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关注知识的生长点 让知识自然生长

2015-12-05强美凤

化学教与学 2015年6期
关键词:稀硫酸生长点试管

强美凤

(江苏省无锡市锡山区教研室 江苏 无锡 214101)

关注知识的生长点让知识自然生长

强美凤

(江苏省无锡市锡山区教研室 江苏无锡214101)

知识仅仅靠灌输和积累是不够的,还需要生长。教师要关注知识的生长点,引导学生从熟悉的生活中,从迫切的需要中,从联系和迁移中获取活的知识,会生长的知识。

生长点;知识生长

关于生长点,植物学认为,根和茎的顶端分生组织叫生长点,此处细胞分裂活动旺盛。生长点的引申意义是泛指与某一事物联系较紧密的,由此事物生发出来的,有明显传承或依附关系的事物。

关于知识生长点,心理学认为,知识生长点是一种根知识,它是知识的本原雏形或胚胎,具有高生长性高附加值高信息量。它是原有认知结构中影响新知识学习的一个最关键的因素。

这样看来,学生认知结构中已有的适当知识对新知识有意义学习起非常重要的作用。这就要求教师的教学要从学生已有的生活经验出发,激活学生的已有知识,找准知识的生长点,根据学生的学习需要,遵循学生的认知规律,多向联系,系统规划,完成知识的迁移和知识结构的重建,让知识自然长出来。

一、让知识从生活经验中自然生长

初三化学是化学学习的启蒙阶段,在此之前,学生没有系统地接触过化学。尽管如此,丰富的生活经验仍然为化学启蒙教学打下了坚实的基础。教师要充分意识到这一点,努力关注并寻找化学知识与生活经验的关联点,用生活经验帮助学生顺利地敲开化学之门。

涉及到药品的保存和取用教材上这样说:“固体药品通常存放在广口瓶中,取用固体药品一般用药匙。液体药品通常盛放在细口瓶中,常用倾倒法取用。”好多老师会带领学生一起读书,划出关键词“固体 广口瓶”“液体 细口瓶”,展示广口瓶和细口瓶给学生看,然后通过练习巩固直到学生能在卷面上准确地写出来。其实,每家厨房就可成为我们鲜活的教学场景,厨房的佐料通常有食盐、糖、味精、植物油、酱油、黄酒等,其中有固体也有液体。教师可提前一天要求学生进入自家厨房观察各种佐料的盛放容器,找到不同容器与佐料状态(固体还是液体)的关系,并思考为什么要这么盛放,还可以试一试“若反过来盛放取用时会怎样”,第二天回到课堂进行交流和总结。此时教师再带领学生看教材的“固体药品通常存放在广口瓶中,取用固体药品一般用药匙。液体药品通常盛放在细口瓶中,常用倾倒法取用”这句话时感觉就完全不同了,再看这句话的时候学生的头脑中会呈现出一个熟悉的场景,在这个场景的支撑下,对这句话的理解和记忆就基本不会有什么问题。这个熟悉的场景就是学生理解这句话的原点,是教师引导学生将生活经验与化学知识联系起来的生长点。

这样的素材还有很多,比如化学中的“过滤”和生活中的“捞馄饨”,化学反应时的“搅拌”和生活中的“炒菜”,化学中的“洗涤滤渣”和生活中的“淘米”等等。

要让化学知识从生活经验中自然长出来,一方面要求老师做个有心人,养成到生活中寻找化学素材的意识和习惯,另一方面,教师和家长也要给孩子机会,让孩子多动手多观察多归纳多积累生活经验,为学科学习积累更多的生长点。

二、让知识在迫切需要中自然生长

化学是一门以实验为基础的科学,学习化学必然要进行化学实验,实验时必然会使用各种实验仪器。那么,怎么向学生介绍各种化学仪器呢?尤其是新仪器的首次亮相。

根据观察,一般老师的做法是:展示仪器——说名称——说用途——演示用法——学生模仿。这样做思路很清楚,当时学生似乎也没有产生学习的困扰,但是从长远来看还是有问题的。思考和观察的结果是:学生只会使用老师介绍过的仪器,出现新的仪器时即使实验需要也不会选择使用,“等老师给”“等老师说”“等老师教”成为学习的常态。但是知识的学习是没有穷尽的,老师也不可能时刻跟着学生。这显然不利于知识的自然生长。

