【摘 要】本文在分析蘇教版《高中化學1》元素化合物知識邏輯體系和內容特點的基礎上,闡述了元素化合物知識的四大學習策略。具體包括:回顧已知,聯(lián)系生活,養(yǎng)成預習習慣;回歸課本,閱讀思考,解決疑惑問題;勤于動手,積極實踐,開展有效探究;整理歸納,自主建構,創(chuàng)立知識網絡。
【關鍵詞】元素化合物 邏輯體系 教學策略
從化學知識的形成和發(fā)展來看,化學知識是人類在對自然界中的化學現(xiàn)象進行積極主動觀察的基礎上,運用歸納、演繹、假設、模型化等思維方法形成的并經過實踐檢驗的認識成果。其中,化學事實性知識是指反映物質的性質、存在、制法和用途等多方面內容的元素化合物知識,以及化學與社會、生產和生活實際聯(lián)系的知識。有調查表明,影響學生學習事實性知識的因素有四個:一是學習者的已有知識及其準備;二是學習者的學習方法和認知策略;三是學習者的情感因素;四是學習者外部(教師和教材等)的組織和控制作用[1]。本文結合筆者多年的教學實踐與研究,以蘇教版《高中化學1》為例,闡述元素化合物知識的學習策略。
一、元素化合物知識的邏輯體系和內容特點
元素化合物知識作為中學化學內容的重要組成部分,是化學1模塊教學內容的主要組成部分,在學生的化學學習中占有重要地位。課程標準中對元素化合物知識的處理,突破了傳統(tǒng)的物質中心模式,不再追求從結構、性質、存在、制法、用途等方面全面系統(tǒng)地學習和研究物質,而是從學生已有的生活經驗出發(fā),引導學生學習身邊的常見物質,將物質性質的學習融入有關生活現(xiàn)象和社會問題的分析解決活動中,體現(xiàn)其社會應用價值。蘇教版化學1元素化合物知識內容見右表。
蘇教版元素化合物知識分布和教材編寫思路
同時在元素化合物知識中還滲透了氧化還原反應,離子反應,酸、堿、鹽的電離等概念原理。這些概念原理一方面是學生學習元素化合物知識必要的基礎,另一方面有利于打破將元素化合物知識與概念原理知識學習截然分開的傳統(tǒng)做法,有利于學生實現(xiàn)知識的整合。
由于化學必修教材打破了傳統(tǒng)的律前、律后編排元素化合物知識的體系結構,不再刻意地追求元素化合物知識學習的原有系統(tǒng)性,而是將相關的元素化合物知識學習進行綜合布局,將其放在最能發(fā)揮其教育教學功能的地方,讓學生學習這些內容而最終獲得發(fā)展。因而元素化合物知識呈現(xiàn)出內容具體、直觀、容易理解的特點,學生在課堂上容易聽懂,但由于內容缺乏系統(tǒng)性,學生在學習中抓不到重點,抓不住知識間的內在聯(lián)系,學生不同程度地感到元素化合物知識學習困難等特點。因此教師應加強對新課程背景下元素化合物知識邏輯體系的分析,加強對學生學法指導,開展學習策略的研究,激發(fā)學生的學習興趣,提高學生在課堂中的學習效率。
二、元素化合物知識的學習策略
從微觀角度看,蘇教版教材借助各種欄目完成了元素化合物內容的呈現(xiàn),如“你知道嗎”“調查研究”“觀察與思考”“活動與探究”“交流與討論”“問題解決”“信息提示”“拓展視野”“回顧與總結”“練習與實踐”等。這些欄目蘊涵著豐富的教與學的方法,體現(xiàn)了新課程的理念,如果運用得當,既可以有效地改變學生的學習方法、調動學生學習的積極性,又能起到提高學生科學素養(yǎng)、培養(yǎng)學生科學探究能力的作用,對學生適應新課程教學活動起到很好的引領作用。為此,筆者認為教師應在以下四個學習策略上對學生加強引導。
1.回顧已知,聯(lián)系生活,養(yǎng)成預習習慣。
