巧設(shè)問(wèn)題串，突出合作共學(xué)
——以初中化學(xué)“合理使用不銹鋼保溫杯”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為例

■仇 建

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》強(qiáng)調(diào)，真實(shí)、生動(dòng)、直觀而又富于啟迪性的學(xué)習(xí)情境，能夠激發(fā)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生思考，更能幫助學(xué)生建構(gòu)大概念和核心概念。了解不同類(lèi)物質(zhì)的性質(zhì)及其與實(shí)際應(yīng)用之間的關(guān)聯(lián)，有助于學(xué)生發(fā)展化學(xué)素養(yǎng)，提升應(yīng)用化學(xué)知識(shí)的能力。在九年級(jí)學(xué)生還未系統(tǒng)學(xué)習(xí)完初中化學(xué)知識(shí)的前提下，筆者遵循學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律，依據(jù)新課標(biāo)和教材內(nèi)容，以“保溫杯的使用說(shuō)明書(shū)”為真實(shí)背景，以問(wèn)題串為主線，設(shè)計(jì)了本節(jié)課的教學(xué)活動(dòng)，旨在讓學(xué)生通過(guò)回答一系列問(wèn)題，對(duì)保溫杯使用說(shuō)明背后的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行理解和探究，了解日常合理使用不銹鋼保溫杯的方法，認(rèn)識(shí)金屬、塑料、酸堿、鹽等不同類(lèi)物質(zhì)的性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)這些基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用之間的意義聯(lián)接，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的好奇心和主動(dòng)性。在此過(guò)程中，筆者運(yùn)用啟發(fā)探究、討論交流、自主學(xué)習(xí)等多種教學(xué)方式，重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展合作學(xué)習(xí)，使學(xué)生的核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力都得以發(fā)展。

一、問(wèn)題設(shè)計(jì)

師：天氣越來(lái)越冷了，同學(xué)們大多會(huì)使用這種金屬制品——不銹鋼保溫杯，來(lái)儲(chǔ)備一些熱水。保溫杯里有什么化學(xué)知識(shí)呢？今天這節(jié)課，就讓我們一起走近不銹鋼保溫杯。

活動(dòng)1 認(rèn)識(shí)不銹鋼保溫杯的構(gòu)造

問(wèn)題1：這個(gè)保溫杯的杯體、蓋子和密封圈分別由什么材料制成？

問(wèn)題2：材料一般有哪些類(lèi)別？

問(wèn)題3：請(qǐng)閱讀資料1，并思考以下問(wèn)題：（1）談?wù)勀銓?duì)合金的認(rèn)識(shí)；（2）鐵的合金有哪兩類(lèi)？（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(jiàn)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(jí)304不銹鋼，屬于奧氏體不銹鋼中的一種，含18%Cr、8%Ni等。

問(wèn)題4：同學(xué)們，你們認(rèn)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(xué)生回答是合金制品，教師還可以追問(wèn)：為什么合金的用量更多呢？

問(wèn)題5：結(jié)合小組實(shí)驗(yàn)1的結(jié)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(shí)驗(yàn)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(huà)。操作2：將純銅片與黃銅片互相刻畫(huà)。

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)保溫杯的本體、蓋子和密封圈的制作材料，材料的類(lèi)型，為后續(xù)內(nèi)容做鋪墊；認(rèn)識(shí)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(lèi)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(fā)生了改變，性能也發(fā)生了改變，基于問(wèn)題5 的解決，學(xué)生進(jìn)行了小組合作實(shí)驗(yàn)1，培養(yǎng)了動(dòng)手能力和積極思考的主動(dòng)性，彰顯了主體地位。

問(wèn)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(zhì)呢？

問(wèn)題7：我們知道金屬一般具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性等共同的物理性質(zhì)，裝有開(kāi)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(wèn)題8：閱讀資料2，結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，說(shuō)出用于生產(chǎn)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(jī)高分子的材料。人們將塑料、合成橡膠、合成纖維（常用于生產(chǎn)服裝布料）稱之為三大合成材料。

問(wèn)題9：說(shuō)出老師手中不銹鋼保溫杯的具體構(gòu)造。

設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)歸納水平，引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用化學(xué)和物理知識(shí)分析，進(jìn)行跨學(xué)科知識(shí)的融合，使學(xué)生更好地理解“用雙層不銹鋼、中間抽成真空”的目的；引導(dǎo)學(xué)生了解杯蓋的材料，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)保溫杯的構(gòu)造及類(lèi)比所使用的材料。

活動(dòng)2 理解不銹鋼保溫杯的使用注意事項(xiàng)

師：同學(xué)們，你購(gòu)買(mǎi)了一個(gè)新保溫杯，拆開(kāi)包裝后，你會(huì)不會(huì)閱讀上面的使用注意事項(xiàng)？

屏顯：

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

問(wèn)題10：對(duì)于不銹鋼保溫杯的使用注意事項(xiàng)，你應(yīng)該采取什么樣的態(tài)度和做法？

問(wèn)題11：注意事項(xiàng)中的1、4、5、6、7點(diǎn)都是大家容易理解的。第2點(diǎn)中，保溫杯中為什么不能加入干冰呢？

問(wèn)題12：第2 點(diǎn)中，為什么不能加入碳酸飲料、乳制品呢？

問(wèn)題13：結(jié)合小組實(shí)驗(yàn)2，你觀察到的主要現(xiàn)象有哪些？

小組實(shí)驗(yàn)2：將鐵絲加入酸中，觀察現(xiàn)象。操作1：將鐵絲放到稀鹽酸中，觀察現(xiàn)象。操作2：將鐵絲放到稀硫酸中，觀察現(xiàn)象。

