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“體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”在化學(xué)核心概念教學(xué)中的應(yīng)用

2019-11-05 10:17胡楊王后雄
化學(xué)教學(xué) 2019年10期
關(guān)鍵詞:氧化還原反應(yīng)化學(xué)教學(xué)

胡楊 王后雄

摘要: “體驗(yàn)學(xué)習(xí)”作為高效利用“經(jīng)驗(yàn)”實(shí)現(xiàn)知識(shí)學(xué)習(xí)、智慧發(fā)展的方式,其理論對(duì)于化學(xué)核心概念的教學(xué)具有重要的指導(dǎo)意義。對(duì)大衛(wèi)·庫(kù)珀的“體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”進(jìn)行解讀,同時(shí)以“氧化還原反應(yīng)”為例,依據(jù)“具體體驗(yàn)”“反思觀察”“抽象概括”“主動(dòng)檢驗(yàn)”四大環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),且對(duì)實(shí)踐過(guò)程進(jìn)行反思與總結(jié),以期將“體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”理論有效地應(yīng)用于化學(xué)核心概念的教學(xué)。

關(guān)鍵詞: 體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈; 化學(xué)核心概念; 氧化還原反應(yīng); 化學(xué)教學(xué)

文章編號(hào): 10056629(2019)10004307中圖分類號(hào): G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B

化學(xué)核心概念是指在化學(xué)學(xué)科知識(shí)中具有超越課堂的持久價(jià)值和遷移價(jià)值的關(guān)鍵原理性知識(shí)和思維方式,其特征是對(duì)于其他化學(xué)知識(shí)具有解釋力,可以統(tǒng)攝下位概念。因此,學(xué)習(xí)化學(xué)核心概念不僅能夠幫助學(xué)生理解與其相關(guān)的化學(xué)事件和化學(xué)現(xiàn)象,還可以促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)的形成與完善,使其能夠以此為基礎(chǔ)獲取自身所需的化學(xué)知識(shí),實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)[1~3]。掌握化學(xué)核心概念對(duì)于化學(xué)學(xué)習(xí)具有重要意義,但核心概念本身具有一定的抽象性,理解較為困難,如何降低其教學(xué)難度一直是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的研究重點(diǎn)。

在進(jìn)行抽象概念學(xué)習(xí)時(shí),學(xué)習(xí)者最常用的方式是以自身所具備的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)為遷移基礎(chǔ),在抽象概念與自身所具備的直接經(jīng)驗(yàn)之間建立聯(lián)系,從而在其基礎(chǔ)上完成對(duì)于上位概念的建構(gòu)?;谶@一認(rèn)識(shí),“體驗(yàn)學(xué)習(xí)”作為一種能夠高效利用“經(jīng)驗(yàn)”實(shí)現(xiàn)知識(shí)學(xué)習(xí)、智慧發(fā)展的學(xué)習(xí)方式,其理論對(duì)于化學(xué)核心概念的教學(xué)具有重要的指導(dǎo)意義。

1 “體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”理論簡(jiǎn)介

在杜威、皮亞杰和勒溫等人研究的基礎(chǔ)上[4],美國(guó)社會(huì)學(xué)家、教育學(xué)家大衛(wèi)·庫(kù)珀進(jìn)一步完善并發(fā)展了體驗(yàn)學(xué)習(xí)的理論體系,論證了體驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中的四大心理環(huán)節(jié),并于1984年提出了“體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”這一學(xué)習(xí)模型(見(jiàn)圖1),實(shí)現(xiàn)了體驗(yàn)學(xué)習(xí)的程序化、系統(tǒng)化和科學(xué)化[5]。

其中,“具體體驗(yàn)”環(huán)節(jié)可以被看作“感知”的過(guò)程。在該環(huán)節(jié)中,學(xué)習(xí)者依靠自身感官獲取直接經(jīng)驗(yàn),為之后學(xué)習(xí)階段提供記憶復(fù)現(xiàn)的“原材料”,是整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程的準(zhǔn)備與基礎(chǔ)。

“反思觀察”環(huán)節(jié)是學(xué)習(xí)者依據(jù)本身具備的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)“體驗(yàn)”進(jìn)行解構(gòu),實(shí)現(xiàn)體驗(yàn)內(nèi)涵的“縮小”,最終發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致問(wèn)題產(chǎn)生的核心因素的過(guò)程。

