基于真实情境的任务驱动教学

作者简介：陈苗雨（1995.04-），女，福建厦门人，汉族，厦门市湖里中学二级教师，硕士，研究方向：初中化学教学。

摘要：基于“不同时代如何获得饮用水”这一真实情境，以“水的净化”为主题，设置了“将天然水转变为可饮用水”的活动任务，在任务中展开“沉降、过滤、吸附、蒸馏”等水的净化操作的学习，引导学生在真实情境和任务的驱动下深度投入课堂学习中，与小组成员合作解决实际问题。这不仅有利于学生学习理解核心知识，实现课堂深度学习，还可以促进学生核心素养的发展，并在深度参与净水任务的过程中体会科技进步对人类生活的影响和贡献。

关键词：初中化学；真实情境；活动任务

基金项目：本文系厦门市教育科学“十四五”规划2021年度立项重点课题“初中化学人本智慧教学与教研原理及区域应用”阶段性研究成果。（厦门市中学化学王晓聪名师工作室，课题编号：21016）

《义务教育化学课程标准（2022年版）》指出教师应在教学过程中坚持问题导向，创设真实问题情境，引导学生“做中学”“用中学”“创中学”的学习方式[1]。真实情境教学是深度学习实现的有效途径，有利于培养学生学科核心素养[2]。真实问题情境的创设有利于帮助学生深度融入课堂学习，发现问题、思考问题，与同学协调合作解决问题，并在此过程中发展科学思维，增强实践能力，养成科学态度。

基于真实情境的任务驱动教学，将课堂交给学生自主提出问题，并引导学生将问题提炼出相应的任务，由任务驱动完成实际问题解决，沿着“创设真实情境—发现问题并提取任务—展开相关探究活动—协作解决实际问题”的课堂逻辑来完成教学。

《水的净化》是人教版《化学》九年级上册中第四单元中的教学内容，笔者以这堂课为例进行教学实践探索，挖掘真实情境及任务驱动对培养学生核心素养的助力。

一、教学目标

化学观念：知道沉降、过滤、吸附、蒸馏是常见的净水方法，并能够归纳净水的流程。

科学思维：通过将天然水净化为较纯净水的问题解决过程，与同伴交流合作，提炼出“从混合物中分离纯净物”的一般思路，建立提纯的思维模型。

科学探究与实践：通过过滤、吸附等分组实验，增强实验能力；能基于问题情境发现问题、提出创造性的见解，并运用科学方法解决问题。

科学态度与责任：认识到化学学科对促进人类文明和社会可持续发展的重要价值，体会水资源来之不易，形成珍惜水资源的理念。

二、教学过程

环节一：创设真实情境，发现问题

【情境】播放视频，展示江河湖海的景象；同时图片展示一杯纯净水。

【教师解释】纯水是无色无味、清澈透明的液体，是纯净物（化学式：H2O）。然而自然界中存在的往往不是纯水，而是含有许多杂质的混合物。

【引导】天然水往往呈现浑浊状态，其中既有不溶性杂质如树叶、沙石，也有色素异味等可溶性杂质，还有许多微生物如寄生虫、细菌、病毒等。不同时代的净水方法及净水程度也有所不同，你将如何将自然界中的天然水转变为相对纯净的可饮用水呢？

设计意图：在真实情境中，学生往往能更快更好地融入课堂，并主动寻找和提出有价值的问题，并沿着问题链展开思路进行自主探究。

环节二：任务驱动，在问题中探究学习

小时代1：沉降净水时代

【情境创设】此时人类文明尚不发达，人们的净水手段有限，从江河湖畔取水后静置于容器中，一段时间后再取用，为什么？

【学生回答】大颗粒杂质可在重力作用下沉降下来，人们取上层清水来使用，就可以初步除去水中的大部分难溶性杂质。

【教师解释】这就是最简易的净水方法——静置沉降。后来随着明矾的使用，明矾可以吸附水中悬浮的难溶性杂质使其沉降，使水逐渐澄清，这个方法也叫做吸附沉降。

小时代2：过滤吸附净水时代

【情境创设】随着文明的发展，人们渐渐不再依赖江河湖水，而是可以在居住地附近打一口水井从而实现稳定取水。古人打水井时，常在井底有规则地铺上小石子，同时在水井周围埋一些木炭。

