基于任务驱动的初中化学复习课堂教学实践
2023-05-30黄丹娜
黄丹娜
摘 要 基于任务驱动的课堂教学实践有利于提升学生的学习能力和培育学科素养。以“探究锡纸成分”为例,开展初中化学“金属的化学性质”的复习教学,从主题确立、目标制定、教学流程、教学过程等方面阐述初中化学复习课堂实践过程,为复习课教学提供借鉴。
关键词 初中化学 任务驱动 教学实践 金属的化学性质
任务驱动课堂教学强调学生自主学习,以真实问题解决为出发点,学生在任务驱动下自主合作探究,在完成任务过程中获取知识,提升能力,形成思维[1]。基础教育课程改革强调改变教与学的方式,发展学生的核心素养。新的义务教育化学课程标准明确提出初中阶段要以发展核心素养为主旨,重视开展任务驱动学习、项目学习等素养导向的教学。基于任务驱动的课堂教学作为能促进学生积极参与并开展深度学习的课堂教学模式,有利于提升学生的综合能力,培养创新意识,有效地落实核心素养的培育。
任務驱动学习是教师在理解课程目标、分析教学内容的基础上,结合核心知识创设基于真实情境的学习任务,将合作探究学习落实于常态化的课堂教学中。规避了项目式学习由于时间长、跨度大,在初三阶段难以实现的弊端。现以“探究锡纸成分”为例,通过设计学习任务与驱动问题,引导学生综合应用所学知识与技能开展探究学习,并对实施过程中的关键问题进行深度思考、解决。
一、主题确立
设定适合的主题是开展任务驱动学习的关键,主题确立要依据课程标准,围绕教学内容,以学科核心知识为载体,选取贴近社会生产和生活的真实素材,提炼主题知识,融入具体的学习任务中,激发学生的探究欲望,培养解决实际问题的能力[2]。
金属是初中化学的重要学习内容,是学习和研究一类物质的开始,金属既有共同的通性,又有各自的个性,利用金属活动性顺序表认识金属的化学性质是金属学习的核心知识。本节课是在学习完金属的化学性质基础上,从学科知识在生活中的实际应用出发,以学生熟悉的“锡纸”为研究对象,挖掘能够激发学生兴趣和引发深度思考的驱动问题开展课堂学习。基于“金属的化学性质”,任务和问题的设计主要围绕金属与酸、氧气、金属化合物等物质的反应,引导学生自觉地联系已有知识展开实验探究,在解决问题的过程中加深对金属的化学性质的再认识,完善知识结构,提高科学探究能力,初步形成认识物质性质的思路和方法,感悟化学既源于生活,又用于生活,这符合新课标提出的课程内容要求和价值导向。
二、教学目标
课堂教学要求学生在解决问题的过程中进行知识构建,提升关键能力和思维品质。主题确立后,应根据学习主题确定教学目标,整体规划学习任务和学习活动。教师要依据课程标准,研究、分析学习内容所蕴含的知识、技能、方法、观念,及其在实际生产、生活中的应用价值,制定学习活动的明确目标[3]。本节课结合新课程标准对学生核心素养发展的要求,围绕学习主题的内容结构,制定教学目标如下:
1.根据金属的活动性顺序,设计合理的实验方案,验证“锡纸”的成分,提升实验方案设计能力和操作能力。
2.通过观察、比较、查阅资料、证据推理等方法探究“锡纸”的化学性质,提高科学探究能力与分析能力,培养敢于质疑、严谨求实的科学态度与创新意识。
3.通过对发现问题、解决问题过程的反思,形成应用金属的化学性质进行科学探究的思路和方法,提升知识迁移能力,感受化学知识在解决实际问题中的价值。
4.通过归纳概括金属的化学性质的共性和差异性,学会从“类”的角度认识物质,初步形成学习一类物质的思维模型。
三、教学流程
基于教学目标,课堂教学以“锡纸”为研究对象,提出相关驱动性问题,激发学生的兴趣和探究欲望。围绕“揭秘‘锡纸的成分”“探究‘锡纸的化学性质”“‘锡纸的使用和保存”“建构认识金属类物质的思维模型”等几个主要任务展开,让学生在合作探究、交流展示、反思总结等活动中提升思维,发展核心素养。主要教学流程如图1所示。
四、教学过程
学生以小组为单位,4人或6人为一组,根据任务目标,通过合作探究的形式完成任务。
(一)任务一:揭秘“锡纸”的成分
1.任务驱动。探究“锡纸”的成分是锡还是铝。
2.情境导入。展示烧烤时常用的“锡纸”商品及其成分说明,引发学生质疑。
3.问题引领。问题1:锡和铝的性质有什么不同?
