基于情境体验的初三化学复习教学的实践与思考
2022-04-27沈健
摘 要:基于真实情境的问题探究既贴近生活实际,又指向学生核心素养发展,在顺应学生心理发展特点的同时,让学生投入情感,帮助学生形成社会责任意识。在复习课中,教师通过设置一项较为复杂的任务组织教学过程,把相关内容设计得有趣、有意义,可以极大提高学生学习的积极性。“松花蛋的加工工艺”这一真实情境是基于化学复习课的教学内容、目标与任务创设的。在这样的化学复习课中,教师通过创设情境设置问题链,学生通过解决问题驱动学习,从而建立利用化学知识分析、解决实际问题的思维模型。
關键词:初中化学;复习教学;情境体验
作者简介:沈健(1988—),男,上海市世界外国语中学,一级教师,硕士研究生学历。
一、问题背景
教师在开展化学复习课教学时,应从新的视角出发,使学生从整体上把握复习内容的基本结构,对已学过的知识进行二次学习,从而促进学生形成结构化、功能化、系统化的知识,使学生的认知水平和价值观念达到新的高度[1]。
根据《义务教育化学课程标准(2011年版)》有关内容,精心创设的情境不仅可以为学生提供生动、丰富的学习素材,激发学生学习的兴趣,让学生成为教学活动的主体,还可以为学生提供在实践中应用所学知识解决实际问题的机会,实现其能力的发展。教师可以在复习课中以富有价值的真实情境为载体进行教学,如“松花蛋的加工工艺”,这一情境贴近学生的生活,能促使学生通过查找文本资料、开展实验等解决问题,实现学生的化学学科核心素养的提升。
二、教学目标和过程
有研究表明,大部分初三学生的思维以形象思维为主,正处于向抽象思维、逻辑思维发展的阶段,所以教师应该根据初三学生的这一特点进行教学设计。
酸、碱、盐溶液是初中化学教学的重点,其涉及的知识内容庞杂、题型多变,是初三学生学习的难点。学生往往在课上听得懂,课后却不会做题,无法有效运用所学知识解决问题,遇到综合型问题往往束手无策。之所以会出现这种情况,主要是因为学生虽然学习了零散的知识,但是却没有对知识进行系统的梳理。因此,笔者在学生学习了有关酸、碱、盐溶液的元素化合物、化学计算等内容后,基于“松花蛋的加工工艺”这一真实情境设计了一个完整的探究活动,让学生参与发现问题、分析问题、解决问题的过程,在活动中通过阅读资料、挖掘有效信息,自主构建知识体系,并形成解决问题的一般思路和方法。
(一)目标设计
1.学生学会运用常见的酸、碱、盐来检验常见的物质,归纳检验混合物中的物质的原则,探究物质检验的依据和途径。
2.学生学会在真实情境中应用化学方程式计算多组分溶液中特定溶质的质量分数。
3.学生通过对松花蛋浸泡液的循环利用、无害化处理的措施的了解,树立绿色化学思想,感受化学学科的魅力,激发学习热情。
4.学生学会建立利用化学知识分析、解决实际问题的思维模型。
5.学生通过解决真实情境中的问题,体验完整的科学探究过程。
(二)过程设计
在“松花蛋的加工工艺”的复习课中,笔者先将这一项真实、复杂的问题探究任务拆分为以下三项驱动型任务,接着将这三项任务转化成八个层层递进、由浅入深的关于对多组分溶液中特定溶质成分的定性、定量探究的子问题。
1.学生通过分析具体的化学反应了解松花蛋的制作原理。
2.学生对成功腌制松花蛋所需的氢氧化钠溶液的浓度进行探究。
3.学生对剩余的松花蛋浸泡液进行分析,并制订循环利用、无害化处理浸泡液的措施。
在第一项驱动型任务“分析松花蛋的制作原理”中,笔者设计的六个问题及其意图和预想的学生回答的内容如下:
问题1:阅读文本资料一“松花蛋的简介及配料”,思考制作松花蛋需要用到的材料,并写出相应的物质名称及化学式。
回答:生石灰CaO;纯碱Na2CO3;氯化钠NaCl
设计意图:复习上述物质的名称、化学式、化学性质等基础知识。
问题2:上述物质之间可能会发生什么化学反应?写出相应的化学方程式。
回答:CaO+H2O=Ca(OH)2;Ca(OH)2+Na2CO3 =CaCO3↓+ 2NaOH
设计意图:提升学生的分析能力,使学生明确 Ca(OH)2、Na2CO3 的化学性质。
问题3:分析制作松花蛋的料泥的滤液中的溶质成分有哪些?
