蔡輝舞
(廈門市翔安區(qū)實驗學(xué)校福建廈門361102)
初中化學(xué)復(fù)習(xí)課中情景創(chuàng)設(shè)的案例研究?
蔡輝舞
(廈門市翔安區(qū)實驗學(xué)校福建廈門361102)
創(chuàng)設(shè)合適的學(xué)習(xí)情景是提高化學(xué)復(fù)習(xí)課效率的前提和保障。通過創(chuàng)設(shè)實驗、生活情景、設(shè)計問題和錯題整理的案例分析,引導(dǎo)學(xué)生解決中考復(fù)習(xí)中的重點,突破難點,讓中考的復(fù)習(xí)課堂真正做到回顧與歸納、拓展與生長,達(dá)到從知識到能力的跨越與提升。
實驗情景;生活情景;問題情景;錯題情景
化學(xué)復(fù)習(xí)課是教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié)之一,相對于化學(xué)新授課的探索發(fā)現(xiàn)和化學(xué)練習(xí)課的鞏固應(yīng)用,承載著“回顧與整理、溝通與生長”的獨特功能[1],在學(xué)生的學(xué)習(xí)中起到總結(jié)、深化、提升的關(guān)鍵作用。但在復(fù)習(xí)實踐中,復(fù)習(xí)課的內(nèi)容基本上都是學(xué)過的,對學(xué)生來說失去了新鮮感,學(xué)生往往也喪失了學(xué)習(xí)的興趣與積極性,無精打采、目光游離,課堂顯得沉悶、機(jī)械,課堂效率較為低下。因此,通過創(chuàng)設(shè)情景,豐富復(fù)習(xí)形式,創(chuàng)新復(fù)習(xí)思路,化已知為新知,激發(fā)學(xué)生復(fù)習(xí)積極性,調(diào)動學(xué)生參與復(fù)習(xí),激活學(xué)生思維在復(fù)習(xí)課就顯得尤為重要。
復(fù)習(xí)課的實驗情景創(chuàng)設(shè)不是簡單地把書本實驗重做一遍,應(yīng)是以實驗為載體,挖掘其蘊(yùn)含的知識生長點,促進(jìn)學(xué)生向高階思維邁進(jìn),進(jìn)行二次學(xué)習(xí)與提升,形成系統(tǒng)化的知識結(jié)構(gòu),達(dá)到更高層次的認(rèn)識水平和化學(xué)觀念。
案例1:無明顯現(xiàn)象反應(yīng)的實驗再探究
諸多初中化學(xué)反應(yīng)通常伴隨著:改變顏色、放出氣體、生成沉淀、能量變化等現(xiàn)象。但是也有無明顯現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng),其主要是以下三類:CO2+H2O==== H2CO3;HCl+NaOH====NaCl+H2O;2NaOH+CO2==== Na2CO3+H2O。這些既是重點,更是難點,不能通過觀察實驗現(xiàn)象來判斷物質(zhì)間發(fā)生的化學(xué)變化,分析化學(xué)反應(yīng)的特征,理解化學(xué)變化的本質(zhì)。在新課學(xué)習(xí)時,雖然教師講授了,但大部分學(xué)生仍停留在低層次的表層記憶階段。復(fù)習(xí)時,應(yīng)創(chuàng)設(shè)從“無”現(xiàn)象到“有”現(xiàn)象的實驗教學(xué)情景,激發(fā)學(xué)生探究欲望,觀察化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象,分析化學(xué)反應(yīng)的變化,推測物質(zhì)間發(fā)生反應(yīng)的邏輯關(guān)系,提升認(rèn)知水平和思維品質(zhì),讓學(xué)生體驗“柳暗花明又一村,登高望遠(yuǎn)”的復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)新感受。
鑒于此,對于二氧化碳能否與水反應(yīng),氫氧化鈉溶液是否與二氧化碳反應(yīng)的復(fù)習(xí)采用整合的實驗探究情景。那么怎樣設(shè)計實驗來證明它們有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)呢?
