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基于問題解決的中考實驗探究專題復(fù)習(xí)

2020-06-03 08:51付元興李瑤
化學(xué)教與學(xué) 2020年5期
關(guān)鍵詞:建構(gòu)模型素養(yǎng)

付元興 李瑤

摘要:以真實問題解決的實驗專題復(fù)習(xí),借用數(shù)字化實驗方法,采用小組合作學(xué)習(xí)模式,引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)模型,井應(yīng)用模型解決實際問題。培養(yǎng)科學(xué)探究能力,發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞:問題解決核心素養(yǎng)實驗探究專題復(fù)習(xí)

文章編號:1008-0546(2020)05-0083-04 中圖分類號:G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2020.05.022

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017版)》提出了化學(xué)課程“以發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為主旨,重視開展‘素養(yǎng)為本的教學(xué)”。學(xué)科核心素養(yǎng)教學(xué)不僅適用于高中化學(xué),對于與其銜接的初中化學(xué)同樣具有指導(dǎo)意義?!读x務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》規(guī)定,初中化學(xué)課程包括“科學(xué)探究”“身邊的化學(xué)物質(zhì)”“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”“物質(zhì)的化學(xué)變化”“化學(xué)與社會發(fā)展”五個內(nèi)容主題。五個內(nèi)容主題體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科對學(xué)生的發(fā)展價值。與化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)相呼應(yīng)。義務(wù)教育化學(xué)課程也應(yīng)以學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展為基本目標(biāo),只是更側(cè)重基礎(chǔ)性。如何在初中階段開展“素養(yǎng)為本”的教學(xué)呢?課標(biāo)明確提出:“倡導(dǎo)真實問題情境的創(chuàng)設(shè),開展以化學(xué)實驗為主的多種探究活動”。可見在教學(xué)中開展基于問題解決的課堂教學(xué)必將成為核心素養(yǎng)落地的有效途徑。為此筆者設(shè)計了《基于問題解決的實驗探究專題復(fù)習(xí)》,在2019年重慶市優(yōu)質(zhì)課大賽中,榮獲重慶市“一等獎”。下面將本教學(xué)設(shè)計做一介紹,與大家共享。

一、背景分析

1.基于課程

新課標(biāo)下的中考總復(fù)習(xí),并不是對已學(xué)知識的簡單重復(fù)和再現(xiàn),而是從更高層次、更新角度對所學(xué)知識、技能和方法,進行重新認(rèn)識和再學(xué)習(xí)的過程。以素養(yǎng)為本的理念開展問題解決的復(fù)習(xí),既能將復(fù)習(xí)內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自身的內(nèi)在需求,也必將成為提升學(xué)生素養(yǎng)的一種有效途徑。

2.基于教材

本節(jié)內(nèi)容在教材中幾乎沒有集中講授,也無專門介紹,而是以“探究”分散于各章節(jié),新授課中85%是以演示為主,在九年級下的第70頁才以習(xí)題形式出現(xiàn)了探究的雛形。內(nèi)容分散不系統(tǒng),但其又為提升學(xué)科素養(yǎng)所必備的載體,也是中考必考的內(nèi)容,因此急需讓學(xué)生建立起對實驗探究的整體認(rèn)識。

3.基于學(xué)情

復(fù)習(xí)到后期,作為即將步入高中的學(xué)生,已經(jīng)具備實驗探究的相關(guān)知識,但其對科學(xué)探究的認(rèn)識大多停留在“紙上談兵”階段,缺乏從真實情境中尋找問題、探究問題的機會,因此教師需為其搭建平臺,讓他們在活動中建構(gòu)并應(yīng)用實驗探究模型,以達(dá)到中考需求和素養(yǎng)發(fā)展需求。

4.基于考情

縱觀近三年的重慶中考題(見表1),實驗探究占比大,考查面廣,內(nèi)容關(guān)聯(lián)性、綜合性強,難度較大,這也成了學(xué)生丟分的主要因素。因此,無論從核心素養(yǎng)還是中考的角度,實驗探究專題復(fù)習(xí)的開展都是很有必要的。

二、教學(xué)設(shè)計

1.教學(xué)目標(biāo)

(1)復(fù)習(xí)鞏固離子的檢驗。

(2)建構(gòu)并應(yīng)用模型,以此為載體提高學(xué)生的解題能力和培養(yǎng)學(xué)生的模型認(rèn)知、社會責(zé)任等科學(xué)素養(yǎng)。

