將人文主義教育滲透于化學課堂，有效實現三維目標

王榮標

摘要：文章以“空氣的成分”的教學設計案例說明了教師在教學中要教授文化知識，更要注重培養學生的綜合素質，關注學生的長期發展，教學中更加注重學科素養的培養乃至人文教育的滲透，有助于實現三維目標。

關鍵詞：人文主義；化學課堂；三維目標

文章編號：1008-0546（2016）12-0074-03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.12.025

新課程標準實施以來，教師在教學中更加注重培養學生的綜合素質，關注學生的長期發展，教學中更加注重學科素養的培養乃至人文教育的滲透。在這樣的前提下，一節課承載的內容就變得豐富起來，課堂教學形式呈現立體化、多樣化，教學目標呈現多元化，而一堂課的時間、容量都是有限的，如何在課堂教學中既實現多元化教學目標又不顯生硬，既拓展了學生的知識深度與廣度又不沖淡重點教學內容呢？教師需要通過精心的課堂設計，將多元化的教學目標有機地結合在一起，課前的備課與課堂的實施是最重要的兩大環節，如何做好備課與課堂教學實施呢？下面是人民教育出版社初中化學上冊第二單元新授課“空氣的成分”一節的教學設計與課堂實施案例。

一、課前精心備課要做到三個方面

1. 重教材。從教材編寫的實際意圖出發，把握教學核心內容，同時挖掘人文教育的素材，把本節課所涉及的科學發展史的精彩內容充分挖掘出來，以科學家小故事或其他精彩的形式與本節主要學習內容有機地穿插在一起。

2. 重學生。一切教學安排從學生的實際認知能力出發，充分尊重學生的獲取知識能力，將學生可以自己獲得的知識，完全設計為學生自己的學習活動，既不埋沒學生的探究潛能，又不揠苗助長。根據以上兩點制定合理的教學目標和課堂實施策略。

3. 置多維度的教學目標，突出重點、難點。目標設置要滿足多方面要求，要注意層次性，突出重點，詳略得當。本節課我設立了以下教學目標：

（1）知識與技能：了解空氣的成分及各成分在空氣中的體積分數；通過自行設計并親自實驗來驗證氧氣在空氣中所占的體積分數。

（2）過程與方法：通過對生活常見現象的觀察與思考，探尋空氣中所含有的氣體成分，結合科學數據，補充自己對空氣組成的認識。

針對本節課所提出的探究課題“如何測定氧氣在空氣中占的體積分數呢？”尋找實驗思路，不斷地根據所設定的思路去完成對實驗藥品的尋找及實驗裝置的設計；最后親自動手實驗并對實驗數據進行分析與評價。

（3）情感態度與價值觀：在自主學習過程中真正體會科學探究的樂趣及科學探究的不易，培養嚴謹的科學態度、鍥而不舍的探究精神。結合科學家在探究路途上的典故，體會科學發展道路的曲折性，感受科學家的智慧和人性的光輝，啟迪心智。

教學重點、難點：氧氣含量的定量測定（包括實驗的設計原理、藥品選擇、裝置設計及實驗的評價）。

二、課堂教學實施過程

[教師]引人：空氣對我們來說是非常熟悉的物質，可是你知道空氣中含有哪些物質嗎？能否根據生活經驗或已有知識說說你對空氣組成的認識？

[學生]競相發表意見，主要有以下幾個內容。

①物質可以在空氣中燃燒，說明有氧氣。人可以在空氣中呼吸，說明有氧氣。

②植物可以在空氣中進行光合作用，說明有二氧化碳。石灰水放置在空氣中會在表面生成一層白膜，說明有二氧化碳。

③餅干放在空氣中會受潮，冰箱拿出的可樂外壁會有水珠，說明空氣中含有水蒸氣。

④資料上說空氣中有氮氣和稀有氣體，但我找不出相關的事例來說明。

[教師]進一步提問：你認為這些氣體在空氣中的含量是否多呢？

[學生]普遍認為氧氣最多，理由是氧氣少了，人無法生存；二氧化碳也較多，因為當今世界環境問題之一是地球上的溫室效應比較嚴重。

[教師]對以上兩個問題的回答進行點評。對同學們的回答能從生活經驗出發這一點予以肯定，并進行補充。補充內容有：

①空氣中含有氮氣，而且氮氣的含量最大。但同學們無法從生活經驗中得出，不是同學們不善于觀察生活，而是氮氣在常溫下性質很穩定，因而可證明它存在的事例并不多?？諝庵泻械獨獾氖吕怯械?，如豆科植物固氮。