用需要来引导学生思考、寻找和选择是解决这个问题的方法之一。以锥形瓶和长颈漏斗的推出为例。学生已经比较熟悉试管作为化学反应的容器,但是在学习质量守恒定律的时候 (人教版九年级化学上册P93)发生了问题:若铁与硫酸铜溶液在试管中反应,试管无法稳定地放在天平的托盘上。那就要考虑用能稳定放在托盘上的反应容器来替代试管。此时老师提供烧杯、锥形瓶等几种反应容器供学生选择,学生通过思考和权衡就能比较自然地选择锥形瓶了,以后碰到需要稳定放置的反应容器时也会想到锥形瓶。再如长颈漏斗的使用。长颈漏斗首次出现在实验室制取二氧化碳气体的实验装置(人教版九年级化学上册P114)中。在研究实验室制取二氧化碳气体之前,学生已经学习了实验室制取氧气的方法,了解了相关的实验装置。在设计实验室制取二氧化碳气体的装置时,学生最初一般会选择带单孔塞的试管 (模仿实验室制氧气),在教师的引导下把试管换成容量较大的锥形瓶,此时教师可以按学生的意愿组装好装置进行实验,并预先设计发生 “由于一次性加的盐酸量不足导致二氧化碳气体收集不满“的问题,接着产生的问题是:如何使反应继续进行收集满一集气瓶的二氧化碳气体?问题引出了迫切需要:继续向锥形瓶中加盐酸。此时老师再展示长颈漏斗就是及时雨了。又考虑到制取气体需要良好的气密性,再问学生:长颈漏斗的颈设计得这么长的意图是什么?使用时要注意的操作是什么?这样在迫切的需要中推出新的仪器,在需要中研究仪器构造特点和使用方法,能激发学生主动思考、主动寻找、主动研究的积极性和行动,对仪器构造的特点和使用方法也更容易理解,由此获得的知识是长出来的,有生命力的,是既可以追根究源又可以继续生长的。以后碰到新的仪器(如分液漏斗、容量瓶)时根据仪器的结构特点就能大概分析其用途,也能在没有现成仪器时通过实验的需要寻找替代品,将来也可能在找不到符合需要的现成仪器时自己设计并创作新的仪器。

三、让知识在联系和迁移中自然生长

学习的过程就是不断解决问题的过程,而迁移是问题解决的核心。那么,如何促进学生学习的有效迁移呢?认知迁移理论认为,领会是学习迁移的必要条件。若要形成知识迁移,首先必备的第一步是要领会。教育的问题可能就是如何增加学生在面临现实生活问题时提取在课堂里习得的相关材料的可能性。教师的任务之一就是要引导学生加强对简单知识与复杂知识、新旧知识之间的联系,必须强调的是,这种联系不能仅停留于简单累积事实性知识的范围,而是要建立在理解其原理、领会其实质的基础上的联系。

2014年无锡市中考化学第19题(节选):

某工业废渣主要成分是Fe2O3、CaCO3和SiO2。废渣研成粉末后加稀硫酸充分反应生成二氧化碳气体,将反应后溶液过滤,滤液中只含有CaSO4和SiO2。你认为实验室_______(填“能”或“不能”)用粉末状的石灰石与稀硫酸反应制二氧化碳气体。

参考答案是“能”,但许多学生回答“不能”。

下面我们来寻找该中考题的原型并对其进行分析。

原型1:教材(人教版九年级化学上册)P116第5题(简化):

实验室里现有稀硫酸、石灰石和稀盐酸以及以下仪器,利用上述仪器和药品可以制取二氧化碳,你选择的药品和仪器是_____________________。

集气瓶、双孔塞、单孔塞、酒精灯、水槽、铁架台、锥形瓶、长颈漏斗

分析研究该题的过程一般是这样的:老师做实验(块状石灰石和稀硫酸混合)给学生看,学生发现块状石灰石和稀硫酸刚接触时是有气泡 (二氧化碳气体)产生的,一段时间后反应停止。对现象进行分析的结果是稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在块状石灰石表面,阻碍了石灰石与稀硫酸的接触,反应停止。结论是:实验室不能用块状石灰石和稀硫酸反应制取二氧化碳气体。接着通过一系列的练习和复习对此结论进行了反复的巩固。学生对此印象深刻。所以,一部分学生看到了石灰石和稀硫酸就下了“不能”的结论。这部分学生只是记住了结论而没有领会反应不能继续的实质,对新环境中给出的新信息视而不见,只对事物的表象进行了机械搬迁,没有完成知识的真正迁移。