问题2:你能根据现有的药品和仪器设计简单的实验进行验证吗?
4.探究活动。学生小组合作,根据提供的药品和仪器设计实验方案并完成实验,得出结论。
5.活动表现。大部分学生设计了如下实验方案:将形状、大小相似的铁钉和“锡纸”放入试管中,加入等量、等浓度的稀盐酸,观察到锡纸表面产生大量气泡,铁钉表面产生少量气泡,如图2所示。根据实验现象,分析得出“锡纸”的成分为铝。
6.总结提升。学生通过实验探究,形成基于金属与酸反应的化学性质设计对照实验来区别不同金属的认识。
(二)任务二:探究“锡纸”的化学性质
1.任务驱动。根据对金属物质的认识,分析“锡纸”具有的化学性质。
2.情境导入。演示并投影实验:将“锡纸”放入盛有稀盐酸的试管中,引导学生观察,一开始并没有气泡产生,激发学生思考。
3.问题引领。问题3:“锡纸”在稀盐酸中没有立即产生气泡的原因是什么?
问题4:“锡纸”还会与什么物质发生反应?请设计实验验证你的猜想。
学生提出“锡纸”表面有氧化物,“锡纸”还会与氧气、硫酸铜等反应,设计并完成相关实验后,再次提出问题。
问题5:为什么“锡纸”在酒精灯火焰上加热时没有燃烧?
问题6:“锡纸”放入硫酸铜溶液中为什么没有析出红色的铜?能用什么方法让“锡纸”表面析出铜?
4.探究活动。学生小组交流讨论,回顾所学金属的化学性质,猜想“锡纸”可能有的化学性质,并设计实验方案进行验证。
5.活动表现。对于问题3和4,学生提出猜想:①“锡纸”能与氧气反应,在表面生成致密的氧化铝薄膜;②“锡纸”还能与一些金属化合物的溶液发生反应,如硫酸铜溶液。动手实验并观察现象:①用坩埚钳夹持一小片“锡纸”,放在酒精灯火焰上加热,观察到“锡纸”发红,熔而不滴;②将“锡纸”放入装有硫酸铜溶液的试管中,观察到有少量气泡产生,表面没有析出红色固体。
对于问题5和6,学生根据教师提供的有关锡、铝、氧化铝熔点的资料卡片,思考后解释了以上现象。同时提出先除去表面的氧化铝,再放入硫酸铜溶液中的实验方案。有的学生尝试直接往放入“锡纸”的硫酸铜溶液中加入适量稀盐酸,结果观察到“锡纸”表面产生大量气泡,很快析出大量红色固体,如图3所示。
6.总结提升。学生在合作探究中归納“锡纸”的化学性质,并初步形成从共性、个性等方面认识金属类物质的思维模型,如图4所示。
(三)任务三:“锡纸”的使用和保存
1.任务驱动。归纳影响“锡纸”的保存和使用的因素。
2.情境导入。播放生活中使用“锡纸”的视频,引导学生观察并思考问题。
3.问题引领。问题7:根据对“锡纸”性质的认识,日常生活中应如何正确使用和保存“锡纸”?
