呂占國
摘要:“生活中常見的鹽”這節(jié)課的內容設計緊密圍繞貼近生活、探究本質、完善認知、發(fā)展能力的教學目標。以學生的已有認知為基礎、以發(fā)展學生能力為核心、以貫徹和落實黨的十八大提出的教育理念為目標,基于真實的生活問題,設計以發(fā)展學生認知為核心的驅動性問題,展開探究式教學。這樣的設計既可以凸顯化學學科的社會應用價值,又能進一步促進學生思維品質、學科素養(yǎng)和綜合能力的提升,幫助學生在學習化學知識的同時,建構學習物質性質的方法。
關鍵詞:鹽;探究式教學;驅動性問題;情境素材;發(fā)展認知
中圖分類號:G622.0文獻標志碼:A文章編號:10017836(2018)03007703
當前化學試題“小、活、多、寬”的命題特點,對學生的學科素養(yǎng)、科學生活理念、解決實際問題的能力提出了更高的要求。在課堂教學中,教師引導學生學會從化學的視角分析、解決實際生活問題顯得尤為重要。
關于九年級化學“生活中常見鹽”一節(jié)的授課,課標要求學生了解生活中常見鹽的用途及相關性質[1]。在本節(jié)內容的教學設計中,選擇能促進學生認知發(fā)展且具有一定探究深度的情境素材,采取探究性活動的方式開展,充分體現(xiàn)學生的主體地位,讓學生在自主解決實際生活問題的過程中落實知識、提升能力、豐富認識,既讓學生掌握知識又提升其解決問題的能力。
下面,介紹關于本節(jié)課的設計理念。
一、STS素材貫穿徹底
對“生活中常見鹽”一節(jié)的教學,傳統(tǒng)的授課往往采用對鹽的性質和用途進行簡單羅列的方式,這樣既不能體現(xiàn)學生在課堂中的主體地位,又不利于培養(yǎng)學生思考、發(fā)現(xiàn)、解決問題的能力。基于真實生活情境展開教學,將化學與生活實際相關聯(lián),從實際生活中尋找素材,能使新知識更加親切、易懂,激發(fā)起學生們學習的積極性和求知欲。
分析以前的教學案例,基于生活情境的教學設計屢見不鮮[2—3],例如,講授“碳酸鈣的性質”時,大多教學案例中教師會把雞蛋殼帶進課堂,介紹雞蛋殼的主要成分是碳酸鈣。教師往往引導學生拿雞蛋殼與稀鹽酸進行反應,在實驗中,雞蛋殼的引入僅僅起到了代替碳酸鈣藥品的作用。這樣的設計并沒有真正地實現(xiàn)啟發(fā)學生、發(fā)展認知的目的。生活素材的引入表面上是將化學與生活相關聯(lián),然而并沒有從實質上將生活素材與學科知識相結合,僅僅是用生活中的物品代替了實驗試劑,雖然在一定程度上調動了學生的積極性,但是在實現(xiàn)提高學生科學素養(yǎng)、培養(yǎng)學生解決問題的能力、發(fā)展學生認知等方面有所欠缺[4—5]。
在本節(jié)課中,選擇用“老面肥”和“食用面堿”和面蒸饅頭這一真實的生活情境[6],首先介紹蒸饅頭的具體流程以及堿面的主要化學成分是Na2CO3。然后,由教師提出問題1:蒸饅頭時,放堿面的具體作用是什么?同學們進行猜想,各抒己見。為了進一步引導學生進行感知、體驗、探究,教師把用老面肥發(fā)酵后的生面團和堿面帶進課堂,分發(fā)給每個小組,學生們在親自動手實驗的過程中課堂氛圍十分活躍,在模仿真實的生活場景親自動手往面團中揉入堿面中,對預測進行驗證。
以發(fā)酵后的面團作為研究對象,讓學生親自去體驗、去感受、去探究,引導學生探究蒸饅頭時放堿面的作用。學生們用自己的真實經(jīng)歷得出結論:用“老面肥”蒸饅頭的過程中加堿面是為了消除面團的酸味。這樣,不僅提高了學生動手實驗、觀察、對比和分析的能力,也更加拉近了真實生活與書本知識之間的距離。這時,教師抓住實驗中的細節(jié)問題,由學生實驗添加堿面“量”的問題以進行科學素養(yǎng)的延伸。