2.教學(xué)重難點

本節(jié)課的重點為建構(gòu)并運用實驗探究模型,難點為模型中方案的設(shè)計。

3.教法學(xué)法

為了突出重點,突破難點,本節(jié)課采用了探究法、討論法、問題驅(qū)動法和數(shù)字化實驗法。

4.教學(xué)思路

本節(jié)課我將沿著情境、問題、活動的主線開展教學(xué),借助3個環(huán)節(jié),在情境導(dǎo)人,問題思考,實踐活動中,引領(lǐng)學(xué)生從知識的記憶,到模型的建構(gòu)、運用,最后提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。(見圖1)

三、教學(xué)過程

環(huán)節(jié)1.知識回顧

情境導(dǎo)人:以新聞簡訊為切入點。中國財經(jīng)報道:某企業(yè)一批次氫氧化鈉產(chǎn)品抽檢不合格,不合格項目為碳酸鈉含量超標(biāo)。

教師:氫氧化鈉中怎么會有碳酸鈉呢?

學(xué)生:變質(zhì)原因分析,2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O。

教師:變質(zhì)的氫氧化鈉中混有碳酸鈉,怎么檢驗其成分呢?

設(shè)計意圖:喚醒學(xué)生的記憶,為自主探究鋪墊知識基礎(chǔ)。

環(huán)節(jié)2.建構(gòu)模型

教師:實驗是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn),借助新聞內(nèi)容,創(chuàng)設(shè)新的情境,賦予學(xué)生質(zhì)檢員的身份,讓學(xué)生提出問題、猜想、各小組經(jīng)過思考討論后形成方案。

學(xué)習(xí)活動1:探究NaOH是否變質(zhì)

學(xué)生:設(shè)計方案并動手實驗。

設(shè)計意圖:為了拓寬學(xué)生的思路,增強學(xué)生的科技意識和創(chuàng)新意識,教師又特別給出數(shù)字化實驗方案,讓各小組用不同的方案進行探究,數(shù)字化實驗結(jié)果見圖2。

教師(追問):變質(zhì)后的NaOH還能合格嗎?給出參考資料。

[參考資料1]隔膜法生產(chǎn)的NaOH,Na2CO3%≤1.6%為合格品。

學(xué)習(xí)活動2:探究NaOH是否合格

學(xué)生:小組分析、討論;形成定量實驗方案:可采用氣體法和沉淀法。

設(shè)計意圖:培養(yǎng)學(xué)生的宏觀辨識能力,根據(jù)資料學(xué)生很容易知道下一步需做定量研究,經(jīng)過深度討論最終形成定量實驗方案。從定性到定量,培養(yǎng)學(xué)生更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維。

教師:引導(dǎo)學(xué)生回顧探究過程,建構(gòu)出實驗探究模型。

學(xué)習(xí)活動3:建構(gòu)模型

學(xué)生:提出問題→猜想→設(shè)計方案→實驗驗證→結(jié)論

教師:補充完善,形成規(guī)律,建構(gòu)實驗探究的模型。(見圖3)

設(shè)計意圖:從解決問題的實際過程中總結(jié)提煉,建構(gòu)認(rèn)知模型,建立實驗探究的思維框架。為接下來應(yīng)用模型解決問題提供依據(jù),培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理、模型認(rèn)知和科學(xué)探究等核心素養(yǎng)。

環(huán)節(jié)3.應(yīng)用模型

教師:首先是應(yīng)對中考需求,以近三年出現(xiàn)頻率最高的兩類探究題型為例,引領(lǐng)學(xué)生應(yīng)用模型,提煉解題方法,便于針對性的自主復(fù)習(xí)。

學(xué)習(xí)活動4:聚焦中考、提煉方法(見圖4)

總結(jié):將題干套人模型,進行題干拆解,注意突破,提煉方法。

教師:建構(gòu)模型的價值除了體現(xiàn)在考場上拿高分,更應(yīng)該體現(xiàn)在解決實際問題上,思維的發(fā)展只有在實踐的土壤中才能生長,接下來就是應(yīng)用模型解決生活實際問題。

學(xué)習(xí)活動5:解決實際問題、共建美好家園

教師:習(xí)總書記說過:“綠水青山才是金山銀山”,這樣的環(huán)境大家愿意居住嗎?這是某皮蛋廠排放的污水,從圖中可以看出呈強堿性。我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》pH=6.5-8.5,可見上述水是不利于健康的。這樣的水怎么辦呢?