“抽象概括”環(huán)節(jié)可以被看作“領(lǐng)悟”的過(guò)程,是學(xué)習(xí)者利用自身具備的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)將“具體體驗(yàn)”環(huán)節(jié)獲取的直觀經(jīng)驗(yàn)、“反思觀察”環(huán)節(jié)做出的判斷轉(zhuǎn)化為符號(hào)語(yǔ)言的過(guò)程。這一步的實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)直接經(jīng)驗(yàn)向間接經(jīng)驗(yàn)的轉(zhuǎn)化,是學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)知識(shí)“內(nèi)化”的關(guān)鍵步驟。

最后“主動(dòng)檢驗(yàn)”環(huán)節(jié)是學(xué)習(xí)者利用在前三個(gè)環(huán)節(jié)中建立的觀念指導(dǎo)自身在全新情境中進(jìn)行主體活動(dòng)的過(guò)程。在這個(gè)環(huán)節(jié)中,學(xué)習(xí)者驗(yàn)證了自身所學(xué)的正確性,探索了其適用范圍的邊界,實(shí)現(xiàn)了體驗(yàn)的“外延”擴(kuò)展。

需要注意的是,“體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”并不是單次循環(huán)或平面結(jié)構(gòu),而是一個(gè)螺旋上升的發(fā)展過(guò)程。因此,在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中,教師不能僅僅將“主動(dòng)檢驗(yàn)”環(huán)節(jié)當(dāng)做本次循環(huán)的終點(diǎn),還應(yīng)當(dāng)將其視作下一個(gè)循環(huán)的“具體體驗(yàn)”環(huán)節(jié),并以此為起點(diǎn)展開(kāi)下一階段的教學(xué),從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的持續(xù)增長(zhǎng)[6]。

“體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”理論超越了一直以來(lái)經(jīng)驗(yàn)與理性對(duì)立的二元論,達(dá)成了直接經(jīng)驗(yàn)與間接經(jīng)驗(yàn)的辯證統(tǒng)一,在重視學(xué)生具體體驗(yàn)的同時(shí),更加重視學(xué)生思維能力的鍛煉,力圖在確保學(xué)生對(duì)于知識(shí)的理解與掌握的同時(shí),促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展,鍛煉學(xué)生運(yùn)用自身所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

2 “體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”在化學(xué)核心概念教學(xué)中的應(yīng)用

“氧化還原反應(yīng)”在中學(xué)化學(xué)知識(shí)中占據(jù)著關(guān)鍵性位置,是電化學(xué)的基礎(chǔ),同時(shí)也與日常生活中諸多現(xiàn)象,如物質(zhì)的燃燒、金屬的冶煉、食物的保鮮等有著緊密的聯(lián)系,屬于化學(xué)核心概念。本文以高中必修階段的“氧化還原反應(yīng)”為例,探究“體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”在化學(xué)核心概念教學(xué)中的應(yīng)用[7~8]。

2.1 設(shè)計(jì)真實(shí)有效的“具體體驗(yàn)”

化學(xué)作為一門(mén)建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的學(xué)科,最有效的體驗(yàn)學(xué)習(xí)形式無(wú)疑是實(shí)驗(yàn)。但是,在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,考慮到時(shí)間與經(jīng)濟(jì)的成本,以及可能存在的安全問(wèn)題,部分內(nèi)容并不適合以實(shí)驗(yàn)的方式教學(xué)。此時(shí),教師可以設(shè)計(jì)體驗(yàn)活動(dòng)或者體驗(yàn)情境作為替代。需要注意的是,無(wú)論是采取實(shí)驗(yàn)的方式還是替代的方式,在教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中,教師都應(yīng)當(dāng)充分考慮學(xué)生已有的知識(shí)水平,通過(guò)利用包括制造認(rèn)知沖突在內(nèi)的一系列手段激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,促使其主動(dòng)尋求知識(shí)。

2.1.1 教學(xué)設(shè)計(jì)階段一

情境1:“氧化”概念導(dǎo)入

教師組織學(xué)生圍繞“生活中的氧化反應(yīng)和氧化產(chǎn)物”主題展開(kāi)討論,鼓勵(lì)學(xué)生羅列出自己所知的氧化反應(yīng)和氧化產(chǎn)物(通過(guò)初中階段的學(xué)習(xí)學(xué)生已經(jīng)了解燃燒和鋼鐵的銹蝕屬于氧化反應(yīng))。并圍繞氧化反應(yīng)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用(如燃料的燃燒)以及危害(如鋼鐵的銹蝕)展開(kāi)討論。