根據(jù)現(xiàn)代心理學的研究,化學知識學習的過程實際上是輸入的新知識被原有認知結構的同化,或者對原有認知結構進行調整、重新建構,從而形成新認知結構的過程。學習者總是在已有知識的基礎上進行感知和加工活動,化學知識的形成、整合和運用需要已有知識的參與,化學知識學習的每一階段都離不開已有知識的作用,因而已有知識是新知識學習中的一個重要制約因素。正如心理學家奧蘇貝爾所指出的,“假如讓我把全部教育心理學僅僅歸結為一條原理的話,那么我將一言以蔽之:影響學習唯一的重要因素,就是學習者已經知道了什么,要探明這一點,并應據(jù)此進行教學”。教師要指導學生養(yǎng)成預習的良好習慣,只有會預習并處于良好準備狀態(tài)的學生才能在課堂中快速進入學習狀態(tài)。
如在“氯氣的生產原理”教學中,教師可布置課本中的“調查研究”欄目內容:查閱有關資料,了解人們是如何從海水中獲得和使用氯化鈉的,并要求上交相關材料,教師審閱后選取有代表性的進行展示。在“二氧化硫的性質和作用”教學中,教師可布置教材中的欄目“你知道嗎”中的“(1)為什么人們談論酸雨時常常將其與二氧化硫聯(lián)系在一起?(2)空氣中的二氧化硫主要有哪些來源?”等問題,并要求在課堂內與同學交流討論。教師也可自主開發(fā)相關的預習內容,事先印發(fā)給學生,通過學生的預習,在課堂導課中解決。如在“金屬鈉的性質與應用”一節(jié)教學中,可事先印發(fā)這樣一則材料:2001年7月7日至9日接連3天,廣州市珠江河段上驚現(xiàn)神秘“水雷”。7日早上10點多,漂在水面上的一個鐵桶內突然躥出亮黃色的火焰,緊接著一聲巨響,蘑菇狀的水柱沖天而起。直到中午,這個鐵桶又連續(xù)爆炸了多次。后來經有關專家初步認定,鐵桶內裝的是金屬鈉。據(jù)調查共有8個裝滿金屬鈉的鐵皮桶漂浮在水面上,其中5個已發(fā)生劇烈爆炸,另外3個還未爆炸。如果你在現(xiàn)場應怎么處理?……多數(shù)學生在閱讀材料后會情不自禁地到課本中尋找答案,達到了預習的真正目的。當然,教師在預習內容的設計上要注意問題的合理性,預習的問題不宜過多,問題的設計應有一定的思維深度,對學生有一定的吸引力,有思想性,有情緒的喚醒,有認知的沖突,所涉及的內容應符合“最近發(fā)展區(qū)”原則等。
2.回歸課本,閱讀思考,解決疑惑問題。
筆者經常走進課堂聽課,發(fā)現(xiàn)不少學生在聽課過程中沒有很好地利用課本,而對教輔用書卻表現(xiàn)出濃厚興趣。應試背景下學生不看書、不研究課本只做題的現(xiàn)象在不少學校屢屢出現(xiàn)。有些教師也錯誤地認為閱讀是文科課程的事,理科課程只要會做題就可以,何必浪費時間在閱讀課本內容上。作為學生不僅要讀書,還要讀好書,更要把書讀好。教師要引領學生認真閱讀課本的內容,明晰化學課本閱讀的吸收功能、建構功能、審美功能和升華功能等四大功能[2]。筆者曾在鈉與硫酸銅溶液反應的探究實驗中設計了3個問題來說明學生閱讀的重要性。(1)鈉與硫酸銅溶液能反應嗎?如果能反應預測一下,可能觀察到什么現(xiàn)象?生成什么物質?(有學生說鈉能置換出金屬銅,也有學生說鈉先與水反應產生氫氣,不可能置換出銅,反應中產生了藍色的氫氧化銅沉淀。)(2)大家可從氧化還原的角度展開思考,能否仔細分析一下反應是如何進行的?(有學生說銅離子的氧化性比氫離子強,根據(jù)氧化還原反應規(guī)律,強者先反應,應該有銅析出,但實驗結果卻沒有銅析出,而是產生了氫氧化銅沉淀。)(3)請同學們翻開課本第13頁,仔細觀察圖1-10,誰能解釋這個實驗的現(xiàn)象呢?(學生們翻開課本仔細閱讀,終于有學生豁然開朗,那是由于離子表面被水分子所包圍,便興奮得跳了起來,明白了沒有銅析出的真正原因。)如果學生能真正理解離子在水溶液中的存在形式,真正讀懂圖示的含義,也就能說明鈉不能置換出銅的理由。同時通過閱讀和思考還可發(fā)現(xiàn)課本中存在的一些問題,如課本第90頁“硫磺(或硫鐵礦石,如二硫化亞鐵FeS2)在沸騰爐中與氧氣反應生成二氧化硫”,這里的FeS2叫“二硫化亞鐵”還是“二硫化鐵”或者是“過硫化鐵”?課本第52頁“都放出CO2氣體,但NaHCO3與酸反應的劇烈程度強于Na2CO3”,這里放出CO2氣體快,能否說明反應劇烈?等等。