思路1:可證明反應(yīng)物被消耗。
如果有氣體參與的反應(yīng),可利用反應(yīng)前后氣體壓強(qiáng)的變化。復(fù)習(xí)課上,學(xué)生兩人一組,通過現(xiàn)場制取CO2,進(jìn)行前后組的對比探究實驗。
圖1 CO2分別與等體積的水和氫氧化鈉溶液的對比
圖2 CO2與水反應(yīng)后的裝置
【情景1】CO2與等量的水和飽和氫氧化鈉溶液的對比
經(jīng)過實驗探究,學(xué)生觀察瓶子變癟的程度(圖1),真切地感知二氧化碳確實能與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)。在實驗中,學(xué)生不僅充分感受到了對比的科學(xué)方法,而且透過實驗,掌握其中所蘊(yùn)含的化學(xué)原理。
【情景2】展示CO2與水反應(yīng)后的裝置(圖2),設(shè)計問題鏈,通過問題鏈,引導(dǎo)學(xué)生思考實驗現(xiàn)象背后的化學(xué)原理。
Q1:瓶子變扁,是CO2溶于水或是CO2與水反應(yīng)的結(jié)果呢?
Q2:如何證明CO2與水反應(yīng)生成了新物質(zhì)?
Q3:加入紫色石蕊試液變紅。變紅的原因是CO2或是CO2與水反應(yīng)生成了新物質(zhì)所致?如何設(shè)計實驗證明你的猜想?
【拓展延伸】
用圖3所示的裝置研究二氧化碳的性質(zhì),其中①④為用紫色石蕊溶液潤濕的棉球,②③為用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球。該實驗看到的現(xiàn)象為;該實驗說明了二氧化碳具有的性質(zhì)是。
圖3 研究CO2性質(zhì)實驗
設(shè)計意圖:經(jīng)過實驗對比后,學(xué)生感受到了二氧化碳確實和氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng),但我們的目的遠(yuǎn)不止于此,而是充分運(yùn)用實驗后的資源,創(chuàng)設(shè)情景,設(shè)計問題,利用問題引導(dǎo)學(xué)生思考二氧化碳與水反應(yīng)是否生成新物質(zhì)的再探,引導(dǎo)學(xué)生回顧新課中對二氧化碳與水反應(yīng)的生成物的對比探究,并通過圖3實驗的變式題賞析,掌握二氧化碳的相關(guān)化學(xué)性質(zhì),提升知識的應(yīng)用能力。通過二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸使石蕊試液變紅,為后續(xù)證明氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)也可檢驗有新物質(zhì)生成做鋪墊。
思路2:通過上面的實驗,證明是否發(fā)生反應(yīng)的思路還可利用驗證某種生成物的存在。
【情景3】展示CO2與NaOH反應(yīng)后的裝置(圖4),提出問題。
如何驗證有新物質(zhì)碳酸鈉生成呢?如何實際設(shè)計實驗證明你的猜想?并將實驗現(xiàn)象記錄于表1中。
圖4 CO2與NaOH反應(yīng)后的裝置
圖5 檢驗生成物的實驗
表1
若發(fā)生反應(yīng),定會生成新物質(zhì)碳酸鈉,引導(dǎo)學(xué)生將實驗的設(shè)計延伸為如何檢驗溶液中有CO32-。取出反應(yīng)后的溶液,加入不同類別的物質(zhì)如鹽酸、石灰水、氯化鋇溶液進(jìn)行檢驗,分別觀察到產(chǎn)生氣泡、產(chǎn)生沉淀等明顯的實驗現(xiàn)象,推理分析物質(zhì)組成成分有碳酸根,即可證明2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。因此,借助實驗情景,通過實驗現(xiàn)象檢測生成物的微觀粒子,引導(dǎo)學(xué)生從宏觀走向微觀,確定化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)以及化學(xué)反應(yīng)中微觀粒子的變化本質(zhì)。
【拓展延伸】氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的氣壓變化對比實驗:
圖6 氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的氣壓變化對比實驗系列
這些裝置,都是根據(jù)反應(yīng)物中的二氧化碳?xì)怏w的量減少了,從而導(dǎo)致容器內(nèi)的氣壓減小,借助物理變化現(xiàn)象分析推測化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)生,引導(dǎo)學(xué)生通過實驗的情景分析,提升觀察、解釋、推理的能力,由此說明了化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物成分變化的本質(zhì)。
【能力提升】
用圖7所示裝置(實驗前已檢查氣密性良好)進(jìn)行實驗:
圖7 實驗裝置
先關(guān)閉止水夾,將足量氫氧化鈉溶液滴入錐形瓶中,充分反應(yīng)后,再打開止水夾。
①觀察到錐形瓶中有什么現(xiàn)象?
②根據(jù)現(xiàn)象,能得到“二氧化碳與氫氧化鈉能反應(yīng)”的結(jié)論嗎?為什么?
