基于学科核心素养培养的初中化学复习教学重构
——以“氯化钠”教学为例
2021-03-17张联国
张联国
(建阳区教师进修学校,福建 南平 354200)
2017 版普通高中化学标准要求“倡导真实问题情境的创设,开展以化学实验为主的多种探究活动,重视教学内容的结构化设计,激发学生学习化学的兴趣,促进学生学习方式的转变,培养他们的创新精神和实践能力”[1]。笔者从教学实践中了解到,初中学生化学知识的结构化和系统化程度不高,只停留在对零散知识的独立记忆上,无法前后联系、融会贯通。针对以上情况,笔者以氯化钠教学为例,将溶液的配制、提纯以及物质化学性质进行整合,帮助学生更加有效的复习。在重构知识的同时,初步建立学习元素化合物的一般方法,既避免了“炒冷饭”,又能使学生建立学习模型,重拾学习兴趣。
一、初中化学复习课存在的普遍性问题
(一)教学方法程式化
忽视学生知识的形成过程,压缩了知识的生长期和适应期。过于重视习题和强化训练,复习变成了知识碎片和大量作业习题的“聚合物”,即便是经过“轮式”化的复习,学生的系统化、网格化的知识体系没有建立起来,推理和演绎能力弱,知识无法沉淀在头脑中。
(二)教学媒体、手段单一
过度依赖现成的视频和课件,忽略学生动手和再学习的能力,即使是再实验,也无法提出进阶性的问题,由于学习和思维的模型缺失,对于陌生度高、情境新的问题常感手足无措。
(三)学习目标达成度低
过分强调知识的学习与技能的训练,忽略了知识的育人价值,记忆代替思考,创造力不足,重视解题技巧和解题方法的培养,忽略了学科价值。
二、“教学重构”的意义
知识是能力发展的前提和基础,态度包括自我认识、自我管理等,属于品格范畴,态度又是高层次能力发展的前提和基础。知识、能力和态度等方面的综合表现就是学科核心素养。[2]那么教学重构的意义在于在理解知识的基础上,选择、整合、优化和开放其他的教学资源,适时对学生进行引导、组织和交流合作,以达到复习课的唤醒、重组、提升的三大功能。目的是构建知识的内在联系达到综合运用、灵活运用,实现复习效果的最优化和最大化。[3]同时,摆脱了以往教学模式的单一、教学方法的陈旧等带给学生的疲劳感,带领学生用全新的视角,从知识的不同层面再次学习,有利于知识的巩固和记忆。让学生体会不同层次、多角度的教学,促进关键能力、必备品格和学科思想的形成,提升学科的核心素养。
三、教学重构案例的设计
笔者以为每一节复习课都要思考这三个问题“你准备把学生带到哪里(目标),你怎样把学生带到哪里(方法),如何确信你已经把学生带到那里(效果与反馈)”,以此作为教学设计和实施教学的基本路线。
(一)制定基于学科核心素养培养的教学目标
1.通过理论推导和实验,总结以氯化钠为目标产物的化学方程式的书写,学会在推导和实验过程中发现和解决问题。
2.进一步巩固溶解、过滤、结晶等实验基本操作,掌握过滤器的制作、蒸发皿、酒精灯等化学仪器的使用方法,强化基本实验技能的养成。
3.培养严谨、科学、求真的科学态度以及发散性思维,从不同的角度思考和设计实验,提出不同的设计方案。
(二)案例设计思路
1.为什么选择氯化钠?
氯化钠是初中学生最熟悉的物质之一,教材在编写的过程中也花了大量的篇幅,涉及一定溶质质量分数的溶液配制、粗盐的提纯(初中化学课程标准要求的八个核心实验占据二席)以及盐的性质等方面。但,相关内容分散在教材的各个章节。正是由于知识点的分散,学生无法形成系统的、结构性的复习解题策略,对知识的内化和自主运用程度不够。本案例的主要任务就是将涉及氯化钠有关的知识点进行汇总整合,建立模型。并以此为例,举一反三地引导学生养成学习化学的基本思想和方法,进而内化成学科素养。
2.力求达到的效果
通过对某代表物质的复习作为教学目标,引导学生逐步掌握知识、养成技能、发展素养的学习品格,在知识复习的基础上,通过再次实验(或活动或创新实验、综合实验),达到对知识的融会贯通,形成可行、自主稳定的思维模型。建立以学生为中心,以教学引导为支撑,以任务驱动为抓手的复习模式。学习过程中融活动探究、交流反思、总结提升于一体,把溶液的配制、固体物质的提纯、酸碱盐的性质以发散性思维的模式穿成串,以求达到预期的复习效果。
3.教学活动设计
(1)酸碱盐相关知识
[学习任务一]请写出不同类型的物质间相互反应,产物中有氯化钠的化学方程式。
NaR+XCl→NaCl+XR
小结:
当XR 分别是水、气体、沉淀等方面展开讨论。最后达成以下结论:
①当XR 为水,则R=O、OH;X=H;
②当XR 为沉淀,则R=OH;X=除K、Na、Ba、Ca、NH4 以外的常见金属;或当R=SO4、CO3;X=Ba、Ca;