回答:一定会有NaOH和NaCl,可能会有 Ca(OH)2或Na2CO3 。
设计意图:为下一步的实验设计做铺垫。
问题4(重点):设计一个实验,以检验料泥的滤液中是否存在Ca(OH)2 或Na2CO3 。
回答:可以向滤液样品中滴加HCl或滴加 Na2CO3 或滴加 CaCl2 ,也可以通入 CO2 ,观察是否会发生化学反应。
易错答案:滴加CuSO4或AgNO3 。
设计意图:引导学生运用所学的与物质性质相关的知识设计一个简便、合理、可行的实验方案,并引导学生与学生之间对方案进行相互评价、修正,让学生进行思维的碰撞,帮助学生提升实验设计能力、语言表达能力。另外,在引导时不应对学生的方案做过多的干涉,而应尊重学生的想法。
问题5:若熟石灰( Ca(OH)2 )和纯碱恰好完全反应,那么生石灰和纯碱的质量比是多少?
回答:56∶106
设计意图:帮助学生回顾对简单的化学方程式的计算,从定性思维的视角向定量思维的视角转换。
问题6:阅读文本资料二“制作松花蛋的配料表中各种配料的质量”,分析在实际生产中生石灰投入的质量大于理论值的原因是什么?
回答:为了降低成本。
设计意图:引导学生从经济性的角度考虑对原料的投入,体会理论上的化学计算对实际生产的指导作用。
在第二、第三项驱动型任务“探究松花蛋浸泡液”中,笔者设计的两个问题及其意图和预想的学生回答的内容如下:
问题7:阅读文本资料三“氢氧化钠溶液的浓度对蛋白质的凝固的影响”,探究成功腌制松花蛋所需的氢氧化钠溶液的浓度;然后对最容易联想到的探究方案进行评价。
回答:采用控制变量法(二分法),配制不同浓度的氢氧化钠溶液;但是采用这种方案进行探究,需要消耗较多的资源和较长的时间。
设计意图:考查学生是否具备探究能力和控制变量的意识,同时让学生深刻感受溶质质量分数对实际生产、生活的重要性。
追问:如何借鉴传统的加工松花蛋的工艺方法,对成功腌制松花蛋所需的氢氧化钠溶液的浓度进行预估?
回答:可以根据文本资料二“制作松花蛋的配料表中各种配料的质量”预估氢氧化钠溶液的浓度。
设计意图:引导学生培养结合现有经验预测探究结果、解决问题的意识,同时为引出问题8做铺垫。
问题8:如何根据文本资料二计算氢氧化钠的质量分数?(思维点拨:计算溶液的总质量时,其余溶解在水中的溶质也要计入,还要考虑氢氧化钙的微溶)
回答:氢氧化钠溶液的质量分数
a% = ×100%
易错答案:a% = ×100%
设计意图:复习关于多组分溶液中某一特定溶质的质量分数的计算,对计算溶液总质量时只计入氢氧化钠和水的质量的问题进行纠正。
整个探究过程包括提出问题、做出假设、设计实验、进行实验、得出结论、拓展反思,均由学生自主开展,教师则负责适时点拨、归纳,以知识为载体提升学生基于真实情境解决复杂问题的能力,进而提升学生的化学学科核心素养。
上述三项驱动型任务分别对应建立解决实际问题的思维模型的三个步骤,即“实际问题运用了什么原理?”“实际问题怎么解决?”“实际问题的结果怎么控制?负面影响怎么消除?”通过对上述任务的探究,明确了松花蛋的加工工艺中涉及的化学反应原理,同时深刻体会到:松花蛋的制作方案从理论到实践是一个复杂的过程,而且需要从经济性、可操作性、是否会造成二次污染等多个角度综合考虑。在遇到其他实际问题时,学生可以尝试运用这一思维模型进行解决,如自热火锅发热包的成分探究等。
三、教学反思与启示
(一)创设生活化情境,激发探究热情
松花蛋是中国传统美食之一,笔者设计的“松花蛋的加工工艺”这一探究活动,立足真实的情境,通过紧密衔接、相互关联的三项驱动型任务,能将知识由课内向课外迁移,让学生保持学习的动力,有效地激发学生的探究热情,培养学生勇于创新、勤于表达、敢于质疑的宝贵品质。笔者精心设计的生活化情境为学生提供了丰富的学习素材,让学生在感知信息、加工信息、综合运用学科知识的过程中不断提升化学学科的核心素养。
