浅谈化学视角认识身边物质的教学反思
2020-11-09何媛媛
摘要:随着课程改革的推进,课程标准使学生运用化学知识分析和解决简单问题的能力越来越灵活,因此,身边的化学物质作为化学教学和中考考查的五个主题内容之一。教师在教学设计中,基于化学的视角,展现义务教育阶段化学课程的启蒙性和基础性,帮助学生从物质的变化和性质、宏观与微观、分类思想这三个方面建构出研究物质的思维方法,从而培养学生的化学学科核心素养。
关键词:物质;化学视角;变化和性质;宏观与微观;分类思想
化学作为一门实用学科,应用于自然科学的方方面面,与我们生活生产密切相关,人教版九年级化学教材绪言的开篇,就已经表明“什么是化学”,区别于物体,化学研究的是物质。义务教育化学课程标准中指出,引导学生认识和探究身边的化学物质,了解化学变化的奥秘,是化学启蒙教育的重要内容。观察和探究身边的一些常見物质,不仅能帮助学生了解它们对人类生活的影响,也是培养学生从化学的角度认识和理解人与自然的关系。
在研究物质的课堂教学上,尽管梳理出详尽的知识点,也展现生动有趣的实验,但是,随着教学的深入,我们发现,物质的学习成为学生在化学学习中最为复杂的知识板块,“记不住”、“好复杂”成为学生这一板块学习中常用的词语。所以,在进行教学反思之前,先简要分析学生要面临的一些困难。
一、物质学习中出现的困难
1.认知水平的局限性。基于生活经验和一些科学常识,学生对于身边的物质有一定的了解,如空气中有氧气、二氧化碳等气体,氧气可以用于呼吸,二氧化碳用于植物光合作用和灭火……,然而,这些知识对于学生来说是零散的碎片,这就意味着学生对物质的认识是片面的、单一的。
2.分类思想的缺乏性。尽管化学概念的学习,可以提高学生对物质研究的能力,但是随着认识的物质越来越多,涉及的知识内容也越来越繁杂,由于不擅长将获取的信息进行加工和归类总结,学生对物质认识所涉及的知识点没有进行分类归纳。
鉴于身边物质的认识是化学学习的重要板块,因此,在相关教学中,培养学生从化学视角认识物质是化学学科思想的基本策略,那么,在教学设计中可以从以下三个方面进行思考。
二、教学思路的反思
1.建构框架——变化和性质。化学在认识物质世界中有其独特的视角和价值,变化和性质就是最基本的两个方面,而物质的变化和性质是相互作用、相互联系的。人教版九年级上册第一单元课题1,物质的变化和性质是以物质及其变化引入,通过千变万化的现象揭示化学变化的本质,所以物质的变化和性质作为基本概念是为后面学生对物质的学习起到指向作用。
在上册教材中,学习的物质主要有氧气、水、碳单质、二氧化碳和一氧化碳,因此,在教学中教师要帮助学生建构框架:变化和性质。
分别以氧气和二氧化碳的学习为例。在氧气的学习中,由于学生认识的局限性,对氧气的认识只能停留在颜色、状态和用途,那么这一教学环节通常是就设计为情景导入,如:生活在水中的鱼可以自由呼吸,而鱼类呼吸需要氧气,这一现象表明氧气的用途是供给呼吸,并且水里的鱼自由呼吸又引导出氧气在水中的溶解情况,通过生活实际与教材的结合,提炼出氧气的相关物理性质;另外,氧气的化学性质是需要通过化学变化来获得,教师在课堂上利用硫、木炭、铁丝等物质与氧气发生的化学反应,指导学生观察实验现象,在这一环节中,可以引导学生反思如果没有氧气参与,这些物质还能否发生类似的变化?