③当XR 为气体,则R=HCO3、CO3;X=H;
设计意图:学生独自或小组成员之间通过协作完成化学方程式的书写,根据复分解反应的特点,从Na+、Cl-的“来源”为切入点,以求达到巩固旧知、总结归纳的目的。运用逆推法来书写化学方程式,既培养了学生的逆向思维能力,也发展学生“证据推理”“宏观辨识”“微观探析”等核心素养,初步学会归纳和总结的能力。
(2)实验设计和评价
[学习任务二]物质的提纯
[查阅资料]海水中含有各种盐,其中90%左右是氯化钠,另外还含有氯化镁、硫酸镁、碳酸镁及含钾、碘、钠、溴等各种元素的其他盐。
[提出假设]若“海水”中除了氯化钠外,还含有少量的氯化镁、氯化钙和泥沙,请设计实验,从“海水”中制得氯化钠晶体。
[基本要求]
①除杂试剂只能与杂质反应,不能与被提纯物质反应
②产物要易于分离
③不能引入新的杂质
根据以上要求,结合物质的性质设计实验方案,并填写下列表格
经过组内或组间的讨论,最终达成如下实验方案:
其一,降温结晶
学生查阅了三种物质在不同温度下的溶解度,绘制出如图1 的曲线图。
图1 氯化钙、氯化镁、氯化钠溶解度曲线图
问题:由溶解度曲线可知能不能采用降温结晶的方法提纯氯化钠呢?说出理由。
其二,溶解法
根据饱和溶液的性质,在一定的温度下,对某物质来说是饱和溶液,但,对于其他溶质并不一定是饱和溶液。将混合物投入到氯化钠的饱和溶液中。
结论:虽然可以溶解氯化镁、氯化钙,但是,并没有达到真正的分离,从生产的角度来说,实用性不大。
其三,沉淀法
结合有关酸碱盐的性质,各个小组展开实验探究活动,记录实验过程,用于交流研讨。在实验过程中,教师提出指导意见,并注意实验过程中应急情况的处理。
设计意图:巩固复习粗盐的提纯,在教材实验的基础上,加入了“化学除杂”的环节,提出更新的问题,培养学生辩证的观点。根据具体物质的性质,提出不同的方案,并讨论方案的优劣,养成敢于质疑,用于创新的精神,发展了学生的创新能力、证据推理等核心素养,进一步提升学生的逻辑推理能力和进阶思维。
(3)活动探究,交流合作
①固体物质的溶解
[学生思考]:
I.需要用到哪些仪器?
Ⅱ.如何加快溶解的速度?
Ⅲ.水的用量如何选择?是越多越好吗?
设计意图:巩固仪器的使用方法、基本操作及有关溶解度的知识。运用逆向思维来解决实际面临的问题,通过溶解度相关知识激发学生在“水的用量上”深层次的思考。培养学生的实验探究和模型认知素养。
②分离提纯
经学生的多次讨论、修改,达成如图2 的除杂流程图。
图2 除去海水中的氯化镁和氯化钙
[提出问题]:
Ⅰ.你是通过什么现象判断除杂反应发生了?
Ⅱ.实验①②产生的沉淀以及混合物中的泥沙是分步过滤还是实验结束后一次性过滤?
Ⅲ.氢氧化钠和碳酸钠的滴加顺序是否可以互换?
Ⅳ.你是如何判断杂质已经被除尽?请说出你的理由。
Ⅴ.该实验的哪些环节或步骤可以改进?说出你的想法。
设计意图:培养学生从定性过渡到定量的意识,熟悉溶解、过滤、蒸发、结晶等实验基本操作。学生带着有驱动性、层次性的问题进行深度学习,在不断的追问中,提出富有挑战性的问题,重在培养学生的质疑精神,发现有探究价值的问题,形成严谨、求实、开放的思维品质和科学态度,固化除杂的思维模型,发展学生的创新意识、证据推理、实验探究和科学精神素养。
四、收获与反思
1.学生认知水平方面
针对学生认知特点和发展水平,选择从身边的物质入手(也可家庭实验,实验的时间和空间上都得到了拓展),将溶液的配制、饱和溶液和不饱和溶液、过滤、蒸发结晶、混合物的分离、降温结晶、酸碱盐的性质等知识点囊括其中。考虑到不同学业水平的学生的接受能力,设置递进式的问题,在引发学生认知冲突的同时,衍生新的知识的生长点,建构新的学习基本模型,提高学生创新能力和知识迁移能力,将学生的思维模型外显化,形成“典型物质—构建模型-问题解决”的专题复习模式。
2.学生能力提升方面
关注学生实验技能的提升、思维品质以及价值观的形成,通过理论分析、演示实验、分组实验、构建化学实验体系的基本方法,形成结构化的元素化合物实验思维模型。通过独立实验、合作实验、实验方案的谈论和确立,不仅能巩固、再现、融合知识,而且在实验过程中培养了学生的合作、协作能力以及敢于质疑、勇于质疑的精神。
3.学生学科意识方面
从学生已有的经验出发,用化学的视角去观察周围的事物,启蒙和激发学生乐于探索真实的、丰富的、生动的、有意义的化学,从而提出对事物的独到见解。教师创造性的拓展教材,目的是能够把学生的理解和掌握引向深入,可以使学生知识向纵深发展,使得单一知识结构化、网络化,建立知识间的联系,进而增强知识的广度;克服学生对知识的僵化记忆和狭隘的理解,培养学生发散思维和创新能力。