基于ATDE式教学模式提升初中化学复习课效益——以“暖宝宝科学实验室”教学为例

福建省莆田市第十七中学(351111) 蔡晶晶

化学中考复习课既不像新课让学生有 “新鲜感”,又不像练习课让学生有 “成就感”,一不小心就会上出 “冷饭重炒”之感。面临沉重的升学压力,如何赋予初中化学复习课堂的新意和活力,是值得每位初中化学教师深思的问题。ATDE 教学模式是陈龙安学者提出来的一种旨在培养学生创造性思维和能力的教学模式。在复习课中应用该教学模式,可以在学科知识体系得以完善的同时,培育学生的化学核心素养,提升化学复习的效益。

1 ATDE式复习教学模式的内涵

所谓ATDE,分为问 (A-Asking)、想 (TThinking)、做 (D-Doing)、评 (E-Evaluation)四要素,是旨在培养学生创造力的一种教学模式。在教学过程中,以 “问”为中心,依据学生的基础知识和复习内容,教师创设有效情境,学生自主产生创造性思维的问题链。学生在情境的驱动下,展开两方面的创造性活动：一方面是小组讨论释疑的发散性的 “想”;另一方面是以查阅资料、实验探究等方式呈现的“做”。基于实践活动达成的“小组互评、教师点评、师生互评”的目的,内容是多元的,不仅是针对“问”,还可以是由此复习课引发的新感悟。在整个复习过程中学生由问而想,边做边想,边做边评,4 个环节互相修正、相互渗透。

核心素养是学生应具备的、能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。化学学科核心素养是现代社会公民必备的科学素养,是学生终身发展的重要基础。结合初中化学学科特点,笔者将ATDE教学模式进行如图1所示的应用解析。

图1 ATDE创新思维化学教学模式

2 ATDE式复习教学模式案例设计

传统的复习课往往以知识梳理为主,真题以练促学,方法再次归纳,迁移提升,虽条理分明,但学生的学习兴趣不能被有效激发,长此以往,教学效果事倍功半。杭州师范大学张华教授认为：“教学要尊重学生的个人知识,基于学生个体经验开展教学;要把知识当做探究的对象和使用的资源;教学过程要将学科知识提升为学科观念;要让知识学习成为批判性思维和问题解决的过程,转变教的理念与学的方式是素养发展前提和关键。”

下面,笔者以一节化学复习课 “暖宝宝科学实验室”为例,谈谈ATDE 式复习模式在复习课教学中的尝试,其教学设计如图2所示。

图2 “暖宝宝科学实验室”教学流程

2.1 问(A-Asking)

本节课首先邀请学生代表亲身体验暖宝宝发热的过程。这一真实情境的创设,单刀直入,激发学生的发散性思维：是什么原理让暖宝宝发热? 暖宝宝的主要成分是什么? 为何能在短时间内发热?这些驱动性问题都是学生体验后自发提出的,也成为驱使他们进一步思考、实践的动力,“寻宝”之路就此开启。知之者不如好之者,好之者不如乐之者。复习课更应该创设真实情境让学生乐于自主探究,串联起多个知识点,达到融会贯通的学习目的。

2.2 想(T-Thinking)

通过观察暖宝宝成分的外观形态,学生学会从复杂的情境问题中筛选出有效的信息：从颜色、形态、用途入手,猜想暖宝宝的原理是铁生锈缓慢氧化放热,进而考虑暖宝宝主要成分是铁粉,从初中现有的知识储备出发,讨论短时间内迅速升温有可能是NaCl溶液的贡献。猜想正确与否驱使着学生验证常见物质及常见离子的存在。

“鉴宝”旅程随之进行。课堂上学生们的思维很活跃。方案1：“用磁铁靠近粉末,通过粉末是否能被吸引来检验铁的存在。”教师追问： “能被磁铁吸引的就一定是铁吗?”学生经过小组讨论很快对自己的方案进行修正。方案2： “铁属于金属,从金属的化学性质出发,考虑取少量暖宝宝的主要成分黑色粉末于试管中,滴加适量的酸溶液(稀盐酸或稀硫酸)或盐溶液 (如常见的硫酸铜溶液等),观察反应现象。”让教师意想不到的是部分学生思路更加开阔,提出了方案3：“铁丝无法在空气中燃烧,但铁粉与空气的接触面增大,有可能燃烧。可将少量暖宝宝的主要成分黑色粉末点燃,观察燃烧的现象。”方案4： “观察暖宝宝使用后的成分颜色是否为红棕色 (铁锈主要成分氧化铁的颜色)。”关于NaCl的鉴别,考虑验证氯离子的存在,学生选择了硝酸银溶液,部分学生提出滴加稀硝酸完善方案。

教师在学生交流实验方案之后,肯定了学生验证某物质一般先考虑物理方法再考虑化学方法的清晰思路。在这一过程中,学生应用积累的化学知识独立思考、逻辑推理、互相评价,不断完善方案,教师适时点拨,引导深入分析并提醒具体规范操作。在发散性的思维活动过程中,学生微观探析、转变观念和证据推理的能力得到潜移默化的培育。