②因稀有氣體性質更加不活潑，它幾乎不與其他物質反應，再加上在空氣中含量很少，所以也很難被同學們發現。

③生活中的感性認識可以幫助我們認識事物，但生活經驗代替不了嚴謹的科學數據，空氣中各種成分的含量是在科學家大量的科學研究基礎上所測定的，讓我們來認識一下。（出示投影。）

一、空氣的組成（體積分數）

④結合投影內容進行講解，促進記憶。

[教師]科學家在發現這些氣體時也經歷了一個過程，這些氣體并不是被同時發現的，有一定的先后順序，往往是性質活潑的、含量較多的先被發現，這一點作為認知規律來講、科學家與常人是一樣的?？茖W家首先發現了空氣中有氧氣，并測出氧氣的體積分數是21%，今天同學們想不想也親自測一下呢？

[學生]想?。ㄅd趣高漲。）

[教師]同學們打算如何來測呢？大家能否想個辦法，說出一個大體的思路呢？

[學生]經過激烈的討論，最終形成以下兩種思路：①取定量的空氣，想辦法把其中的其他氣體去掉，測余下的氧氣體積；②取一定量的空氣，想辦法把其中的氧氣去掉，恢復到原先壓強，測空氣體積的減少量。并最終確定第二種思路更好。

[教師]對同學們的積極參與、大膽設計給予肯定。

進一步提出問題：那么我們選取哪種物質來將氧氣反應掉呢？該物質應符合怎樣的要求？

[學生]爭相發言，互相補充，討論了蠟燭、木炭、硫磺等前面學過的物質。

[教師]考慮到學生已有知識的局限性，給予知識的擴充。（出示投影，見圖1）請同學進行總結。

[學生]最終選擇銅或紅磷來作為反應物，并總結出該藥品應滿足以下幾個條件：①能在空氣中與氧氣反應；②只能與氧氣反應，不與其他氣體反應；③反應后不生成其他的氣體。

[教師]今天，我給大家準備了紅磷，我們用該物質進行實驗，那么應采用什么樣的裝置呢？這個裝置應具備怎樣的特點呢？

[學生]是密閉的，不能漏氣。還要能體現出反應前后氣壓的變化。

[教師]同學們，老師設計了一套裝置，大家看看能否用于此實驗？（出示實驗裝置，見圖2。）對這套裝置，我們如何使用呢？（請同學，觀察該裝置，分析它的使用方法及注意事項。）

[學生]積極觀察、思考并小組討論、發言。

[教師]點評同學們對該裝置使用方法的解讀，強調操作步驟和注意事項。

[學生]以小組形式展開實驗，并完成實驗報告。

[教師]指導學生進行實驗，并請同學們匯報實驗結果。

[學生]興趣高漲地進行實驗，對實驗中產生的問題積極地探討相互交流實驗結果。結果出現三種情況：①水倒吸進入集氣占集氣瓶體積的1/5；②水倒吸進人集氣瓶的體積小于I/5；③倒吸進人集氣瓶的體積大于1/5。

[教師以上三種結果顯然只有一個是正確的，對出現偏差的測量結果能否反思一下造成誤差的原因呢？

[學生]對誤差進行分析，課堂上各抒己見，最終達成共識；若水倒流進人集氣瓶的體積小于1/5，造成這一結果的原因可能有：①紅磷量不足，氧氣沒有耗盡；②隨著反應的進行，氧氣含量低時，紅磷不能繼續燃燒；③瓶內溫度沒有降到室溫，就打開止水夾進行讀數；④裝置的密閉性不好，在裝置冷卻過程中少量空氣進人集氣瓶……

若水倒流進人集氣瓶的體積大于1/5，造成這一結果的原因可能有：①點燃紅磷伸人集氣瓶時速度不夠迅速，使瓶內部的空氣因受熱而從瓶口逸出；②紅磷反應過程中，止水夾沒有夾緊，使瓶內空氣部分逸出。

