金榮妹 符愛(ài)琴
摘要:項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是以問(wèn)題解決為中心,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,提升核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)模式。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)來(lái)源于真實(shí)情景的問(wèn)題,有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)的價(jià)值所在。以“金屬的防護(hù)和回收”為例,淺談?wù)n堂教學(xué)中的問(wèn)題設(shè)計(jì)原則:不但注重問(wèn)題的有效預(yù)設(shè),更注重捕捉課堂中生成的問(wèn)題。“項(xiàng)目化學(xué)習(xí)”視域下的化學(xué)課堂中的問(wèn)題設(shè)計(jì)的最高境界是學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,生成問(wèn)題,最終找到解決問(wèn)題的方法。
關(guān)鍵詞:項(xiàng)目化學(xué)習(xí);課堂教學(xué);問(wèn)題設(shè)計(jì)
文章編號(hào):1008-0546(2022)11-0017-05
中圖分類號(hào):G632.41
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:Bdoi:10.3969/j.issn.1008-0546.2022.11.004
項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是以項(xiàng)目為導(dǎo)向展開(kāi)教學(xué),強(qiáng)調(diào)以問(wèn)題為中心,讓學(xué)生圍繞項(xiàng)目學(xué)習(xí),采用觀察、思考、質(zhì)疑、探究、表達(dá)、分享項(xiàng)目成果等多種學(xué)習(xí)手段展開(kāi)自主多樣的學(xué)習(xí),提高自主學(xué)習(xí)的能力,最終發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。項(xiàng)目化學(xué)習(xí),需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境,讓學(xué)生自主解決問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)模型建構(gòu)和推理應(yīng)用,在獲得知識(shí)技能的同時(shí)發(fā)展能力。因此,項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的核心是解決問(wèn)題。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中的問(wèn)題產(chǎn)生于真實(shí)情景,學(xué)習(xí)過(guò)程中分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法多樣,注重學(xué)生關(guān)鍵能力和核心素養(yǎng)的提升。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中的問(wèn)題設(shè)計(jì)注重預(yù)設(shè),更注重課堂中的問(wèn)題生成。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中的問(wèn)題設(shè)計(jì)不單單是教師提出問(wèn)題,學(xué)生解決問(wèn)題;更重要的是學(xué)生自己提出課堂學(xué)習(xí)中的疑惑,圍繞提出的問(wèn)題進(jìn)行討論、探究,自己嘗試解決問(wèn)題。
下面筆者以“金屬的防護(hù)和回收”為例,淺談“項(xiàng)目化學(xué)習(xí)”視域下課堂教學(xué)問(wèn)題的設(shè)計(jì)。
一、課前思考
1.現(xiàn)狀分析
金屬的知識(shí)是初中化學(xué)課程內(nèi)容的重要組成部分,在課程標(biāo)準(zhǔn)中所屬的一級(jí)主題為“身邊的化學(xué)物質(zhì)”,無(wú)論是作為身邊的化學(xué)物質(zhì)還是基于化學(xué)與生活實(shí)際聯(lián)系緊密的課程理念的體現(xiàn),金屬的學(xué)習(xí)在初中化學(xué)中具有舉足輕重的地位。滬教版初中第五章金屬的冶煉與利用中第三節(jié)是最簡(jiǎn)單的內(nèi)容板塊,在中考中占比不高。面對(duì)學(xué)生們各門功課的中考?jí)毫?,為了?jié)約時(shí)間,為了加快進(jìn)度,教學(xué)過(guò)程常常簡(jiǎn)單化,教學(xué)內(nèi)容常常簡(jiǎn)易化。