2.3 做(D-Doing)

教师先演示铁粉在空气中燃烧的实验：在装有少量水的水槽中放一蒸发皿,蒸发皿中放入一小团浸过酒精的棉花,点燃棉花,在火焰上方撒入用胡椒粉罐子装着的少许铁粉,铁粉剧烈燃烧,火星四射。学生在感叹中领悟可燃物与氧气的接触面大小会影响燃烧反应速度的原理。根据各小组探讨的方案,积极动手实践验证自己的猜想。小组成员在做中学,锻炼了实验操作能力。通过实验探究得出暖宝宝的主要成分之后,自制暖宝宝成为学生的强烈愿想。教师因势利导,简介活性炭在暖宝宝中的作用,提供不同配比的主要成分。学生分组自制暖宝宝,自制暖宝宝并没有想象中水到渠成,成分比例和用量需要多组实验对比才能确定,学生形成定量认识,应用定量认识解决问题。至此,学生也顺利“获宝”。

2.4 评(E-Evaluation)

学生在探究暖宝宝成分实验中,会遇到反应现象不明显等问题,通过小组互相点评、取长补短。教师适时补充点评：比如鉴定NaCl溶液的存在,初中有限的知识储备仅能检验氯离子的存在,而钠离子的检验属于高中知识范畴,使学生感悟到学无止境的科学精神。在课堂最后的交流评价中,学生认为暖宝宝内在发热原理并不复杂,或许多留心生活、多动动脑筋,自己也能有一些小发明小创造。通过生生互评、师生互评,学生的创造性思维得以完善。教师总结：本节复习课之前“谈锈色变”,如今应用化学知识便能 “变锈为宝”,这也正是化学的魅力所在——化腐朽为神奇,我们要学好化学,改变生活。通过 “寻宝—鉴宝—获宝”,学生解放思想,运用所学化学知识和基本实验技能、探究方法,寻求真实情境中问题的解决方案。在这一体验过程中,学生也发展了“证据推理与模型认知”的核心素养。

3 教学反思

3.1 巧选主题是关键

贴近生活的主题选择是ATDE 式教学模式提升复习课效益的关键。所选主题的相关知识应符合学生认知发展规律,具有挑战性。例如本课选取学生熟悉的暖宝宝为探究题材,“暖宝宝主要成分是什么? 能不能自制暖宝宝?”这些油然而生的“问”激发了学生主动探究的强烈欲望,回顾相关知识点,认真“想”,专心“做”,详细 “评”。在这个过程中,学生不仅体验了科学探究的一般流程,复习了物质的性质和检验方法,而且在合作过程中,学会了证据推理。教育的最终目的并不仅仅是获得知识本身,以知识内容的掌握为载体,充分领悟学科思维和能力,学会从化学的角度思考问题,用化学的方法解决问题,这才是核心素养的达成。

3.2 挖掘能力是目标

ATDE 式教学模式注重培养学生的创造力。在本节课中,铁粉是否能在空气中燃烧的疑问只有通过实践才能检验。教师巧用浸过酒精的棉花团而非酒精灯引燃铁粉,利用生活中的胡椒粉罐装铁粉进行实验,创新设计给启蒙阶段的学生以启迪,教师的身体力行培养了学生的创新意识。而化身暖宝宝研发室的一员,学生对比分析相关数据,学会质疑和总结。如何防止暖宝宝里的铁粉在拆封前氧化放热,又能在拆封后几小时内持续不断地保持一定温度是作为研发部一员要考虑的实际问题。学生学会启用源于课本又高于课本的化学学科知识解决实际问题。师生互动,生生互动,逻辑思维能力不断提升,教学相长。

3.3 意犹未尽是高效

一节复习课不应是知识巩固的终点,而应是知识重组和思维活跃的起点。本课结束之后,留下的悬念同样引人入胜：如何检验暖宝宝中另一主要成分活性炭的存在? NaCl溶液和活性炭的存在为何会加速铁粉的氧化? 暖宝宝的主要成分可以用其他物质代替吗? 暖宝宝使用后的产物是否可以回收利用? 除了暖宝宝,生活中是否有其他“变锈为宝”的例子? 是否能自制 “冷宝宝”? 市面上的“自热米饭”发热原理又是什么,如何验证? 这些问题使学生在课后仍然浮想联翩,课堂的复习内容有限,而课后学生的创造性思维和能力延伸无限,无形之中提高了复习课的效益。

4 小结

在ATDE式化学复习教学模式中,学生成为课堂真正的主人。复习课不再索然无味,变得生动有趣。最重要的是通过 “问—想—做—评”4个环节,学生在课堂上实践能力、创新精神及核心素养都得到了不同程度的培育。

核心素养的培育并不是一蹴而就的,以生为本,基于ATDE式复习教学模式能让我们的复习课生动活泼。若要 “素养为本”的复习效益落地生根,需要我们不断开拓思想,创新教法,砥砺前行。