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生在生活中購(gòu)物時(shí)要關(guān)注商品的標(biāo)簽，對(duì)標(biāo)簽內(nèi)容要有質(zhì)疑精神，培養(yǎng)學(xué)生勇于修正或放棄錯(cuò)誤觀點(diǎn)的科學(xué)精神；促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用物理和化學(xué)知識(shí)來(lái)分析問(wèn)題，理解干冰在杯內(nèi)升華后會(huì)產(chǎn)生大量氣體，造成杯內(nèi)氣壓過(guò)大，杯子勢(shì)必會(huì)成為極具威力的“炸彈”；引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)從氣體的生成、物質(zhì)顏色的改變等角度描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并思考為什么會(huì)發(fā)生這樣的變化，結(jié)合教師的解釋，促進(jìn)他們理解不銹鋼保溫杯中不能加入碳酸飲料的原因。

問(wèn)題14：酸性物質(zhì)腐蝕不銹鋼。結(jié)合小組實(shí)驗(yàn)3，思考：在牛奶、咖啡、橙汁、豆?jié){、茶水、汽水等日常飲品中，哪些是呈酸性的呢？

小組實(shí)驗(yàn)3：測(cè)定日常飲品的酸堿性。操作1：用pH 計(jì)測(cè)定牛奶的酸堿性。操作2：清洗pH 計(jì)。操作3：用pH 計(jì)測(cè)定咖啡的酸堿性。操作4：重復(fù)操作2后，再測(cè)定其他飲品的酸堿性。

問(wèn)題15：觀察演示實(shí)驗(yàn)，描述觀察的現(xiàn)象。

教師演示實(shí)驗(yàn)：在酒精燈火焰上點(diǎn)燃制作杯蓋的PP材料。

追問(wèn)：大家對(duì)說(shuō)明書(shū)中“使用保溫杯時(shí)請(qǐng)勿靠近火源”又是怎么理解的？

問(wèn)題16：你自己或家人有沒(méi)有不合理使用不銹鋼保溫杯的行為習(xí)慣？為延長(zhǎng)保溫杯的使用壽命，或者避免其對(duì)人體和環(huán)境造成不良影響，我們應(yīng)該如何正確使用不銹鋼保溫杯？

問(wèn)題17：生活中，在使用購(gòu)回的物品前，我們需要做些什么？

設(shè)計(jì)意圖：加深學(xué)生印象，讓學(xué)生在生活中能更快識(shí)別具有酸性的飲品，對(duì)保溫杯杯蓋遇熱會(huì)變形、受損甚至?xí)紵灿懈畹恼J(rèn)識(shí)；引發(fā)學(xué)生回憶平時(shí)錯(cuò)誤使用保溫杯的做法，引導(dǎo)學(xué)生后續(xù)使用保溫杯時(shí)要關(guān)注注意事項(xiàng)，再拓展到其他生活用品，促進(jìn)他們積極參加與化學(xué)有關(guān)的生活、社會(huì)問(wèn)題的討論并做出合理的價(jià)值判斷。

二、教學(xué)反思

使用保溫杯是學(xué)生生活中的日常行為，將其作為教學(xué)情境，能讓學(xué)生產(chǎn)生更大的學(xué)習(xí)動(dòng)力，課堂教學(xué)活動(dòng)也不再是生硬的練習(xí)題，而是一個(gè)個(gè)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的學(xué)習(xí)任務(wù)，這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)就變得更加自主與協(xié)作。

教學(xué)過(guò)程中，筆者精心設(shè)計(jì)了教學(xué)內(nèi)容，如讓學(xué)生自主合作學(xué)習(xí)合金的相關(guān)知識(shí)，初步識(shí)別金屬和塑料兩種不同的材料；設(shè)計(jì)小組合作實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)等探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，幫助學(xué)生更好地習(xí)得不銹鋼保溫杯使用的相關(guān)常識(shí)，理解使用不銹鋼保溫杯的注意事項(xiàng)，發(fā)展化學(xué)學(xué)科思維。對(duì)于筆者設(shè)定的大多數(shù)內(nèi)容，學(xué)生都是在合作中達(dá)成目標(biāo)的，如回答問(wèn)題時(shí)的討論交流、完成實(shí)驗(yàn)時(shí)的通力協(xié)作、對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述時(shí)的爭(zhēng)辯討論，等等。金屬和塑料是學(xué)生日常生活中常見(jiàn)物質(zhì)，而不同的學(xué)生對(duì)兩種物質(zhì)的陌生程度是不同的，以“合理使用不銹鋼保溫杯”為主題開(kāi)展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)小組合作、實(shí)驗(yàn)探究、討論交流等多樣化方式解決問(wèn)題，能促進(jìn)學(xué)生之間更好地交流與認(rèn)知?？梢?jiàn)，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容資源，以“知識(shí)問(wèn)題化、問(wèn)題情境化、學(xué)習(xí)探究化”實(shí)施課堂教學(xué)活動(dòng)，能讓學(xué)生有效參與到問(wèn)題的討論中去，課堂效果也能得到有效提升。