尤其是金屬的生銹實(shí)驗(yàn)歷時(shí)較長(zhǎng),教師常常會(huì)選擇講實(shí)驗(yàn)、看現(xiàn)象,學(xué)生也只是走過(guò)場(chǎng),沒(méi)有參與的熱情,被動(dòng)接受,強(qiáng)行記憶。這樣操作導(dǎo)致的結(jié)果是,沒(méi)過(guò)多久,鐵在什么條件下生銹,學(xué)生的答案不是少了水就是少了氧氣。沒(méi)有問(wèn)題的引領(lǐng),沒(méi)有思維的碰撞,沒(méi)有深度的思考,知識(shí)的掌握是機(jī)械的、被動(dòng)的、短暫的。從表面上看,只花20 mins就把知識(shí)點(diǎn)羅列,是快速的高性價(jià)比的教學(xué)方式。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,并非如此。
2.設(shè)計(jì)意圖
本節(jié)課以“金屬的防護(hù)和回收”為例開(kāi)展項(xiàng)目化學(xué)習(xí),通過(guò)“鐵為何生銹?”“如何防止鐵生銹?”“銅在什么條件下生銹?”這三個(gè)項(xiàng)目化任務(wù)展開(kāi)教學(xué),任務(wù)以問(wèn)題的形式展開(kāi),學(xué)生獲得了鐵和銅生銹的原理以及鐵和銅的防護(hù)原理的知識(shí)。同時(shí)學(xué)生通過(guò)對(duì)問(wèn)題的分析、研究、自主探索,借助同學(xué)們相互合作,學(xué)會(huì)用化學(xué)思維的方式分析問(wèn)題、解決問(wèn)題,在形成知識(shí)的同時(shí),提高學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力,提升初三學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。
3.教學(xué)目標(biāo)
(1)通過(guò)設(shè)計(jì)探究鐵生銹的對(duì)比實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析實(shí)驗(yàn)原理,體會(huì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性與科學(xué)性。
(2)通過(guò)鐵的生銹原理推理鐵的防護(hù),提高化學(xué)核心素養(yǎng)能力。
(3)通過(guò)對(duì)鐵生銹的利弊分析,學(xué)會(huì)以辯證的思維看待身邊的物質(zhì)。
4.設(shè)計(jì)思路(見(jiàn)圖1)
二、教學(xué)過(guò)程
1.創(chuàng)設(shè)情境,提出課題
【情景引入】展示各種從垃圾桶中找到的生銹的金屬制品。
【Q1】這些是哪一類物質(zhì)形成的垃圾?
(金屬?gòu)U品。)
【Q2】你知道金屬銹蝕有哪些危害嗎?
【信息】據(jù)統(tǒng)計(jì),每年全世界腐蝕報(bào)廢和損耗的鋼鐵材料約為1億噸,約占全年鋼鐵產(chǎn)量的1/10。
(鋼鐵的銹蝕帶來(lái)的危害有巨大的經(jīng)濟(jì)損失。)
(安全問(wèn)題,例如天然氣管道、水管等的腐蝕,橋梁的腐蝕都存在著巨大的隱患。)
【Q3】這一類生銹的金屬制品應(yīng)投放在哪一類垃圾桶內(nèi)?
(可回收垃圾。)
【Q4】為什么可以回收?
(學(xué)生七嘴八舌說(shuō)出回收的意義。)
(教師展示金屬?gòu)U品回收利用的小視頻。)
【Q5】回收廢鐵廢鋼冶煉相比鐵礦石冶煉有哪些優(yōu)點(diǎn)?
【信息】見(jiàn)表1。
(節(jié)能減排成本低。)
設(shè)計(jì)意圖:該項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的主題源于真實(shí)情景中的熱門話題:垃圾分類。學(xué)習(xí)的過(guò)程結(jié)合對(duì)真實(shí)世界的切身體驗(yàn),讓學(xué)生體會(huì)化學(xué)與生活的聯(lián)系,生活中處處有化學(xué)。利用5個(gè)問(wèn)題的互動(dòng)來(lái)體會(huì)“垃圾是放錯(cuò)地方的資源”和“鐵生銹帶來(lái)的危害”,從而自然引入到對(duì)鐵生銹的原理的探究中。
2.實(shí)驗(yàn)操作,探索本質(zhì)
項(xiàng)目任務(wù)一:知其然,探索鐵為什么生銹。
【教師】要知道鐵為什么生銹,先要知道鐵銹的主要成分是什么?
【探究鐵銹成分】實(shí)驗(yàn)1:用濾紙擦拭鐵銹。
【Ql】鐵銹是什么顏色的?
實(shí)驗(yàn)2:生銹鐵釘與稀鹽酸的反應(yīng)。
【Q2】生銹鐵釘和稀鹽酸反應(yīng)有何現(xiàn)象?
(氧化鐵與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,氯化鐵溶液是黃色的。)
【學(xué)生】生銹鐵釘表面氣泡很少,看到溶液略有黃色??磥?lái)鐵銹中應(yīng)該含有氧化鐵。
【信息】鐵銹的成分比較復(fù)雜,它是一種混合物,主要成分通常是Fe2O3·xH2O。
【Q3】導(dǎo)致鐵生銹的原因是什么?