學生們在課堂討論之后進一步完善實驗報告。附表是某一位學生的報告內容。

[教師]進一步提出問題：該裝置只能用來粗略地對氧氣含量進行測量，你認為該裝置有什么缺點呢？是否可以進行改進？

[學生]七嘴八舌，產生了以下建議：①該裝置在點燃紅磷、塞上橡膠塞時有可能使部分氣體跑掉，建議使用一直密封的裝置；②該裝置反應后通過水倒吸的方式來體現比較麻煩，若設計采用密閉容器，帶有可移動活塞可以更好……

[教師]請同學們按自己的意愿對裝置進行改進或另外設計，該任務課下完成。

[教師]今天，我們通過實驗探究，得出了氧氣在空氣中的含量，這與當年科學家拉瓦錫的結論是一致的。拉瓦錫是非常了不起的科學家，他通過反復試驗，第一次證實了氧氣的存在并測得了氧氣在空氣中的體積分數。它所采用的實驗設計原理與我們是否相同呢？（出示投影，見圖3，予以介紹，提升認識。）

[學生]感受到原來科學家與我們的設計思路是一樣的，再一次感到成功的樂趣。同時，為今后再學習其他混合物組成的定量測定做好鋪墊。

[教師]人們對空氣的認識，是從氧氣、氮氣開始的。19世紀以前，人們只認識到空氣中含有氧氣、氮氣，后來發現有二氧化碳、水蒸氣，但對含量很少且不活潑的稀有氣體難以發現，直到雷利的出現。（播放視頻，讓學生有聲有色地觀看雷利發現氬氣的過程。）

[學生]投入地觀看視頻，被雷利的精神深深地感動著，同時對雷利發現氬氣的過程有了清楚的了解。

[教師]看完雷利的故事后，誰能說一說雷利獲得氮氣的兩種方法有何不同？哪一種是真正的純氮氣？

[學生]一種方法是將空氣中其他氣體都除去，余下氮氣；另一種方法是通過含氮元素的物質分解來獲得氮氣。后者是真正的純氮氣。

[教師]根據第一種方法得到的氮氣密度要比第二種方法得到的氮氣密度大一些，這一點，你能否推測一下氬氣的密度與氮氣的密度的大小關系呢？

[學生]氬氣密度比氮氣密度大。理由是第一種“氮氣”實際上是氮氣與氬氣的混合物，第二種氮氣是純氮氣，前者密度比后者大，看來氬氣的存在使得“氮氣”密度增大了，故氬氣密度比氮氣密度大。

[教師]通過剛才的視頻，我們仿佛回到了雷利的那個年代，雷利的精神感染了我們，你能否談談哪些方面最讓你感動？

[學生]紛紛表達自己的看法。①科學家一絲不茍的精神讓我感動。②不放過任何疑問，對真理鍥而不舍的精神值得我學習。③科學家不盲信他人，勇于反叛權威，執著求真的精神鼓舞著我。④科學家虛心求教于他人，能與他人合作的品質值得我學習……

[教師]今天這節課上，大家都收獲了哪些？

[學生]①了解了空氣的成分和它們的含量；②學會了一種測混合氣體中某種氣體成分的方法；③了解了科學知識的獲得需要付出艱辛的努力；④被科學家的精神感動，增強了學習的信心。

[課堂練習]1.下列事實說明空氣中含有哪種成分？

（1）木炭在空氣中燃燒。

（2）敞口久置的石灰水在空氣中變渾濁。

（3）酥脆的餅干在空氣中逐漸變軟。

2.圖4中裝置能否利用來測出空氣中氧氣的含量？不能的說明理由或進行改進。

[課后作業]請同學們對實驗裝置進行改進或另設計。關于空氣成分，你還想了解哪些內容，查閱資料，下節課我們進行交流。

三、課后教學反思

課堂，是學生受教育的主要場所，學生受教育的方面是多維的，從現代教育的目標來看，課堂教學不僅要注重學生的知識發展，還要更加注重學生的能力發展，情感態度與價值觀的發展；不僅要注重學生的當前發展，更要注重學生的長遠發展。因而，一個小小的課堂，承載了教育者多方面的愿望，要想盡量發揮一堂課最大的價值，那么我們需要在把握好主要教學內容的基礎上，設立多維度的教學日標，并精心地將它們粘合起來。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部制定. 義務教育化學課程標準（2011年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2012