提出問題2:添加堿面的量對于饅頭會產(chǎn)生怎樣的影響?然后,分別展示三個加入不同量堿面蒸出的饅頭,看到形態(tài)各異的三個饅頭,引導學生思考:對比這三個饅頭,對你還有什么啟發(fā)?顯而易見:饅頭的大小不同,蓬松度不同。繼續(xù)設計問題3:為什么堿面能使饅頭變得蓬松?同學們紛紛猜測:因為堿面能和饅頭中的酸反應產(chǎn)生氣體,氣體溢出使得饅頭蓬松起來。最終通過實驗落實Na2CO3與酸反應的性質。隨之,引導學生思考:Na2CO3屬于鹽,為什么叫“堿面”,能不能設計實驗進行說明?學生設計實驗,尋找答案:有的用酚酞指示劑、有的用pH紙質測定,最終獲知Na2CO3的水溶液呈堿性,感悟蒸饅頭“堿面”這個名字的由來。
在上述對于“Na2CO3的性質”進行的教學活動中,通過讓學生面對“老面肥蒸饅頭”這一真實的生活情境,自然而然地引出一系列的問題,挖掘其中與化學知識緊密銜接的部分,引導學生思考問題、探究問題、解決問題,在探究活動的過程中,讓學生體驗解決生活問題和解釋生活現(xiàn)象的喜悅感,不僅學習了有關“Na2CO3的性質”,而且發(fā)展了解決實際問題的能力。這樣的設計,實現(xiàn)了讓學在探究和體驗的過程中建立物質性質和生活問題間的關聯(lián),真正體現(xiàn)了STS教育的精髓。
二、問題驅動,深入探究
“問題驅動”教學模式是架構在建構主義和現(xiàn)代教學理論基礎上的一種教學模式?,F(xiàn)代教學理論認為,知識不能完全依靠教師傳授,而要在一定的情景下,學習個體借助他人(包括教師、學習伙伴)的幫助,利用必要的學習資料,通過意義建構的方式獲得的。無論是新知識的獲得,還是舊知識的歸納、總結和提高,都必須經(jīng)過真正的意義建構才能獲得。本節(jié)課,基于生活情境巧妙地鏈接階梯式的驅動性問題,在開展探究活動的過程中,發(fā)展學生的認識。
1以有效的問題情境作為有力的抓手
合適、有效的教學素材有利于激發(fā)學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題。饅頭對于學生來說再熟悉不過,用“面肥”發(fā)酵后的面團需要加“食用堿”蒸饅頭這一生活常識為素材會讓學生倍感親切。這一素材符合學生認知水平和心理特點,更重要的是該素材具有包容性和探索性,其中既包含了與Na2CO3性質有關的化學問題,又具有一定的探究深度。
2以學生認知發(fā)展為基礎的驅動性問題的設置
如何讓全體學生參與到探究過程中來?如何建立具有啟發(fā)性和探究性的教學環(huán)節(jié)?除了素材的選擇,教學程序的設計也是探究活動開展的基礎。以學生的認知需求為核心的驅動性問題設置便成為了連接整個探究活動的關鍵。通過給出的情境,以學生的已有認知為基礎,以滿足學生的認知發(fā)展為目的,由真實的生活情境引發(fā)出一系列的問題,這些問題設計按照難度逐級遞增順序,從感官感受(向面團中揉入堿面體會酸味的變化)到理性分析,再到知識遷移(猜想饅頭的蓬松是因為碳酸鈉與酸反應產(chǎn)生氣體),最后沖撞原有認識建構新的知識結構(碳酸鈉是鹽,但是它的水溶液呈現(xiàn)堿性,所以俗稱“食用堿”),使得在不斷探究、完成任務的過程中落實知識、完善認識、培養(yǎng)能力。
3充分體現(xiàn)學生的主體地位
以探究性和實踐性開展的教學活動十分重視學生的感知、動手和語言等實踐活動,學生的直接經(jīng)驗和間接經(jīng)驗應該相互交融、促進。本節(jié)課,學生活動貫穿于思考問題、提出假說、實驗驗證、解決問題、交流分享的整個探究過程中。讓學生面對由真實的生活情境生發(fā)的一連串問題,在不斷的探究、完成任務的過程中解決問題、解釋現(xiàn)象,認知活動建立在實踐活動的基礎之上,在學生的主體實踐探究活動中掌握Na2CO3的性質、發(fā)展認知。
