察現象。操作1：將鐵絲放到稀鹽酸中，觀察現象。操作2：將鐵絲放到稀硫酸中，觀察現象。

設計意圖：引導學生在生活中購物時要關注商品的標簽，對標簽內容要有質疑精神，培養學生勇于修正或放棄錯誤觀點的科學精神；促進學生運用物理和化學知識來分析問題，理解干冰在杯內升華后會產生大量氣體，造成杯內氣壓過大，杯子勢必會成為極具威力的“炸彈”；引導學生學會從氣體的生成、物質顏色的改變等角度描述實驗現象并思考為什么會發生這樣的變化，結合教師的解釋，促進他們理解不銹鋼保溫杯中不能加入碳酸飲料的原因。

問題14：酸性物質腐蝕不銹鋼。結合小組實驗3，思考：在牛奶、咖啡、橙汁、豆漿、茶水、汽水等日常飲品中，哪些是呈酸性的呢？

小組實驗3：測定日常飲品的酸堿性。操作1：用pH計測定牛奶的酸堿性。操作2：清洗pH計。操作3：用pH計測定咖啡的酸堿性。操作4：重復操作2后，再測定其他飲品的酸堿性。

問題15：觀察演示實驗，描述觀察的現象。

教師演示實驗：在酒精燈火焰上點燃制作杯蓋的PP材料。

追問：大家對說明書中“使用保溫杯時請勿靠近火源”又是怎么理解的？

問題16：你自己或家人有沒有不合理使用不銹鋼保溫杯的行為習慣？為延長保溫杯的使用壽命，或者避免其對人體和環境造成不良影響，我們應該如何正確使用不銹鋼保溫杯？

問題17：生活中，在使用購回的物品前，我們需要做些什么？

設計意圖：加深學生印象，讓學生在生活中能更快識別具有酸性的飲品，對保溫杯杯蓋遇熱會變形、受損甚至會燃燒也有更深的認識；引發學生回憶平時錯誤使用保溫杯的做法，引導學生后續使用保溫杯時要關注注意事項，再拓展到其他生活用品，促進他們積極參加與化學有關的生活、社會問題的討論并做出合理的價值判斷。

二、教學反思

使用保溫杯是學生生活中的日常行為，將其作為教學情境，能讓學生產生更大的學習動力，課堂教學活動也不再是生硬的練習題，而是一個個解決現實問題的學習任務，這樣學生的學習就變得更加自主與協作。

教學過程中，筆者精心設計了教學內容，如讓學生自主合作學習合金的相關知識，初步識別金屬和塑料兩種不同的材料；設計小組合作實驗、演示實驗等探究實驗活動，幫助學生更好地習得不銹鋼保溫杯使用的相關常識，理解使用不銹鋼保溫杯的注意事項，發展化學學科思維。對于筆者設定的大多數內容，學生都是在合作中達成目標的，如回答問題時的討論交流、完成實驗時的通力協作、對實驗現象描述時的爭辯討論，等等。金屬和塑料是學生日常生活中常見物質，而不同的學生對兩種物質的陌生程度是不同的，以“合理使用不銹鋼保溫杯”為主題開展項目式學習，引導學生通過小組合作、實驗探究、討論交流等多樣化方式解決問題，能促進學生之間更好地交流與認知。可見，豐富課堂教學內容資源，以“知識問題化、問題情境化、學習探究化”實施課堂教學活動，能讓學生有效參與到問題的討論中去，課堂效果也能得到有效提升。

本文系江蘇省教育科學“十四五”規劃2021年度重點課題“‘雙減’背景下初中生‘經歷作業’的實踐研究”（課題編號：E-b/2021/17）階段性成果；南通市教育科學“十四五”規劃課題“催生化學‘合作共學’課堂的方略研究”（課題編號：jy2021016）階段性成果。

（作者單位：江蘇省海安市海陵中學）