4.探究活动。小组内交流讨论,根据获得的知识及教师提供的有关铝、氧化铝性质的相关资料,总结影响“锡纸”使用和保存的因素及正确的使用方法。
5.活动表现。学生汇报:①不能长时间接触酸性或碱性物质;②不能直接置于温度较高的火焰上长时间加热。
6.总结提升。通过将所学的化学知识应用到实际生活中,引导学生学会从化学的视角看待事物和解决实际问题。
(四)任务四:建构探究金属类物质的思维模型
1.任务驱动。总结探究金属类化学性质的思路方法。
2.情境导入。金属制品在生活中使用广泛,启发学生思考如何应用所学的知识和方法对一些金属进行科学探究和认识。
3.问题引领。问题8:在探究“锡纸”的过程中,应用了什么知识?采用了哪些方法?发现了什么问题?
4.探究活动。学生小组内交流,通过回顾和反思对“锡纸”性质的探究过程,总结探究金属化学性质的思路和方法。
5.活动表现。学生交流学习经历和感悟,提出自己的一些认识。如:①可以通过熟悉物质的性质去猜想同一类的陌生物质的性质;②实验方案中需要设计对照实验进行探究;③同一类物质的性质也有特殊的事例,看待事物要有一般与个别相结合的思想。
6.总结提升。在学生相互交流和教师的引导基础上,师生共同归纳探究金属的化学性质的思路方法,如图5所示。并初步建构出应用一般与个别相结合的思想认识和学习一类物质的思维模型,如图6所示。
五、教学反思
(一)合作学习小组的构建
基于任务驱动的学习是在教师的引导下,学生通过小组合作形式开展学习活动。学习小组的组建并不是随意的,科学分配学习小组,是学生有效地开展交流讨论、实验探究等学习活动的重要保障。
1.尊重学生学习能力的差异。由于不同学生的学习能力存在差异,为了尽可能地保证全班学生都能够积极主动地参与项目活动,避免学习能力较弱的学生在解决问题中遇到困难时失去学习兴趣和信心,教师需要了解班级学生的实际情况,以互补性原则作为主要依据进行合理分组。
2.充分发挥学生的特长。构建合作学习小组除了根据学生的学习能力外,还可以从学生性别、个性、特长等方面综合考虑进行合理调配。例如,在“验证‘锡纸成分”任务中,需要知识基础好的学生提出根据金属活动性顺序表中锡和铝的位置关系设计实验方案,引导全组进行实验操作,完成项目任务;动手能力强的学生进行实验操作;表达能力好的学生负责成果汇报等。
总之,合作学习小组的构建要求组长发挥积极的组织作用,小组成员密切配合,发挥各自特长,真正以合作学习的方式展开探究活动,以促进每位学生学有所获。
(二)任务和驱动问题的设计
基于真实情境的任务驱动学习,倡导从生活中挖掘素材,选择贴近学生生活、具有真实意义的主题,将任务融入情境,设计驱动性问题,培养学生综合运用所学知识和技能解决实际问题的意识和能力。
1.设计适合学生完成的任务
初三化学教学任务重,学生学习压力大,学习过程主要在课堂中完成。由于课堂教学时间有限,任务和问题的设计尤其重要。设计时需要考虑能否激起学生的探究欲望,是否符合学习的内容要求,难度是否与学生的知识基础和能力匹配。驱动任务的设计要以教学目标的实现为依据,选择有代表性的研究对象,有利于知识建构,有利于学生能力、素养的提升,并且能在有限课堂时间内完成。
2.设计促进驱动任务完成的引领性问题
以任务目标为依据设计驱动性问题则更有针对性。设计的问题应具有能驱动学生联系已学知识,解决方案多元化,问题解决真实、有意义等特征[4]。例如,在“探究‘锡纸的化学性质”任务中,提出问题“根据对金属类物质的认识,你认为锡纸还会与什么物质发生反应?你将如何设计实验进行验证?”问题指向性明确,使学生自觉地联系金属类物质的化学性质进行思考探究,最终形成探究金属的化学性质的一般思路,并学会迁移、应用这种认识思路去解决新的问题。