情境2:“還原”概念導(dǎo)入

確定學(xué)生充分意識(shí)到鋼鐵銹蝕的危害后,組織學(xué)生就“如何除去鐵銹/將鐵銹重新轉(zhuǎn)化為鐵”這一話題展開(kāi)討論,分析鋼鐵冶煉的化學(xué)實(shí)質(zhì)。

活動(dòng)1: 觀察使用前后的暖寶寶

將學(xué)生分組,每組學(xué)生分發(fā)兩個(gè)暖寶寶,其中一個(gè)為全新的,一個(gè)為使用后很久的。通過(guò)閱讀說(shuō)明書(shū)讓學(xué)生了解暖寶寶內(nèi)容物的主要成分為鐵粉,然后讓學(xué)生分別打開(kāi)兩個(gè)暖寶寶,觀察其中內(nèi)容物的性狀,利用磁鐵驗(yàn)證其成分,利用天平觀察兩者的質(zhì)量區(qū)別。

設(shè)計(jì)意圖:

學(xué)生經(jīng)過(guò)初中階段的學(xué)習(xí)已經(jīng)了解了氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的概念,只是還未能將兩者聯(lián)系起來(lái)。在這一階段的設(shè)計(jì)中,教師從身邊的化學(xué)現(xiàn)象入手,引導(dǎo)學(xué)生回顧已有知識(shí),在情境2中通過(guò)以CO為對(duì)象的分析讓學(xué)生意識(shí)到“氧化”和“還原”之間的聯(lián)系,形成“氧化還原反應(yīng)”的概念。結(jié)合活動(dòng)1中觀察到的鐵及其氧化物的質(zhì)量差,直接體會(huì)氧原子的得與失。從而建立“氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是氧原子的得失、還原劑得到氧被氧化,氧化劑失去氧被還原”等概念。

由質(zhì)量變化入手,正是化學(xué)史上拉瓦錫研究氧化還原反應(yīng)時(shí)采取的路徑。這樣的教學(xué)設(shè)計(jì),不僅符合人類認(rèn)知發(fā)展的一般規(guī)律,而且向?qū)W生引入了“定量”的觀念,將學(xué)生對(duì)于化學(xué)反應(yīng)的關(guān)注點(diǎn)逐漸由宏觀角度引向微觀角度。

2.1.2 教學(xué)設(shè)計(jì)階段二

活動(dòng)2:“傳球”游戲

以特定球狀物代表金屬原子、氧原子、氫原子以及碳原子模擬氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。將代表氧原子的“球”在代表金屬原子、碳原子、氫原子的“球”之間傳遞(見(jiàn)圖2),并討論隨著氧原子“球”的轉(zhuǎn)移,各個(gè)“球”的各項(xiàng)屬性的變化。討論過(guò)程中教師應(yīng)有意識(shí)地將學(xué)生的關(guān)注點(diǎn)引導(dǎo)至“化合價(jià)的變化”上。

活動(dòng)3:“制備氫氣”實(shí)驗(yàn)的再解讀

首先,教師引導(dǎo)學(xué)生回顧初中階段所學(xué)“金屬鋅與稀硫酸反應(yīng)制備氫氣”的相關(guān)內(nèi)容,以及“實(shí)驗(yàn)室制備氫氣”實(shí)驗(yàn)的經(jīng)歷;然后,

結(jié)合活動(dòng)2的討論結(jié)果,從化合價(jià)的角度,對(duì)“實(shí)驗(yàn)室制備氫氣”這一反應(yīng)的實(shí)質(zhì)進(jìn)行討論;接著,

鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)于“金屬鋅與稀硫酸反應(yīng)是否屬于氧化還原反應(yīng)?”這一問(wèn)題作出判斷,并闡述理由,引導(dǎo)作出不同判斷的學(xué)生展開(kāi)辯論;最后,

教師根據(jù)學(xué)生在辯論中的表現(xiàn),分別從歷史和科學(xué)的角度對(duì)學(xué)生觀點(diǎn)進(jìn)行解釋回答,讓學(xué)生在理解“化合價(jià)變化”是氧化還原反應(yīng)判斷標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí),充分理解過(guò)去人們利用“氧原子得失”判斷氧化還原反應(yīng)的原因。