【學(xué)生】猜想與空氣中的水和氧氣有關(guān)。
【Q4】如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想?
【屏幕投影】見(jiàn)圖2。
(學(xué)生談自己的設(shè)計(jì)思路)
【生成性Q1】試管1鐵釘與空氣接觸,空氣中的水分怎么處理?
(試管中加干燥劑并塞上橡皮塞。)
【生成性Q2】試管2中為什么水要淹沒(méi)鐵釘?
(為了不讓鐵釘接觸空氣。)
【生成性Q3】水里的氧氣有沒(méi)有除去?如何除去?
(用蒸餾水、或?qū)⑺蠓?。?/p>
【生成性Q4】怎樣防止氧氣再溶于水?
(迅速冷卻。)
【教師】這位同學(xué)的思路嚴(yán)謹(jǐn)且表達(dá)清晰。出示按照同學(xué)設(shè)計(jì)思路進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖(見(jiàn)圖3),觀察現(xiàn)象。
【教師】請(qǐng)同學(xué)們?cè)诒?中記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(見(jiàn)圖4)。
【Q5】對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,請(qǐng)分析鐵生銹的必要條件是什么?
【學(xué)生】鐵生銹需要氧氣和水同時(shí)滿足。
設(shè)計(jì)意圖:這是本課的第一個(gè)項(xiàng)目任務(wù),也是本課的重點(diǎn)與難點(diǎn),項(xiàng)目任務(wù)以問(wèn)題的形式呈現(xiàn),引發(fā)學(xué)生的思考。教師的問(wèn)題設(shè)計(jì)中既有預(yù)設(shè)的問(wèn)題,“鐵銹的性質(zhì)有哪些?”“鐵銹的主要成分是什么?”“鐵生銹的原因是什么?”……讓學(xué)生通過(guò)探究、思考、討論,充分參與到學(xué)習(xí)中來(lái),親自解決問(wèn)題,印象更深刻,學(xué)習(xí)更有效。在學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,不同的學(xué)生設(shè)計(jì)能力不同,按照課堂的真實(shí)情景,生成學(xué)生未知的問(wèn)題,如“鐵釘只與空氣接觸,空氣中水分怎么處理?”“鐵釘只與水接觸,水中的氧氣怎么處理?”……利用學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)的不嚴(yán)謹(jǐn),形成生成性的問(wèn)題,引發(fā)學(xué)生的深度思考。與傳統(tǒng)的問(wèn)題式學(xué)習(xí)相比,項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的最大亮點(diǎn)在于強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體,學(xué)生在解決問(wèn)題和完成項(xiàng)目化任務(wù)的過(guò)程中,由接受者變?yōu)橹鲃?dòng)的知識(shí)建構(gòu)者。
3.實(shí)驗(yàn)思考,實(shí)踐應(yīng)用
項(xiàng)目任務(wù)二:如何防止鐵生銹?
【Q1】通過(guò)探究已經(jīng)知道了鐵生銹的原理,生活中人們采用哪些措施防止鐵制品的生銹?
(汽車外殼涂油漆、白行車鏈條涂油、門窗用鋁合金……)
【Q2】這些防銹措施利用什么原理?
(這些防銹措施是利用覆蓋保護(hù)膜,隔絕氧氣。)
【拓展】“烤藍(lán)”,又稱“發(fā)藍(lán)”,可以使鐵器表面氧化生成一層致密的四氧化三鐵薄膜,增強(qiáng)鐵器件的抗腐蝕能力。鐵器件“烤藍(lán)”要使用發(fā)藍(lán)液。常用的一種發(fā)藍(lán)液是用氫氧化鈉、硝酸鈉、亞硝酸鈉等試劑配制而成的。去除了油污和銹斑的刀片,在發(fā)藍(lán)液中煮沸一段時(shí)間后取出,用水洗凈,就可以看到刀片表面呈現(xiàn)出藍(lán)黑色光澤(見(jiàn)圖5)。
(這也是利用覆蓋保護(hù)膜,隔絕氧氣。)
【Q3】生活中還有其他的防銹措施和原理嗎?
(生活中用不銹鋼衣架,這利用的原理是改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)。)
(家里用的菜刀通常洗凈擦干,這是利用保持干燥的防銹原理。)
【Q4】你能總結(jié)防銹的原理與鐵生銹條件之間的關(guān)系嗎?