③如何改進(jìn)實驗證明二氧化碳與氫氧化鈉能反應(yīng)?
設(shè)計意圖:復(fù)習(xí)課中將二氧化碳能否與水、氫氧化鈉是否與二氧化碳反應(yīng)采用整合的實驗探究策略,那么,實驗探究后,學(xué)生對這兩個知識點的應(yīng)用如何呢?借助圖7的問題設(shè)計,對于這類“無明顯現(xiàn)象反應(yīng)的實驗再探究”所采用的兩種思路:“證明反應(yīng)物被消耗”或“驗證某種生成物的存在”二者進(jìn)行綜合的融合,考查學(xué)生對化學(xué)方法與原理的理解和應(yīng)用。
通過課堂設(shè)計的探究和課后的再思考,其實課堂可以做進(jìn)一步的設(shè)計,學(xué)生的收獲也更多。
【反思與改進(jìn)】可進(jìn)行三組控制變量的實驗對比
圖8 控制變量對比實驗
在課堂上,可創(chuàng)設(shè)三組的控制變量對比實驗,首先觀察塑料瓶的變癟程度,分析推測二氧化碳的減少量依次增多,從物質(zhì)成分的減少理解二氧化碳確實與堿發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。
其次,相同條件的實驗對比,二氧化碳與飽和石灰水的反應(yīng),產(chǎn)生明顯的白色沉淀,但與氫氧化鈉反應(yīng)后溶液無明顯現(xiàn)象。推知鑒別澄清石灰水和氫氧化鈉溶液時可用二氧化碳。
最后,探究后學(xué)生能清晰明了地知道:氫氧化鈣與氫氧化鈉在相同溫度下溶解度不同;檢驗二氧化碳時用澄清石灰水(有明顯現(xiàn)象),吸收二氧化碳就用氫氧化鈉(因為氫氧化鈉可吸收較多CO2氣體)。
設(shè)計意圖:對于這類有反應(yīng)但無現(xiàn)象的探究,通過反應(yīng)物減少或檢驗生成物的存在設(shè)計了對比實驗,這樣的整合歸納,使復(fù)習(xí)課的實驗探究,實驗的目的不再是單純?yōu)閷嶒灦鴮嶒灹?,實驗的功能與價值不僅為了鍛煉學(xué)生的動手能力,更重要的是提升知識的綜合運(yùn)用能力,提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。通過實驗情景的創(chuàng)設(shè),設(shè)計多角度方案、動手實驗操作、改進(jìn)多種裝置、進(jìn)行變式訓(xùn)練……這些都有利于學(xué)生借助實驗的再探究,充分認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)規(guī)律,挖掘化學(xué)實驗的價值,拓展思維,提升思維的廣度、深度和高度,培養(yǎng)發(fā)散能力、求異能力和創(chuàng)新意識,較好地體現(xiàn)了復(fù)習(xí)課實驗設(shè)計的提升功能,為接下來解決氫氧化鈉、氫氧化鈣的變質(zhì)問題的復(fù)習(xí)探究,做好了鋪墊和延續(xù)。
建構(gòu)主義和情景認(rèn)知學(xué)習(xí)理論都強(qiáng)調(diào)要創(chuàng)設(shè)一種真實的環(huán)境,讓學(xué)生在社會交互中建構(gòu)知識或形成認(rèn)知[2]?;瘜W(xué)源于生活,因此它具有很多可以挖掘使用的情景素材,這些素材是學(xué)生們熟悉、親切的,是打開學(xué)生興趣大門的有效突破口。
化學(xué)用語是化學(xué)學(xué)科的靈魂和基礎(chǔ),是學(xué)好化學(xué)的關(guān)鍵。我國化學(xué)教育家傅鷹曾言:“化學(xué)用語是第二外語”,如果把化學(xué)用語純粹地看成符號,那將成為學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的瓶頸。因此,在中考的復(fù)習(xí)中,要是能多創(chuàng)設(shè)一些真實、有趣的情景,特別是對于化學(xué)方程式的書寫,賦予化學(xué)方程式生活的色彩,將大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,有助于化學(xué)方程式的書寫和掌握,有助理解和掌握化學(xué)知識。
案例2:生活情景中的化學(xué)
(1)小紅同學(xué)最近感覺胃部不舒服,上醫(yī)院檢查后,醫(yī)生得出的結(jié)論是胃酸分泌過多引起的,醫(yī)生該給小紅開什么藥品來治療呢?所開藥物的物質(zhì)類別是什么?能否寫出治療胃酸的化學(xué)反應(yīng)原理?