引導學生將生活情境中的基本常識和探索活動、科學知識有機結合起來,實現(xiàn)啟發(fā)性的情境探索學習。學生不僅獲得基本知識和技能,而且能培養(yǎng)其有效的學習思維方式的形成。另外,這樣的課堂,能夠充分發(fā)揮學生的主動性和創(chuàng)造性,使學生在自主獲得知識的同時,發(fā)展解決問題的能力和方法。
三、發(fā)展認知,提升能力
以本節(jié)課中對NaHCO3的用途和性質的教學為例。布置任務:要求學生從物質組成的角度,解釋Na2CO3和CaCO3的性質具有相似性和差異性的原因。這樣的教學設計,旨在發(fā)展學生認知,學會關注物質組成,體會物質組成(結構)決定物質性質、性質反應組成(結構)的科學辯證關系。接下來進行知識的遷移,從物質組成的角度,預測NaHCO3可能具有哪些化學性質?學生通過分析組成,進行了以下猜想:NaHCO3能與酸反應產(chǎn)生CO2是因為在它的組成中包含有與Na2CO3、CaCO3相同的CO2-3部分,最終通過實驗驗證猜想的正確性。然后,再次用身邊的生活事實證實NaHCO3能與酸反應的性質,如用泡騰片(成分中含NaHCO3和檸檬酸)入水產(chǎn)生大量氣泡、碳酸氫鈉片能夠用來治療胃酸過多癥等,最終,構建起從物質組成的角度分析物質性質的學習思維方法,從學科角度豐富了認識物質性質的路徑,使得學生的認知水平得到很好的提升。這種啟迪式教學,充分體現(xiàn)在學生主動參與問題解決和知識結構構建等知識發(fā)生的全過程中。
四、學習效果評價分析
第1題,授課班的學生大都可以從多種角度提出行之有效的獲取物質性質的方法,思維嚴謹、邏輯清晰、合情合理。而普通班的學生則思路比較狹窄、答案孤立,對學科方法的理解和應用不到位。問題1:你所知道的獲取物質性質的途徑都有哪些?
授課班比例普通班比例根據(jù)物質的用途,分析物質的性質92%根據(jù)物質組成,分析物質性質6%從物質組成的角度分析物質的性質87%根據(jù)物質的用途17%根據(jù)是否能與其他物質發(fā)生反應80%根據(jù)化學反應方程式89%上網(wǎng)查閱資料獲取物質信息75%上網(wǎng)查閱資料獲取物質信息76%問題2:碳酸鎂可作烘焙面包的膨松劑,這一用途對你有什么啟發(fā)?你的依據(jù)是什么?
授課班比例普通班比例MgCO3+2HCl=MgCl2+H2O+CO2↑因為碳酸鎂與碳酸鈉組成相似,化學性質相似。73%碳酸鎂能讓面包變松軟。86%碳酸鎂可以和面團中的酸反應產(chǎn)生CO2,逸出,使面包膨松。這個過程應該和蒸饅頭的原理有相似之處。91%因為面包中有很多氣孔,碳酸鎂能與物質反應產(chǎn)生氣體,使面包變蓬松。64%碳酸鎂可以做發(fā)酵粉。28%碳酸鎂能讓空氣進入到面包中。21%問題3:解釋“硫酸亞鐵片”和“鐵之緣—乳酸亞鐵片”都是補鐵劑,卻又適用于不同人群的原因。
授課班比例普通班比例兩種物質都含鐵元素,因此都能做補鐵劑。但它們的組成上有差異,所以性質上也會有差異,適用的人群也就不同。96%兩種物質都含鐵元素,因此都能作補鐵劑。89%硫酸亞鐵和乳酸亞鐵的組成有差異性,性質也會有差異性,性質決定用途,適用的人群也會不同。3%病因、體制不同,選擇不同的補鐵劑。13%可能藥品中含有的其他某種成分對某些人不適宜。3%兩種藥可能藥效不同;有過敏現(xiàn)象等。11%第2題,授課班幾乎所有的學生都可以用所學過的化學知識解釋陌生物質碳酸鎂的用途,成功地對所學知識進行應用。并嘗試從組成的角度將陌生的碳酸鎂與熟知的碳酸鈉的性質相關聯(lián),預測反應的化學方程式,學生能將根據(jù)物質組成預測物質性質的學習方法進行有效的遷移,再一次證明了本節(jié)課的實效性。