3.勤于動手,積極實踐,開展有效探究。
杜威強調科學教學不僅僅是教給學生探究的結論,而且需要學生形成探究的思維,掌握探究的操作程序,即讓學生像科學家搞科學研究工作那樣去探索和獲取知識,即探究式學習。探究式學習是一種模擬性的、促進學生高級認知能力發(fā)展的教學活動。教師在課堂中要選擇合適的內容,引導學生積極主動地參與探究活動的相關實踐。教材中的“活動與探究”欄目就有讓學生積極投身實踐活動,在自主探究中享受發(fā)現(xiàn)的樂趣,引導學生大膽猜測,設計方案,進行實驗,搜集資料,分析推理,得出結論的教學功能。
如在碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質比較教學中,教師先讓學生仔細閱讀課本第52頁表2-4中提供的信息。然后設計實驗方案,區(qū)別碳酸鈉與碳酸氫鈉固體。從實際教學情況來看,學生從水溶性、溶液的酸堿性、熱穩(wěn)定性、與酸反應劇烈程度等視角,設計出很多種方法。盡管有些方法不太合理,有些方法雖合理但可操作性不強,但是經過探究式學習,學生不僅僅從中學會了實驗優(yōu)劣的評價思路和方法,同時學生主體地位得以充分體現(xiàn),在教師的引導、點撥下開展探究學習,培養(yǎng)了學生的動手能力和觀察能力,通過師生的互動交流,學生的表達能力和總結歸納能力也得到了提升。充分體現(xiàn)了實踐—認識—再實踐—再認識的科學認識規(guī)律。
值得注意的是,教師在設計探究活動時,必須要考慮到活動探究的價值,它包括:有明確的探究目標;與學生的已有知識經驗相聯(lián)系;符合學生的認知發(fā)展水平;能夠激發(fā)學習動機和學習興趣;探究活動的可操作性等要素。我們也需謹防走入這些誤區(qū):當前不少課堂在進行探究性學習時,過分強調學生的主體地位,弱化教師的指導作用;脫離學生實際,盲目開展探究活動,過分注重探究過程,忽視探究的結果;重視知識能力的培養(yǎng),忽視態(tài)度、價值觀的培育[4]。
4.整理歸納,自主建構,創(chuàng)立知識網絡。
建構主義學習理論認為,學習不是由教師把知識簡單地傳遞給學生,而是由學生自己建構知識的過程;學生不是簡單被動地接收信息,而是主動地建構知識的意義,這種建構是無法由他人代替的。蘇教版教材有一個很好的欄目“整理與歸納”,每個專題的最后都有本專題以知識網絡的形式呈現(xiàn)的小結,它是一個讓學生學會自主建構知識網絡的典范。
在教學中,教師可充分發(fā)揮學生的想象力和創(chuàng)造力,對所學內容按照自己對知識的理解進行建構。青年教師胡燁麗在2011年浙江省高中化學優(yōu)質課評比中,教學設計精彩,表現(xiàn)突出,尤其在最后一個環(huán)節(jié)展示網絡圖(如下圖),布置研究性學習,在評委中引起強烈反響,從而獲得了一等獎[5]。如此結尾既激發(fā)了學生的學習興趣,鼓勵學生創(chuàng)新思維,也給學生提供一種元素化合物知識的學習方法。
元素化合物相互轉化的網絡圖
學有法,但無定法,學有千萬種,但不管怎樣,教師要真正找到一條出路,讓學生化學學習能力、化學素養(yǎng)的提升和考試成績的提高統(tǒng)一在一個過程里,按照學化學的規(guī)律來學化學,在學好化學的同時能夠感受到過程的快樂,這是關系到學生一輩子的事?!?/p>
【參考文獻】
[1]吳江明.高中化學事實性知識學習影響因素的現(xiàn)狀調查[J].化學教育,2005(8).
[2]包朝龍.讀是遠見,不讀是悔[J].教學月刊,2012(6).
[3]包朝龍.科學探究的誤區(qū)及其對策[J].現(xiàn)代中小學教育,2005(6).
[4]胡燁麗,包朝龍.“硫和含硫化合物的相互轉化”教學實錄及反思[J].化學教學,2013(9).
(作者系浙江省化學特級教師、教授級中學高級教師,浙江師范大學碩士生導師,浙江省寧波市鄞州中學教師)