原型2:教材(人教版 九年级化学 下册)P74实验11—1:碳酸钠(粉末)与稀盐酸反应。老师引导学生观察到该反应很剧烈,生成气泡的速度很快,较块状石灰石与稀盐酸反应产生气体的速度快得多。师生共同分析得出结论:这个反应不适合用于实验室制取二氧化碳气体,因为反应速度太快,气体不易收集。由此,“粉末—快—气体不易收集”也在学生头脑中留下了深的印记。所以,一部分学生看到中考题中的“粉末”就联想到“太快”就下了“不能”的结论。这部分学生还是可以理解的,因为中考题给了“粉末状石灰石与稀硫酸可以反应”的信息,但是并没有提供“反应速度”的信息,而学生也没有做过粉末状石灰石与稀硫酸反应的实验,对该实验缺乏感性认识。学生得出不符合实际的结论跟中考题给的信息不够充分有一定的关系。

原型3:教材(人教版 九年级化学 上册)P42第4题(1):

把二氧化锰加入装有过氧化氢溶液的试管中”与“把过氧化氢溶液缓缓加入盛有少量二氧化锰的试管中”的实验现象是否相同?那种方法可以得到平稳的氧气流?

结论很容易得出:第二种方法可以得到平稳的气流。假如到此为止,这个问题与中考题就没什么关联了。假如教师把一系列问题联系起来,能站在“实验室制取气体”的系统高度上观察分析问题,就可能紧接着提问:如何收集到第二种方法产生的平稳气流?(这个问题最好放到实验室制取二氧化碳气体部分再提出)。这时就会产生一系列的问题:要收集气体,那气体发生装置就必须密闭,就要在试管口加塞,加塞后过氧化氢溶液怎么缓缓加入呢?用长颈漏斗。但长颈漏斗使用时必须液封,试管中过氧化氢溶液就必须先有一定量,反应速度不好控制。此时分液漏斗就呼之欲出了。有了分液漏斗就可控制加液体反应物的量从而达到控制反应速度的目的,就可以收集到平稳的气体。

回到原型2的问题:实验室能否用碳酸钠固体与稀盐酸反应制取二氧化碳气体?其实这样提问的方式本身也有问题,合理的问法应该是:实验室能否用碳酸钠固体与稀盐酸在装置1中反应制取二氧化碳气体?由此看来,解决问题应该有多个方向,就解决实验室制取气体这个问题,可以改变原料,可以改变原料的状态,可以改变反应条件,也可以改变实验装置等等。实验室用碳酸钠固体与稀盐酸在装置2中反应不是可以得到平稳的二氧化碳气体吗。

《义务教育化学课程标准》(2011年版)P33指出:学生科学素养的发展是一个持续进步的过程,因此,应依据标准中的“课程目标”和“课程内容”,结合学生的已有经验对主题、单元教学目标和课时教学目标进行整体设计和规划,针对学生科学素养发展的不同阶段,设计与之相适应的教学目标。“实验室制取气体”是义务教育阶段化学教学的重要目标,在不同的阶段有不同的能力要求。要实施好这个目标,需要教师站在系统的整体的高度,理解教材的编写意图,了解学生的学习情况,整合教学资源,找到最好时机,引导学生学会联系和迁移,从低目标走向高目标,让知识长出来,长结实。

总之,学习的过程不是简单的收集和堆积,也不像砌墙那样砌到那儿就只能到那儿。学习是一种有生命的生长的过程。教师作为学生学习的引导者,就要设法保护好学生的学习之根,使之根系发达;要关注、保护、用好并促进学生学习的生长点,使其保持旺盛的生命力,让其能够茁壮成长。

[1]人教社课程教材研究所,化学课程教材研究发展中心.义务教育教科书九年级化学(上下册)[M].北京:人民教育出版社,2014

[2]中华人民共和国教育部制订.义务教育化学课程标准(2011年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2012

[3]施良方.学习论[M].北京:人民教育出版社,2001

1008-0546(2015)06-0002-03

G632.41

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2015.06.001

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