(2)廈門的城市建設(shè)正迎來地鐵時代。采用“地鐵線路圖”的形式,將不同物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系表示如下(圖中“→”表示物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系)。
圖9 地鐵線路圖
①在“地鐵線路圖”中已知的6種物質(zhì),屬于氧化物的是,可作燃料的是。
②通過CH4或CO2的轉(zhuǎn)化可以完成“I號線到II號線的換乘”,請任選一個反應(yīng)完成“換乘”,反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
③若X與活潑金屬能發(fā)生置換反應(yīng),Y和Z都屬于單質(zhì)?!阿籼柧€換乘Ⅰ號線”時,反應(yīng)的化學(xué)方程式為,Y和Z可能分別是。
綜上所舉,將化學(xué)用語的綜合應(yīng)用與實際生活中的真實情景相結(jié)合,滲透物質(zhì)的分類、物質(zhì)的性質(zhì)、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,使化學(xué)用語的學(xué)習(xí)有實際的立腳點,這樣激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,提升了知識的應(yīng)用和遷移能力。在真實的生產(chǎn)生活情景中學(xué)化學(xué),體現(xiàn)了化學(xué)來源于生活,應(yīng)用于生活的理念。解決真實情景與化學(xué)原理相結(jié)合,激發(fā)學(xué)習(xí)興奮點,讓學(xué)生用化學(xué)的思維方式來觀察和解決生活中的實際問題,體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的價值。
工業(yè)流程圖包含著物質(zhì)的制取和回收、物質(zhì)的分離、提純和轉(zhuǎn)換……這類問題的解決一直是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點。學(xué)生看到框框和箭頭有點無從下手,如何突破難點進(jìn)行方法的引領(lǐng),問題的設(shè)計顯得尤為重要。有價值的教學(xué)情景一定是內(nèi)含問題的情景,因為問題是教學(xué)的心臟,問題是思維探索的引子。以問題為導(dǎo)向,創(chuàng)設(shè)問題情景,激發(fā)學(xué)生解決問題的沖動,使學(xué)生產(chǎn)生對學(xué)習(xí)目標(biāo)強(qiáng)烈的認(rèn)識需要,復(fù)習(xí)課中,對于工業(yè)流程圖中化學(xué)問題的解決,設(shè)計問題進(jìn)行引導(dǎo)和分析是解決的關(guān)鍵所在。復(fù)習(xí)時科學(xué)全面的問題設(shè)計,對學(xué)生而言猶如打通了任督二脈,知能水平獲得了質(zhì)的飛躍[3]。
案例3:廈門是座美麗的濱海城市,將海水進(jìn)行處理后可獲得精鹽。海水中,除氯化鈉外,還含有氯化鎂、氯化鈣、硫酸鈉等雜質(zhì)。其處理的主要流程如下:
圖10 海水中提煉精鹽的流程圖
Q1:加入過量的氯化鋇溶液,目的是什么?反應(yīng)的化學(xué)方程式;
Q2:加入過量的氫氧化鈉溶液,目的是什么?反應(yīng)的化學(xué)方程式;
Q3:加入過量的碳酸鈉溶液,目的是什么?
Q4:操作Ⅰ是什么?試分析沉淀和濾液的成分?
Q5:加入稀鹽酸的目的是什么?
Q6:過量的鹽酸如何去除?操作Ⅱ的名稱?