【思考】小石子在井底有什么作用？

【学生回答】可以将井底的难溶杂质从水中过滤出去，得到比较澄清的井水。

【思考】生活中将难溶物与水分离的例子有哪些？

【学生回答】捞饺子的笊篱、茶漏、家庭浴室地漏、纱布过滤豆浆。

【教师解释】实验室中常用漏斗制作过滤器来完成过滤操作，从而分离固体和液体。

【教师演示实验】

请同学们认真观察老师的过滤实验操作，自主阅读教材相关内容，并思考：过滤操作中需要用到哪些实验仪器和用品？主要有哪些步骤？操作中需要注意哪些注意事项？玻璃棒起到什么作用？

【学生回答】实验仪器：漏斗、烧杯、玻璃棒、带铁圈的铁架台。

实验用品：滤纸。

实验步骤：1.过滤器的准备（折叠滤纸）；2.搭建过滤装置；3.倾倒液体。

【学生分组实验】学生用过滤的方法净化老师从筼筜湖取样的天然水。要求：①注意规范操作；②观察过滤后水样的净化程度以及实验中遇到的问题，记录下来。

【教师观察】来回走动观察学生操作，使用希沃投屏及时拍下学生典型错误操作的照片，与学生共同探讨错误操作下可能导致的后果，并一同归纳出过滤操作要点。

【学生回答】操作注意事项：“一贴”：滤纸紧贴漏斗内壁。“二低”：滤纸边缘低于漏斗边缘；液面低于滤纸边缘。“三靠”：烧杯口紧靠玻璃棒；玻璃棒轻靠在三层滤纸处；漏斗下端管口紧靠烧杯内壁。

【交流讨论】在过滤实验中，有些同学得到的液体仍然是浑浊的，请分析一下可能的原因。

【学生讨论回答】①滤纸破损；②漏斗内液面高于滤纸边缘；③承接滤液的烧杯不干净。

【教师引导】处理方法：查明原因，重新过滤，直到液体澄清为止。

【拓展提升】过滤的原理是什么？

【查阅资料】滤纸的孔径有不同的大小，孔径越小就能将越小的固体杂质截留在滤纸上，从而得到更好的过滤效果（图片展示放大后的滤纸孔径）。

【动画展示】放大后的过滤过程——难溶性杂质被滤纸小孔截留。

【教师提问】过滤之后的水样是否是纯净物？请同学们观察并描述过滤之后滤液的现象。

【学生回答】不是，滤液已经澄清，但仍然还有颜色和异味。

【教师提问】颜色和异味属于可溶性的杂质，如何去除？

【查阅资料】古人打水井时，常在水井周围埋一些木炭。木炭又是用来做什么的呢？

【图片展示】木炭和活性炭的图片，及活性炭放大多倍后的结构图——疏松多孔，根据结构图解释活性炭及木炭具有的吸附性。

【学生回答】木炭具有疏松多孔的结构，因此可以放在井底用来吸附水中杂质。

【教师解释】木炭和活性炭常用作吸附剂，吸附水中的色素和异味。

【案例展示】市场上出售的净水器、空气净化器中，有些就是利用活性炭来吸附水中的可溶性杂质的，活性炭是常见的吸附剂。

设计意图：由学生分组实验操作过滤的过程中，自主归纳过滤操作的要点，体现学生学习的主体性。在活性炭净水功能的学习中，体会“物质的结构决定其性质，性质决定物质用途”的学科重要观念。