围绕目标,创设与学科知识、学生实际相匹配的任务和问题,才能在教学过程中引导学生主动地提取已学知识和经验开展积极探究,在解决问题的过程中重构知识体系,形成认知模型。
(三)学习中知识的拓展
任务驱动是基于真实情境中对真实问题的解决。初三学生虽然具备了一定的分析能力,但知识水平有限,学生在应用已有知识解决问题的过程中可能会遇到一些困难,这时候需要教师提供一些相关的拓展知识,推动学习活动的正常开展。
1.提供资料,消除知识盲点。在探究过程中,学生可能会遇到一些知识盲点,这时教师可以提供一些补充性知识作为学习资料。例如,在学生探究“锡纸”与氧气的反应时,教师可以提供铝、锡、氧化铝的熔点等信息资料,帮助学生理解加热时出现的“熔而不滴”现象,从而明白为什么锡纸材料选择铝,降低思考难度。
2.补充知识,化解认知冲突。学生在实验中可能会观察到一些与预想不一致的现象,与已学知识产生冲突,也需要教师进行补充性解释,消除学生的疑惑。例如,学生在将锡纸放入硫酸铜溶液时发现产生气泡,提出为什么会有气泡产生的疑问。这时不宜对高中化学中的“盐类水解”知识做过多分析,而应结合初中对有些盐溶液不一定呈中性的认知,解释硫酸铜溶液是一种呈弱酸性的盐溶液,让学生容易接受,又不会占用太多时间而影响课堂学习活动的进行。
教学时,拓展知识补充时应考虑其是否能够让学生接受,避免引入超出学生理解能力的内容,既造成学习负担的加重,又影响学习的进度。
(四)学习的总结评价
总结和评价是深化学习的重要组成部分,促进素养发展目标达成的重要环节。新课程标准提倡教学中积极开展学生自评、互评与教师评价相结合的评价方式,充分发挥评价对发展核心素养的功能[5]。
1.关注学生的学习表现。教师对学生学习的评价,不能用单一的测验方式来检验最终的学习成果,而应针对学生在任务完成过程中的学习态度、活动行为、学习成果等多方面进行评价。课堂上教师要密切关注学生在小组交流讨论、实验方案设计、实验操作等学习活动中的表现,观察个人和小组的学习情况,对个人活动行为、小组合作能力等适时做出阶段性评价。
2.注重學生间的自评互评。课堂评价还可以组织学生开展自评互评活动。学生发表对自身的认识,同时对其他同学设计的实验方案进行评价与质疑,提出自己的意见。通过自评互评,学会倾听和反思,更好地发现自身的优势和不足,也提高了评价能力。在学生对学习活动进行总结的基础上,教师应再次引发学生进一步思考,对整个学习过程进行全面的总结和评价,增进学生对知识的系统理解,提升认识,促进思维模型的建构,提高解决问题的能力,从而增强对后续学习的意愿。
本节课最终的总结评价环节,引导学生审视学习过程,学会从物质类别视角探究物质性质的思路方法,建立从共性和个性视角学习一类物质的思维模型,实现培养学科思维,发展学科素养的教学目标。
[参 考 文 献]
[1]王磊.基于化学学科的项目式学习探索:历程、收获、反思与展望[J].教育,2019(48):4-6.
[2]符爱琴,周晓燕.初中化学微项目化学习课程的构建研究:以项目“皮蛋的制作”为例[J].化学教学,2022(1):32-37.
[3]王云生.任务驱动学习、项目学习的本质特征及其运用:以化学教学为例[J].福建基础教育研究,2019(2):103-105.
[4]胡佳怡.项目式学习及其实践困境的突破[J].教学与管理,2021(11):5-8.
[5]郑爱芳.指向“教、学、评一致性”的教学设计与实践[J].中小学教学研究,2020(4):56-61.
(责任编辑:姜显光)