学生的生活经验以及对生产、生活情境的認识直接影响他们对化学的理解,他们在学习了化学知识之后,会运用所学知识再次审视周围的世界,体会化学的实用性,认识到“化学即生活,生活即化学”。因此,教师创设生活化的情境,能极大地丰富学生的情感体验,有效促进学生对“学真实的化学”的学习理念的认知以及教师对“教真实的化学”的教学理念的认知。
复习课中一种常见的情况是“穿靴戴帽”式地联系实际——仅在复习课教学的开始和结尾简单地提及“科学、技术、社会、环境”(英文缩写为STSE)的内容。为了避免出现这种情况,教师应尝试将STSE贯穿复习课的始终,其核心在于找到化学教学与社会生活的关键结合点。在复习课教学中,教师要通过不断积累和挖掘素材,充分发挥自身的实践智慧,展现STSE内容所蕴含的化学知识、生活知识以及问题解决方式。
(二)设置驱动型问题,提升思维品质
教师在复习课中应着眼于培养学生调动所学知识解决实际问题的能力,通过任务驱动,使学生头脑中的化学知识系统化、网络化、条理化,打破固有的思维定式,举一反三、触类旁通,将已经学过的知识进行再学习,帮助学生回顾以前的知识,同时在全面了解这些知识的基础上对其进行重构,提高对知识的再认识,提升认识的层次,从而促进学生的学习能力的发展。
对问题的设计应充分考虑初三毕业班学生的心理和年龄特点,兼顾各类学生,做到难易结合、形式多样,有梯度、分层次,面向全体学生。对问题链的设置应基于学生的认知能力和课程标准,符合整体性原则,注重问题之间的内在联系,问题可以从定性到定量,由浅入深、由点到面地层层推进。在复习关于化学方程式和溶液的计算时,教师可以通过追问、点拨、提供信息引导学生深入思考,帮助学生理清知识之间的内在联系及前后衔接关系,自主构建知识框架。
教师要适时对化学思想和方法的关键要素进行归纳和点拨,对于本例而言,对“松花蛋的加工工艺”的探究为明线,暗线则是对氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙等物质性质的学习,将检验、鉴别、定量测定等方法自然融入其中。教师要让学生通过解决某些具体问题掌握一般原理,引导学生灵活运用知识,提高其探索、创新能力,提升其思维品质。
(三)捕捉生成性资源,引起师生共鸣
在综合运用知识解决问题的过程中,学生如果被赋予了充分的自主权,那么他们会在学习过程中表现出较高的积极性。比如,就如何确定剩余的浸泡液中氢氧化钠溶液的浓度这一问题,有学生提出疑问:“虽然浸泡液在密闭容器中保存,但经过30天后,氢氧化钠溶液是否会变质而产生碳酸钠,影响测定结果的准确性?”教师可借此机会将问题留给学生,让学生自主探讨。
学生在课堂上迸发的思维火花常常是学生形成知识的助推剂,是学生提升能力的催化剂。教育家苏霍姆林斯基说过:“教育的技巧并不在于能预见到课上的所有细节,而在于根据当时的具体情况,巧妙地在学生不知不觉中做出相应的变动。”化学课堂上蕴藏着丰富的生成性资源,教师及时捕捉、激活和利用好这些资源,能使教学实践更富有创造性与合理性。
教师要让学生在鲜活的化学复习过程中提升效率,促进学生对学习内容的再次理解和掌握,提升学生的创新及批判性思维能力,助力学生的个性化发展,从而使化学教学“因问题而美丽”。
[参考文献]
[1]王雅莉.初中化学PBL教学模式及应用研究[M].上海:上海教育出版社,2018.
[2]陈德红.凸显化学学科价值 彰显学科育人功能——九年级“常见物质的鉴别”教学设计[J].现代教学,2015(19):28-30.