小时代3：专门场所净水时代

【情境创设】随着文明的快速进步，水井的水量已经不能满足人类发展的需求，此时我们需要一个专门的场所来处理净化水资源，这就是——自来水厂。

【教师提问】我们所用自来水的水源来自于何处？自来水厂是如何把浑浊的河水净化为我们能饮用的自来水呢？（图片展示厦门自来水厂的取水点——九龙江。）

【播放视频并提问】自来水厂的净化过程分为几个步骤？

【学生回答】明矾吸附沉降、过滤、活性炭吸附、投药消毒等。

【教师提问】投药消毒除去了水中的什么杂质？

【学生回答】微生物如细菌、病毒、寄生虫等。

【教师追问】经过自来水厂一系列处理后的水，是否为纯净物？

【学生回答】还是混合物。

【教师追问】如果想得到较纯净的水，可以怎么做呢？

【学生阅读教材并回答】实验室中可以通过蒸馏自来水得到纯净的蒸馏水。

【教师解释】蒸馏是根据物质的沸点不同而分离混合物的方法。蒸馏是净化程度较高的净水方法。

【拓展提升】请你根据净水步骤，归纳“混合物提纯的一般思路和方法”。

【学生讨论交流】

设计意图：通过体验自来水厂完整的净水过程，认识从混合物中提取纯净物的一般思路和方法，从实际生活场景入手提炼重要的学科思维、形成科学的思维模型。

小时代4：直饮水时代

【图片展示】校园直饮水机、直饮水机内置滤芯，其中主要由双层PP棉、活性炭、中控纤维超滤膜组成。

【动手实践】播放“生命吸管”净水原理及实际应用场景的视频，引导学生思考若要制作一个简易的“生命吸管”，需要具备哪些条件？

【学生讨论】设计方案，利用教师提供的材料分组制作，并上台演示效果。

【拓展延伸】播放视频，展示前沿净水科技：新型净水器滤芯——RO反渗透膜。

【课后作业】1.发散净水思路，切换视角，寻求多样化的净水方法，你还可以设计出不同的净水途径吗？2.古人有许多的净水巧思，查阅资料，课后与同学互相分享你所了解到的古代净水窍门。

设计意图：通过认识“生命吸管”的净水原理及动手制作“生命吸管”的实践过程，体会科学技术进步对人类生活质量提高的重要作用，激发学生对化学的热爱。

三、板书设计

四、教学反思

真实情境教学活动的开展，将学科核心知识贯穿于情境之中，符合学生认知特点，有利于引导学生进行有意义的理解和学习[2]。真实情境教学作为学生知识和能力生长的基石，将知识学习、迁移、问题解决等联系在一起[3]，引导学生初步学会运用观察、实验、调查等手段获取化学事实，并在解决复杂问题过程中形成质疑能力、协作能力和创新意识。

这节课基于化学史实，设置不同时代中人们取水用水的真实情境，引导学生身临其境般地感受古人净水的巧思及背后蕴含的化学原理。在授课过程中安排不同时代背景下如何净化天然水的任务，采用学生分组实验合作、自主探究学习、交流讨论提出质疑等方式，多样化地丰富课堂内容及形式。学生在这样的真实情境和任务中，体会人类逐步获得净化程度越来越高的饮用水的演变过程，从静置沉降到过滤吸附净水，再到自来水厂的产生以及前沿净水科技的问世，感受化学学科发展对人类社会进步、生活质量提高的重要贡献，意识到学好化学知识的必要性，增强学生为实现人类更美好生活而勤奋学习的责任感。

参 考 文 献

[1]中华人民共和国教育部制定.义务教育化学课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022：18-21.

[2]史鸿霞.基于真实情境教学促进高中生化学深度学习的实践研究——以“氧化还原反应”为例[D].青海师范大学，2023.

[3]吴玉芬.核心素养导向的水的净化项目式教学[J].中学化学教学参考，2024，（12）：23-26.