(總的來(lái)說(shuō)防銹就是破壞生銹的條件之一。)
【教師】建立鐵的生銹與防銹的關(guān)系模型(見(jiàn)圖6)。
【Q5】生活中發(fā)現(xiàn)切過(guò)檸檬的菜刀比普通的菜刀更容易生銹,擱淺在海灘上的比河岸邊的輪船更易生銹,這是為什么呢?
(可能是海水里的食鹽或檸檬里的酸起了作用。)
【教師】為了驗(yàn)證這一猜想,老師也提前準(zhǔn)備第二組試驗(yàn),請(qǐng)同學(xué)們觀察(見(jiàn)圖7)。
【Q6】實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明是什么加快了鐵的生銹?
(是鐵在有氧氣和水同時(shí)存在的條件下,食鹽水或稀硫酸可以加快鐵的生銹。)
【Q7】在防銹的原理上還應(yīng)該補(bǔ)充些什么呢?
(防止鐵制品接觸酸或鹽。)
設(shè)計(jì)意圖:該項(xiàng)目任務(wù)是讓學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活,如何用生銹的條件來(lái)推斷防銹的原理?圍繞這一問(wèn)題展開(kāi)教學(xué),鐵生銹的條件決定防銹的原理,而防銹的原理體現(xiàn)生銹的條件,從素養(yǎng)上讓學(xué)生建立模型認(rèn)知和證據(jù)推理。通過(guò)問(wèn)題的層層遞增,通過(guò)深層次的實(shí)驗(yàn)探究讓學(xué)生掌握鐵在滿足生銹的必要條件的情況下,在什么條件下加快鐵的生銹?項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中的問(wèn)題設(shè)計(jì)是為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,讓學(xué)生發(fā)散思維自主化學(xué)習(xí),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。問(wèn)題設(shè)計(jì)也是為了讓每一個(gè)學(xué)生都積極參與到課堂學(xué)習(xí)過(guò)程中,學(xué)生通過(guò)對(duì)問(wèn)題的分析研究、自主探索,以及相互合作學(xué)習(xí)可以得到更多的知識(shí)。通過(guò)合作學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的合作能力與合作精神。
4.活動(dòng)拓展,啟思明智
項(xiàng)目任務(wù)三:銅在什么條件下生銹?
【教師】生活中常見(jiàn)的金屬制品除了鐵還有哪些常見(jiàn)的金屬?同學(xué)們你們需要解決哪些疑惑?
【學(xué)生Q1l】銅也是生活中常見(jiàn)的金屬,銅生銹的產(chǎn)物是什么?
【學(xué)生Q2】銅生銹可能是什么原因引起的?為什么?
【學(xué)生Q3】如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明銅生銹與這些因素有關(guān)?
【教師】請(qǐng)同學(xué)們利用研究鐵生銹的方法和經(jīng)驗(yàn)來(lái)解決你們提出的關(guān)于銅生銹問(wèn)題。
【學(xué)生】展示作品。
設(shè)計(jì)意圖:這一項(xiàng)目任務(wù)是建立在任務(wù)一、二的基礎(chǔ)上,建構(gòu)了探究金屬生銹的一般思路,而研究銅生銹可由學(xué)生自主探索,由學(xué)生自己設(shè)計(jì)研究思路:銅生銹的產(chǎn)物是什么?如何研究產(chǎn)物?什么條件下會(huì)生成這樣的產(chǎn)物?什么樣的措施可以防止銅的生銹?完全給學(xué)生機(jī)會(huì)提出問(wèn)題,解決問(wèn)題。但對(duì)銅生銹的研究又不是完全對(duì)鐵的照搬全抄,因?yàn)殂~生銹相比鐵的生銹要復(fù)雜,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)相比鐵生銹實(shí)驗(yàn)難度要大,這樣既給學(xué)生階梯,又給學(xué)生設(shè)計(jì)了梯度。同時(shí)在學(xué)生探究的過(guò)程中又有一系列生成性的問(wèn)題可以一邊探究一邊思考,學(xué)生有了高度的參與度,相信學(xué)生對(duì)這節(jié)課的印象一定非常深刻。這是教給學(xué)生思考的能力,教給學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力。
三、教學(xué)反思
1.“項(xiàng)目化學(xué)習(xí)”視域下的問(wèn)題預(yù)設(shè),以知識(shí)技能的發(fā)生發(fā)展為主線