认识氧气的教学中,无论是对氧气溶解性的认识还是对氧气化学性质的认识,都需要引导学生学会从物质变化入手,所以变化与性质是相互作用、相互反映的。关于认识氧气的用途,可以利用氧气的性质并结合生活实际来获取信息,学生要进行反思、认识到物质的燃烧有一个条件是氧气,食物的腐烂是暴露在空气中接触了氧气。在这整个教学环节中,由于学生是第一次系统的学习物质,没有明确的方向性,教师可以帮助学生从变化、性质和用途这三个方面搭建框架,然后学生利用这个基本点形成对物质的初步学习。
在二氧化碳的学习中,这个时候学生对如何学习物质的思路也有了一定的方向性,知道物质的变化与性质之间存在相互联系,此时的教学应该由学生通过实验找寻物质的性质,如:倾倒二氧化碳,我们观察到实验中燃烧的蜡烛自下而上熄灭,由下层蜡烛先熄灭的现象可以得出二氧化碳的密度比空气大,接着从燃着的蜡烛熄灭现象又可以得出二氧化碳不支持燃烧,根据这一性质可以推论得出二氧化碳可用于灭火。对比氧气与二氧化碳的学习,这个教学设计的转变,从而引导学生利用教材获取信息转变成学生利用实验来验证物质性质,本质上还是在突出变化和性质的联系,只不过利用实验,能让学生进一步了解化学学科是如何利用实验研究物质,而不是简单地利用资料文字进行了解。
在课堂中,教学的目的不仅是让学生获取信息,还应该培养学生拥有获取知识技能的策略(基本的三个环节:设计实验,观察现象,得出物质性质),并将这些策略从具体物质的学习中,运用到某一类物质的研究中,以此解决一些实际问题,例如比较甲烷和氮气的密度。
2.注重联系——宏观与微观。在上面说到了物质的性质,实质上,物质的性质离不开物质的结构,所以结构与性质密不可分,宏观与微观要密切联系。在物质的学习中,物质的化学性质体现在化学反应上,而化学反应的本质就是分子分成原子,原子结合成新分子。结构的改变让物质的性质发生了变化,例如认识水的两种过程中,水的沸腾和电解水,根据反应前后是否有新物质产生,可以得出水的沸腾属于物理变化,电解水属于化学变化。然而从微观上分析,这两种变化的本质区别是什么,就必须从水分子的结构是否发生了改变进行分析。水的沸腾是因为水分子间的间隔变大,而水分子结构未改变,电解水是因为水分子分成了氢原子和氧原子,并且产生了氢分子和氧分子,分子的结构发生了改变。因此,在物质的学习过程中,物质的微观构成是物质学习的进一步深化,教学中,要引导学生反思:物理变化与化学变化,从结构、数量、体积、质量和间隔这几个方面,微粒是否发生了改变。
3.归纳总结——分类的思想。在化学发展史上,很多重大发明都体现了分类的思想,例如元素周期表中,对元素周期律的展现就是一个经典的分类思想。此外,从人教版九年级化学教材的编写上看,对物质的学习,从氧气、水、二氧化碳等单一物质,逐渐转变成金属、酸、碱和盐等一类物质的学习,这就意味着,教学过程中要注重学生从具体到一般情况学习的分类思想。利用分类思想,可以帮助我们把繁多复杂的物质根据其组成结构分别归类,例如认识氢氧化钠和氢氧化钙的化学性质,因为从组成上看,这两个物质都含有OH_,物质类别属于碱,所以具有碱的化学性质,那么它们化学性质的学习就变成一种类型物质的学习,这样有效的减轻了学生在物质学习这一内容的负担。此外,这个方法也可以运用在其他物质的研究上,假设要认识氢氧化钾,那么就可以从分类的角度出发,从组成上看,氢氧化钾含有OH_,属于碱,因此,可以预测它的性质有:与指示剂(无色酚酞)作用,与非金属氧化物(二氧化碳)反应,与酸发生中和反应。当然要正确认识物质,还必须借助实验来验证其性质,但是利用分类的思想,可以在认识物质的过程中找准研究的方向。
参考文献:
[1]何彩霞,祝凯华,刘早早.从化学视角认识身边的物质——以“二氧化碳的性质”教学为例.教学仪器与实验,2015,31(5)
[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).北京:北京师范大学出版社,2011
[3]陈加林.初中化学基本概念的学习方法与教学策略.科普童话,2015,000(46)
[4]徐新萍.物质分类学习困难产生的原因与应对策略.化学教与学,2016(5)
作者简介:
何媛媛(1993-),女,汉族,贵州贵阳人,本科,二级教师,研究方向:初中化学教学。