框內(nèi)為物質(zhì),箭頭上是操作,NaCl中含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4,分析可知雜質(zhì)是Mg2+、Ca2+、SO42-三種離子,如何一一去除呢?通過設(shè)計問題,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識、分析和加入物質(zhì)的目的是將其中的雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀或氣體,過量的目的是將雜質(zhì)完全除凈。根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì),過濾除去不溶性雜質(zhì),多余的鹽酸通過蒸發(fā)操作得以解決,通過一系列的操作,最終得到純凈的氯化鈉。通過組合、鋪墊、設(shè)臺階等方法,創(chuàng)設(shè)有層次、有梯度的問題情景,提高問題整體效益,挖掘其中的化學(xué)原理,根據(jù)物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)和實驗操作,指導(dǎo)流程圖的解決方法,并引導(dǎo)學(xué)生用化學(xué)原理解決更多的化學(xué)問題和生活問題,加深知識的理解,形成系統(tǒng)知識結(jié)構(gòu)。
在中考復(fù)習(xí)中,做錯的題目可以是提升教學(xué)效率的有效資源。對錯解原因進(jìn)行分析歸納,提取引起錯誤的知識,把這些有價值的錯題轉(zhuǎn)移到錯題集上進(jìn)行整理,不僅可以及時了解學(xué)習(xí)狀況,復(fù)習(xí)時也富有針對性,起到精準(zhǔn)復(fù)習(xí),具有事半功倍的作用。
錯題收集的時候,引導(dǎo)學(xué)生做好分類,可以按照錯題的原因、知識的章節(jié)、題型進(jìn)行分類。這樣整理好的錯題具有系統(tǒng)性、針對性,復(fù)習(xí)時目的明確、指向性強(qiáng)、實效性好。在復(fù)習(xí)課中,展示投影學(xué)生的錯題集,以此為教學(xué)情景,引導(dǎo)學(xué)生交流、討論,并以此進(jìn)行專題復(fù)習(xí)的切入點,讓學(xué)生倍感親切,起到了榜樣激勵的效果。例如,金屬活動順序表的綜合應(yīng)用在初中是個重點,也是個難點。
案例4:在Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,加入一定量的鋅粉,充分反應(yīng)后過濾,向濾出的固體中滴加稀硫酸。
①若有氣體生成,則濾出的固體中一定有;此時濾液的成分是;②若沒有氣體產(chǎn)生,則濾出的固體一定有
;可能含有,此時濾液的成分可能是。③如果濾液呈藍(lán)色,則濾出的固體的成分是
;此時濾液的成分是;
④如果濾液呈無色,則濾出的固體的成分是
;此時濾液的成分是。
對于金屬與混合鹽溶液的反應(yīng),有優(yōu)先反應(yīng)原則,即“遠(yuǎn)距離先反應(yīng)”規(guī)律,所以,該題干中,先反應(yīng)的是鋅和AgNO3溶液,即Zn+2AgNO3======Zn(NO3)2+2Ag;只有該反應(yīng)完全徹底了,才能進(jìn)行鋅和Cu(NO3)2溶液的反應(yīng),即Zn+Cu(NO3)2======Zn(NO3)2+Cu。濾渣中加入稀硫酸有氣泡,意味著鋅過量,此時的濾渣就是鋅、銅、銀。濾渣中加入稀硫酸沒有氣泡,則有可能是銀或銀和銅的混合物。教師在重點、關(guān)鍵點與易錯點上,通過對題目的變式解析,使學(xué)生通過歸類析因后,做到舉一反三,觸類旁通,最后再設(shè)計有針對性的同源拓展練習(xí),可使復(fù)習(xí)取得事半功倍的效果。
因為每個人的錯例各不一樣,根據(jù)錯題資源,創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景,引導(dǎo)學(xué)生相互交流和借鑒,取長補(bǔ)短,從他人的錯誤汲取教訓(xùn),獲得啟發(fā),警示自己不犯同樣的錯誤。錯題情景不僅能找出不足,查缺補(bǔ)漏,提高學(xué)習(xí)效率,還能培養(yǎng)學(xué)生理性的科學(xué)態(tài)度,及時地修正不足,優(yōu)化思維結(jié)構(gòu)和知識體系,提高學(xué)習(xí)成績。
總之,因為有了學(xué)習(xí)情景的創(chuàng)設(shè),化學(xué)的復(fù)習(xí)課不再是單向而單調(diào)的。教師在復(fù)習(xí)教學(xué)中應(yīng)根據(jù)不同的學(xué)習(xí)目標(biāo)和內(nèi)容,靈活選用方法,創(chuàng)設(shè)最適合學(xué)生學(xué)習(xí)的情景,使化學(xué)學(xué)習(xí)過程洋溢著愉悅,激蕩學(xué)生思維,墊高復(fù)習(xí)目標(biāo),促進(jìn)學(xué)生理解化學(xué)的本質(zhì),提升認(rèn)知水平和價值觀念,提高利用知識解決問題的能力,實現(xiàn)提高科學(xué)素養(yǎng)的高效復(fù)習(xí)。
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1008-0546(2017)09-0046-05
G632.41
B
10.3969/j.issn.1008-0546.2017.09.014
?本文是福建省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2016年度教育科研基地專項課題《“讓學(xué)”為導(dǎo)向改進(jìn)初中教師教學(xué)行為的實踐研究》(課題編號FJKYJD16-52)階段性研究成果之一。