“項(xiàng)目化學(xué)習(xí)”視域下的問(wèn)題設(shè)計(jì),最突出的特征是把真實(shí)情景中的知識(shí)轉(zhuǎn)化為問(wèn)題引發(fā)學(xué)生思考、探索。本課任務(wù)中“鐵為什么生銹”“如何防止鐵生銹?”“銅在什么條件下生銹及如何防銹”等問(wèn)題的預(yù)設(shè),是以本課的知識(shí)技能的發(fā)生發(fā)展為主線預(yù)設(shè)的。一個(gè)個(gè)問(wèn)題隨著學(xué)生的思考、討論和解決,學(xué)生在知識(shí)技能上掌握了課程內(nèi)容的重點(diǎn),并掌握了一套金屬銹蝕與防護(hù)原理的知識(shí)體系。問(wèn)題情景“擱淺在海邊的輪船為什么更快生銹?”引發(fā)學(xué)生深度思考,學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程是要知其然更知其所以然。通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的對(duì)比,學(xué)生在知識(shí)技能上又獲得生活中加快鐵生銹的因素從而加以防護(hù)。教師將知識(shí)點(diǎn)成功地轉(zhuǎn)化為一個(gè)個(gè)問(wèn)題引發(fā)學(xué)生思考,在課堂上開(kāi)出問(wèn)題的花兒,結(jié)出成功的果兒。整課的設(shè)計(jì)思想是讓學(xué)生在項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的課堂中不但獲得知識(shí),而且獲得知識(shí)的方法。
2.“項(xiàng)目化學(xué)習(xí)”視域下的問(wèn)題生成,以學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)成長(zhǎng)為指導(dǎo)
項(xiàng)目化學(xué)習(xí)過(guò)程中要求教師將課堂交給學(xué)生自由發(fā)揮,課堂中讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)鐵生銹探究實(shí)驗(yàn),這是發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和小組之間的合作能力。學(xué)生在思索問(wèn)題時(shí),方向可能發(fā)生偏差,這是正常現(xiàn)象,教師利用教學(xué)機(jī)智和提問(wèn)藝術(shù)生成更有深度的問(wèn)題。如學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí),雖然已經(jīng)考慮到對(duì)比實(shí)驗(yàn)需要控制變量,設(shè)計(jì)試管②中的鐵釘只與水接觸,但學(xué)生未考慮到水中溶解的氧和放置久了氧氣重新溶解這樣的問(wèn)題,教師利用這樣的契機(jī),生成問(wèn)題,引發(fā)學(xué)生深度思考,糾正學(xué)生思維的方法,作出有效的指導(dǎo),使學(xué)生的探究能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和分析問(wèn)題的能力得以提升。
3.“項(xiàng)目化學(xué)習(xí)”視域下的問(wèn)題解決,以核心素養(yǎng)的孕育提升為目的
“項(xiàng)目化學(xué)習(xí)”視域下的問(wèn)題解決,是以提升學(xué)生核心素養(yǎng)為目的。培養(yǎng)學(xué)生不是成為機(jī)械化的知識(shí)接受者,而是成為學(xué)習(xí)的自我構(gòu)造者。課堂中教師的任務(wù)是有針對(duì)性地引導(dǎo)學(xué)生思考。問(wèn)題是思維的向?qū)?,而最高層次的?wèn)題解決不是學(xué)生圍繞教師的問(wèn)題進(jìn)行作答,而是學(xué)生自主提出問(wèn)題,學(xué)生不僅要明白哪些問(wèn)題需要解決,還要學(xué)會(huì)如何將問(wèn)題用語(yǔ)言精準(zhǔn)地表達(dá)。如在探究了鐵為什么生銹和如何防銹后,引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系生活中其他常見(jiàn)的金屬,它們的生銹和防銹原理如何?怎樣研究?學(xué)生如果具有這樣的問(wèn)題意識(shí),自主探究能力自然也會(huì)提高,學(xué)生只有做到有問(wèn)、敢問(wèn)、善問(wèn),項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的問(wèn)題教學(xué)的優(yōu)勢(shì)才能得到最大程度地發(fā)揮。這是以發(fā)展學(xué)生能從問(wèn)題和假設(shè)出發(fā),確定探究的目的,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,旨在發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究和創(chuàng)新意識(shí),建立觀點(diǎn)、結(jié)論、證據(jù)之間的邏輯關(guān)系,通過(guò)分析、推理等方法認(rèn)識(shí)研究對(duì)象的本質(zhì)特征,建立模型,發(fā)展學(xué)生的模型認(rèn)知等核心素養(yǎng)。
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