設(shè)計(jì)意圖:

通過(guò)活動(dòng)2使學(xué)生驗(yàn)證階段一中建立的觀念,同時(shí)讓學(xué)生對(duì)于反應(yīng)的關(guān)注點(diǎn)由“氧原子的得失”擴(kuò)展開(kāi)來(lái),進(jìn)而自主意識(shí)到反應(yīng)中化合價(jià)的變化。

充分利用學(xué)生已具備的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)體驗(yàn),引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,通過(guò)辯論調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)“氧化還原反應(yīng)”的判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行積極主動(dòng)的思考。教師則在此基礎(chǔ)上,分別從化學(xué)史和化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)兩個(gè)角度向?qū)W生講解“氧化還原反應(yīng)”判斷標(biāo)準(zhǔn)的變遷,將學(xué)生的思維由宏觀現(xiàn)象引向微觀實(shí)質(zhì),同時(shí)讓學(xué)生意識(shí)到“任何科學(xué)理論都具有時(shí)代的局限性”。

2.1.3 教學(xué)設(shè)計(jì)階段三

情境3:“化合價(jià)”的實(shí)質(zhì)

引導(dǎo)學(xué)生回顧初中所學(xué)的“原子結(jié)構(gòu)”相關(guān)內(nèi)容,布置給學(xué)生一個(gè)“以‘結(jié)構(gòu)示意圖描述氧化還原反應(yīng)過(guò)程”的任務(wù)(見(jiàn)圖3)。

實(shí)驗(yàn)1:“實(shí)驗(yàn)室制備氫氣”改進(jìn)實(shí)驗(yàn)

對(duì)全班學(xué)生進(jìn)行分組,要求每個(gè)小組利用其所掌握的知識(shí)(包括物理知識(shí))對(duì)“實(shí)驗(yàn)室制備氫氣”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)能夠證明“氧化還原反應(yīng)中存在電子的轉(zhuǎn)移”的實(shí)驗(yàn)方案(見(jiàn)圖4)。經(jīng)過(guò)教師審核后,學(xué)生按照所設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)記錄。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析,列舉能夠證明“電子轉(zhuǎn)移”存在的理由。

設(shè)計(jì)意圖:

讓學(xué)生通過(guò)觀察直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,感受到氧化還原反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移。通過(guò)圖像(實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)、動(dòng)作(動(dòng)手實(shí)驗(yàn))、語(yǔ)言符號(hào)(查詢的反應(yīng)資料)等多維度的表征,為學(xué)生提供豐富的直觀體驗(yàn)和遷移材料,從而降低理解的難度,最終幫助學(xué)生理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì),建立“氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移”的觀念。

同時(shí),通過(guò)化學(xué)學(xué)科內(nèi)部不同知識(shí)單元之間的綜合應(yīng)用,促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科觀念的形成,鍛煉學(xué)生在面對(duì)復(fù)雜情境時(shí)綜合運(yùn)用化學(xué)思維、化學(xué)知識(shí)與探究技能解決化學(xué)相關(guān)問(wèn)題的關(guān)鍵品格與能力。

必須承認(rèn)的是,由于采用體驗(yàn)學(xué)習(xí)的教學(xué)方式需要進(jìn)行體驗(yàn)活動(dòng),相對(duì)于傳統(tǒng)的教學(xué)方式在單位時(shí)間內(nèi)所能完成的教學(xué)內(nèi)容勢(shì)必較少。因此在教學(xué)內(nèi)容的選擇上必需更加側(cè)重于具有代表性、典型性的內(nèi)容,使得學(xué)生能夠以課堂上所學(xué)習(xí)的內(nèi)容為基礎(chǔ)遷移理解類似現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)“教師少教,學(xué)生多學(xué)”的教學(xué)目的。

2.2 引導(dǎo)“反思觀察”的方向

“反思觀察”的作用是促使直接經(jīng)驗(yàn)與思考、學(xué)習(xí)產(chǎn)生關(guān)聯(lián),需要學(xué)習(xí)者基于自身的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)于具體體驗(yàn)進(jìn)行解讀。一般情況下,高中學(xué)生并不具有足夠的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)備來(lái)對(duì)具體體驗(yàn)進(jìn)行充分發(fā)掘。因此,在這一環(huán)節(jié)中教師的指導(dǎo)必不可少。但教師在引導(dǎo)學(xué)生時(shí)必須注意方法,切忌代替學(xué)生解讀。教師的替代解讀看似使學(xué)生少走了很多彎路,但是極大地降低了學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)生的參與度,剝奪了學(xué)生自主“發(fā)現(xiàn)”知識(shí)的探索過(guò)程,體驗(yàn)也就失去了意義。