學(xué)生:先分析確定污水的成分,處理后再排放。

教師:請你幫環(huán)保部門確定該污水中的成分,根據(jù)你的結(jié)論給該廠提出一些科學(xué)的處理建議(見圖5)。

設(shè)計意圖:環(huán)境問題是生活中常見的問題,引導(dǎo)學(xué)生自主探究皮蛋廠排放的強堿性廢水的成分,學(xué)生根據(jù)參考資料提出猜想、設(shè)計方案、驗證,并根據(jù)結(jié)論提出科學(xué)的污水處理建議。

[參考資料2]腌制皮蛋的主要原料為熟石灰、純堿和食鹽。

教師:為了進一步提升學(xué)生的能力,我留下了這樣一個課后任務(wù),將探究皮蛋廠污水成分的過程設(shè)計為實驗探究題,讓學(xué)生站在出題者的角度,去思考實驗探究題中會如何設(shè)問(圖6)。

設(shè)計意圖:從學(xué)生熟悉的氫氧化鈉變質(zhì)出發(fā)建構(gòu)模型,到最終能夠運用模型自主探究污水處理的相關(guān)內(nèi)容,4個環(huán)節(jié)由淺入深,循序漸進,學(xué)生在討論、分享、探索和實踐中實現(xiàn)了重難點的突破。

四、教學(xué)反思

1.教學(xué)主張

化學(xué)是一門與生產(chǎn)生活密切關(guān)聯(lián)的學(xué)科,能夠解決生產(chǎn)生活中的實際問題,才能更好體現(xiàn)化學(xué)的學(xué)科價值、社會價值。因此,在問題解決的實驗探究專題復(fù)習(xí)教學(xué)中,筆者堅持三“出發(fā)”:中考考情出發(fā),從化學(xué)與生產(chǎn)生活的聯(lián)系出發(fā),從知識的實際應(yīng)用出發(fā)。努力體現(xiàn)三“關(guān)注”:關(guān)注實驗探究的命題趨勢,關(guān)注生活中的真實化學(xué)問題及解決,關(guān)注實驗探究思維模型的建構(gòu)和應(yīng)用。

2.教學(xué)實踐

基于問題解決的復(fù)習(xí)要素主要有三點:創(chuàng)設(shè)與復(fù)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的情境,在情境中發(fā)現(xiàn)相關(guān)問題,應(yīng)用化學(xué)知識,展開問題解決的系列學(xué)習(xí)活動。本課筆者正是沿著這一主線展開學(xué)習(xí)與實踐活動的。學(xué)生在情境中感受學(xué)科價值,在問題與活動中形成高階思維形成、鞏固化學(xué)知識、提升實踐能力。

3.教學(xué)評價

現(xiàn)在看來,對于本課的設(shè)計有如下優(yōu)點:從生活情境中生成化學(xué)知識,再回歸生活,用化學(xué)知識解決實際問題,以這條主線貫穿整個課堂,既能引起學(xué)生興趣,又符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,達(dá)到了學(xué)以致用的目的;學(xué)生活動以小組合作為主,能讓學(xué)生在團結(jié)協(xié)作中實現(xiàn)共同成長;數(shù)字化實驗的加入使實驗更高效,現(xiàn)象更直觀,結(jié)論更客觀;模型的建構(gòu)與應(yīng)用增強了學(xué)生的應(yīng)考能力和實踐能力。也培養(yǎng)了學(xué)生模型認(rèn)知、證據(jù)推理等素養(yǎng)。不足的地方有2點,本課的設(shè)計對學(xué)生動手能力要求較高,有的學(xué)生跟不上節(jié)奏,參與度不夠。由于學(xué)生動手機會較多,教學(xué)時間顯得倉促。

4.學(xué)生收獲

從需在教師引導(dǎo)下設(shè)計方案,到能自主設(shè)計方案,再到能自己設(shè)計探究題,學(xué)生已不再是知識的接受者,而是知識的探索者。以下分別為學(xué)生自主探究污水成分的方案(圖7),依據(jù)污水處理的探究過程設(shè)計的實驗探究題(圖8)。

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