第3題,要求學生既要關注物質組成的相似性,還應理解物質組成上的差異會導致物質在性質和用途上具有一定的差異。授課班將近96%的學生都能辯證地分析這一問題,理解了物質組成和物質性質之間的聯(lián)系。從數(shù)據(jù)分析來看,普通班學生仍然停留在比較淺顯的感知和零散的經(jīng)驗層面,在學科素養(yǎng)和用知識解釋問題方面的能力尚較為欠缺,需要進一步的培養(yǎng)。
通過學習效果評價問卷的數(shù)據(jù)匯總和后期分析,我們發(fā)現(xiàn),授課班比普通班的學生在認知發(fā)展、思維品質、知識遷移、學科方法的應用等方面均有了顯著的提高。在課堂教學的過程中,教師應該充分體現(xiàn)學生的主體地位,始終關注學生認知發(fā)展、科學探究以及利用知識解決實際問題能力的培養(yǎng),打破傳統(tǒng)的將知識點進行羅列的教學方法,這樣才能更加有利于學生在思維品質、學科素養(yǎng)、綜合能力等方面的進一步提升,真正地實現(xiàn)知識的學以致用。
本節(jié)課的設計特色:
1以學生能力發(fā)展為主體,實現(xiàn)學科知識與方法的綜合歸納和提升。(1)讓學生利用碳酸鈣的性質解釋其用途,初步建立認識物質性質的一種模型。(2)通過在生活中獲取實證,基于碳酸鈉的用途,探究其性質,進一步提高學生的探究意識和科學探究的能力。(3)進一步建立通過關注組成預測性質,建構從物質組成的角度分析物質性質的學習思維方法,實現(xiàn)能力的綜合發(fā)展。
2基于STS理念,選擇有效情境,培養(yǎng)學生的探究意識。以鹽為知識載體,以真實的生活情境作為切入點,合適、有效的教學素材有利于激發(fā)學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題。饅頭對于學生來說再熟悉不過,在分析和探究“面肥蒸饅頭加堿面”的過程中,學習鹽的性質,會讓學生倍感親切,符合學生認知水平和心理特點。
3關注學生認知發(fā)展的驅動性問題的設置。以學生的認知需求為核心的驅動性問題設置是連接整個探究活動的關鍵。問題設計按照難度逐級遞增順序,從感官感受到理性分析,再到知識遷移,最后沖撞原有認識建構新的知識結構,使得學生在不斷探究的過程中落實知識、發(fā)展能力。
4充分體現(xiàn)學生的主體地位,提高學生的實驗探究能力。學生活動貫穿于思考問題、提出假說、解決問題、交流分享的整個探究過程中。引導學生將生活情境中的基本常識和科學知識有機結合起來,實現(xiàn)啟發(fā)性的情境探索學習。學生不僅獲得知識和技能,還利于其科學思維方式的形成。
本節(jié)課活動設計充分體現(xiàn)了STS教育理念中“培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)”的宗旨。以生活中常見鹽為知識載體,以真實的生活情境作為切入點,隨著環(huán)節(jié)的深入和探究活動的開展,讓學生在真正地解決問題、解釋生活現(xiàn)象的過程中,獲取知識、提升能力。從化學學科角度分析,本節(jié)課一方面梳理了學生認識物質的角度,另一方面發(fā)展學生認知,體會通過關注物質組成分析物質性質,豐富了認識物質性質的方式。在教學過程中,教師充分體現(xiàn)學生的主體地位,始終關注學生認知發(fā)展、科學探究以及利用知識解決實際問題能力的培養(yǎng),打破了傳統(tǒng)的將知識點進行羅列的教學方法,在生動有趣的課堂氛圍中,讓學生在知識、能力、價值觀方面均有所獲,為貫徹和落實黨的十八大提出的實現(xiàn)終身學習的教育理念打下了良好的伏筆。
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