在這一環(huán)節(jié)中教師的角色從“傳授者”變?yōu)榱恕耙龑?dǎo)者”。對(duì)于化學(xué)這門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,通過(guò)為學(xué)生提供一定數(shù)量的實(shí)際案例就是一種有效的引導(dǎo)方式。比如,當(dāng)學(xué)生在反思觀察遭遇困難時(shí),與其直接將所謂“標(biāo)準(zhǔn)答案”告訴學(xué)生,不如呈現(xiàn)足夠的正例作為提示,以引導(dǎo)學(xué)生自主探索發(fā)現(xiàn)“正確方向”。以活動(dòng)1為例,如果學(xué)生在反思觀察時(shí)僅僅將注意力停留在固體外形變化上,教師可以給學(xué)生提供銅與氧氣反應(yīng)生成氧化銅、鎂在氧氣中燃燒生成氧化鎂等案例,讓學(xué)生通過(guò)比較,自主發(fā)現(xiàn)所有案例中,生成物外觀變化沒(méi)有規(guī)律,共同點(diǎn)是“質(zhì)量變化”,進(jìn)而將其與“氧原子得失”建立聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)教師引導(dǎo)的目的。同樣,當(dāng)學(xué)生思維陷入誤區(qū)時(shí),教師可以通過(guò)反例來(lái)讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的錯(cuò)誤。相對(duì)于直接告知,案例呈現(xiàn)的引導(dǎo)方式能夠提供給學(xué)生更多的參與機(jī)會(huì),從而留給學(xué)生更加深刻的體驗(yàn)。

此外,教師還需要注意的是,在實(shí)際教學(xué)中不必拘泥于四階段的教學(xué)順序。當(dāng)學(xué)生已經(jīng)具備與學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的豐富經(jīng)驗(yàn)時(shí),教學(xué)可以從“反思觀察”階段直接開(kāi)始。根據(jù)大衛(wèi)·庫(kù)珀的理論,“具體體驗(yàn)”是為后續(xù)的思維活動(dòng)提供“原材料”,如果學(xué)習(xí)者本身已經(jīng)具備了豐富的“原材料”,那么繼續(xù)設(shè)置這個(gè)環(huán)節(jié)無(wú)疑是一種浪費(fèi)。例如活動(dòng)3,其目的是為了向?qū)W生展示“沒(méi)有氧參與的氧化還原反應(yīng)”,而學(xué)生在初中階段所學(xué)的“金屬鋅與稀硫酸制備氫氣”就能夠很好地實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的,因此教師應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行有效的利用,而不是重新設(shè)計(jì)體驗(yàn)環(huán)境,造成課時(shí)及教學(xué)資源的浪費(fèi)。

2.3 關(guān)注“抽象概括”的思維過(guò)程

在這一環(huán)節(jié)中,學(xué)生需要將前面環(huán)節(jié)的自身體驗(yàn)、獨(dú)我經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行歸納和整理,通過(guò)文字符號(hào)對(duì)其進(jìn)行描述,將這些直接經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為可以傳播的間接經(jīng)驗(yàn),最終實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容的內(nèi)化,促進(jìn)科學(xué)觀念的形成。而教師需要注意的是,該環(huán)節(jié)的目的并不僅僅是知識(shí)的掌握,學(xué)生思維能力的發(fā)展比單純的知識(shí)學(xué)習(xí)更加重要。為此,教師需要為學(xué)生預(yù)留足夠的思索時(shí)間,對(duì)之前自身的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行歸納;鼓勵(lì)學(xué)生用語(yǔ)言符號(hào)對(duì)其分析、反思的過(guò)程與結(jié)果加以具體的描述;組織學(xué)生進(jìn)行有效的相互交流,保證每一個(gè)學(xué)生都有充分的時(shí)間和機(jī)會(huì)對(duì)自己的觀點(diǎn)和理解進(jìn)行充分的表達(dá),并能夠從他人的表述中獲得有效信息,以完善自己所建構(gòu)的觀念。

教師在這個(gè)環(huán)節(jié)中所扮演的角色除了必要信息的提供者外,只能是沖突的仲裁者和模糊概念的澄清者。該環(huán)節(jié)中的一切思維活動(dòng)都應(yīng)當(dāng)由學(xué)生自主完成。只有經(jīng)歷了這個(gè)過(guò)程,學(xué)生才能在內(nèi)化和遷移其學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),實(shí)現(xiàn)思維品質(zhì)(如質(zhì)疑、判斷、推理等)的充分發(fā)展。

比如,經(jīng)過(guò)階段一的學(xué)習(xí),學(xué)生意識(shí)到“金屬被氧化后質(zhì)量會(huì)增加”,并能夠利用這一直觀的現(xiàn)象理解“氧化還原反應(yīng)伴隨著氧原子得失”。而通過(guò)活動(dòng)2,學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)“氧原子的得失必然會(huì)導(dǎo)致化合價(jià)的變化”。結(jié)合活動(dòng)3,學(xué)生會(huì)產(chǎn)生“氧原子得失、化合價(jià)變化,哪一個(gè)才是氧化還原反應(yīng)的最終判據(jù)”這一疑問(wèn)。通過(guò)辯論的形式對(duì)自身的觀點(diǎn)和思路進(jìn)行梳理之后,帶有目的性地吸收教師提供的知識(shí),建立自身對(duì)于“氧化還原反應(yīng)”的理解,其中包括: 氧化還原反應(yīng)并不一定需要氧元素參與;在氧元素參與的氧化還原反應(yīng)中,共同的特征是中心元素和氧元素的化合價(jià)產(chǎn)生了變化,而在沒(méi)有氧元素參與的氧化還原反應(yīng)中,這一規(guī)律同樣適用;以氧原子的得失來(lái)判斷是否氧化還原反應(yīng)并非謬誤,而是一個(gè)受制于時(shí)代局限性的結(jié)論。

最終,學(xué)生得出結(jié)論“現(xiàn)代人通常采用化合價(jià)變化與否,作為判斷氧化還原反應(yīng)的依據(jù)”。

2.4 利用“主動(dòng)檢驗(yàn)”實(shí)現(xiàn)“螺旋上升”

“氧化還原反應(yīng)”作為中學(xué)化學(xué)知識(shí)的核心概念貫穿了整個(gè)中學(xué)化學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程,但是在不同的學(xué)習(xí)階段其定義有著一定程度的變化。教師應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈“將學(xué)習(xí)看作過(guò)程而非結(jié)果”、“三階段不斷循環(huán)、螺旋上升”的特點(diǎn),利用“主動(dòng)檢驗(yàn)”環(huán)節(jié)為下一階段的學(xué)習(xí)做好鋪墊,從而降低學(xué)習(xí)難度,提高學(xué)習(xí)效率(見(jiàn)圖5)。

在教學(xué)階段一中,首先利用情境體驗(yàn)與活動(dòng),讓學(xué)生回顧已經(jīng)習(xí)得的相關(guān)知識(shí),并直觀地感受金屬的氧化現(xiàn)象。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)現(xiàn)象的分析,使其意識(shí)到“造成這一現(xiàn)象的原因,可能是鐵原子得到了氧原子”,最終建立“氧化還原反應(yīng)的特征是氧原子的得失”觀念。

在教學(xué)階段二中,學(xué)生在體驗(yàn)活動(dòng)中驗(yàn)證了教學(xué)階段一的經(jīng)驗(yàn),并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)化合物中心原子化合價(jià)會(huì)隨著氧原子得失產(chǎn)生變化。在活動(dòng)3環(huán)節(jié)中,利用初中所學(xué)內(nèi)容,引發(fā)基于活動(dòng)1與活動(dòng)2獲取的經(jīng)驗(yàn)的沖突,最終在教師的幫助下,建立“氧化還原反應(yīng)的特征是化合價(jià)的變化”觀念。

在教學(xué)階段三中,通過(guò)教學(xué)階段二的結(jié)論,結(jié)合初中“原子結(jié)構(gòu)”一章所習(xí)得的知識(shí),學(xué)生能夠意識(shí)到“化合價(jià)的變化是由電子轉(zhuǎn)移導(dǎo)致的”。結(jié)合初中“實(shí)驗(yàn)室制備氫氣”的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和已經(jīng)具備的物理知識(shí),學(xué)生能夠通過(guò)“導(dǎo)線的末端有氣泡生成”判斷出“銅導(dǎo)線中存在電子轉(zhuǎn)移”的事實(shí),最終理解“氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移”。

經(jīng)歷以上三個(gè)階段,學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了層層遞進(jìn),最終形成對(duì)于氧化還原反應(yīng)本質(zhì)的深刻認(rèn)識(shí)。在此基礎(chǔ)上,學(xué)生能夠較為輕松地掌握如“氧化劑”“還原劑”“被氧化”“被還原”等相關(guān)名詞,“單線橋”、“雙線橋”等表征方法,最終實(shí)現(xiàn)“氧化還原反應(yīng)”這一核心概念的建構(gòu)。

在完成一個(gè)完整的單元學(xué)習(xí)之后,教師需要為學(xué)生布置相關(guān)的化學(xué)課外活動(dòng)任務(wù)。設(shè)置該環(huán)節(jié)的目的,不僅在于鞏固深化課堂知識(shí)的理解,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于化學(xué)的興趣,更重要的是建立教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)生活中真實(shí)化學(xué)問(wèn)題之間的聯(lián)系。在培養(yǎng)學(xué)生解決真實(shí)化學(xué)問(wèn)題能力的同時(shí),拓展他們的視野,在解決化學(xué)問(wèn)題時(shí),能自覺(jué)考慮到其化學(xué)過(guò)程可能對(duì)社會(huì)、自然帶來(lái)的影響。

例如,教師可以組織學(xué)生就“生活中的氧化還原反應(yīng)”展開(kāi)小組調(diào)查,提交調(diào)查報(bào)告,交流討論調(diào)查結(jié)果。教師可以從“物質(zhì)變化”和“能量轉(zhuǎn)化”等角度提供不同的主題給各小組選擇(見(jiàn)圖6)。

在這一活動(dòng)中,學(xué)生以小組討論的形式,利用已掌握的“氧化還原反應(yīng)”相關(guān)知識(shí),對(duì)一個(gè)生活中的現(xiàn)象進(jìn)行分析。借助復(fù)雜的真實(shí)情境,結(jié)合自身的生活經(jīng)驗(yàn),對(duì)課堂上所習(xí)得的知識(shí)進(jìn)行個(gè)性化的整合,完成知識(shí)的“內(nèi)化”。同時(shí)將“氧化還原反應(yīng)”知識(shí)與我們的生命健康、材料獲取、能量供給、自然環(huán)境等宏觀因素建立聯(lián)系,促進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境之間相互作用關(guān)系的深層次理解,有利于學(xué)生社會(huì)責(zé)任觀、參與意識(shí)與決策能力的培養(yǎng)。此外,這一活動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)還可以作為“具體體驗(yàn)”應(yīng)用于“金屬及其化合物”、“非金屬及其化合物”、“化學(xué)反應(yīng)與能量”、“化學(xué)與自然資源的開(kāi)發(fā)利用”等內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

3 “體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”對(duì)于化學(xué)核心概念教學(xué)的啟示

“體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”所闡述的這種由具體到抽象、由事實(shí)指向思維的教學(xué)方式,符合人類社會(huì)發(fā)現(xiàn)化學(xué)知識(shí)的規(guī)律,對(duì)降低化學(xué)核心概念的教學(xué)難度,幫助學(xué)生更加深入、透徹地理解化學(xué)概念有極大的幫助。但其內(nèi)涵與我國(guó)傳統(tǒng)教學(xué)方式有很大不同,需要教師深入理解和掌握。同時(shí)其教學(xué)價(jià)值也不僅限于知識(shí)和概念的學(xué)習(xí),教師應(yīng)當(dāng)充分利用“體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。

3.1 在教學(xué)過(guò)程中把握“體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”的真正內(nèi)涵

自2011年課改后,雖然“情境、游戲、探究、操作”等重體驗(yàn)的教學(xué)方式得到大力提倡,但是課堂教學(xué)實(shí)踐中,重講授輕體驗(yàn)的現(xiàn)象仍然普遍存在。究其原因,很大程度上是由于教師未能很好地把握“體驗(yàn)學(xué)習(xí)”的內(nèi)涵。將“體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”應(yīng)用于教學(xué)時(shí),教師需把握如下要點(diǎn):

(1) “體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”是一種過(guò)程而非結(jié)果。只有明確這一點(diǎn),教師才能意識(shí)到體驗(yàn)學(xué)習(xí)需要彰顯學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性,要讓學(xué)生積極參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中。教師在進(jìn)行教學(xué)時(shí),才會(huì)將主要精力集中在引導(dǎo)學(xué)生參與學(xué)習(xí)過(guò)程,借此改善學(xué)生的學(xué)習(xí)方式并形成相應(yīng)的素質(zhì)。

(2) “體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”關(guān)鍵在于平衡直接與間接兩種經(jīng)驗(yàn)。在庫(kù)珀看來(lái),我們具有兩種不同獲取經(jīng)驗(yàn)的方式,一種是感知(獲得直接經(jīng)驗(yàn)),另一種是領(lǐng)悟(獲得間接經(jīng)驗(yàn))。但是,單一的感知和純粹的領(lǐng)悟都具有極大的局限性,難以獲得事實(shí)的全部真相。因此,教師必須把握教學(xué)過(guò)程中直接經(jīng)驗(yàn)與間接經(jīng)驗(yàn)間的平衡,不可有所偏廢。

(3) “體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”是創(chuàng)造知識(shí)的過(guò)程。庫(kù)珀的“雙重知識(shí)論”區(qū)分兩種不同形態(tài)的知識(shí): 一是社會(huì)知識(shí),即先前人類文化的客觀積累;二是個(gè)人知識(shí),即個(gè)體對(duì)直接經(jīng)驗(yàn)的感知和個(gè)體對(duì)社會(huì)知識(shí)的領(lǐng)悟。只有個(gè)人化的知識(shí),才能夠被個(gè)體利用于指導(dǎo)日?;顒?dòng),解決生活中的問(wèn)題。因此教師在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中的職責(zé)就是引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自主利用社會(huì)知識(shí)創(chuàng)造屬于學(xué)生自己的個(gè)人知識(shí)。

3.2 利用“體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”實(shí)現(xiàn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展

高中化學(xué)教學(xué)的根本目的在于利用化學(xué)課程培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展乃至終生發(fā)展所需的必備品格和關(guān)鍵能力。因此,在進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)時(shí),教師應(yīng)當(dāng)充分利用“體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”實(shí)現(xiàn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。

“具體體驗(yàn)”環(huán)節(jié)中,教師應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生習(xí)慣于使用“化學(xué)實(shí)踐”的方式認(rèn)識(shí)化學(xué)物質(zhì)及其變化,在鍛煉學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ耐瑫r(shí),減少學(xué)生對(duì)于教材的心理依賴,為創(chuàng)新意識(shí)的發(fā)展騰出空間。

“反思觀察”、“抽象概括”環(huán)節(jié),教師則需要留給學(xué)生充分的思考、討論空間,讓學(xué)生自主地進(jìn)行“化學(xué)認(rèn)識(shí)”,通過(guò)由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷到內(nèi)部原理分析的思維過(guò)程,掌握利用宏觀與微觀相結(jié)合的角度,分析理解化學(xué)變化的方式、方法;在對(duì)直接經(jīng)驗(yàn)分類整理的過(guò)程中,發(fā)展基于事實(shí)證據(jù)的推理能力,在從直接經(jīng)驗(yàn)抽象歸納間接經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程中,完善模型建構(gòu)和理解能力;在對(duì)于化學(xué)信息整體思考與把握的過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)變化觀念、平衡觀念的建立。

“主動(dòng)檢驗(yàn)”環(huán)節(jié),教師應(yīng)當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生將之前環(huán)節(jié)建立起來(lái)的理性認(rèn)識(shí)和生活實(shí)際結(jié)合起來(lái)。在進(jìn)一步鍛煉發(fā)展學(xué)生“化學(xué)實(shí)踐”能力的同時(shí),實(shí)現(xiàn)“化學(xué)運(yùn)用”。這不僅需要學(xué)生掌握認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的工具和手段,還需要學(xué)生對(duì)于化學(xué)知識(shí)的社會(huì)價(jià)值、社會(huì)影響有清晰的認(rèn)識(shí),讓學(xué)生切身體會(huì)科學(xué)研究的艱辛,了解從事科學(xué)工作所需要的品質(zhì)。同時(shí),還要讓學(xué)生了解不當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)過(guò)程對(duì)于環(huán)境的影響,確立可持續(xù)發(fā)展和綠色化學(xué)的理念。

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